3. Расчет Параметров световодов

Для полного представления о том как будет работать ВОСП необходимо рассчитать следующие параметры волоконного световода:

• числовая аппаратура;

• затухание;

• дисперсия световода;

• количество регенерационных пунктов

Затухание кабеля приводит к уменьшению передаваемой мощности, что соответственно лимитирует длину регенерационного участка. Дисперсия кабеля приводит к наложению передаваемых импульсов и, как следствие, к их искажению, и чем длиннее линия, тем больше вносимые искажения импульсов, что, в свою очередь, также накладывает ограничения на пропускную способность кабеля ∆F.

Расчет производится из того, что длина волны λ=1,55 мкм, а диаметр φ_серд=10мкм.

3.1. Расчет числовой аппаратуры na и коэффициента затухания

NA представляет собой синус максимального угла падения φ_пад лучей на торец световода, при котором световодный луч на границу сердцевина оболочка падает под критическим углом –φ_кр.

Если φ_пад ≥ φ_кр, то в световоде происходит полное внутреннее отражение луча.

Где

отличается от на 1%

Важным параметром световода является затухание передаваемой энергии.

λ_n- затухание на поглощение, связанное с потерями на диэлектрическую поляризацию, линейно растет с частотой и существенно зависит от свойств материала световода.

Потери на рассеяние, возникающие в результате флуктуации преломления называются рэлеевскими и определяются по формуле:

Где

Суммарное значение:

Где коэффициент затухания в инфракрасной области расположенной в диапазоне длин волн выше 1,6 мкм.

коэффициент затухания из-за наличия в материале волокна посторонних примесей=0,04 дБ/км

Так же надо учитывать дополнительные кабельные потери . Все кабельные потери увеличивают коэффициент затухания.

Где дополнительное затухание за счет геометрии волокна =0,15

потери на стыке оптических волокон в муфте методом сварки путем плавления =0,05дБ на стык.

протяженность строительной длины оптического кабеля =9,6км (в трубе) 1,1 км (по дну реки)

3.2. Расчет дисперсии световода

В световоде при передаче им­пульсных сигналов (отличающихся друг от друга различной мощ­ностью) после прохождения ими некоторого расстояния световые им­пульсы искажаются и расширяются во времени, т. е. время подачи одного импульса увеличивается. В результате наступает такой мо­мент, когда соседние импульсы начинают перекрывать друг друга. Данное явление в теории световодов называют дисперсией.

Дисперсия не только ограничивает частотный диапазон исполь­зования световодов, она существенно снижает дальность передачи по ОК, т.к. чем длиннее линия, тем больше проявляется дисперсия и больше уширение импульса. Дисперсия возникает по двум причинам: 1. некогерентность источников излучения и появление спектра ;

2. су­ществование большого числа мод N.

Первая называется хроматичес­кой (частотной) дисперсией, которая делится на материальную и волновую. Материальная дисперсия обусловлена зависимостью коэффи­циента преломления материала световода от длины волны. Волновая дисперсия обусловлена процессами внутри моды и связана со световодной структурой моды. Она характеризуется зависимостью коэффи­циента распространения моды от длины волны. Модовая дисперсия объясняется наличием большого числа мод, каждая из которых распространяется со своей скоростью. Результирующее значение уширения импульсов за счет модовой _мод , материальной _мат и волновой _вв дисперсий

(3.2.1)

Причем, для одномодового волокна не учитывается модовая дисперсия.

Для одномода: