Расчет дисперсии

Дисперсия – рассеивание во времени спектральных или модовых составляющих оптического сигнала.

Полная дисперсия в многомодовых ОВ рассчитывается как сумма модовой и хроматической дисперсии.

(5.10)

В свою очередь хроматическая дисперсия состоит из материальной, волноводной и профильной дисперсии.

Материальная дисперсия обусловлена тем, что показатель преломления сердцевины изменяется с длиной волны.

_мат=М(), пс/км ; (5.11)

где: М() – удельная дисперсия материала, ;

 - ширина спектра источника излучения, нм (для выбранной СП).

=13 нм для ППЛ;

=2040 нм для СИД.

волноводная дисперсия обусловлена процессами внутри моды и характеризуется зависимостью коэффициента распространения моды от длины волны:

_вол=В(), пс/км; (5.12) где: В() – волноводная дисперсия, .

профильная дисперсия проявляется в реальных ОК и обусловлена отклонением продольных и поперечных геометрических размеров и форм реального ОВ от номинала.

_пр=П(), пс/км; (5.13)

где: П() – удельная профильная дисперсия, .

для определения М(),В(),П() воспользуемся таблицей 5.2

Таблица 5.2 - Значения М(),В(),П()

Длина волны ,мкм	00,6	00,8	11,0	11,2	11,3	11,4	11,55	11,6	11,8
М(), пс/(кмнм)	4400	1125	440	110	--5	--5	--18	--20	--25
В(), пс/(кмнм)	55	55	66	77	88	88	112	114	116
П(), пс/(кмнм)	00	11,5	55	22,5	44	55	55,5	66,5	77,5

Результирующая хроматическая дисперсия:

, пс/км. (5.14)

В одномодовых ОВ имеет место только хроматическая дисперсия, обусловленная некогерентностью источника излучения.

В многомодовых волокнах _мод>>_хр

Модовую дисперсию для ступенчатого ов можно найти по формуле:

, нс/км; (5.15)

где: NA – числовая апертура ОВ;

n₁ – показатель преломления сердцевины ОВ;

с – скорость света, км/с.

В курсовом проекте на основании рассчитанных параметров передачи выбирается тип оптического кабеля.

7 Выбор конструкции оптического кабеля

Российскими кабельными заводами ОК производятся в основном двух типов: с модульной конструкцией сердечни­ка (сердечник с центральным силовым элементом, преиму­щественно из стеклопластикового стержня, вокруг которого находятся трубки-модули с расположенными в них оптичес­кими волокнами (ОВ)), емкостью до 288 ОВ, и трубчатой конструкции (в виде центрального модуля-трубки), емкос­тью до 24 ОВ.

ОК производятся с различными типами ОВ - многомодовыми с размерами 50/125 мкм (сердцевина/оболочка со­отв.) (рекомендация MC3-

TG.651) и 62,5/125 мкм, одномодовыми (рекомендации MC3-TG.652, G.653, G.654, G.655), ОВ с расширенным диапазоном рабочих длин волн. Типы ОВ, которые должен содержать ОК (или же необходимость наличия в ОК различных типов ОВ), определяются заказчи­ком с учетом назначения ОК.

Основной тип ОВ, используемых в современных конструк­циях ОК - одномодовые ОВ, характеризующиеся низкими потерями (так, километрическое затухание на длине волны 1,55 мкм у ОВ по рекомендации G.652 составляет 0,22дБ/км). Многомодовые ОВ применяются практически толь­ко в ОК для локальных сетей, в частности, в структурирован­ных кабельных системах, что определяется в основном тех­нико-экономическими причинами.

Допустимые условия прокладки ОК:

• прокладка в кабельную канализацию и специальные (защитные пластмассовые) трубы;

• прокладка в грунтах различных категорий;

• прокладка в грунтах, характеризующихся мерзлотными явлениями,

• прокладка в болотах, на речных переходах, на глубоко­водных участках водоемов (озера, водохранилища);

• прокладка на прибрежных и на глубоководных участках морей;

• подвеска на опорах воздушных линий связи, опорах ЛЭП, опорах контактной сети и автоблокировки желез­ных дорог;

• прокладка внутри зданий, в коллекторах и туннелях.

В зависимости от исполнения ОК условия прокладки мо­гут быть и расширенными (например, для прокладки в ка­бельную канализацию, специальные трубы, для подвески).

Основными особенностями конструкций ОК, определяю­щими область их прокладки, являются:

• состав элементов конструкции ОК (наличие или отсут­ствие гидрофобного заполнения, металлических эле­ментов);

• механические характеристики (в основном допустимые растягивающие и раздавливающие усилия);

• материал наружной оболочки.

Характерными особенностями конструкций ОК по сравне­нию с медно-жильными кабелями связи являются:

• малые размеры и масса;

• большая строительная длина (4 - 6 км и более);

• малая величина километрического затухания;

• отсутствие необходимости содержания ОК под избы­точным воздушным давлением;

• стойкость к электромагнитным (гроза, ЛЭП и др.) воз­действиям (металлические конструктивные элементы используются только в качестве

бронепокровов и/или для предотвращения поперечной диффузии влаги (оболочки «АЛПЭТ», «СТАЛПЭТ»)).

Прокладка ОК производится с использованием техноло­гий, виды которых определяются проектом, условиями про­кладки, типами используемых ОК, используемым оборудо­ванием и др.

Во всех случаях при прокладке не должны превышаться нормируемые нормативно-технической документацией на кабели механические воздействия (в первую очередь уси­лия растяжения и сжатия), климатические условия (нижняя предельная температура прокладки, как правило, состав­ляет минус 10 °С), допустимые радиусы изгиба ОК (ради­ус изгиба не должен быть менее 20 наружных диаметров ОК) и т.д.

В Приложении 2 приведены типовые конструкции ОК, используемые на междугородных линиях.

Дополнительную информацию о конструкции оптических кабелей можно получить в указанной литературе.

В курсовом проекте по результатам расчетов параметров ОК необходимо выбрать марку кабеля, привести эскиз и основные параметры выбранного ОК.

Параметры выбранного кабеля не должны превышать расчетные.

Длина волны проектируемой ВОСП должна соответствовать длине волны, на которой работает выбранный ОК.