Технологическая автоматизация

Методы цифровых технологий

Число мод в многомодовом оптическом волокне.

Общее число мод в МОВ с диаметром сердцевины 2α, заданной числовой апертурой на рабочей длине волны λ определяется через нормированную частоту выражением вида:

(15)

В расчетах М может оказаться дробным числом, в то время как число мод в волокне бывает только целым. В волокне с градиентным ППП и теми же значениями диаметра сердцевины, показателей преломления п1 и п2 число мод примерно в 2 раза меньше, чем в ОВ со ступенчатым ППП. Количество мод (с учетом всех вырожденных мод) в случае ступенчатого ППП (2.2) определяется выражением вида:

(16)

где u - показатель степени, описывающий изменения ППП.

. Затухание.

Коэффициент затухании оптического сигнала. Затухание в оптическом волокне - это мера ослабления оптической мощности, распространяемой вдоль ОВ между двумя его поперечными сечениями на данной длине волны. Затухание в ОВ выражается в дБ. Коэффициент затухания в ОВ - это величина затухания на единице длины волокна и выражается в дБ/км. Коэффициент затухания в ОВ обуславливается собственными потерями волокна и выражается в виде:

, (17)

где αрр, αпт, αик, αпр - составляющие коэффициента затухания за счет рэлеевского рассеяния, поглощения матрицей кварцевого стекла, инфракрасного поглощения и поглощения на примесях ОВ, соответственно.

В общем виде потери энергии в материале волокна зависят от поглощения световой энергии, наличия посторонних примесей, таких как гидроксильные группы (ОН), ионы металлов (железа, кобальта, никеля, меди) и других включений, а так же от потерь на поглощение передаваемой мощности в инфракрасной области сектора.

Общие потери на поглощение в ОВ определяются формулой:

(18)

Механизм основных потерь, возникающих при распространении по ОВ электромагнитной энергии, иллюстрируется на рис. 10.

Рис. 10. Механизм основных потерь в световодах:

αрр - рассеяние на нерегулярностях;

αпр - поглощение из-за примесей;

αпм - поглощение в материале волокна

Часть мощности, поступающей на вход световода Рвх, рассеивается из-за изменения направления распространяемых лучей на нерегулярностях и их высвечивании в окружающее пространство (αрр), другая часть мощности поглощается материалом ОВ (αпм) в виде поляризации диполей ОВ, посторонними примесями, что проявляется в виде Джоулева тепла (αпр). В результате мощность на выходе Pвых. уменьшается.

Потери на поглощение существенно зависят от чистоты материала и при наличии посторонних примесей могут быть значительными. Потери на рассеяние лимитируют предел минимально допустимых потерь в ОВ.

Рассеяние, с одной стороны, обусловлено неоднородностями материала ОВ, размеры которых меньше длины волны, а с другой - тепловыми флуктуациями показателя преломления.

Рассеяние света принципиально неустранимо и вносит свой вклад в затухание ОВ даже в том случае, когда потери света на поглощение равны нулю. Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6

Другие статьи по теме:

Диспетчерский контроль движения поездов Диспетчерский контроль движения поездов позволяет диспетчеру видеть на световом табло участка в каждый момент времени местонахождение всех поездов и состояние входных, выходных светофоро ...

Цифровизация участка первичной сети связи Развитие науки и техники способствовало развитию телекоммуникационных сетей как всего мира, так и Украины. Передача мультимедийного трафика на первичной сети связи Украины осуществляется ...

Зоновая РРЛ прямой видимости Рязань-Ряжск канал профиль интервал Радиорелейные линии занимают прочное место в сети связи РФ. Они широко используются для передачи сигналов многоканальной телефонии, телевидения, звукового вещания, ...