2.2. Задача 2
На межстанционной ВОЛС проложены два типа кабелей ОК-50-01 и ОКК-50-02. Определите во сколько раз отличается уширение импульсов в этих кабелях. Длина ВОЛС составляет 11 км, n2 = 1,492, ∆n = 0,01.
Решение: Предварительно определим значение коэффициента преломления n1 и относительное соотношение показателей преломления - Δ через разность показателей преломления:
Определим относительное значение показателя преломления оптического волокна:
В оптических кабелях, выполненных на пнгомодовых волокнах, наибольший вклад в уширение импульсов вносит модовая дисперсия. Рассчитаем дисперсию для ОК-50-01, учитывая, что используются многомодовое ступенчатое волокно, длина связи мод равна 5 мкм:
Рассчитаем дисперсию в ОКК-50-02, в кабеле используется градиентное оптическое волокно, длина связи мод равна 10 мкм:
Следовательно, уширение импульсов в ОКК-50-02 в 19403 раза меньше, чем в кабеле ОК-50-01.
2.3. Задача 3
Определите
во сколько раз изменится величина
дисперсии сигнала в ВОЛС, построенной
на основе кабеля ОМЗКГ, если заменить
источник излучения с лазерного на
светодиодный (с
Длина ВОЛС составляет 48 км.
Решение: Так как ОМЗКГ содержит одномодовые волокна, работающие на длине волны 1,3 мкм, то необходимо будет рассчитать хроматическую дисперсию, которая делится на материальную, волноводную и профильную.
Для расчетов материальной дисперсии используем упрошенную формулу и данные из таблицы 1, в которой приведены значения удельной материальной дисперсии.
Дисперсия при работе лазерного источника излучения будет равна:
Дисперсия при светодиодном источнике равна:
Для расчетов волноводной дисперсии используем упрощенную формулу и данные из таблицы 2 для удельной волноводной дисперсии.
Дисперсия при работе лазерного источника излучения будет равна:
Дисперсия при светодиодном источнике равна:
Для расчетов профильной дисперсии используем тоже упрощенную формулу и данные таблицы 3.
Дисперсия при работе лазерного источника излучения будет равна:
Дисперсия при световодном источнике равна:
Результирующее значение дисперсии при работе лазерного источника излучения определяется из выражения:
Результирующее значение дисперсии при работе светодиодного источника излучения определяется из выражения:
Следовательно, дисперсия сигнала возрастает в 168 раз.
Ответ: дисперсия сигнала при работе лазерного источника в 168 раз меньше, чем при работе светодиодного источника.
Отчёт по практической работе 7-Р
РАСЧЕТ ЗАТУХАНИЯ В КОАКСИАЛЬНОЙ КАБЕЛЬНОЙ СБОРКЕ
Вариант 3
1. Задание
Рассчитать потери в коаксиальной кабельной сборке с помощью аналитической аппроксимации коэффициента затухания для рабочего частотного диапазона.
Таблица 1 - Исходные данные
Марка кабеля |
LRM-400 |
Длина кабеля, м |
25 |
Типы разъемов |
SMA-J400, SMA-J400 |
2. Технические данные
Разъемы SMA (SubMiniature version A) представляют собой менее точные коаксиальные радиочастотные разъемы, работающие на частоте до 18 ГГц, хотя имеются и версии, рассчитанные на частоту до 26,5 ГГц (рисунок 2, б). Эти разъемы вносят большие потери, при 3 монтаже рекомендуется увеличивать потери на 2 дБ на каждые два разъема, например, на обоих концах кабеля.
Существуют различные методики оценки потерь в разъемах, при этом сами производители разъемов редко предоставляют информацию о потерях в них. Более полную информацию можно получить у производителей кабельных сборок, иногда предоставляя формулы для расчета потерь в разъемах.
где
Таблица 2 - Коэффициенты затухания для разъемов SMA
Тип разъема |
Название разъема |
Кабель |
Коэффициент затухания, дБ (не более) |
Вилка |
SMA-J400 |
LRM-400 |
0,05 |
Таблица 3 – Потери на разъёме SMA-J400
Частота , ГГц |
1,5 |
1,8 |
2 |
5,8 |
8 |
|
0,06 |
0,07 |
0,07 |
0,12 |
0,14 |
Таблица 4 – Затухание на кабеле LMR-400
Частота , ГГц |
1,5 |
1,8 |
2 |
5,8 |
8 |
Затухание
|
0,168 |
0,186 |
0,196 |
0,355 |
0,427 |
Рисунок 1 - рисунок конструкции кабеля
Таблица 5 – Технические характеристики кабеля LMR-400
Материал внутреннего проводника |
Омеднённый алюминий |
Диаметр внутреннего проводника, мм |
2,74 |
Материал внешнего проводника |
Алюминиевая фольга |
Диаметр внешнего проводника, мм |
7,39 |
Материал оболочки |
Полиэтилен |
Рабочий диапазон температур |
-40/+85 oC |
Пиковая мощность, кВт |
16 |
Сопротивление по постоянному току внутреннего проводника, Ом/км |
4,6 |
Сопротивление по постоянному току наружного проводника, Ом/км |
5,4 |
Напряжение пробоя оболочки, В |
8000 |
Уровень экранирования, дБ |
>90 |
Затухание
на кабеле расчитывается по формуле 2:
Рисунок
2 - Зависимость коэффициента затухания
сигнала в кабеле от частоты
Рисунок
3 - Зависимость потерь для заданных
разъемов кабельной сборки
Зависимость потерь в кабельной сборке с учетом длины кабеля от частоты считается по формуле 3:
Рисунок
4 – Зависимость потерь в кабельной
сборке с учетом длины кабеля от частоты
Таблица 6 – Потери в кабельной сборке с учетом длины
Частота , ГГц |
1,5 |
1,8 |
2 |
5,8 |
8 |
|
128,279 |
141,542 |
149,866 |
270,774 |
325,732 |
Вывод:
В ходе данной работы были расчитаны затухания на кабеле, потери на разъёме и потери в кабельной сборке с учётом длины кабеля. Также была состтавлена техническая характеристика кабеля LMR-400.
Отчёт по практической работе 8-Р
РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ КАБЕЛИ СВЯЗИ.
Вариант 1
1. Задание
Необходимо решить три задачи с подробным описанием хода решения.
2. Решение задач
2.1. Задача 1
Найдите расстояние между центрами пары проводников, находящихся внутри четверки в кабеле с кордельно-бумажной изоляцией МКГ4х4х1,2, и определите диаметр звездной скрутки.
Решение:
Необходимо учесть, что под парой проводников понимаются противоположно расположенные проводники внутри четверки. Определим диаметр изолированной жилы:
где
по справочным данным
мм
– диаметр токопроводящей жилы;
мм – диаметр корделя;
мм – толщина полистироловой ленты.
Расстояние между центрами жил соответствует величине х на рисунке 3, которое можно найти из выражения:
Тогда диаметр звездной группы будет равен:
Ответ: расстояние между центрами жил равно 3,16 мм. Диаметр звездной группы равен 7,63 мм.