И. К. Бейсембетов ректор Зам главного редактора



Pdf көрінісі
бет36/92
Дата31.03.2017
өлшемі51,43 Mb.
#10731
1   ...   32   33   34   35   36   37   38   39   ...   92

 



 Техникалық ғылымдар 

 

ҚазҰТЗУ хабаршысы №2 2016                                          



225 

 

Собственные и частотные характеристики оптоволоконного кабеля. 

В  отличие  от  традиционных  четырехполюсников,  когда  нормируется  только  форма  входного 

испытательного  сигнала,  например,  в  виде  единичного  сигнала или в  виде  гармонического  сигнала, 

для оптоволоконного кабеля должны оговариваться особенности источника излучения, а именно: 

- распределение интенсивности по излучающей поверхности; 

- распределение мощности излучения по модам (или по углу) диаграммы излучения; 

- спектр излучения (по оптическим частотам).  

Как показывает теория, и подтверждают экспериментальные данные характеристики передачи, 

оптические кабели оказываются различными при разных показателях, относящихся к перечисленным 

особенностям. Действительно, искажение сигналов зависит, в частности, от распределения мощности 

излучения между модами, введенными в кабель и распространяющимися в нем. В свою  очередь это 

распределение зависит от первых двух факторов. Кроме того, в зависимости от состава оптического 

спектра излучения степень материальной дисперсии будет различной. Поэтому при измерениях кабе-

лей, возбуждаемых источником излучения с различными характеристиками и при идентичных усло-

виях ввода излучения в кабель, характеристики передачи могут быть разными. Таким образом, харак-

теристики передачи оптические кабели не могут рассматриваться в отрыве от излучателя. 

В  связи  с  вышеизложенным,  необходимо  различать  два  вида  характеристик  передачи:  соб-

ственные характеристики и частные характеристики. 

Собственная характеристика – это характеристика, которая свойственна данному  оптическому 

кабелю при условии, что он возбуждается строго одной оптической несущей, причем мощность всех 

мод, введенных в кабель, одинакова. В идеальном случае это возможно при возбуждении кабеля точ-

ным монохроматическим источником, расположенным на оси световода. 

Частные характеристики соответствуют конкретным условиям возбуждения световода от опре-

деленного  источника  с  известными  характеристиками  излучения.  Эти  характеристики  не  являются 

универсальными и не могут быть непосредственно использованы тогда, когда применяются источни-

ки излучения, отличные от тех, для которых эти характеристики были определены. 

Необходимо заметить, что на расстоянии длины нормализации для узкой спектральной полосы 

излучения частные характеристики приближаются к собственным. 

Частотные  и  переходные  характеристики  относятся  к  вторичным  оптическим  параметрам  све-

товодов, тогда как первичными параметрами являются геометрические размеры световодов (сердеч-

ника и оболочки), профиль показателя преломления и коэффициент затухания. 



Диаграмма излучения и поглощения энергии в световоде. 

Рассмотрим случай многомодового световода со ступенчатым профилем показателя преломления. 

Пусть  угловая  диаграмма  излучателя  описывается  некоторой  зависимостью 

)

(







p

.  Энер-

гия излучения, введенная в световод, распространяется под различными углами 

1

u

 в пределах апер-

турного  угла. При 

1

0



n



1

u



. Если световод прямолинейный и не имеет никаких неоднородно-

стей, то каждый луч, введенный в световод, будет распространяться в нем под тем же углом, под ко-

торым  он  был  введен  в  световод.  Потери  мощности,  распространяющейся  в  элементарном  пучке  в 

направлении данного луча под углом 

1

u

, зависят от коэффициента затухания 



 в материале сердеч-

ника, длины пути, проходимого пучком в процессе многократных отражений, коэффициента отраже-

ния 


 на границе сердечник-оболочка и от числа отражений на всем пути распространения. 

Длина пути луча, распространяющегося под углом 

1

u

, составляет: 

 

 



1

cos u



u

 



,   

 

 



 

 

(4) 



где 

– длина световода. 



