Оптикалық талшықтың параметрлік есебі

 

 

Алайда қалаларда және кесек-кесек елдімекендерде ВОК  сияқты  телефондық кабельдік кәрізге  салады немесе коллекторларды қолданады.  Метро орналасқан жерлерде, кәбілдер  тоннель арасынан салып өтеді.

Кәріз жоқ жерлерде, яғни  кәріз арнасының құрылыс жобаларын  көздей отырып,  кәріз арналарын  құру жұмыстарын жүргізеді.

Кабельдік кәрізді жүргізу  трассасының талғамында, барынша  кәріз қосалқаларын қысқартуга әрекеттену керек. өйткені  басты максат, көлік  жолдары мен темір жол жолдарынан көше жлдарынан таса құрылуы шарт. кәріз арналарын квртал араларынан жүргізіп өткізіледі. оларды арнайы қазіргі заманға сай құрылғылармен жабдықтау тиіс.

 

 

 

 

 

 

 

Кабельдік кәріздің құбырының  ықтимал болған тереңдікте орналастыру. Кестесін ұсынамыз:

 

Құбыр материалдары	Жолаушылар жолы бөлігінің  трассасы. М.	Көлік жолы көшесінің бөлігі. М.	Электр астына., темір жол трассасы, трамвай жолдармен, рельстің,  табанынан. м.
Асбоцемент Полиэтилен (Сталь) құрыш матер.	0,4 0,4 0,2	0,6 0,6 0,4	1,0 1,0 -

 

 

Кабельдік кәріздерді байқаудың құрылымдары(құдықтар) жобаланады;

 

o өткізу - трассаның тік тілімдерінде, трассаның бұрылыс айланасы  15 градусқа ауытқуы,және де құбыррдың тереңдігінің өзгерісінде;

 

o  бұрыштама - трассаның айланпасының жерлерінде астам немен 15 градусқа; разветвительные - трассаның айырылысының жерлерінде екі(үш) бағытқа;

 

o станциялық - кәбілдің енгізуінің  жерлерінде телефондық бекеттің  ғимараттарына.

 

Байқаудың құрылымының(құдықтардың) үлгілері сыйымдылықпен кіргізілген  құбырдың немесе шығырлардың есебімен трмақтың дамуының болашағы анықталады.  Құдықтардың арасында 150 м асып кетпеуі керекке. Жобаларда көздеу ұсыныл- жиынтық темірқұйматас құдықтарды қолданады.

 

 

 

 

 

 

 

 

12. Оптикалық талшықтың  параметрлік есебі

 

 

Өзектің және ОВ тысының  сыну көрсеткішінің мағыналарын  біле отырып, сандық аппертуру: табамыз

 

 

NA=√n²₁-n²₂

NA= √1,48² -1,475²= 0,122

 

n1 - ОВ өзегінің сыну  көрсеткіші, шамамен тапсырмаға  1,48 тең

n2 - ОВ тысының  1,475 тең.  сыну көрсеткіші

мұндағы апертуралық бұрыштың мағынасын: табамыз

 

Θ_а= arcsin (NA)

Θ_а= arcsin 0,122= 7.007^о

 

Нормотивті жиіліктің  мағынасы: мұндағы формуламен есептеледі;

 

v= 2π*a/λ*NA

v= 2*3,14* 5*10^-6/ 1,55*10^-6*0,122=2,47 Гц

a - ОВ өзегінің радиусы;

- толқынның ұзындығының,  мкм

Қысылшаң жиілік: анықталады

ƒ_о=Р_nm*с_о / π*d *√n₁-n₂

ƒ_о=2,405*300000/3,14*10^-6*√1,48-1,475=3,25*10¹⁴ Гц

мұндағы Р_nm=2,405 – одномодовой беріліс үшін:

с_о = 300000 км/с - нұрдың жылдамдығы.

Толқынның қысылшаң ұзындығы анықталады:

λ_о = π*d *√n₁-n₂ / Рnm*n1

λ_о=3.14*10*10^-6*√1,48-1,475/2,405*1,48=0,624 мкм

 

 

 

12.1 Өшудің есебі

 

Ов меншікті өшуі , n1 тәуелді, және  n2 , және мұндағы формуламен есептеледі

 

α_с=α_п+α_р+α_пр

 

мұндағы α_п  өшудің құрылғысы, материалдың тазалығына тәуелді болады және шығындарына қарамастан диэлектриялық поляризацияға шарттайды

