Задание.

Рассчитать параметры двухслойных оптических волокон оптического кабеля.

Выбрать в соответствии с вариантом конструкцию оптического кабеля и нарисовать эскиз поперечного сечения в масштабе 1:10.

Исходные данные взять из табл. 1, 2.

Расчету подлежат:

1)      числовая апертура;

2)      нормированная частота V;

3)      число мод, распространяющихся в волокне N;

4)      коэффициент затухания a, дБ/км;

5)      уширение импульса t, мкс;

6)      длина регенерационного участка для системы передачи ИКМ-120 (F_т = 8,5 Мбит/с).

Таблица 1, 2

Решение.

1.      Числовая апертура определяет условия ввода излечения в оптическое волокно. Она вычисляется по формуле:

Увеличение NA повышает эффективность ввода лазерного излучения в волокно. Но с другой стороны это связано с увеличением диаметра сердцевины и возрастанием модовой дисперсии. Обычно величина  NA = 0,15¸0,25.

Результаты расчетов приведены в таблице 3. Все расчеты выполнялись при помощи электронных таблиц Excel.

2.      Нормированная частота определяется по формуле:

По этой величине можно судить о режиме работы оптического волокна. Если V £ 2,045, то в нем распространяется только одна основная мода HEII. Если V > 2,045, то имеет место многомодовый режим работы.

3.      Число мод при этом зависит от типа волокна. Для ступенчатого многомодового световода:

4.      Коэффициент затухания складывается из затухания поглощения и затухания рассеяния:

5.      Уширение импульсов зависит от типа световода (ступенчатый, градиентный), а также от режима его работы. В многомодовом ступенчатом волокне:

6.      Определение длины регенерационного участка производится из двух условий:

1)      межсимвольной интерференции

2)      допустимого затухания регенерационного участка

Таблица 3

При выборе конструкции кабеля следует учитывать, что зоновые кабели имеют конструкцию с фигурным сердечником.

Зоновые кабели предназначены для связи областного центра с районами и городами области. Дальность связи находится как правило в пределах сотни километров.

Кабель зоновой связи (марка ОЗКГ) содержит 8 градиентных волокон, расположенных в пазах профилированного пластмассового сердечника. Так как кабель предназначен для непосредственной прокладки в грунт, он имеет защитный броневой покров из стальных проволок диаметром 1,2 мм. Дистанционное электропитание регенераторов осуществляется по четырем медным изолированным проводникам, расположенным в броневом покрове кабеля. Снаружи кабель имеет полиэтиленовую оболочку.

Изготавливаются также оптические кабели зоновой связи, в которых цепи дистанционного питания отделены от броневых проволок алюминиевым экраном и расположены внутри кабеля. Кабель может содержать 4 или 8 волокон.

Как наиболее подходящий выберем кабель марки ОЗКГ-01.

Основные характеристики приведены в таблице 4, 5.

Таблица 4

Таблица 5

Разрез оптического кабеля зоновой связи