Число отражений на той же длине 

 



 

1

2



tgu

a



.    


 

 

 



 

(5)  


 

 



 Технические науки 

 

226                                                                                            



№2 2016 Вестник КазНИТУ

 

 



Коэффициент  отражения 

,  определяемый  формулой  Френеля,  зависит  от  потерь  в  оптиче-

ской оболочке, отражающей лучи и от угла 

1

u

, и уменьшается с его увеличением. Такая зависимость 

)

(



1

u

приводит  к  тому,  что  мощность  пучков  излучения,  соответствующая  лучам,  распространяю-

щимся  под  большими  углами,  испытывает  большие  потери  на  отражение,  чем  мощность  пучков  из-

лучения, соответствующая лучам, распространяющимися под меньшими углами (так как меньше ко-

эффициент  отражения,  тем  больше  потери).  При  многократных  отражениях  их  общий  эффект  опре-

деляется произведением отдельных коэффициентов отражения, а так как 

1





, то потери будут воз-

растать  с  увеличением  числа  отражений,  т.е.  даже  при 

)

u



,  близких  к  единице,  полные  потери 

при многократных отражениях оказываются достаточно ощутимыми. 

Если мощность излучения в элементарном пучке, распространяющемся в световоде под  углом 

1

u

,  в  его  начале  равна 



u

P

,  то  учитывая  потери  на  отражение,  а  также  на  поглощение  на  пути 



u



можно определить мощность пучка на расстоянии 



 

 

1



1

gu

2



cos

t

a

u

e

P

P

u

u









.  



 

 

 



 

(6) 


 

Здесь принято





)



(u

, т.е. некоторому среднему значению. Тогда получим отношение мощ-

ностей: 

 

1



1

gu

2



cos

t

a

u

u

u

e

P

P

y











.    

 

 



 

(7)  


Для  получения  соответствующего  отношения  всей  мощности 



P

  на  расстоянии 

  к  полной 



мощности P

0

, введенной в начале световода необходимо произвести суммирование мощности пучков 



на расстоянии 

, распространяющихся под всеми углами в пределах апертурного угла 



m

. При этом 

следует  учитывать  значения  мощностей  каждого  из  пучков,  введенных  в  световод  под  соответству-

ющим  углом.  Такая  операция  дает  весьма  сложное  выражение,  в  котором  учитывается  угловая  диа-

грамма излучения мощности, введенной в  световод, в свою  очередь определяемая  угловой диаграм-

мой излучателя. Из приведенного соотношения следует, что отношение 

0

P

P

 должно сложным обра-



зом зависеть от длины световода 

 и апертурного угла 



m

. Соответствующими преобразованиями 

можно представить связь 

0

 



P

P

 в виде 



 

 

)



(

0







e

P

P

,  


 

 

 



           (8) 

 

причем зависимость затухания от длины 



 в свою очередь связана также с видом диаграммы 

излучения, введенного в начале световода. Таким образом, 

)

(



– затухание на длине световода 



Вследствие сложной зависимости этой функции от 



 не правомочно  обычное соотношение  для по-

казателя затухания 





)



(

По  мере  распространения  энергии  вдоль  пути 



  характер  диаграммы  излучения  изменяется, 

так  как  лучи,  распространяющиеся  под  различными  углами, испытывают  различное  затухание  с  ро-

стом 


1

u

. Таким образом, происходит деформация диаграммы излучения в световоде (рис 1.). 



 



 Техникалық ғылымдар 

 

ҚазҰТЗУ хабаршысы №2 2016                                          



227 

 

 



Рис.1. Деформация диаграммы излучения в световоде 

 

Значение затухания зависит от формы этой диаграммы, следовательно, на различных по угло-



вым положениям лучей, на равных отрезках пути затухание не может быть пропорциональным этим 

отрезкам, так как в начале каждого  отрезка диаграммы излучения отличаются друг от  друга. Следо-

вательно,  в  этих  условиях 





)



(

.  По  мере  распространения по  световоду  энергии  диаграмма 

излучения  становится  более  вытянутой,  основная  часть  энергии  сосредотачивается  в  области  мень-

ших углов, причем в этой области мощности пучков мало различаются. 

 По мере  увеличения 

 степень деформации диаграммы уменьшается и форма ее стремится к 



некоторому устойчивому виду. Чем больше исходная диаграмма излучения приближается к диаграм-

ме точечного излучателя (т.е. к окружности), тем больше она деформируется в процессе распростра-

нения по световоду.  

По мере приближения формы диаграммы к стабильной 

)

(



 стремится к постоянному значе-

нию 

, т.е. к обычному коэффициенту затухания, не зависящему  от длины. Это практически имеет 

место  уже  при 

N

 



,  где 

N

  –  длина  нормализации,  т.е.  длина,  на  которой  форма  диаграммы 



излучения является практически установившейся. 

При 


N

 



 диаграмма излучения, распространяющегося по световоду, практически не зави-

сит  от  угловой  диаграммы  излучения  источника  и  определяется  только  параметрами  световода.  Из 

этого следует, что расчет затухания оптоволоконного кабеля по постоянному значению коэффициен-

та ослабления, т.е. по формуле  

 







e

P

P

0

,    



 

 

 



 

(9) 


 

можно проводить лишь для длин 



N

 



.  

Все  вышеизложенное  относилось  к  прямолинейному  световоду  без  неоднородностей.  В  дей-

ствительности, в реальном оптическом кабеле заложены световоды, обладающие различными видами 

неоднородностей  (геометрическими  и  физическими),  кроме  того,  имеют  место  нарушения  прямоли-

нейности (повивы кабеля, криволинейная трасса, микроизгибы и т.д.).  

Влияние  этих  неоднородностей  выражается  в  увеличении  потери  на  рассеяние  и  нарушении 

постоянства углов распространения различных лучей. В результате этого более интенсивно ослабля-

ются лучи, распространяющиеся под большими углами, а часть энергии, переносимая пучками, соот-

ветствующими этим лучам, переходит в пучки, распространяющиеся под меньшими углами. 

Все  это  приводит  к  тому,  что  диаграмма излучения,  распространяющегося  по  световоду,  нор-

мализуется на длине 

N

 меньшей, чем длина нормализации при отсутствии неоднородностей. Сама 



диаграмма становится более сжатой, и распределение мощностей по углам оказывается более равно-

мерным.  Деформацию  диаграммы  излучения  можно  получить,  воспользовавшись  и  модовым  описа-

нием. 

N

 



 

 

 



 

 

 



 

N

 



 

 


 



 Технические науки 

 

228                                                                                            



№2 2016 Вестник КазНИТУ

 

 



Действительно, совокупность мод, образующих электромагнитное поле в многомодовых свето-

водах, при распространении излучения по световоду меняет свою структуру, так как моды более вы-

соких порядков испытывают большее затухание. Этим модам и соответствуют лучи, распространяю-

щиеся  под  большими  углами.  Согласно  теории  при  наличии  неоднородностей  последние  создают 

связи между отдельными модами, приводящими к частичному переходу энергии от одних мод к дру-

гим, а также появлению мод, которые не могут распространяться в данном световоде и поэтому излу-

чаются во внешнее пространство, что создает дополнительные потери энергии на рассеяние. 

В то же время часть энергии высших мод переходит в энергию низших, увеличивает их мощ-

ность.  В  результате  такого  преобразования  мод,  т.е.  частичного  перехода  энергии  из  одних  мод  в 

другие, диаграмма излучения нормализуется. 

 

ЛИТЕРАТУРА 



[1]  Дмитриев  С.А.,  Слепов  Н.Н.  Волоконно-оптическая  техника:  история,  достижения,  перспективы.               

– М.: Connect, 2005.  

