Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Розрахунок параметрів оптичного волокна
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
ІКТА
Факультет:
УІ
Кафедра:
Захист інформації
Інформація про роботу
Рік:
2015
Тип роботи:
Лабораторна робота
Предмет:
Основи телекомунікаційних технологій
Група:
УІ 32
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Теоретичні відомості
ВОЛЗ є волоконно-оптичною системою, що складається з елементів кабельної техніки, призначених для передачі оптичного сигналу по оптоволоконному кабелю. Точніше це вид зв'язку, при якому інформація передається по оптичному діелектричному хвилеводу, відомим під назвою «оптичне волокно».
Підстави так би мовити витікають з ряду особливостей властивих оптичним хвилеводам.
Волокно виготовляється з кремнію, основу якого складає двоокис кремнію, широко поширеного, а тому недорогого матеріалу, на відміну від міді.
Оптичне волокно має діаметр близько 100 мкм, тобто дуже компактно і дрібно, що робить його перспективним для використання в різних областях науки і техніки.
Скляне волокно – не метал, при реалізації системи зв'язку автоматично досягається гальванічна розв'язка сегментів. Застосовуючи особливий пластик, в промисловості виготовляють самонесучі підвісні кабелі, що не містять металу і тим самим безпечні в електричному відношенні. Такі кабелі можна вмонтовувати на щоглах існуючих ліній електропередач, як окремо, так і вбудовувати у фазовий дріт, економлячи засоби на прокладку кабелю.
Системи зв'язку на основі оптичних волокон стійкі до електромагнітних перешкод.
Важлива властивість оптичного волокна – довговічність. Час життя волокна, тобто збереження ним властивостей в певних межах, зразковий більше 25 років, що дозволяє прокласти волоконно-оптичний кабель один раз і в міру необхідності перешивати пропускну спроможність кабелю шляхом заміни передавачів і приймачів на більш швидкодіючі.
Не дивлячись на вищеперелічені переваги ВОЛС має також і недоліки.
Схильність скляного волокна до ураження радіації, за рахунок якої з'являються плями затемнення і зростає загасання.
Воднева корозія скла, що приводить до мікротріщин у волокні і погіршення його властивостей.
Небезпека оплавлення оптичного волокна при попаданні в кабель блискавки.
Труднощі зв'язані із застосуванням специфічного устаткування (оптичні кроси, муфти тощо) необхідного для маршрутизації відеоінформації.
Можливість просочування інформації за рахунок побічного електромагнітного випромінювання і наведень як в радіочастотному, так і в оптичному діапазонах.
Відносно висока вартість активних елементів ВОЛС і зварки оптичного волокна.
Втрати і ослаблення сигналу у ВОЛЗ
Існує чотири причини втрат в оптикооволокні:
Власні внутрішні втрати.
Втрати, викликані домішками (іноді звані зовнішніми втратами).
Розсіювання Релея.
Втрати, викликані недосконалістю оптиковолокна.
Власні внутрішні втрати
Власне внутрішнє поглинання матеріалу є втратами, викликаними тільки чистим кремнієм, тоді як зовнішні втрати – це втрати, викликані наявністю домішок в оптиковолокні. У кожному конкретному матеріалі, завдяки його молекулярній структурі, існує поглинання сигналу визначених для хвиль. У двоокису кремнію (SiO2) існують електронні резонанси в ультрафіолетовій області для довжин хвиль λ < 0,4 мкм. Існують також коливальні резонанси в інфрачервоній області, де λ > 7 мкм. Розплавлений двоокис кремнію (скло), який є матеріалом оптичного хвилеводу, за своєю природою аморфний. Тому ці резонанси існують у формі смуг поглинання, хвости яких тягнуться в область видимого спектру. У другому і третьому вікнах прозорості цей тип поглинання вносить внесок на рівні не більше ніж 0, 03 дБ/км. Виробники оптиковолокна не можуть впливати на цю складову поглинання, хіба що перейти на інший матеріал для передачі світлового сигналу.
Втрати від наявності домішки (зовнішні втрати поглинання)
Зовнішні втрати поглинання привнесені домішками оптиковолокна. Сучасні технології виробництва зменшили внесок від цих втрат до дуже низького рівня. У цю групу втрат вносять внесок наступні домішки: залізо, мідь, нікель, магній і хром, які створюють істотні джерела поглинання у вікнах прозорості. У сучасному процесі виробництва вміст цих металів був понижений до величин менше однієї мільярдної частини, і, отже, вони вносять дуже малий внесок до загальних зовнішніх втрат поглинання. На відміну від них, втрати за рахунок наявності залишкових гідроксильних іонів (ОН) створюють лінію поглинання 2730нм, її гармоніки і комбінаційні складові становлять 1390, 1240 і 950 нм, всі вони вносять істотний внесок до загальних зовнішніх втрат поглинання. Ці втрати викликані наявністю води у волокні, що залишилася в процесі виробництва. Рівень іонів ОН в оптиковолокні повинен бути понижений до величин менших одній стомільйонній частині, для того, щоб підтримувати втрати волокна на належному рівні. Навіть така мала концентрація ОН, як одна мільйонна, здатна викликати втрати 50 дБ в районі «водяного піку» - 1390 нм.
Релєєвськє розсіювання
Це тип втрат є внутрішнім і викликаний флуктуаціями миттєвої щільності і варіаціями молекул за рахунок недосконалості внутрішньої структури волокна: повітряних бульбашок, неоднорідностей і тріщин, або недосконалістю направляючого хвилеводу, викликаною загальною нерегулярністю системи «серцевина-оболонка». Існує крапка на кривій поглинання в районі 1550 нм, де поглинання інфрачервоних і ультрафіолетових хвостів мінімальні. Навколо цієї крапки релеївське розсіювання є головною складовою загальних втрат. Релеївське розсіювання обернено пропорційно до довжини хвилі. Із зростанням довжини хвилі розсіювання зменшується. На довжинах хвиль вище 1600 нм інфрачервоне поглинання стає домінуючим.
Недосконалість оптичного волокна (ОВ)
Недосконалість волокна – ще одне джерело втрат. Це втрати включають втрати від мікровигинів і макровигинів. Геометрія волокна – ще одне важливе поняття, що описує недосконалість і яке вимагає розгляду.
Геометрія скла описує кінцеві розмірні характеристики оптичного волокна. Геометрія (і це вже давно зрозуміли) є головним чинником, що визначає втрати в зростку і відсоток вдало виконаних зростків. Головна мета виробника оптиковолокна отримати точнішу геометрію волокна. Волокно, отримане з дотриманням жорсткіших допусків на його геометрію, легше і швидше зростити і при цьому бути упевненим у високій якості зростка і передбаченості отриманих характеристик.
Три параметри (як показала практика) роблять найбільший вплив на характеристики зростка: концентричність перетинів серцевини і оболонки, допуск на діаметр оболонки і власний вигин волокна.
Концентричність серцевини і оболонки дає зрозуміти наскільки добре серцевина волокна центрується в склі оболонки. Поліпшення цієї характеристики при виробництві волокна зменшує шанс неточного розташування серцевини, що сприяє отриманню зростків з меншими втратами.
Зовнішній діаметр оболонки визначає розмір волокна. Чим жорсткішою є специфікація діаметру оболонки, тим менше шансів, що партії волокна матимуть різні діаметри. Допуск на діаметр оболонки особливо важливий, коли використовуються наконечники, що калібруються, або здійснюється зчленування роз'ємних з'єднувачів в польових умовах. Всі ці з'єднувачі розраховані по діаметру оболонки в місці вирівнювання волокон для з'єднання.
Власний вигин волокна вказує на величину кривизни волокна уздовж деякої довжини волокна. Велика величина власного вигину може привести до дуже великого зсуву волокна при зварці або вирівнюванні кінця волокна в V-образній канавці, що може привести до зростків з великими втратами.
21.10.2017 13:10-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора