еному малюнку), величина якого обумовлена ??кутом повного внутрішнього відображення. Цей тілесний кут характеризується числовий апертурою
NA=(n12 - n22) 0.5=(1,4772 - 1,4752) 0,5=0,768
Апаратура - це кут між оптичною віссю і однієї з утворюють світлового конуса, що потрапляє в торець волоконного світловода, при якому виконується умова повного внутрішнього відображення.
Промені потрапляють в торець ОВ поза тілесного кута, утворюють так звані просторові хвилі, які є паразитними, відбирати енергію хвилі серцевини.
Залежно від числа що поширюються на робочій частоті мод ОВ поділяються на одномодові і багатомодові. Число мод залежить від співвідношення діаметра серцевини і довжини хвилі. В даний час прийнято при довжинах хвиль 0,85-1,55 мкм. застосовувати ОВ з діаметром серцевини 8 - 10 мкм. для одномодової передачі і 50 мкм. для багатомодовою.
Найважливішим узагальненим параметром волоконного світловода, використовуваним для оцінки його властивостей, є нормована частота V:
V=2 * pi * a * NA / l=2 * 3.14 * 5 * 0,0768 / 1,55=1,556
де а-радіус серцевини волокна.
Число переданих мод в световоде можна визначити за формулою:
Nст=V2 / 2=1,5562 / 2=1,21
Визначимо критичну довжину хвилі і частоту:
fкр=с / (dc * NA)=3 * 108 / (10-5 * 0,0768)=3,90625 * 1014 Гц
lкр=с / fкр=3 * 108/3, 90625 * 1014=0.77 мкм.
Ослаблення сигналу в ОВ обумовлено власними втратами і додатковими кабельними втратами, зумовленими неоднородностями конструктивних параметрів, що виникають при деформації і вигині світловодів в процесі накладення покриттів і захисних оболонок при виготовленні кабелю. Коефіцієнт загасання (ослаблення)
.
Величина в реальних умовах становить 0,1-0,2 дБ / км. Власні втрати складаються з трьох складових: ослаблення за рахунок поглинання; ослаблення за рахунок наявності в матеріалі ОВ сторонніх домішок; ослаблення за рахунок втрат на розсіювання.
AС=aп + aпр + AР
Розрахуємо кожну складову власних втрат:
aп=(4,34 * pi * n1 * tgd) / l=(4,34 * 3,14 * 1,477 * 10-11) / 1,55 * 10-6=0,13 дБ / км
де tgd-тангенс кута діелектричних втрат.
Втрати енергії також істотно зростають через наявність у матеріалі ОВ сторонніх домішок, таких як гідроксильні групи (ОН), іони металів і ін Через домішок виникають сплески ослаблення на хвилях 0,95 і 1,4 мкм. При цьому спостерігається три вікна прозорості світловода з малими ослаблениями в діапазонах хвиль 0,8 - 0,9; 1,2 - 1,3; 1,5 - 1,6 мкм.
Так як довжина хвилі дорівнює 1,55 мкм. (3-е вікно прозорості), значить aпр можна знехтувати.
Розсіювання обумовлено неоднородностями електричних параметрів матеріалу ОВ, домішками, розміри яких менше довжини хвилі, і теплової флуктуацией показника заломлення.
AР=(4,34 * 8 * pi3 (n 1 2 - 1) к * Т * c * 103) / 3 * l4=(4,34 * 8 * 3,143 * (1,4772-1) * 1,28 * 10-23 * 8,1 * 10-11 * 103) / 3 * 1,55 * 10-6=0,114 дБ / км
де к-постійна Больцмана.
Т - температура переходу скла в тверду фазу.
c - коефіцієнт стисливості.
Кабельні втрати, головним чином зумовлені наступними факторами:
. Додаткове загасання, що виникає внаслідок микроизгибов ОВ (при виготовлен...