[2]  Никитин  В.А., Ефимов  М.Е.,  Рывкин  А.А.  Особенности  проектирования  одномодовых  волоконно-

оптических линий связи. – М.: 2009. – 425 с. 

[3]  Листвин А.В., Листвин В.Н., Швырков Д.В. Оптические волокна для линий связи. – Вэлком, 2002. 

 

REFERENCES 



[1] Dmitriyev  S.A.,  Slepov  N.N.  Volokonno-opticheskaya  tekhnika:  istoriya,  dostizheniya,  perspektivy.                      

– M.: Connect, 2005.  

[2] Nikitin  V.A.,  Yefimov  M.Ye.,  Ryvkin  A.A.  Osobennosti  proyektirovaniya  odnomodovykh  volokonno-

opticheskikh liniy svyazi. – M.: 2009. – 425 s. 

[3] Listvin A.V., Listvin V.N., Shvyrkov D.V. Opticheskiye volokna dlya liniy svyazi. – Velkom, 2002. 

 

Ботаева С.Б., Умарова Ж.Р., Маханова З.А., Досаева А.С. 



Оптикалық-талшықты коммуникацияларда сигналдарды моделдеу  

Түйіндеме. Мақалада кабель арқылы таралатын оптикалық сигнал өкілдігі талқыланады, сондай-ақ көп 

модалды бөлу болып табылатын талшықты кабель арқылы сигнал беру ерекшеліктері қарастырылады. Жұмыс-

та  талшықты-оптикалық  кабельдің  деректер  өткізу  жиілігі  мен  уақыт  сипаттамаларын,  меншікті  және  жиілік 

сипаттамаларын анықтау модельдері және талшықты сәуле энергиясын сіңіру диаграммалары ұсынылады.  



Түйін сөздер: Талшықты-оптикалық тарату желісі, оптикалық сигнал, көп модалды талшықтар, модуля-

ция, оптикалық кабель. 



 

Botayeva S.B., Umarova Zh.R., Makhanova Z.A., Dosayeva A.S. 



Modeling of signals in the fiber-optic communications 

Summary. The article discusses the representation of the optical signal propagating through the cable, and sig-

nal feature for optical cable, as a multimode distribution. The paper presents the model for determining the frequency 

and time characteristics of the data, and the frequency characteristics of its own fiber-optic cable, and diagrams of emis-

sion and absorption of energy in the fiber. 



Key words: Fiber-optic transmission line, an optical signal, multimode fiber, modulation, optical cable. 

 

 

 



УДК 637.1 

Ф.Т. Диханбаева, Э.Ч. Базылханова, А.А.Абишева 

(Алматинский технологический университет, Алматы, Республика Казахстан,  

fatima6363@mail.ru)  

 

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА КВАСА НА ОСНОВЕ МОЛОЧНОЙ 

СЫВОРОТКИ С ПОВЫШЕННОЙ ПИЩЕВОЙ ЦЕННОСТЬЮ 

 

Аннотация. В статье рассмотрена разработка технологии производства кваса на основе молочной сыво-

ротки,  обладающего  высокой  пищевой  и  биологической  ценностью,  а  так  же  целебным  свойством,  которое 

объясняется наличием в нем молочной кислоты и настойки перечной мяты. 

Ключевые  слова:  квас,  вторичное  молочное  сырье,  молочная  сыворотка,  дрожжи  прессованные, 

настойка мяты, сахар жженый. 



 



 Техникалық ғылымдар 

 

ҚазҰТЗУ хабаршысы №2 2016                                          



229 

 

При  выборе  молочной  основы  будущих  композиций  внимание  привлекает  квас  на  основе  мо-



лочной  сыворотки,  который  можно  поставить  на  первое  место  в  ряду  функциональных  продуктов, 

которые  прекрасно  утоляют  жажду,  освежают,  повышают  тонус,  придают  энергию  и  благотворно 

действуют на организм в целом.  

Квас - один из лучших безалкогольных напитков. Изобретенный более тысячи лет назад, квас 

пользуется заслуженной популярностью и в настоящее время. Квас повышает аппетит, обладает вы-

сокой энергетической ценностью.  

