5093

Исследование собственных и дополнительных затуханий в оптических кабелях связи

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Цель работы является проведение компьютерного эксперимента по исследованию собственных и дополнительных затуханий в оптических кабелях связи: - собственных затуханий- затуханий в местах соединений оптических волокон- затуханий на микро...

Русский

2012-12-03

707 KB

73 чел.

Цель работы

Цель работы является проведение компьютерного эксперимента по исследованию собственных и дополнительных затуханий в оптических кабелях связи:

- собственных затуханий;
- затуханий в местах соединений оптических волокон;
- затуханий на микроизгибах и макроизгибах;

ПРОГРАММА ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

2.1 Расчет и построение таблицы зависимости затухания из-за поглощения энергии в материале от длинны волны.
2.2 Моделирование и построение графика зависимости затухание из-за Релеевского рассеяния от длинны волны.
2.3 Компьютерное моделирование и построение графика зависимости затухания от длинны волны в инфракрасной области.
2.4 Моделирование и построение графика зависимости затуханий из-за различия числовых апертур.
2.5 Расчет затухания из-за различия диаметров сердцевины оптического волокна.
2.6 Компьютерное моделирование затухания из-за углового смешения сердцевины оптического волокна.
2.7 Моделирование затуханий из-за осевого смещения оптических волокон.
2.8 Расчет затуханий из-за радиального смешения оптических волокон.
2.9 Компьютерное моделирование затуханий на микроизгибах оптического волокна.
2.10 Моделирование затуханий на макроизгибах градиентного оптического волокна.

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СООТНОШЕНИЯ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ И МОДЕЛИРОВАНИЯ 

В общем, виде затухание оптического сигнала определяется соотношением:

, [дБ],(1)

где - вносимое затухание, зависимое от длины волны ;
- мощности оптического сигнала соответственно на выходе и входе оптического волокна (или его отрезка), выраженные в Вт, mВт или Вт.
Собственные затухания поглощения в оптическом волокне вычисляются по формуле:

(2)

где - n1 показатель преломления материала сердцевины;
- тангенс угла диэлектрических потерь;
- длина волны, км.
Суммарные потери на Рэлеевское рассеяние зависят от длины волны волны по закону
-4 и количественно могут быть оценены по формуле

, дБ/км, (4)

где с и k – постоянные коэффициенты (для кварца k=(0,70,9)10-6 м., с=0,9).

Потери мощности оптического сигнала из-за различия числовых апертур соединяемых ОВ происходят в том случае, если числовая апертура передающего ОВ больше числовой апертуры принимающего. Эти потери вычисляются по следующей формуле

(5)

При NAперед<NAприним апертурные потери не возникают.
Когда диаметр сердцевины передающего ОВ больше диаметра сердцевины принимающего, имеют место потери, так как часть оптической мощности распро-страняется в оболочке принимающего ОВ. Эти потери определяются по формуле:

(6)

При Dперед. < Dприним. потери не возникают.
Потери при угловом
, радиальном L и осевом S смещениях определяются со-ответственно формулами

(7)

(8)

(9)

NA – апертура волокна;
D – диаметр светонесущей части волокна;
L – радиальное смещение;
S – осевое смещение;
n
0 – показатель преломления среды, заполняющей пространство стыка.
Дополнительные потери из-за микроизгибов 
микро. обусловлены связью мод в местах деформаций ОВ, зависят от статистики этих хаотически распределенных де-формаций по длине ОВ и оцениваются по формуле, дБ,

(10)

где h — высота (радиус) микроизгиба; а — радиус сердцевины ОВ; 2b — диа-метр ОВ по оболочке; N — число микроизгибов. Для расчетов принимаем N =1
Оценить дополнительные потери за счет макроизгибов градиентного волокна можно по формуле


(11)

Результаты входного теста

ЗАЩИТА ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

Задача № 1.

