3.Расчет параметров оптического волокна

Зная ∆ и n1,найдём n2:

(3.1)

тогда

Зная значения показателей преломления сердцевины и оболочки ОВ, найдем числовую аппертуру:

(3.2)

n₁ – показатель преломления сердцевины ОВ;

n₂ – показатель преломления оболочки ОВ.

Отсюда найдем значение апертурного угла:

(3.3)

Значение нормированной частоты рассчитывается по формуле:

(3.4)

Примем a=4,75мкм, т.к волокно одномодовое по Рекомендации ITU-T G.652C

a – радиус сердцевины ОВ;

 - длинна волны, мкм.

Определим число мод:

N=V²/2 - для ступенчатого ОВ;

Расчет затухания

Собственное затухание ов зависит от , n₁ и n₂ , и рассчитывается по формулам:

_с=_п+_р+_пр (3.5)

где _п затухание поглощения, зависит от чистоты материала и обуславливается потерями на диэлектрическую поляризацию.

дБ/км, (3.6)

tg - тангенс диэлектрических потерь ОВ.

В курсовом проекте примем tg=10^-11

 - длинна волны, км.

_р – затухание рассеивания, обусловлено неоднородностями материала и тепловыми флуктуациями показателя преломления;

k= 1,3810^-23 Дж/К – постоянная Больцмана ;

Т=1500 К - температура плавления кварца;

= 8,110^-11 м²/Н – коэффициент сжимаемости;

(3.7)

_пр – затухание примеси, возникает за счет наличия в кварце посторонних ионов различных материалов или гидроксидных групп.

_с=_п+_р дБ/км

кабельное затухание – обусловлено условиями прокладки и эксплуатации оптических кабелей.

В курсовом проекте примем

Тогда

Расчетное суммарное затухание будет:

=_с+_к , дБ/км (3.8)

=0,265+0,13=0,395дБ/км

Расчет дисперсии

Дисперсия – рассеивание во времени спектральных или модовых составляющих оптического сигнала.

Полная дисперсия рассчитывается как сумма модовой и хроматической дисперсии.

(3.9)

В свою очередь хроматическая дисперсия состоит из материальной, волноводной и профильной дисперсии.

Материальная дисперсия обусловлена тем, что показатель преломления сердцевины изменяется с длинной волны.

=1 нм для ППЛ;

_мат=М(); пс/км (3.10)

М() – удельная дисперсия материала, .

 - ширина спектра источника излучения, нм.

волноводная дисперсия – обусловлена процессами внутри моды и характеризуется зависимостью коэффициента распространения моды от длинны волны:

_вол=В(); пс/км (3.11)

В() – волноводная дисперсия, .

профильная дисперсия проявляется в реальных ОК и обусловлена отклонением продольных и поперечных геометрических размеров и форм реального ОВ от номинала.

_пр=П(); пс/км (3.12)

П() – удельная профильная дисперсия, .

для нашей длины волны 1.31мкм примем:

М(), пс/(кмнм)=-5пс/км*нм

В(), пс/(кмнм)=8пс/км*нм

П(), пс/(кмнм)=4пс/км/нм

Тогда:

_мат=М()=1*(-5)=-5пс/км

_вол=В()=1*8=8пс/км

 _пр=П()= 1*4=4пс/км

Так как волокно одномодовое то модовая дисперсия отсутствует.