Если учесть, что наряду с микроэлементами в квасе содержится более 10 аминокислот и из них 

8 незаменимых, то значение кваса становиться еще более весомым. Количество витаминов в квасе на 

первый  взгляд  не  очень  велико,  но  их  регулярное  поступление  в  организм  дает  ощутимый  положи-

тельный эффект. 

Целебность  кваса  объясняется  содержанием  в  нем  молочной  кислоты,  витаминов  группы  «В» 

(В-1,2,6,12,15) и аскорбиновой кислоты, свободных аминокислот (в том числе восьми незаменимых), 

кальция, магнезии и других макро- и микроэлементов [1]. 

Выбор основывался также на стремлении решить некоторые технологические проблемы, такие 

как:  рациональное  использование  сырья  на  принципах  безотходной  технологии.  Анализ  литератур-

ных  данных,  а  также  научных  трудов  известных    отечественных  и  зарубежных  ученых  позволил 

установить, что при создании рецептур и технологий кваса на основе молочной сыворотки использу-

ются различные методы проектирования, конструирования и т.д. 

Разработанный квас на основе молочной сыворотки должен обладать следующими свойствами:  

- высокая пищевая и биологическая ценность продукта, за счет добавления в него настойки пе-

речной мяты, максимальная утилизация организмом человека, благотворное  действие на организм в 

целом; 


- разработанный квас должен прекрасно  утолять жажду, освежать, повышать тонус, придавать 

энергию; 

- целебность кваса, которая объясняется наличием в нем молочной кислоты и настойки переч-

ной мяты. 

Промышленная переработка молока с получением молочных продуктов связана с образованием 

большого  количества  вторичного  молочного  (белково-углеводного)  сырья.  Это  обезжиренное  моло-

ко, пахта и молочная сыворотка, которые обладают ценнейшим составом и свойствами. 

Разрабатывая  рецептуру  нового  напитка,  в  частности  кваса,  внимательно  изучив  химический 

состав  вторичного  молочного  сырья  (таблица  1),  было  решено  использовать  в  композиции  только 

один вид: сыворотку молочную.  

Молочная сыворотка является побочным продуктом при производстве сыров, творога и казеи-

на. В зависимости от вида вырабатываемого продукта получают подсырную, творожную и казеино-

вую сыворотку. 

В  результате  исследования  химического  состава  (таблица  2)  и  свойств  молочной  сыворотки, 

было решено использовать для приготовления кваса сыворотку творожную. 

По органолептическим показателям сыворотка молочная должна соответствовать требованиям, 

приведенным в таблице 1 [1]. 

 

Таблица 1. Органолептические показатели сыворотки молочной  

 

Наименование показателя 



Характеристика 

Внешний вид и цвет 

Однородная жидкость зеленоватого цвета, без посторонних примесей. 

Допускается наличие белкового осадка. Для сыворотки, полученной 

после частичного удаления белка методом ультрафильтрации (филь-

трата) – однородная, прозрачная жидкость зеленоватого цвета. Допус-

кается слабая опалесценция 

Вкус и запах 

Чистый, свойственный молочной сыворотке, для казеиновой и тво-

рожной – кисловатый, для соленой подсырной – от солоноватого до 

соленого, без посторонних привкусов и запахов 

 

 


 



 Технические науки 

 

230                                                                                            



№2 2016 Вестник КазНИТУ

 

 



Критерии  безопасности  молочной  сыворотки  нормируются  в  соответствии  с  СанПиН 

2.3.2.1078-01 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов». 

Молочная сыворотка богата белковыми веществами. Белковые вещества представлены сыворо-

точными белками, протеозо-пептонами, γ-казеином, который не свертывается сычужным ферментом. 

Физические и химические показатели сыворотки молочной приведены в таблице 2 [2]. 



Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   32   33   34   35   36   37   38   39   ...   92




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет