Розрахунок згасання світловодів

Найважливішим параметром світловоду є згасання енергії, що передається. Для заданих значень швидкості передачі інформації та ймовірності помилки потужність на вході фотодетектора повинна бути більшою за певну певну величину. Втрати поруч із дисперсією визначають довжину ретрансляційної ділянки волоконно-оптичної лінії зв'язку, тобто. відстань, яку можна передавати сигнал без посилення. Ця відстань відповідає відстані між НРП волоконно-оптичної лінії зв'язку, розміщеними на схемі траси лінії зв'язку. У тих ділянках спектру, де існують надійні джерела випромінювання, світловоди повинні мати мінімально загасання. Існують дві основні причини своїх втрат у світловодах: поглинання та розсіювання енергії.

Згасання поглинання, αn пов'язане із втратами на діелектричну поляризацію, лінійно зростає з частотою і істотно залежить від властивостей матеріалу світловоду tgδ.

Розрахунок згасання поглинання:

, дБ/км

де - Довжина хвилі

tgδ=10-11 - тангенс кута діелектричних втрат у світловоді.

У цій формулі наближене обчислення пояснюється тим, що показники заломлення та тангенс діелектричних втрат залежать від частоти, а отже, і від довжини хвилі, у зв'язку з чим не можуть бути задані постійними величинами при розрахунку.

Втрати на розсіювання визначають нижню межу втрат, властивих волоконним світловодам. Втрати зі збільшенням довжини хвилі зменшуються. Розсіювання обумовлено неоднорідностями матеріалу волоконного світловоду, розміри яких менші за довжину хвилі, а також теплову флуктуацію заломлення.

Розрізняють лінійне та нелінійне розсіювання. При лінійному розсіювання його потужність пропорційна потужності падаючої хвилі. У цьому випадку відбувається часткова змінапотоку енергії.

Втрати на розсіювання, що виникають внаслідок флуктуації показника заломлення, називаються релеївськими та визначаються за формулою: а) Для вікна 1,33

, дБ/км

де - Довжина хвилі

Rр - коефіцієнт розсіювання, що дорівнює кварцу одномодового світловода 0,8 дБ/км·мкм4.

Сумарне значення власного згасання оптичного волокна у випадку

, дБ/км

, дБ/км,

де αпк - коефіцієнт загасання в інфрачервоній ділянці, розташованої в діапазоні довжин хвиль понад 1.6 мкм (для заданих довжин хвиль не розраховується);

αпр - коефіцієнт загасання через наявність у матеріалі волоконного світловоду сторонніх домішок для одномодового світловода приблизно дорівнює 0.1 дБ/км.

Після розрахунку власного згасання світловоду αс отримане значення необхідно порівняти з його верхньою межею, вказаною у маркуванні кабелю та в подальших розрахунках використовувати найбільше з них. Так як 0.682 (для 1,33) набагато більше 0.34, то будемо в подальших розрахунках приймати значення, що дорівнює 0.682. Аналогічно, так як 0,501 (для 1,55) набагато більше 0,2, можна в подальших розрахунках набувати значення 0,501, але логічніше вибрати робоче вікно 1,33 (по загасанню).

Крім власних втрат αс слід враховувати додаткові кабельні втрати αк. Вони пов'язані з мінливістю розмірів поперечного перерізу волокна, наявністю макро-і мікрозгинів через скручування, конструктивних та технологічних неоднорідностей та інших причин. Встановлено, що всі кабельні втрати суттєво збільшують згасання.

Приблизно можна розрахувати:

, дБ/км

де αгв - додаткове згасання за рахунок геометрії волокна, що дорівнює αс·0.15;

Ам – втрати на стику оптичних волокон у муфті рівні 0.3дБ;

lстр - довжина будівельної довжини оптичного кабелю, км.

Ще статті

Розробка конструкції сучасного багатофункціонального кольорового індикатора на базі рідкокристалічної панелі Розвиток авіації супроводжується вдосконаленням льотно-тактичних характеристик літальних апаратів за рахунок ускладнення та розширення функціональних завдань бортового обладнання, а також впровадження нових пристроїв. Відбувається збільшення обсягу обладнання для приладів, пропорційно зростає потік інфо .