| СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ И ИНФОРМАТИКИ
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1
Вариант 16
|
| По предмету:
|
Волоконно-оптические линии связи
|
| Фамилия:
|
Ерофеева
|
| Имя:
|
Елена
|
| Отчество:
|
Геннадьевна
|
| Шифр:
|
Е971С016
|
| Домашний адрес студента:
|
Г. Ревда, 623270, Свердловской обл., ул. Мира 14, кв. 14
|
| Дата отправки контрольной работы:
|
15 марта 1999г.
|
| Контрольная работа поступила на ФУПС СибГУТИ-УрКСИ
|
| «___»__________199__г.
|
| Методист:
|
| Дата рецензии:
|
«___»__________199__г.
|
| Оценка:
|
| Подпись рецензента:
|
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 (Fт
= 8,5 Мбит/с).
Таблица 1, 2
| Наименование параметра
|
Обозначение
|
Ед. изм.
|
Величина
|
| Диаметр сердцевины
|
2
a
|
мкм
|
10
|
| Диаметр оболочки
|
2b
|
мкм
|
125
|
| Потери на поляризацию
|
tg
b
×
1010
|
0,8
|
| Длина волны
|
l
|
мкм
|
1,3
|
| Коэффициент рассеяния
|
Кр
|
мкм4
дБ/км
|
1,05
|
| Тип световода
|
Ступенчатый
|
| Коэффициент преломления сердцевины
|
n1
|
1,5
|
| Коэффициент преломления оболочки
|
n2
|
1,47
|
| Потери в разъемном соединении
|
a
рс
|
Дб
|
1,3
|
| Потери в неразъемном соединении
|
a
нс
|
Дб
|
0,31
|
| Энергетический потенциал аппаратуры
|
Q
|
Дб
|
49
|
| Строительная длина кабеля
|
i
сд
|
км
|
1
|
| Зоновый кабель с числом волокон
|
4
|
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
| Наименование параметра
|
Обозначение
|
Ед. изм.
|
Величина
|
| Числовая апертура
|
NA
|
0,298
|
| Нормированная частота
|
V
|
7,209
|
| Число мод
|
N
|
26
|
| Коэффициент затухания
|
a
|
дБ/км
|
0,37
|
| Уширение импульса
|
t
|
с/км
|
9,9×10-8
|
| Длина регенерационного участка
|
i
р
|
км
|
68,8
|
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
| Марка кабеля
|
Количество волокон
|
a
, дБ/км
|
l
, мкм
|
i
р
, км
|
Система передачи
|
D
F
, МГц
×
км
|
ТУ
|
Область применения
|
| ОЗКГ-01
|
4-8
|
0,7
|
1,3
|
30
|
ИКМ-120
|
800
|
ТУ-16, 705, 455, 85
|
Зоновые сети
|
Таблица 5
| Параметр
|
ЗС
|
| Размеры волокна, мкм:
|
| сердечник
|
50
|
| оболочка
|
125
|
| покрытие
|
500
|
| Температурный диапазон, С°
|
-40°до +50°
|
| Число волокон
|
4…8
|
| Длина волны, мкм
|
1,3
|
| Коэффициент затухания, дБ/км
|
0,7…1,5
|
| Полоса пропускания, Мгц×км
|
500-800
|
| Тип волокна
|
Многомодовое
|
| Система передачи
|
ИКМ-120
ИКМ-480
|
| Строительная длина, м
|
2200
|
| Регенерационный участок, км
|
30
|
| Диаметр кабеля, мм
|
17
|
| Масса, кг/км
|
370
|
| Допустимое растягивающее усилие, Н
|
3000
|
| Радиус изгиба
|
20a
|
| Стоимость кабеля, т.р./км
|
| ОК-4
|
7,3
|
| ОК-8
|
12,0
|
Разрез оптического кабеля зоновой связи
Список литературы
1. Гроднев И.И. Волоконно-оптические линии свзяи. - М. Радио и связь, 1990э
2. Гроднев И.Ию, Верник С.М. Линии связи. - М. Радио и связь, 1988.
3. Методические указания по курсу ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ СВЯЗИ.
4. Конспект лекций.
12 Марта 1999 г. _______________Е.Г. Ерофеева
|