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

87 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

58016. ГЛОБАЛЬНІ ПРОБЛЕМИ ЛЮДСТВА 30.5 KB
  Також з являється страшна проблема озброєння і збереження миру на Землі проблема збільшення чисельності населення на планеті проблеми з виробництвом та використанням все більших і більших обсягів енергії продуктів харчування тощо.
58017. ГРАФІЧНИЙ СПОСІБ РОЗВ’ЯЗУВАННЯ РІВНЯНЬ 197 KB
  Алгоритм графічного способу розвязування рівнянь; вигляд і властивості функцій; означення коренів рівняння; що означає розвязати рівняння. Визначати вид функції та її графіка; будувати графіки функцій; розвязувати рівняння графічним способом; аналізувати порівнювати робити висновки щодо розвязків рівняння.
58018. Графіки - джерело інформації 81.5 KB
  Мета уроку: закріпити знання учнів про зміст поняття «графік залежності» та спосіб побудови графіків руху та зміни температур; продовжити роботу по формуванню вмінь будувати графіки з залежності величин за даними таблиці, робити опис деяких властивостей залежності за графіком...
58019. Графічні зображення в текстових документах Розробка урока-ділової гри 53.5 KB
  Мета ознайомити учнів з прийомами створення та обробки графічних обєктів способами вставки малюнків та обєктів з інших додатків до текстового документа; розвивати мовлення учнів вміння робити висновки вміння працювати з додатковими матеріалами аналізувати інформацію виділяти головне...
58020. Перетворення графіків. Квадратична функція 292 KB
  Мета: підготуватися до контрольної роботи. Узагальнити та систематизувати знання з даної теми, формувати вміння виконувати перетворювання графіків, будувати графіки квадратичної функції; розвивати логічне мислення, культуру математичної мови і записів, виховувати інтерес до математики, старанність, відповідальність перед товаришами.
58021. Быт и традиции древних греков 41 KB
  Обучающие: изучить быт и традиции спартиатов и афинян; охарактеризовать особенности воспитания граждан в различных полисах древней Греции; сформировать у учащихся представления о древних Олимпийских играх; познакомить учащихся с историческими источниками позволяющими получить необходимую информацию...
58022. Греко-персидские войны 76.5 KB
  Цели урока: изучить причины ход и сформулировать итоги греко-персидских войн рассмотреть ход основных битв; формировать умения: заполнения хронологических таблиц исторических событий изучения событий в логике причины ход следствие описания и анализа хода исторических событий...
58023. Загальна характеристика грибів 54.5 KB
  МЕТА: Сформувати поняття про гриби як особливе царство живих організмів пояснити відмінності і спільні риси грибів з рослинами і тваринами. УЧИТЕЛЬ: Ми з вами починаємо подорож яка буде тривати протягом 3х уроків вивчаючи царство Гриби і допоможе нам в цьому Пізнайко.