Наименование: «Затухание в оптическом волокне»

Практическое занятие №3

Наименование: «Затухание в оптическом волокне»

1. Цель работы: Изучить параметры ОВ и научится их рассчитывать.

2. Подготовка к работе:

2.1. Изучить теоретический материал по указанной литературе и приложению.

2.2. Ответить письменно на контрольные вопросы для допуска:

а) В каком ОВ и на каких сетях осуществляется передача сигнала на длине волны 850нм.

б) Укажите составляющие затухания ОВ.

в) Как зависит затухание от длины волны?

г) Причины возникновения кабельных потерь.

д) В каком окне прозрачности наименьшее затухание. Указать его значение и длину волны.

е) Основной вид потерь в ОВ.

3. Литература:

3.1 Г.В. Ермолаева. Учебное пособие по изучению предмета «Физические основы волоконной оптики», 2012.

3.2. А.С. Воронцов, О.И. Гурин, С.Х. Мифтяхетдинов, К.К. Никольский, С.Э. Питерских: Оптические кабели связи российского производства, справочник.-М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 2003.

3.3.О.В. Родина: Волоконно-оптические линии связи. Практическое руководство: М., Горячая линия-телеком,2009.

4. Перечень основного оборудования:

4.1. Чертежные инструменты.

4.2. Микрокалькулятор

5. Задание на работу:

5.1. Зарисовать график составляющих коэффициента затухания от длины волны.

5.2. Зарисовать изменение коэффициента затухания ОВ от длины волны с указанием

окон прозрачности.

5.3. Рассчитать общие потери в ОВ

Таблица 1. Исходные данные для выполнения расчетов

№ Варианта	n1	n2	λ, мкм
	1,49	1,46	1,55
	1,45	1,43	1,31
	1,51	1,49	0,85
	1,47	1,45	1,55
	1,50	1,47	1, 31
	1,48	1,46	0, 85
	1,51	1,48	1, 55
	1,46	1,44	1, 31
	1,49	1,47	0, 85
	1,50	1,48	1, 55

6. Порядок выполнения работы:

6.1. Повторить теоретический материал по указанной литературе.

6.2. Ответить письменно на вопросы для допуска.

6.3. Зарисовать изменение коэффициента затухания ОВ от длины волны с указанием

окон прозрачности.

6.4. Рассчитать общие потери в ОВ.

6.5. Сделать выводы по работе.

7. Содержание отчета:

5.1. Наименование и цель работы.

5.2. Ответы на вопросы для допуска.

5.3. Рисунок 1.

5.4. Расчет затухания ОВ.

5.5. ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ (по расчетам и по рисункам).

8. Контрольные вопросы для зачета (УСТНО):

6.1. Почему в ОКС для дальней связи не применяются ОВ из полимеров?

6.2. Какая из составляющих затухания присутствует в ОВ независимо от длины волны?

6.3. Причины возникновения потерь на примеси?

6.4. Чем обусловлено затухание на поглощение?

6.5. Чем обусловлено затухание на рассеяние?

6.6. Значения затухания для каждого окна прозрачности?

6.7. Обозначение и единицы измерения затухания?

Работу составил преподаватель ____________ Г.В. Ермолаева

Приложение

Затухание – потери оптической энергии по мере движения излучения по ОВ, которые определяются следующими составляющими:

a = aсоб + aкаб + aпр +aик, дБ/км,

где a_соб – собственные потери ОВ, состоящие из потерь на поглощение и потерь на рассеяние световой энергии: aсоб = aп + aр, дБ/км;

a_п – коэффициент затухания, связанный с потерями на диэлектрическую поляризацию, зависит от свойств материала ОВ (n и tgd) и рассчитывается по формуле: a_п =8,69 , дБ/км,

где tgd - тангенс угла диэлектрических потерь, tgd = 1x10;

a_р – коэффициент затухания обусловлен неоднородностями материала ОВ, расстояние между которыми меньше длины волны и тепловой флуктуацией показателя преломления, рассчитывается по формуле: aр = Кр/l⁴, дБ/км;

где Кр – коэффициент рассеяния, для кварца Кр =0,8 (мкм⁴*дБ)/км;

a_каб – дополнительные (кабельные) потери за счет скрутки, деформации и изгибов ОВ при изготовлении ОК;

a_пр – коэффициент затухания, связанный с наличием в ОВ посторонних примесей, которые приводят к дополнительному поглощению оптической энергии. Такими примесями являются ионы металлов (никель, железо, кобальт и др.) и гидроксильной группы (ОН), приводящие к появлению всплесков затухания на определенных длинах волн (гидроксильные пики).

a_ик- коэффициент затухания обусловленный с потерями световой энергии в инфракрасной области.

На рисунке 2 показаны окна прозрачности со значениями диапазонов длин волн.

Окном прозрачности называются значения длин волн, на которых затухание минимально. Существует семь окон прозрачности (Таблица 2)и коэффициенты затухания зависят от длины волны: с увеличением l, происходит уменьшение значения a, соответственно увеличивается длина РУ.

В настоящее время в ВОСП применяются кварцевые ОВ с затуханием a = 0,1-0,25 дБ/км, полимерные волокна не получили распространения из-за значительно большего затухания (может достигать 300 дБ/км).

Таблица 2. Спектральные диапазоны для ООВ.

Обозначение диапазона	Значение, ед. изм.	Расшифровка
Первый	780…860 нм	Первый
O-диапазон	1260 – 1360 нм	(Original) – Основной
E-диапазон	1360 – 1460 нм	(Extended) – Расширенный
S-диапазон	1460 – 1530 нм	(Short wavelength) – Коротковолновый
C-диапазон	1530 – 1565 нм	(Conventional) – Стандартный
L-диапазон	1565 – 1625 нм	(Long wavelength) – Длинноволновый
U-диапазон	1625 – 1675 нм	(Ultra-long wavelength) – Сверхдлинный

Рисунок 1. Зависимость затухания от длины волны.

Дата добавления: 2015-09-29