Определить затухание волоконно-оптической линии, если мощность входного сигнала Рвх, мВт, а мощность выходного сигнала Рвых, мВт

Таблица 2 –   данные к задаче № 1

N

3

Pвх,

мВт

1,0

Pвых,

мВт

0,01

a , дБ

 20

Задача № 2.

Определить, на сколько изменятся собственные затухания из-за поглощения в оптическом волокне, если передача сигналов будет осуществляться не в третьем, а в первом окне прозрачности. Параметры оптического волокна: n2, D , tg d =10-11.

Таблица 3 –   данные к задаче № 2

N

3

n2

1,492

D 

0,012

a ,дБ

0.31

Задача № 3.

С течением времени в разъемном соединителе станционного оптического кабеля ОКС-50-01 произошло осевое смещение торцов одного оптического волокна на 25 мкм. Определить возникшие при этом дополнительные затухания. Параметры оптического волокна: n2, D .

Таблица 3 –   данные к задаче №3

N

3

n2

1,492

D 

0,012

a , дБ

 0.06


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

1040. Основы дизайна 505 KB
  История понятие термина дизайн. Отрасли дизайна. Дизайн городской среды. Колористика и суперграфика. Визуальная идентификация. Ландшафтный дизайн.
1041. Арифметико-логические основы электронных вычислительных цифровых машин системы счисления 475 KB
  Правила использования логических функций. Принципы организации вычислительного процесса. Обобщенная структурная схема ЭВМ. В режиме разомкнутого контура. Режим непрямого цифрового управления. Цикл проектирования МП системы. Режим обмена процессор-память. Микропроцессорный комплект с фиксированной разрядностью 580 серии. Обобщенная структурная схема МП контроллера.
1042. Исследование кривыx второго порядка 253 KB
  Классификация кривых второго порядка. Построение однополостного гиперболоида в канонической системе координат. Исследование формы поверхности второго порядка методом сечения плоскостями. Исследование кривой по каноническому уравнению.
1043. Традиционные русские рукопашные состязания и их особенности на Тамбовщине 502 KB
  Генезис и эволюция рукопашных состязаний русских. Особенное и общее в формах традиционных рукопашных состязаний русских и других народов, региональные особенности на Тамбовщине. Исторические формы состязаний и региональные особенности в Тамбовской губернии. Борьба с формированием предварительного захвата. Виды рукопашных состязаний в Тамбовской губернии в конце XIX - первой половине XX веков. Реконструкция конкретно-исторической модели. Генезис и эволюция рукопашных состязаний русских.
1044. Счётчики. Синхронный счётчик на D-триггерах и К=10 341 KB
  Синхронный счётчик на D-триггерах и К=10. Синхронный счётчик на JK-триггерах и К=10. Создание субблока счётчика. Счётчик с Ксч=100 на D- и JK- триггерах. Овладение методом синтеза синхронных счетчиков, анализ работоспособности проектируемых схем.
1045. Міжнародний кримінальний суд: структура та компетенція 458.5 KB
  Історичні передумови створення та функціонування постійно діючої інституції у сфері міжнародного кримінального судочинства. Зародження ідеї та перші спроби створення постійно діючої інституції у сфері міжнародної кримінальної юстиції. Створення військових трибуналів ad hoc як основний етап становлення міжнародної кримінальної юстиції.
1046. Картирование рудных полей и месторождений 446.5 KB
  Формационная принадлежность околорудных и предрудных метасоматитов. Взаимосвязь между магнитной восприимчивостью вмещающих пород и характером их метасоматического изменения. Критерии обнаружения богатых рудных столбов в пределах сульфидно-кварцевых жил изучаемой площади.
1048. Определение расхода воздуха и изобарно-изотермического потенциала для системы каменный уголь – карбонат магния 422.5 KB
  Определение расхода воздуха и объема продуктов сгорания. Построение графика зависимости T=f(∆G). Определение изобарно-изотермического потенциала (энергии Гиббса).