Розрахунок основних параметрів ВС

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.

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 = σ_ВН, 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 t_вх більше, ніж на вході – t_вых.

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)