Расчет затухания оптического кабеля

Важнейшим параметром световода является затухание. Затухание сигналов в волоконном световоде ОК является одним из основных факторов, определяющих максимальное расстояние, на которое можно передать сигнал без промежуточных регенераторов.

Затухание световодных трактов волоконно- оптических кабелей a

обусловлено собственными потерями в волоконных световодах и дополнительными потерями, обусловленными деформацией и изгибами световодов при наложении покрытий и защитной оболочки при изготовлении кабеля, и определяется по формуле:

a = aс+ aк (

4.3)

где aс-

собственные потери;

aк- потери кабеля

aс=aп + aр + aпр

(4.4)

где aп-

потери поглощения;

aк- потери рассеяния;

aпр- потери при наличии посторонних примесей

Потери на поглощение существенно зависят от чистоты материала и при наличии посторонних примесей могут быть значительными.

Затухание в результате поглощения aп

связано с потерями на диэлектрическую поляризацию, линейно растёт с частотой и существенно зависит от свойств материала световода(tg d). Величина aп определяется по формуле:

pn1 * tg d

aп = *

4.34 , dB/ км, (4.5)

l

где tgd -

тангенс угла диэлектрических потерь,

tgd=2,4*10 - 12;

l - длина волны,

l = 1,31*10 - 9км;

3,14*1,4616 * 2,4*10 - 12

aп = * 4.34 = 0,036 , dB/ км.

1,31*10 - 9

Затухание рассеяния обусловлено неоднородностями материала волокна, нарушением геометрической формы оптического волокна, размеры которых меньше длины волны и тепловой флуктуации показателя преломления. Рассеяние происходит тогда, когда мода распространения света изменяется так, что некоторая часть оптической энергии покидает волокно.

Потери на рассеяние определяются формулой:

=

4.34 * (8p3/ 3l4 )(n12-1)*K*T*c*10 3 , dB/км (4.6)

где l -

длина волны, l=1,31*10-6 м;

K-

постоянная Больцмана, K= 1,38*10 - 23 Дж/к

T- температура перехода стекла в твёрдую фазу, T=1500К;

c -

коэффициент сжимаемости, c

= 8,1*10-11м/н.

4.34*8*3,14 3

aр= *(1,46162-1)*1,38*10-23*1500*8,1*10-11*103 =

3 * (1,31*10 - 6)4

=0,23 dB/км

Согласно формуле (4.4) определим собственные потери:

ac= 0,23 + 0,036 +0,03= 0.296 dB/км

Кроме собственных потерь имеют место ещё и кабельные потери aк, обусловленные деформацией оптических волокон в процессе изготовления кабеля, скруткой, изгибами волокон, а также технологическими неоднородностями волокна. В общем случае они рассчитываются по формуле:

aк=a1 + a2 + a3+ a 4

(4.7)

где a1-

затухание вследствие потерь на микроизгибах (a1=0,1 дБ/км);

a2- затухание вследствие потерь на макроизгибах (a2=0,2 дБ/км);

a3- затухание вследствие потерь в защитной оболочки (a3=0,1 дБ/км);

a4- затухание вследствие термомеханических воздействий на волокно в процессе изготовления кабеля (потери вследствии термомеханических воздействий примем равными нулю).

Зная значения a1, a2, a3, a4

определим величину дополнительного затухания aк по формуле (4.7):

= 0,1 + 0,2 + 0,1 = 0,4 dB/км

Общее затухание оптического кабеля составит:

a = aс + aк

a =

0,296 + 0,4 = 0,696 dB/км

Интересное из раздела

Цифровой показатель уровня топлива
Топливомер - прибор, измеряющий объемное или весовое количество топлива или масла в баках. Как правило, непосредственное измерение количества топлива крайне затруднено, п ...

Анализ и синтез линейной системы автоматического управления
Анализ системы автоматического управления Исходные данные: Рассмотрим структурную схему III изображенную в табл. П-1.1. Параметры ...

Однофазный инвертор напряжения
В данном курсовом проекте проектируется полупроводниковый преобразователь электрической энергии - автономный инвертор напряжения. Вначале преобразователи выпол ...