α_п=8,69* π*n₁*tgδ/λ, дБ/км

α_п=8,69*3,14*1,48*10^-12/1,55*10^-9=0,026 дБ/км

tgδ - тангенс диэлектрикті жоғалту ОВ

Курстық жобада берілгендей  tgδ =10^-11÷ 10^-12

λ- толқын ұзындығы, км

α_р – өшудің сөнуі, кесімді материалдың алалықтарының және сыну көрсеткішінің жылуының флуктуацияларының көрсеткіші;

 

к_р=1,3*10^-24

α_p=к_р/ λ⁴

α_p=1,3*10^-24/1,55⁴=0,225 дБ/км

 

α _пр – қоспаның өшуінің себебі, түрлі материалдың немесе гидроксидты топтың  материалдардың ионынын кварц қоспаларының арқасында туады.;

 

α_с=α_п+α_р дБ/км

α_с=0,026+0,225=0,251 дБ/км

Тармақтың өшуі – кесімді  төсеменің және оптикалық кәбілдің қанаушылығының шарттарымен.

Кабельдік өшу сияқты 7 сома  есептеледі

α_к=Σα _i i=1÷ 7

мұндағы, α₁ – өшу себепті талшыққа деген термомеханикалық әсерлердің ара талшықтары дайындалады.;

α₂ – өшу себепті еселіктің температуралық тәуелділікінің сыну коэффиценті ОВ;

α₃ – ОВ өшу шағынқатпарларында;

α₄ – ОВ өшу себепті беттіліктің бұзушылығы ;

α₅ – өшу себебі  ОВ ның өз осінде айнала бұралуынан болады.;

α₆ – өшу себепшісі ОВ жабындысының әркелкілігінің саласынан.;

α₇ – өшу себепті шығындардың қорғаныстық тысының жоғалуы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 Мұндағы таблицаға  сәйкес болған α_к жағдайда көрсетілген;

 

№ вар.	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
αк , дБ,/км	0,3	0,28	0,25	0,24	0,22	0,2	0,17	0,15	0,13	0,1

 

Есептік соманың өшуі болады:

 

α=α_с+α_к, дБ/км

α=0,251+0,28+0,17=0,701 дБ/км

 

Заключение

 

Итак, мы привили массу  положительных черт оптического  волокна. При этом мы указали и  на недостатки, связанные с дорогостоящим  процессом производства. Но, на мой  взгляд, вложенные средства и усилия будут оправданы сполна и так  считаю не только я. Приведу примеры  применения оптоволокна отличающиеся от ранее приведенных.

Оптоволокно может быть использовано как датчик для измерения напряжения, температуры, давления и других параметров. Малый размер и фактическое отсутствие необходимости в электрической  энергии, дает оптоволоконным датчикам преимущество перед традиционными электрическими в определенных областях.

Оптоволокно используется в  гидрофонах в сейсмических или гидролокационных приборах. Созданы системы с гидрофонами, в которых на волоконный кабель приходится более 100 датчиков. Системы с гидрофоновым датчиком используются в нефтедобывающей промышленности, а также флотом некоторых стран. Немецкая компания Sennheiser разработала лазерный микроскоп, работающий с лазером и оптоволокном.

Оптоволоконные датчики, измеряющие температуры и давления, разработаны для измерений в  нефтяных скважинах. Оптоволоконные датчики хорошо подходят для такой среды, работая при температурах, слишком высоких для полупроводниковых датчиков. Другое применение оптоволокна — в качестве датчика в лазерном гироскопе, который используется в Boeing 767 и в некоторых моделях машин (для навигации). Специальные оптические волокна используются в интерферометрических датчиках магнитного поля и электрического тока. Эти волокна, полученные при вращении заготовки с сильным встроенным двойным лучепреломлением

Оптоволокно применяется  в охранной сигнализации на особо важных объектах. Когда злоумышленик пытается переместить боеголовку, условия прохождения света через световод изменяются, и срабатывает сигнализация.

Оптоволокна широко используются для освещения. Они используются как световоды в медицинских и других целях, где яркий свет необходимо доставить в труднодоступную зону. В некоторых зданиях оптоволокна используются для обозначения маршрута с крыши в какую-нибудь часть здания. Оптоволоконное освещение также используется в декоративных целях, включая коммерческую рекламу и искусственные ёлки.

Оптоволокно также используется для формирования изображения. Когерентный  пучок, создаваемый оптоволокном, иногда используется совместно с линзами  — например, в эндоскопе, который  используется для просмотра объектов через маленькое отверстие

Постскриптум: на данной фотографии изображен разрыв волоконно-оптического  кабеля находящегося в земле.

