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

9875. Буровые растворы на водной основе, область их использования 16.27 KB
  Буровые растворы на водной основе, область их использования. Вода: В результате использования технической и морской воды вместо глинистого раствора проходка на долото повышается на 15-20%, а механическая скорость проходки повышается 25-40%. Вода как...
9876. Растворы на неводной (УВ) основе. Область их применения 15.43 KB
  Растворы на неводной (УВ) основе. Область их применения. В целях сохранения коллекторских свойств пластов и предупреждения осложнений при бурении стали применять БР на нефтяной основе. Они предназначены для вскрытия и освоения продуктивных пластов и...
9877. Долота режущего режуще-истирающего типа 19.19 KB
  Долота режущего режуще-истирающего типа 1)Пилообразные однолопастное долото. Существует два типа таких долот: Ц и Р. Используется для расширения и проработки скважины, как правило в не очень твердых породах. 2)Двух лопастное долото, обозначается 2Л ...
9878. Конструкция шарошечных долот. Правила эксплуатации и отработка 19.04 KB
  Конструкция шарошечных долот. Правила эксплуатации и отработка. Изобретение шарошечного долота внесло переворот во вращательное бурение. Это наиболее применяемый тип долот при бурении сплошным забоем. Отличается от других типов долот следующим: 1)Ме...
9879. Осложнение в процессе бурения. Виды осложнений и причины их возникновения 18.45 KB
  Осложнение в процессе бурения. Виды осложнений и причины их возникновения. Нарушение нормального процесса бурения, которые требуют без отлагательных и эффективных мер называется осложнением (О). К О относятся: 1)Поглощение буровых и тампонажных раст...
9880. Легкосплавные бурильные трубы. Область их использования. Легко-сплавные бурильные трубы (ЛБТ) 15.41 KB
  Легкосплавные бурильные трубы. Область их использования. Легко-сплавные бурильные трубы (ЛБТ) Увеличение глубины скважины поставило задачу снижения нагрузки на крюке, были созданы трубы из легких сплавов - дюралюминия Д16Т, механические свойств...
9881. УБТ и ведущие трубы, их назначение и конструкция 14.46 KB
  УБТ и ведущие трубы, их назначение и конструкция. Ведущие трубы. Передают вращение от ротора к бурильным трубам. Состоят из толстостенной квадратной штанги, верхнего переводника для соединения с вертлюгом, и нижнего штангового переводника. Наиболее ...
9882. НГВП при бурении скважин. Причины и признаки НГВП 15.48 KB
  НГВП при бурении скважин. Причины и признаки НГВП. Наиболее серьезен из видов осложнений, т.к. не ликвидированные НГВП может переходит в неуправляемый открытый фонтан, на ликвидацию которого тратится много времени и средств, иногда эти фонтаны возго...
9883. Меры предупреждения и ликвидации НГВП при бурении скважин 50.64 KB
  Меры предупреждения и ликвидации НГВП при бурении скважин. Действия при получении первых признаков НГВП: Может быть 3 ситуации: 1)когда инструмент находится на забое и в скважине 2)когда инструмент находится в процессе подъема или спуска 3)инструм...