Анализ и моделирование передачи данных по оптоволоконным сетям связи в условиях влияния внешнего магнитного поля

• Автор: Фадеев, Константин Сергеевич
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 125 с. : ил.

1 Оценка эффективности линий связи
1.1 Критерии оценки линий связи
1.2 Оценка эффективности различных видов линий связи
1.2.1 Кабельные и воздушные линии связи на основе металлических проводников
1.2.2 Радиорелейные линии связи
1.2.3 Спутниковые линии связи
1.2.4 Волоконно-оптические линии связи
Выводы по главе
2 Передача света по оптическому волокну с точки зрения электромагнитной теории
2.1 Прохождение света по оптическому волокну с точки зрения
электромагнитной теории
2.2 Электрооптические эффекты присутствующие в оптическом волокне
2.2.1 Эффекты Керра
2.2.2 Магнитооптический эффект Керра
2.2.3 Электрооптический эффект Керра
2.2.4 Электрооптический эффект Поккельса
2.3 Продольный магнитооптический эффект Фарадея
Выводы по главе
3 Влияние магнитного поля на процесс распространения электромагнитного
излучения вдоль оптического волокна
3.1 Расчет влияния магнитного поля контактной сети железной дороги на процесс распространения света в оптическом волокне
3.2 Распределение влияющего магнитного поля
3.3 Определение изменения параметров оптического волокна под воздействием внешнего магнитного поля
Выводы по главе
4 Компьютерное моделирование распространения света в оптическом волокне83
4.1 Этапы моделирования
4.2 Моделирование распространения света в оптических волокнах
4.3 Описание электромагнитного поля с помощью уравнений Максвелла
4.4 Результаты компьютерного моделирования
Выводы по главе
5 Экспериментальное исследование процесса распространения по оптическому
волокну
5.1. Полный факторный эксперимент
5.2 Дробный факторный эксперимент
5.3 Экспериментальное исследование влияния магнитного поля
5.4 Схема проведение эксперимента
Выводы по главе
Заключение
Библиографический список

Одним из перспективных направлений совершенствования линий электрической проводной связи является внедрение оптических кабелей. Волоконно-оптические линии связи обладают рядом существенных преимуществ по сравнению с существующими, поэтому внедрение, строительство, монтаж и прокладка оптических кабелей, внедрение новой техники и новых технологий в этой области является очень перспективным направлением совершенствования линий связи.
Важнейшим элементом направляющих систем являются волоконно-оптические кабели. Применение цифровых систем передачи информации на железнодорожном транспорте связано с целым рядом трудностей, вызванных особенностями организации первичной сети связи МПС. Например, на сети связи МПС по одной и той же кабельной магистрали организуются все виды первичных и вторичных сетей, то есть магистральных дорожных и отделенческих видов связи, при этом требуется организация групповых каналов оперативно-технологической связи (ОТС), прямых каналов обще технологической связи между промежуточными станциями отделения дороги, прямых обходных каналов диспетчерских кругов, каналов сбора дискретной ф, информации.
Преимущества волоконно-оптического кабеля по сравнению с обычными симметричными кабелями позволяют решить многие из этих вопросов.
Исходя из этого вопросы строительства волоконно-оптических линий связи приобретают первостепенное значение. Различные способы монтажа оптических кабелей, их прокладки ставят вопрос выбора наиболее эффективных методов, по экономической эффективности обеспечение высокого качества связи и большей надежности. При этом способы прокладки ' имеют разную эффективность при различных условиях. Протяженность линий связи достаточно велика и поэтому условия прокладки по всей линии может
Этот эффект вызывает изменение интенсивности и фазовый сдвиг линейно-поляризованного света, отраженного поверхностью магнетика.
2.2.3 Электрооптический эффект Керра
Многие изотропные вещества, помещенные в электрическое поле, приобретают свойства одноосных кристаллов, т.е. обнаруживают оптическую анизотропию, приводящую к двойному лучепреломлению света, проходящего через вещество перпендикулярно направлению поля. При этом величина двойного лучепреломления пропорциональна квадрату напряженности поля и ее знак не меняется при изменении направления поля на обратное (другие названия эффекта: квадратичный электрооптический эффект, поперечный электрооптический эффект).
Величина эффекта зависит от вещества, его температуры и длины волны света. В газах эффект Керра мал, а в жидкостях его величина гораздо больше. Аномально сильно он проявляется в нитробензоле и подобных ему жидкостях.
Эффект Керра, вызванный электрическим полем световой волны называется высокочастотным. Он проявляется в том, что для мощного излучения показатель преломления жидкости зависит от интенсивности света т.е. среда становится нелинейной, что для интенсивных лазерных пучков приводит к самофокусировке [36].
Эффекты Максвелла и Керра проявляются наиболее ярко в жидкостях, а в стекле в гораздо меньшей степени.
2.2.4 Электрооптический эффект Поккельса
Линейный электрооптический эффект Поккельса [26] - изменение показателя преломления света в кристаллах, помещенных в сильное электрическое поле (И ~105 В), пропорциональное Е. В результате в кристаллах возникает двойное лучепреломление или меняется его величина. Эффект наблюдается у пьезоэлектриков.