МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ КАФЕДРА РАДІОТЕХНІКИ Лабораторна робота №1 з дисципліни:"Теорія оптичного зв'язку" Розрахунок параметрів оптичних волокон Перевірив: Івченко О.В. Виконали: студенти групи ТК-34 Бащенко О.В. Ковтуненко М.О. Євтушенко І.О.   Черкаси 2014 Мета роботи: Дослідити параметри одномодових і багатомодових оптичних кабелів зв'язку, вивчити методику розрахунку параметрів оптичних волокон. 1.1. Основні теоретичні відомості Волоконно-оптичні лінії зв'язку - це вид зв'язку, при якому інформація передається по оптичних діелектричних хвилеводах, відомих під назвою "оптичне волокно". Оптичне волокно нині вважається найдосконалішим фізичним середовищем для передачі інформації, а також найперспективнішим середовищем для передачі великих потоків інформації на значні відстані. Підстави так вважати витікають з ряду особливостей, властивих оптичним хвилеводам.
Рис 1.1 Структура оптичного кабелю : 1. Осьовий елемент: - сталевий канат(стренга, дріт) в полімерному покритті; - склоплпстиковий пруток в полімерному покритті або без 2. Оптичні волокна 3. Оптичні модулі 4. Внутрішньомодульний гідрофобний заповнювач 5. Гідроізоляція сердечника - гідрофобний заповнювач або водоблокуючі елементи 6. Проміжна оболонка - поліетилен (відсутній в ИКБЛ.) 7. Гідроізоляція бронюючого шару - гідрофобний заповнювач або водоблокуючі елементи 8. Броня з круглих сталевих оцинкованих дротів 9. Захисна оболонка - поліетилен або полімер, що не поширює горіння (ИКБН.) Принцип дії світловодів Волоконний світловід є тонкою двошаровою скляною ниткою (сердечник і оболонка), кожен елемент якої має різний показник заломлення. Показник заломлення n прозорої речовини є відношенням швидкості світла у вакуумі с до швидкості світла в цій речовині v:
Крім того, показник заломлення залежить від параметрів середовища і розраховується по формулі :
, де
і
– відносні відповідно діелектрична і магнітна проникності. З урахуванням того, що відносна магнітна проникність прозорої речовини зазвичай постійна і дорівнює одиниці, показник заломлення визначиться: для сердечника
, для оболонки
. Показник заломлення оболонки постійний, а сердечника в загальному випадку є функцією поперечної координати. Цю функцію називають профілем показника заломлення. Для передачі електромагнітної енергії по світловоду використовується відоме явище повного внутрішнього відбиття на межі розділу двох діелектричних середовищ, тому необхідно, щоб :
. Розглянемо випадок, коли промінь світла, що поширюється в середовищі з показником заломлення
, зустрічає межу розділу з середовищем, що має менший показник заломлення
(рис. 1.2).
 Рис. 1.2. Поширення променів в середовищах при різних кутах падіння  Відповідно до закону Снеллиуса:
кут
у середовищі з меншим показником заломлення більший, ніж кут падіння
. При зростанні
зростає і
, і оскільки
більше
,
стане рівним 90( раніше, ніж
. Кут падіння, для якого заломлений промінь ковзає по поверхні розділу (тобто для якого
= 90(), називається кутом повного внутрішнього відбиття
. Кут повного внутрішнього відбиття розраховується по формулі (див. закон Снеллиуса, вважаючи, що
= 90()
. Якщо кут падіння більший
(промінь 3), то промінь не заходить в друге середовище, а повністю відбивається усередину першого середовища. Саме цей принцип повного внутрішнього відбиття дозволяє оптичним волокнам проводити світло. Залежно від величини кута
, який утворює з віссю промені, що виходять з точкового джерела в центрі торця світловода (рис.1.3), виникають хвилі випромінювання, хвилі оболонки і сердечника.  
 Рис. 1.3. Поширення хвиль у світловоді: 1 - хвиля випромінювання; 2 - хвиля оболонки; 3 - хвиля сердечника Тут показані тільки меридіанні промені. Якщо кут падіння електромагнітної хвилі на межу сердечник-оболонка більший кута повного внутрішнього відбиття, то промінь повністю відбивається на межі і залишається усередині сердечника (промінь 3). Так...