4. Выбор конструкции ок

Для нашего проекта я выбрал оптический кабель, который производится на заводе "Инкаб". Вид оптического кабеля – грунтовый: он применяется во всех типах грунта, в болотах, на переходах через реки, в том числе и судоходные, и другие водные преграды. Марка кабеля - "Стандартный в грунт (кабель ДПС)". На рисунке 1.4 можно посмотреть на поперечный разрез оптического кабеля.

Рисунок 2 – конструкция кабеля марки ДПС-П.

Кабель содержит сердечник модульной конструкции с центральным силовым элементом из диэлектрического стержня, вокруг которого скручены оптические модули со свободно уложенными волокнами. Свободное пространство в оптических модулях и в сердечнике кабеля заполнено гидрофобным гелем. На сердечник накладывается промежуточная оболочка из полиэтилена. На промежуточную оболочку спирально накладывается броня из стальных (или стальных канатных) проволок. Свободное пространство между проволоками заполнено гидрофобным гелем. На броню накладывается оболочка из полиэтилена высокой плотности.

Вывод: была выбрана конструкция ОК, которая наиболее распространённая на нашем рынке.

5. Характеристики оптического кабеля типа дпс

Основные технические параметры кабеля следующие: растягивающая нагрузка равно 7кН, количество оптических волокон в кабеле до 96 штук, диаметр кабеля равен 13,6 мм, вес кабеля – 283,5 кг/км, радиус изгиба – 204 мм, Геометрические характеристики: отклонения от концентричности сердцевины – не более 0,5 мкм, диаметр оболочки – 125±0,7 мкм, отклонения от круглости оболочки – не более 0,7 %, диаметр защитного покрытия - 242±5 мкм.

Передаточные характеристики: рабочая длина волны – от 1310 до 1625 нм, коэффициент затухания на длине волны 1310 нм – 0,34 дБ/км, коэффициент затухания на длине волны 1550 нм – 0,20 дБ/км. Вывод: была выбрана конструкция ОК, параметры которой подходят для нашего проекта.

6. Расчёт параметров оптического волокна ок

Вариант 54 -

Рассчитаем параметры одномодового оптоволокна, работающего на длине волны 𝜆 = 1,55, мкм. Оптическое волокно имеет ступенчатый профиль показателя преломления.

В одномодовом волокне относительная разность показателей преломления сердцевины и оболочки 𝛥 составляет 0.2 ∼ 1%. Концентрация окиси германия в сердцевине одномодных ОВ не превышает 10%.

Показатель преломления сердцевины n₁ = 1,455 показатель преломления оболочки n₂ = 1,451. Относительная разность показателей преломления:

Рассчитаем радиус сердцевины одномодового оптического волокна:

(5)

(6)

Для двухслойного волокна и зависит от профиля показателя преломления:

Рассчитаем нормированную рабочую частоту оптического волокна для однородного двухслойного:

Вывод: были рассчитаны параметры ОВ, радиус его сердцевины, нормированная рабочая частота.

7. Расчёт затухания оптического волокна

На затухание света в волокне влияют следующие факторы: потери на поглощении, потери на рассеянии и кабельные потери.

При правильном выборе материала для оптических волокон и рабочей длины волны, а также строгом контроле процессов изготовления и путем совершенствования конструкции кабеля, потери на нерегулярностях и микроизгибах можно сделать пренебрежимо малыми.

Таким образом, коэффициент затухания в оптическом волокне определяется двумя факторами: рассеянием энергии в окружающее пространство a_pp и потерями энергии в материале волокна a_пм. В этом случае формула принимает следующий вид: (7)

Составляющую коэффициента затухания ОВ a за счет рэлеевского рассеяния можно определить из выражения:

(8) где 𝑛1 – показатель преломления сердцевины

 - длина волны, м;

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

𝛽 = 8,110⁻¹¹ , м² /Н – коэффициент сжимаемости для кварца;

𝑇 = 1 500 К – температура затвердевания стекла при вытяжке.

Затухание за счет поглощения связано с потерями на диэлектрическую поляризацию, линейно растет с частотой, а также существенно зависит от свойств материала световода и может быть рассчитано по формуле:

(9)

Величина собственных потерь в оптическом волокне на длину волны λ=1.5 мкм определяется по формуле:

Вывод: были рассчитаны составляющая коэффициента затухания и затухание за счет поглощения, а затем произведен расчет величины собственных потерь в ОВ.