 

 

Тұжырым

 

Біз, оптикалық талшықтың  пайдасы мен зиянды жақтарын салыстырып талқылап, есептеп,  баулыдық шықтық. Бұл ретті біз, сілтеп өткендей және өндірістің қымбат болуы салдарын есепке алмағанда ақпарат жіберу, интернет тармағын бүкіл адамзатқа сапалы жеткізіп бере алатын едік. Бірақ,  менің көзқарасым бұл жағдайда, ақша жағы емес, оның өндірісте мағызы мен сапасы деп санаймын.  Оптоволокна қолданысының мысалдарын бұрын келтіргендей қарастырамын.

Оптоволокно мүмкішіліктері өте біздің заманымызға керек және пайдалы. Мысалы қызудың, қысымның және сырттық параметрлерді өлшеу ушін маңызы өте орасан. Жас өлшем және  шын мәнісінде электр тармақтарын, оптоталшық бергіштерге датчиктер арқылы хабарлап отыру салдарынан электр кернеуін бақылап отыруға мумкіншілік туылады.

Оптоволокно сейсмикалық  немесе гидролокационных аспаптарда гидрофондарда  пайдаланылады. Жүйелер талшықтың  кәбіліне  100 ден астам бергіш гидрофондардан жасалған. Жүйелер каналфон бергішпен мұнай өндірістік өнеркәсібінде пайдаланылады.  Неміс компания Sennheiser лазермен және оптоволокном шұғылданушыны лазер микроскопты әзірлеген болатын.

Оптоталшық бергіштер, қызуды және қысымдарды, мұнайдың ұңғымаларында  есептегіш өлшеуіш үшін әзірленеді. Оптоталшық бергіштер мынадай ортада шалаөткізгіштің бергіштері үшін аса биік қызуларда жұмыс істейтін. Оптоволокна сырттың қолданысының  сапа бергіштің және машинаның(навигация үшін)  қалыптарында  Boeing 767 лазер гироскопта пайдаланылады.

 

Арнаулы оптикалық талшықтар  магниттік даланың және электр қырманның интерферометрикалық бергіштерінде пайдаланылады. Бұл екі тармақтың қосылуы  дайындаманың  талшықтар осындай жағдай туады.

Оптоволокно айрықша маңызды  нысандарда күзеттің сигнализациясында  қолданылады. Қашан злоумышленик оқтұмсық орын алмастыруға қарайды, нұрдың сапарының  шарттары арқылы жарықжеткшіні өзгереді, қарамастан және сигнализация срабатывает.

Оптоволокна жаядай жарық  түсір- үшін пайдаланылады. Олар сияқты жарықжеткшілерді медициналықта пайдаланылады  және сырттың мақсаттарының, қайда  ашық түсті нұрды труднодоступную  зонаға деген жеткізуге қажетке. Біреудің ғимараттарында оптоволокна  шатырдан ғимараттың какую-нибудь бөлігіне жол бағдарымның белгісі үшін пайдаланылады. Оптоталшық жарық түсір- те декоративтік мақсаттарда пайдаланылады, коммерциялық жарнаманы және жасанды  елки ішіне ала.

Оптоволокно да суреттің құралымы үшін пайдаланылады. Оптоволокном, жасайтын когерент шоқша анда-санда бір  линзалармен - айталық пайдаланылады, арқылы жас ойықты нысанның көрууі үшін пайдаланылатын эндоскопте

Постскриптум: айтылмыш суретте  бол- волоконно-оптического кәбілінің  алшақтығы жерде бейнеленген

 

 

 

 

 

Әдебиеттің тізбесі

 

1. И.И. Гроднев, байланыстың  волоконно-оптические сызықтары, - м:  радио және байланыс, 1990-224с. 

2. А.Д. Иондардың, талшықтың  оптикасы байланыстың және коммутацияның  жүйелерінде, ч.1 - Новосибирск: СибГУТИ, 1999г - 115 с. 

3. К.Е. Заславский, талшықтың оптикасы байланыстың және коммутацияның жүйелерінде, ч.2 - Новосибирск: СибГУТИ, 1999г - 122 с.

4. А.Д. Иондардың, берілістің волоконно-оптические сызықтары, - Новосибирск: СибГУТИ, 1999г - 132 с.

5. М.М. Бутусов, С.М. Және др. Верник, берілістің волоконно-оптические сызықтары, - м: радио және байланыс, 1992-416 с.

6. В.А. Андреев, В.А. Және др. Бурдины, құрылыс және байланыстың волоконно-оптических сызығының техникалық қанаушылығы

7. Р.Р. Үбәйдоллаев, волоконно-оптические аулар, -: ЭКО-ТРЕНДЗ м, 2000 - 267 с.

8. Д.А. Барон, И.И. Және др. Гроднев, анықтағыш - байланыстың кабельдік ғимаратының құрылысы, - м: радио және байланыс, 1988-768 с.