🗊Презентация Ослабление сигнала в волоконных световодах

Ослабление сигнала в волоконных световодах Важнейшим параметром ВС являются потери и, соответственно, ослабление сигнала. Они определяют дальность передачи по ОК и его эффективность.

Потери на поглощение существенно зависят от чистоты материала и при наличии посторонних примесей могут быть значительными I окно прозрачности II окно прозрачности III окно прозрачности I – λ = 0,85мкм, α=3дБ/км II – λ = 1,3 мкм, α=0,7дБ/км 0,34-0,36 дБ/км - ООВ III – λ = 1,55мкм, α=0,22дБ/км - ООВ IV - λ = 1,565 - 1,620мкм V – λ = 1,350 - 1,450мкм

Ослабление за счет поглощения в Ослабление за счет поглощения в инфракрасном диапазоне обусловлено собственным резонансным поглощением в УФ- и ИК-областях. Ультрафиолетовое поглощение определяет затухание в рабочем диапазоне длин волн и связано с потерями на диэлектрическую поляризацию, линейно растет с частотой и существенно зависит от свойств материала световодах (tg β). Это так называемое собственное поглощение кварца, механизм возникновения которого свя3ан с поведением диэлектрика в электрическом поле

Pэлеевское рассеивание обусловлено существованием мелкомасштабных (по сравнению с длиной волны излучения ) флуктуации плотности или химического состава веществ. Эти флуктуации являются следствием неравновесных состояний, возникаю-щих в волокне в момент стеклования.Pэлеевское рассеивание обратно четвертой степени длины волны и характерно для неоднородностей, размеры которых менее длины волны, а расстояние между которыми достаточно велико, чтобы явление взаимодействия были исключены. Pэлеевское рассеивание обусловлено существованием мелкомасштабных (по сравнению с длиной волны излучения ) флуктуации плотности или химического состава веществ. Эти флуктуации являются следствием неравновесных состояний, возникаю-щих в волокне в момент стеклования.Pэлеевское рассеивание обратно четвертой степени длины волны и характерно для неоднородностей, размеры которых менее длины волны, а расстояние между которыми достаточно велико, чтобы явление взаимодействия были исключены.

Примесное поглощение для разных стекол изменяется. В качестве примесей обычно рассматривают ионы металлов и гидроксогрупп OH-. Пики поглощения за счет ионов металлов очень широкие. Примесное поглощение для разных стекол изменяется. В качестве примесей обычно рассматривают ионы металлов и гидроксогрупп OH-. Пики поглощения за счет ионов металлов очень широкие. Другой существенной в отношении поглощения примесью является вода, присутствующая в виде ионов OH-. На содержание ионов OH- в стекле влияет процесс его изготовления. Ей соответствуют ярко выраженный максимум поглощения в районе длины волны 1480 нм. Он присутствует всегда, поэтому область спектра в районе этого пика практически не используется. В настоящее время изготавливаемое ОВ становится на столько чистым (99,9999%), что наличие примесей перестает быть главенствующим фактором затухания в ОВ.

С увеличением пока3ателя преломления эти потери увели-чиваются, а с ростом длины волны – уменьшаются. С увеличением пока3ателя преломления эти потери увели-чиваются, а с ростом длины волны – уменьшаются. k = 1.38*1023 Дж/К – постоянная Больцмана, T = 1500 К – температура перехода стекла в твердую фазу Χ = 8,1*10-11 м2/н - коэффициент сжимаемости для кварца λ - в м! (*10-6) Кроме флуктуации плотности существенными являются также флуктуации концентрации окислов, которые добавляют в стекло для повышения показателя прелом-ления . Неоднородность концентрации создает большие флуктуации.

Суммарные потери на Гэлеевском рассеивании зависят от длины волны по закону λ-4 и количественно могут быть оценены по формуле: Суммарные потери на Гэлеевском рассеивании зависят от длины волны по закону λ-4 и количественно могут быть оценены по формуле: где kp – коэффициент рассеивания, для кварца 0,8÷1,0 ((мкм4*дБ)/км) λ – длина волны, мкм

Графически αn и αp можно представить следующим образом: Графически αn и αp можно представить следующим образом: Дополнительные потери в ОК (или колебательные) обусловлены деформацией ОВ в процессе изготовления кабелей, скруткой, изгибами волокон, а также технологическими неоднородностями в процессе изготовления волокон.

Они состоят из суммы семи коэффициентов затухания: Они состоят из суммы семи коэффициентов затухания: α1 – затухание из-за приложения к ОВ термомеханических воздействий в процессе изготовления кабелей обусловлено различием коэффициентов удлинения стекол сердцевины и оболочки α<0,1 дБ/км; α2 – вследствие температурной зависимости коэффициента преломления материала ОВ ; α3 - вызывается микроизгибами ОВ т.е. из-за локального нарушения прямолинейности ОВ; α3 <(0,001÷0,1)дБ α4 – возникает вследствие нарушения прямолинейности ОВ (скрутка, прокладка или макроизгибы); α4 <(0,5÷1)дБ/км Rизг≥ 20Д

α5 - возникает вследствии кручения ОВ относительно его оси(осевые напряжения скручивания); α5 - возникает вследствии кручения ОВ относительно его оси(осевые напряжения скручивания); α6 – возникает вследствие неравномерности покрывания ОВ α7 – возникает вследствие потерь в защитной оболочке ОВ α7 <0,1÷0,3 дБ/км Следует учитывать потери на соединение ОВ т.е. при монтаже). При соблюдении норм технологического процесса изготовления доминируют потери на микроизгибы. Потери на макроизгибах и в защитных оболочках сравнительно невелики. В целом αдоп =0,1÷0,7дБ