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

77 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

28997. Типовая структура и принцип работы поисковых систем ( на примере поисковых машин Интернет) 33 KB
  Под поисковой системой обычно подразумевается сайт на котором размещен интерфейс системы. Программной частью поисковой системы является поисковая машина это комплекс программ обеспечивающий функциональность поисковой системы и обычно это является коммерческой тайной компанииразработчика поисковой системы.
28998. Система электронного документооборота 26.5 KB
  документооборотом организация движения документов между организациями подразделениями пользователями при этом не их физ.1 Оперативный потоковый ввод документов из бумажных носителей путем сканирования и распознавания; 1.2 Ввод электронных документов из разных источников; 1.3 Индексирование документов.
29001. Инструментарии и составляющие ИТ. Пример 28 KB
  I уровень этапы где выполняются сравнительно длительные технологические процессы. Пример: 1 этап: создание постоянной части в Word. 2 этап: создание кадра для вставки рисунка. 3 этап: создание переменной для файла поля листа.
29002. Концептуальный уровень базовой ИТ: назначение, структура, состав 35.5 KB
  Концептуальный уровень представляет собой взаимосвязь совокупность информационных процессов и процедур обработки информации данных. Взаимодействие блоков Формирование информационного продукта начинается со сбора информации из различных источников. Подготовка собранной информации для передачи и ввода в ИС. Ввод информации в компьютер т.
29003. Логический уровень базовой ИТ: назначение, структура и состав 40 KB
  Описание в виде моделей: Модель предметной области общая модель управления модель решаемых задач модель организации информационных процессов кот. разделяется на модель обработки модель обмена модель накопления и модель представлении знаний. Модель обработки включает: формализацию описание процедур: организации вычислительных процессов преобразование данных отражение данных. Модель обмена включает в себя формальное описание процедур выполняемых в компьютерной сети.
29004. Физический уровень базовой ИТ: назначение, структура, состав 33.5 KB
  Каждая подсистема содержит аппаратные и программные компоненты. Аппаратные компоненты ЭВМ различных классов. Программные компоненты производят обработку данных представляет собой алгоритм реализующий преобразование и отображение данных прикладное программное обеспечение. Аппаратные компоненты устройства и узлы для реализации компьютерной сети модемы коммутаторы маршрутизаторы.
29005. ИТ обработки данных: назначение, структура, функционирование 30 KB
  ИТ обработки данных предназначен для решения хорошо структурированных задач задачи кот. Сбор данных. Обработка данных.