Расчет параметров оптических волокон

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО  ПО ОБРАЗОВАНИЮ И НАУКЕ 

ГОУ ВПО

Национальный исследовательский  университет

«Белгородский государственный  университет»

ФАКУЛЬТЕТ КОМПЬЮТЕРНЫХ НАУК И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ

Кафедра Информационно-телекоммуникационных систем и технологий

 

 

 

Дисциплина: Волоконно-оптические системы связи

 

Отчет по лабораторной работе №1

Тема работы:  Расчет параметров оптических волокон

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проверил:

__________________________________________

(Ученая степень, звание, фамилия, инициалы)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

БЕЛГОРОД   2012 год.

 

Цель работы:

1. Изучение методики  и приобретение навыков расчета  параметров оптических волокон.

2. Исследование параметров  одномодовых и многомодовых оптических  кабелей связи.

 

Расчеты параметров:

Список индивидуальных данных

Таблица 1 - Исходные данные:

Вариант	l	2а (ООВ/МОВ)	n1	n2
9	0,85	8/85	1,5	1,47

 

-      диаметр сердцевины световода 2а,  мкм;

-      показатель преломления сердцевины n₁;

-      показатель преломления оболочки n₂;

-      длина волны l, мкм.

1. Рассчитаем параметры оптического кабеля со следующими параметрами оптического волокна:

-     диаметр сердцевины 2а = 8 мкм;

-     показатели преломления n1 = 1,5; n2 = 1,47;

-     длина волны λ = 0,85мкм.

Решение:

Расчет проводится для ступенчатого световода, т.к. диаметр сердцевины световода 8мкм.

1. Соотношение коэффициентов преломления:

 

2. Числовая апертура:

3. Нормированная частота:

4. Число мод, распространяющихся по световоду:

5. Критическая частота, Гц, определяется по формуле:

6. Критическая длина волны, м:

7. Потери энергии на поглощение (затухание поглощения), Нп/м:

8. Потери на рассеяние:

9. Общие потери в волокне:

10.  Межмодовая дисперсия для ступенчатого световода:

11.  Границы изменения фазовой скорости, км/с:

- нижняя граница: 

- верхняя граница:

12. Границы изменения  волнового сопротивления

- нижняя граница: 

- верхняя граница:

 

2. Рассчитаем параметры оптического кабеля со следующими параметрами оптического волокна:

-     диаметр сердцевины 2а = 85 мкм;

-     показатели преломления n1 = 1,5; n2 = 1,47;

-     длина волны λ = 0,85мкм.

Решение:

Расчет проводится для градиентного световода, т.к. диаметр сердцевины световода 85мкм.

1. Соотношение коэффициентов преломления:

 

2. Числовая апертура:

3. Нормированная частота:

4. Число мод, распространяющихся по световоду:

5. Критическая частота, Гц, определяется по формуле:

6. Критическая длина волны, м:

7. Потери энергии на поглощение (затухание поглощения), Нп/м:

8. Потери на рассеяние:

9. Общие потери в волокне:

10.  Межмодовая дисперсия для ступенчатого световода:

11.  Границы изменения фазовой скорости, км/с:

- нижняя граница: 

- верхняя граница:

12. Границы изменения  волнового сопротивления

- нижняя граница: 

- верхняя граница:

 

Вывод:  

В отличие от одномодового, многомодовый кабель позволяет пропустить через себя n-ное количество модов. Такой проводник и может содержать независимые световые пути в количестве больше одного. Однако величина диаметра сердечника способствует тому, что свет с большей вероятностью будет отражаться от поверхности внешней оболочки сердечника, а это в свою очередь увеличивает модовую дисперсию. Рассеивание луча в кабеле приводит к сокращению расстояния передачи сигнала и необходимости увеличения количества ретрансляторов. Кроме того они так же отличаются по своему назначению, например, многомодовые больше подходят для прокладки на небольшие расстояния.