6.2. Расчет ослабления сигнала в ов
Затухание
сигнала в ОВ обусловлено собственными
потерями и дополнительными потерями
,
обусловленными неоднородностями
конструктивных параметров, возникающих
при деформации и изгибе световодов в
процессе наложения покрытия и защитных
оболочек при изготовлении кабеля.
Коэффициент затухания:
Величина
в реальных условиях составляет 0,3 – 0,5
dB/км,
примем
= 0,3
dB/км.
Собственные потери
состоят из трех составляющих: ослабления
за счет поглощения
,
ослабления за счет наличия в материале
ОВ посторонних примесей
,
ослабления за счет потерь на рассеяние
.
Отсюда:
Ослабление
за счет поглощения
линейно растет с частотой и связано с
потерями на диэлектрическую поляризацию.
Фактически эти потери обусловлены
характером показателя преломления
сердцевины, который связан с
.
При современном уровне технологии
изготовления ОВ коэффициент преломления
практически имеет действительное
значение,
и потери на поглощение можно не учитывать
по сравнению с другими составляющими.
Потери энергии также существенно возрастают из-за наличия в материале ОВ посторонних примесей , таких, как гидроксильные группы (ОН), ионы металлов и другие включения. В области резонансов собственных колебаний ионов примесей обычно имеются всплески ослабления (рис.2). Как видно из-за примесей возникают всплески ослабления на волнах 0,95 и 1,4 мкм. При этом наблюдаются три окна прозрачности световода с малыми ослаблениями в диапазонах волн 0,8 – 0,9; 1,2 – 1,3; 1,5 – 1,6 мкм (рис. 3).
В этих диапазонах с увеличением длины волны ослабление существенно уменьшается.
Рассеяние обусловлено неоднородностями электрических параметров материала ОВ, примесями, размеры которых меньше длины волны, и тепловой флуктуацией показателя преломления.
Коэффициент ослабления (dB/км) за счет рассеяния:
где 
– длина волны, мкм.
dB/км
Общие потери:
dB/км
6.3. Дисперсия и пропускная способность ов
Наряду
с затуханием сигнала важнейшим параметром
ВОЛС является полоса частот
F,
пропускаемая ОВ. Она определяет тот
объем информации, который можно с
заданным качеством передать по оптическому
кабелю. В предельном идеализированном
варианте по ОВ возможна организация
огромного числа каналов на большие
расстояния, а фактически
F
ограничена. Это обусловлено тем, что
сигнал на приемный конец приходит
размытым вследствие различия скоростей
распространения в световоде отдельных
его составляющих. Данное явление носит
название дисперсии и оценивается
величиной уширения передаваемых
импульсов
.
В градиентных ОВ происходит выравнивание времени распространения различных мод, так как лучи распространяются по волнообразным траекториям. При этом лучи, распространяющиеся близко к оси ОВ, проходят меньший путь, но в среде с большим показателем преломления, а периферийные лучи имеют больший путь, но в среде с меньшим показателем преломления. В результате время распространения различных лучей выравниваются, и они приходят на приемный конец кабеля практически в одинаковое время.
Величину уширения импульсов, характеризуемую временем нарастания сигнала , в градиентных ОВ рассчитываем по формуле:
где
С – скорость света в вакууме (в км/с),
км/с.
с/км
=0,1144 нс/км
Полоса частот F определяется выражением:
F = 1/ = 8,741 ГГц·км