4. Розрахунок основних параметрів ВС.
4.1. Розрахунок параметрів ВС.
1. Виберемо склад скла, що буде використовуватися в якості матеріалу сердцевини й оболонки. Для оболонки візьмемо 100% SiO2. Окис германію, фосфору підвищує показник переломлення; а окису бора, фтору знижують його. Враховуючи цю властивість, як матеріал серцевини виберемо скло з добавками германія -3,1% Ge2, 96,9% Si2, а як матеріал оболонки виберемо чистий кварц - 100% SiO2.
Для обраних складів стекол визначимо коефіцієнти Селмейера по літературі [1]. Коефіцієнти Селмейера представимо у вигляді таблиці 4.1.
Коефіцієнти ряду Селмейера для матеріалів оболонки і серцевини
Таблиця 4.1.
Склад скла | Тип коефіцієнту | Значення коефіцієнту при i = | ||
1 | 2 | 3 | ||
3,1% GeO2, 96,9% SiO2 | Ai ℓi,мкм | 0,7028557 0,0727723 | 0,4146307 0,1143085 | 0,897454 9,896161 |
100% SiO2 | Ai ℓi,мкм | 0,6961663 0,0684043 | 0,4079426 0,1162414 | 0,897479 9,896161 |
Показник заломлення n1 і n2 на робочії довжині хвилі;
Розраховуємо груповий показник заломлення N;
Числову апертуру NA;
-Коефіціент питомої матеріальної дисперсії М;
Відносну різницю показника заломлення ∆;
Похідну ∆ по довжині хвилі d∆ /dλ .
Для одномодового ОК вибираємо східчастий ППП (Мал.4.1.)
n
n1
n2
r (n)
Мал.4.1.
Важливим параметром, що визначає режим роботи ВС, є нормована частота V. Для того, щоб виконувався режим одномодової роботи ВС, необхідно виконання умови: V<2,405. Якщо режим одномодової роботи не виконується, вибираємо інший склад скла, щоб знизилося процентне співвідношення домішок (окису германія).Числова апертура зменшиться і зменшиться V. Якщо усе ж не вдалося зменшити нормовану частоту до потрібного значення, то зменшуємо радіус сердцевини волокна (а). Для одномодового волокна а=4,25 мкм. Якщо різниця n1-n2 дуже мала, то збільшаться втрати на мікрозгинах ВС.
Розрахунки і результати приведені в розрахунковій частині.
4.2. Розрахунок дисперсії ВС.
У одномодових ВС поширюється тільки одна мода НЕ11 и σ = σВН, тобто уширення імпульсу визначається дисперсією матеріалу, профільною і хвилеводною дисперсією. Розрахунки і результати приведені в розрахунковій частині.
5.РОЗРАХУНОК ДОВЖИНИ РЕГЕНЕРАЦІЙНОЇ ДІЛЯНКИ ВОЛС
5.1.Розрахунок довжини регенераційної ділянки ВОЛС по тимчасових характеристиках
Обмеження довжини регенераційної ділянки (РУ) по тимчасових характеристиках визначається наявністю дисперсії у ВР. При збільшенні швидкості передачі в оптичному лінійному тракті при фіксованій дисперсії настає момент, коли передані імпульси в оптичному лінійному тракті можуть перекриватися, тобто швидкість передачі обмежена. У курсовому проекті швидкість передачі сигналу для обраної системи Сопка-3м дорівнює 68,736 Мбіт/с. Обмеження довжини РУ для конкретних наявних ВОЛС відбувається через дві категорії факторів:
1) перекручування форми імпульсів цифрових сигналів, переданих по ВОЛС, за рахунок не ідеальності тимчасових характеристик лінійного тракту;
2) загасання сигналів, характеризуємих енергетичними характеристиками лінійного тракту.
При проходженні імпульсів світла по оптичному світловодному тракті змінюється не тільки його амплітуда, але і форма, тобто імпульс підширюється. Це означає, що тривалість його за рівнем половинної амплітуди на виході тракту tвх більше, ніж на вході – tвых.
Припустима швидкість передачі імпульсів визначається середньоквадратичним розширеному імпульсу у ВР:
де, f(t) - функція описуюча форму імпульсу і нормалізована так, щоб
s=s1L
Аналіз впливу уширення імпульсів у лінійному тракті ВОЛС показав, що їм можна зневажити практично для усіх форм використовуваних для передачі імпульсів, якщо виконується умова:
У≤0,25/s
Остаточно максимальна довжина РУ обчислюється по формулі:
≤0,25/(s1В)
0 комментариев