Федеральное агентство связи РФ

Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики.

Кафедра ЛС

Расчет параметров двухслойных оптических волокон оптического кабеля вариант № 15

Выполнил:

Петров С. Д.

Гр. А-71

Проверил:

Елистратова И. Б.

Новосибирск

2009

Вариант №15

Задание: Рассчитать параметры двухслойных оптических волокон оптического кабеля.

Выбрать в соответствии с вариантом конструкцию оптического кабеля и нарисовать эскиз поперечного сечения в масштабе 10:1.

Исходные данные взять в таблицах 1 и 2. Расчету подлежат:

– числовая апертура NA;

– нормированная частота V;

– число мод, распространяющихся в волокне N;

– коэффициент затухания α, дБ/км;

– уширение импульса τ, с;

– длина регенерационного участка для систем передачи SDH и PDH, км.

Исходные данные:

Диаметр сердцевины 2а, мкм	10
Диаметр оболочки 2 b , мкм	125
Потери на поляризацию, tgδ	0,5·10-12
Длина волны λ, мкм	1,3
Тип световода	СОВ
Коэффициент преломления сердцевины, n1	1,482
Коэффициент преломления оболочки, n2	1,48
Потери в разъемном соединении αрс , дБ	0,4
Потери в неразъемном соединении αнс ,дБ	0,45
Строительная длина кабеля Lсд ,км	5
Километрическое затухание ОК αок ,дБ/км	0,2
Системный запас ВОСП по кабелю М, дБ	5
Уровень излучаемой мощности максимальный Рmax пер ,дБм	-6
Уровень излучаемой мощности минимальный Pmin пер, дБм	-15
Уровень чувствительности, не более, дБм	-28
Уровень перегрузки приемника, не менее, дБм	-8
Широкополосность системы передачи В,Мбит/с	140

1. Эскиз поперечного сечения в масштабе 10:1.

Выбираем оптический кабель соответствующий нашим значениям. Это кабель компании «ОФС Связьстрой-1». Кабель оптический, бронированный стальными проволоками с центральным диэлектрическим элементом; с броней из круглых стальных проволок; с наружной полиэтиленовой оболочкой; длительно допустимое растягивающие статическое усиление 80 кН; многомодовое ОВ. Рек. МСЭ-Т G.655; с восьмью элементами в повиве оптического сердечника; с общим количеством ОВ в ОК, равным 32.

ДКП-80-5-8/32 ТУ 3587-001-51702873-00

DKP-80-5-8/32 TU 3587-001-51702873-00

ДКП рекомендован для прокладки в грунтах всех групп, в кабельной канализации, трубах, блоках, коллекторах.

1

ДКП

– кордель заполнения;

2 – внутренняя оболочка;

3 – оптическое волокно;

4 – гидрофобный компаунд;

5 – гидрофобный компаунд;

6 – рипкорд;

7 – центральный силовой элемент;

8 – полимерная трубка;

9 –броня;

10 – наружная оболочка.

Числовая апертура.

Числовая апертура определяет условия ввода излучения в оптическое волокно. Она вычисляется по формуле:

,

Где:

- показатель преломления сердцевины;

- показатель преломления оболочки.

Вычислим апертуру:

.

Увеличение NA повышает эффективность ввода лазерного излучения в волокно. Обычно величина апертуры 0,15-0,25.

Нормированная частота.

По этой величине можно судить о режиме работы оптического волокна. Если V< 2,405, то в нём распространяется только одна основная мода HE11. Если V>2,405, то имеет место многомодовый режим работы.

,

Где:

– длина волны ;

– радиус сердцевины волокна .

.

Число мод распространяющихся в волокне.

Число мод зависит от типа волокна. В общем виде оно определяется:

,

Где:

V – Нормированная частота;

u - показатель степени изменения профиля показателя преломления.

Для волокон ступенчатого профиля (u=∞)это выражение принимает вид:

.

Вычислим число мод:

.

Коэффициент затухания.

Коэффициент затухания складывается из затухания поглощения и затухания рассеяния.

.

Потери, возникающие при распространении сигнала по волоконно­му световоду, объясняются тем, что часть мощности, поступающей на вход световода, рассеивается вследствие изменения направления рас­пространения лучей на нерегулярностях и их высвечивания в окру­жающее пространство (), другая часть мощности поглощается самими молекулами кварца ().

Затухание за счет поглощения связано с потерями на диэлектриче­скую поляризацию, линейно растет с частотой, существенно зависит от свойств материала оптического волокна (tgδ).

, дБ/км

Где:

– длина волны [км];

tgδ – тангенс угла диэлектрических потерь;

– показатели преломления сердцевины;

Потери рассеяния обусловлены неоднородностями ма­териала волоконного световода, расстояния между которыми меньше длины волны, и тепловой флуктуацией показателя преломления. Вели­чина потерь на рассеяние, называемое рэлеевским, определяется по формуле:

, дБ/км

Где:

λ – длина волны;

- показатель преломления сердцевины;

– постоянная Больцмана;

[]– коэффициент сжимаемости;

– температура затвердевания стекла при вытяжке.

Произведём подстановку численных значений:

;

;

.