Parametrii FO

Parametrii fibrelor optice

Parametrii fibrelor otice sunt de mai multe categorii: geometrici, optici sau de transmisie.Parametrii geometrici cuprind:

Diametrul miezului;

Diametrul nveliului;

Diametrul stratului protector;

Forma eliptic a miezului;

Forma eliptic a nveliului;

Deplasarea relativ a centrelor miezului i nveliului.

Figura 1. a) forma eliptic, b) deplasarea centrelor

Forma eliptic a miezului se determin numai pentru fibrele multimod. Se poate stabili tipul fibrei, dac aceasta este monomod sau multimod, prin compararea cu 1 a raportului dintre dimensiunilor diametrelor miezului i nveliului. Se tie c pentru fibra monomod, acest raport este mic, deprtat de 1, n timp ce pentru fibra multimod, raportul este mare. Altfel spus, o fibr cu raza miezului mult mai mic dect raza nveliului va fi de tip monomod, n timp ce fibra cu raza mare a miezului va fi de tip multimod. De aceea, forma eliptic a miezului are importan n fibrele mulitmod, calculndu-se numai pentru acestea. Se noteaz cu Hm i se exprim n procente, sub forma unui raport dintre diferena diametrelor maxim i minim al miezului i cel nominal al acestuia.

MACROBUTTON MTPlaceRef \* MERGEFORMAT (1.1)

unde dmax, dmin i dn sunt exprimate n m.n ceea ce privete forma eliptic a nveliului, aceasta se calculeaz pentru ambele tipuri de fibr optic, att cea monomod ct i multimod, cu o frecven asemntoare relaiei 1.1, de data aceasta diametrele maxim, minim i nominal corespunznd evident nveliului.


Figura 2. Tipuri de fibr optic multimod i monomod

Deplasarea relativ a centrelor miezului i nveliului se determin ca distana, , ntre centrele miezului i nveliului fibrei optice i se calculeaz cu


n relaia 1.3, Ci i Cm reprezint coordonatele centrelor miezului i nveliului; mpreun cu se exprim n m.Parametrii optici de baz ai fibrelor sunt:

Diferena relativ a indicilor de refracie; Apertura numeric;

Frecvena normat;

Numrul modurilor care se propag pe fibra optic;

Lungimea de und critic.Diferena relativ a indicilor de refracie ai miezului i nveliului fibrei optice, notat cu , se calculeaz cu relaia de mai jos. Aa cum se poate observa i din relaie, este o mrime adimensional


Apertura numeric, AN, prin intermediul creia se determin condiiile n care lumina emis de surs este acceptat spre propagare n fibra optic, se determin diferit, n funcie de profilul de variaie al indicelui de refracie al miezului fibrei optice. Pentru fibra optic cu salt de indice de refracie,


unde, n1 i n2 reprezint indicele de refracie al miezului i respectiv cel al nveliului. n cazul fibrei optice cu variaie gradat a indicelui de refracie, indicele de refracie al miezului nu mai are aceeai valoare de la axul fibrei i pn la marginea dintre miez i nveli, ci depinde de poziia punctului din interiorul miezului n care se face evaluarea. Deci, n1 este o funcie de forma n(r), unde . Astfel, formula pentru apertura numeric va fi, n care r0 este punctul n care se face evaluare.


Se folosete n fibrele optice multimod noiunea de apertur numeric local, valoarea cea mare fiind de-a lungul axului central al fibrei optice, pentru care , i anume .Frecvena normat determin numrul de moduri care se pot propaga pe fibra optic i este egal cu


n relaia 1.7, f este frecvena la care se lucreaz, c0 viteza luminii n vid, a diametrul miezului fibrei optice. Dac V are o valoare cuprins n intervalul (0; 2,405), atunci regimul de lucru al fibrei este monomod; dac se depete valoarea 2,405 se vor propaga mai multe moduri pe fibra respectiv, propagarea devenind multimod. Cu ct diametrul fibrei optice este mai mic, cu att pe ea se propag mai puine moduri. Pentru o fibr optic multimod, cu diametrul miezului 2a, pentru o anumit valoare a aperturii numerice i a lungimii de und, numrul de moduri care se pot propaga se determin cu formula pentru fibra optic cu salt de indice de refracie sau pentru cea cu variaie gradat a indicelui miezului. Se observ c pentru aceleai caracteristici geometrice ale fibrei, pentru cea cu variaie gradat, numrul de moduri care se pot propaga este jumtate din cel de la fibra optic cu salt. Oricum, N trebuie s fie un numr ntreg, lundu-se n general partea ntreag a valorii rezultate. n funcie de frecvena normat V , se poate calcula i o lungime de und. Cum pentru propagarea monomod, V trebuie s aib o valoarea maxim de 2,405, se definete noiunea de lungime de und critic, , calculat cu formula, n care Vc reprezint frecvena normat critic sau de prag


