ПР3 Егорова

Практическая работа № 3-Р

«Расчет затухания и дисперсии оптического волокна»

ПО ДИСЦИПЛИНЕ:

«Направляющие среды электросвязи»

Студент группы БПАС2351 Егорова У.А.

Проверил: Зав. кафедрой, к.т.н. Колесников О.В.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ.

Номер студенческого билета: 3БИН23703. Вариант используем 03.

Таблица №1.

По Таблица №1 Длину волны берем 1680 нм

Таблица №2.

По Таблица №2 Показатель преломления сердцевины n1 берем 1,43, берем 4*10^-12

Таблица №3.

По Таблица №3 Ширина спектра излучения источника берем 1 нм, Длина линии L берем 26 км

Таблица №4.

По Таблица №4 Удельная материальная дисперсия берем 1300 нм, Удельная волноводная дисперсия M( берем-5 пс/(км.нм), Удельная волноводная дисперсия B( берем 8 пс/(км.нм), Удельная профильная дисперсия П( ) берем 2,5 пс/(км.нм).

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ.

Собственные потери оптического волокна складываются из потерь при поглощении мощности излучения оптическим волокном и потерь при рассеянии излучения в оптическом волокне .

(1)

Потери при рассеянии излучения в оптическом волокне вычисляются по:

(2)

Где:

n1 - показатель преломления сердцевины (берется из Таблица №2 и равна 1,43)

- длину волны (берется из Таблице №1 и равна 1680 нм)(1980*10^-9 м)

– постоянная Больцмана (равна 1,38*10^-23 Дж/К)

– коэффициент сжимаемости для кварца (равна 8,1*10^-11 м²/Н)

Т – температура затвердевания стекла при вытяжке (равна 1500 К)

Подставим заданные нам условия в формулу и вычислим потери при рассеянии .

дБ/м

Потери при поглощении мощности излучения оптическим волокном рассчитываются по:

* (3)

Где:

- длину волны (берется из Таблице №1 и равна 1680 нм)

– тангенс угла диэлектрических потерь в оптическом волокне (берется из Таблице №2 и равна 4*10^-12)

Подставим заданные нам условия в формулу и вычислим потери при рассеянии .

дБ/м

Зная потери при поглощении мощности излучения оптическим волокном и потерь при рассеянии излучения в оптическом волокне мы можем рассчитать собственные потери оптического волокна.

(1)

дБ/м

Хроматическая (частотная) дисперсия. Данная дисперсия вызвана наличием спектра частот у источника излучения, характером диаграммы направленности и его некогерентностью. Хроматическая дисперсия, в свою очередь, делится на материальную, волноводную и профильную (для реальных волокон).

В данной работе будем рассматривать только хроматическую дисперсию, которая определяется суммой материальной, волноводной и профильной дисперсий, размерность в пс:

(4)

Материальная дисперсия довольно значительно проявляется при применении некогерентного источника излучения. Данная дисперсия объясняется тем, что коэффициент преломления материала волокна изменяется с длиной волны.

(5)

Волноводная дисперсия обусловлена процессами внутри моды. Она характеризуется зависимостью коэффициент распространения моды от длины волны.

(6)

Причинами возникновения профильной дисперсии являются малые поперечные и продольные отклонения геометрических размеров и формы волокна (например, небольшая эллиптичность поперечного сечения волокна).

(7)

Где:

– ширина спектра излучения источника, (берется из Таблице №3 и равна 1)

L - длина линии, км (берется из Таблице №3 и равна 26 );

– удельная волноводная дисперсия км (берется из Таблице №4 и равна -5)

– удельная волноводная дисперсия (берется из Таблице №4 и равна 8)

– удельная профильная дисперсия (берется из Таблице №4 и равна 2,5)

Вычислим материальную дисперсию (5):

пс

Вычислим волноводную дисперсию (6):

пс

Вычислим профильную дисперсию (6):

пс

Зная материальную, волноводную и профильную дисперсию, рассчитаем хроматическую дисперсию (4).

пс

143