Переходное затухание и защищенность от взаимных помех в оптических кабелях
Поле, проникающее через оптическую оболочку и действующее вне световода, воздействует на соседние световоды и является источником переходных помех. Зная напряженность поля, создаваемого влияющим световодом, можно определить напряженность переходного поля помех, возникающего в соседнем световоде.
Так как соседний световод имеет аналогичную оптическую оболочку, помехи в нем будут испытывать принципиально такое же затухание, как и во влияющем световоде. Однако разница будет в последовательности прохождения лучей различных сред. Во влияющем световоде эта последовательность выражается в виде , а в световоде, подверженном влиянию, – . Если для первого световода коэффициент ослабления помех равен , то для второго – .
Кроме того, следует ввести параметр , характеризующий оптическую связь между световодами. Он может быть выражен через отношение угла излучения к полной окружности и зависит от расстояния между световодами и их диаметров: , где , d – диаметр световода; r – расстояние между центрами влияющего и подверженного влиянию световодов.
Тогда .
При выводе формул для расчета уровня переходных помех необходимо также учесть апертурный угол и соответственно числовую апертуру: .
Учитывая, что напряженность поля вдоль линии меняется по экспоненциальному закону ( ), для элементарного участка линии dz, находящегося на расстоянии z от начала, можно записать следующее выражение для переходных помех, создаваемых в соседнем световоде:
.
Помехи распространяются к началу и концу второго световода, подверженного влиянию.
На линии длиной для ближнего конца имеем
.
Здесь характеризует распространение переходных помех к началу второго световода.
На линии длиной для дальнего конца имеем
.
Здесь характеризует распространение переходных помех к концу второго световода.
Если волоконные световоды обладают одинаковыми параметрами , то получим
.
Для дальнего конца при возникает неопределенность , решая которую, можно установить, что она соответствует . Тогда
.
Обычно в линиях связи взаимное влияние характеризуется параметром А – переходным затуханием в логарифмических единицах, дБ. При этом переходное затухание на ближнем конце
.
Переходное затухание на дальнем конце
Соответственно защищенность от помех
.
На рис. 41 показана зависимость переходного затухания от толщины оболочки. Из рисунка видно, что с увеличением толщины оболочки резко уменьшается излучение и растет переходное затухание.
Рис. 41. Зависимость переходного затухания от толщины оболочки
При тонких оболочках переходное затухание составляет всего 30–60 дБ, что приводит к заметным взаимным помехам между волокнами. В реальных оптических кабелях переходное затухание составляет 70–100 дБ и выше.
На рис. 42 приведена частотная зависимость переходного затухания.
Рис. 42. Зависимость переходного затухания от частоты
Возрастание переходного затухания с увеличением частоты имеет закономерное физическое объяснение: с ростом частоты электромагнитное поле все больше концентрируется в сердечнике световода и меньше проникает в оболочку и окружающее пространство, в результате взаимное влияние уменьшается, а переходное затухание растет. При частотах меньше критической f0 поле излучается в окружающее пространство, и эффективная передача по световоду невозможна.
С увеличением расстояния между световодами переходное затухание возрастает по логарифмическому закону. Чем меньше апертурный угол, тем более полого распространяется луч и выше переходное затухание оптического кабеля.
В оптическом кабеле обычно под общей наружной оболочкой размещается большое число волоконных световодов. Поэтому необходимо учитывать также влияние соседних окружающих волокон.
Следует иметь в виду, что приведенные формулы справедливы для прямолинейных световодов регулярных конструкций. Имеющиеся в реальных условиях неоднородности могут существенно увеличить взаимные помехи и снизить переходное затухание.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|