Cum din (1.8)se observ c lungimea de und critic i frecvena normat de prag sunt invers proporionale, pentru toate valorile de lungimi de und mai mari dect , pe und se va propaga un singur mod. Parametrii de transmisie a fibrelor optice se refer la:

Atenuare; Dispersie;

Limea benzii de transmisie pentru fibrele multimod.

Atenuarea introdus de fibra optic reprezint pierderea de putere a radiaiei luminoase n interiorul fibrei optice sau n cuplajele acesteia. Pierderile la transmisia pe fibra optic sunt date de mai muli factori: absorbie, dispersie si difuzie (scattering). Este cauzat de neuniformitile microscopice ale sticlei (pierderi Rayleigh), pierderile de curbur, pierderile determinate de impuritile, de lipituri, conectori, pierderi prin reflexie (pierderi Fresnel).

Figura 3.Reprezentarea diferitelor cauze ale absorbiei n fibrele opticeAtenuarea fibrelor optice se exprim n dB/km i n practic se calculeaz cu ajutorul formulei de mai jos, care cuprinde doi termeni atenuarea de absorbie () i atenuarea de mprtiere ()


La rndul lor, fiecare se calculeaz cu


Unde reprezint tangenta unghiului de pierderi n dielectricul din miez i respectiv


fiind coeficientul de mprtiere.

Dispersia () care apare pe fibrele optice este un alt efect nedorit i reprezint lrgirea impulsului luminos la parcurgerea fibrei, fiind diferena dintre ptratele duratei impulsurilor la intrarea i la ieirea din fibr.


n esen, dispersia limiteaz lungimea pe care se poate transmite pe fibra optic respectiv fr a fi necesar refacerea formei temporale a impulsului luminos iniial. Limea benzii de transmisie este limitat de dispersie, existnd o dependen invers proporional ntre ele, .Desfurarea lucrrii:

S se calculeze, pentru fibrele optice prezentate n tabelul de mai jos, urmtorii parametrii: forma eliptic a miezului, forma eliptic a nveliului, diferena relativ a indicilor de refracie, apertura numeric, frecvena normat, numrul modurilor care se propag pe fibr.Diam. Miez

(m)Diam. nveli

(m)IOR miezIOR nveli(m)dmin

Miez(m)dmaxMiez

(m)dmin

nveli

(m)dmaxnveli

(m)Vc

501251,511,50,8549,99950,001124,989125,00013,832

101251,531,51,559,9910,0001124,998125,00152,405

62,51251,471,461,3162,49962,5005124,9125,013,832

81251,461,4551,317,99878,0003124,999125,00152,405

851251,491,480,8584,999785,0001124,989125,0023,832

81251,391,3851,557,98998,0001124,98125,00152,405

1001251,511,51,3199,999100,001124,989125,00013,832

101251,531,51,3149,99750,0021124,998125,00152,405

501251,471,460,859,98910,0001124,9125,013,832

81251,461,4551,557,998,0004124,999125,00152,405

851251,491,481,3184,99985,0011124,989125,0023,832

8,51251,391,3851,318,49998,501124,98125,00152,405

_1329667475.unknown

_1329668749.unknown

_1329670194.unknown

_1329670315.unknown

_1329670630.unknown

_1329670777.unknown

_1329670316.unknown

_1329670198.unknown

_1329670034.unknown

_1329670058.unknown

_1329668850.unknown

_1329670005.unknown

_1329668305.unknown

_1329668396.unknown

_1329668096.unknown

_1329666339.unknown

_1329667305.unknown

_1329667396.unknown

_1329666993.unknown

_1329667298.unknown

_1329665276.unknown

_1329665912.unknown

_1329665006.unknown

Parametrii FO

Documents

Transcript of Parametrii FO