Рис.7 Внешние потери в волоконно - оптическом соединении
[ Список тем] страницы темы: [1] [2] [3] [4] [5]
Оптический соединитель – это устройство, предназначенное для соединения различных компонентов волоконно-оптического линейного тракта в местах ввода и вывода излучения. Такими местами являются: оптические соединения оптоэлектронных модулей (приёмников и передатчиков) с волокном кабеля, соединения отрезков оптических кабелей между собой, а также с другими компонентами.
Различают неразъёмные и разъёмные соединители. Неразъёмные соединители используются в местах постоянного монтажа кабельных систем. Основным методом монтажа, обеспечивающим неразъёмное соединение, является сварка. Разъёмные соединители (широко употребляется термин коннекторы (connectors) допускают многократные соединения/разъединения.
Основными требованиями к оптическим соединителям являются следующие:
•малые вносимые потери;
•устойчивость к внешним механическим, климатическим и другим воздействиям;
•высокая надёжность;
•простота конструкции.
Дополнительно к разъёмным соединителям предъявляют требования неизменности параметров
при многократных соединениях. Кроме того, любая их целесообразная конструкция по
возможности должна исключать необходимость дополнительной юстировки.
Требования к потерям на соединителе следующие:
- 0,2дБ и менее для телекоммуникационных систем или транспортных сетей связи;
- 0,3-1дБ для соединителей, используемых в контуре внутри здания; для локальных сетей или
линий управления производством;
- 1-3 дБ для соединителей в системах, где такого рода потери приемлемы и основным
соображением выступает низкая стоимость. В таких системах, как правило, используется
пластиковое волокно.
Существуют 3 причины возникновения потерь в волоконно-оптическом соединении:
- Внутренняя, или связанная с нестабильностью параметров самого волокна;
- Внешняя, вызванная непосредственно с соединителем;
- Системный фактор, отражающий параметры системы в целом.
При соединении ВС с ВС возникают потери, связанные с рассогласованием апертуры (NA). Они происходят, если NA передающего волокна больше NA принимающего. Возникают потери, связанные с рассогласованием диаметров волокна, несовпадением размеров оптических оболочек. Самый лучший вариант, когда стыкуемые волноводы имеют одинаковый NA, при этом потери на излучение и преобразование мод полностью отсутствуют. Для увеличения эффективности согласования необходимо изменять толщину одного из стыкуемых волноводов так, чтобы добиться наибольшего перекрытия полей в области стыка. Существуют определенные нормы на отклонение параметров волокна и максимально возможные при этом потери.
Внешние потери - это потери, которые возникают из-за несовершенства, как самой
конструкции соединителя, так и процесса сборки оптического шнура. Внешние потери зависят
от таких факторов как: механическая нестыковка (рис.7), шероховатости на торце сердцевины,
загрязнение участка между торцами волокон. Кроме этого, некачественная полировка торцов
волокон и трение, возникающее при многократных стыковках соединителей (имеющих физический
контакт), может привести к потерям, связанным с рассеянием на микротрещинах.
Внешние потери могут возникать в результате:
- углового смещения;
- радиального смещения (децентровки);
- осевого рассогласования;
- френелевских потерь.
Угловое рассогласование ВС так же приводит к существенным оптическим потерям, но в меньшей степени, чем децентровка. Сколы обработанных волокон должны быть перпендикулярны осям волокон и параллельны друг другу при соединении. Уровень потерь определяется NА волокон. Влияние NA противоположно эффекту наличия зазора между волокнами. Здесь большее значение NA допускает большее угловое рассогласование для ограничения потерь на том же уровне, что и в случае меньшего значения апертуры. Расчетные и экспериментальные зависимости показывают, что для многомодовых световодов рассогласование на 1° приводит к потерям порядка 0,3 дБ, а для одномодовых – 0,8дБ. При рассогласовании 5° потери уже значительные: порядка 1,8 дБ для многомодовых и 4 дБ для одномодовых световодов.
Потери в результате децентровки возникают в результате несовпадения центральных осей стыкуемых ВС. Допустимое рассогласование становится меньше при уменьшении размера волокна.
Осевое рассогласование увеличивает потери в ВС за счет неперпендикулярности торцов относительно оси или кривизной поверхности, кроме того, поверхность скола должна быть гладкой и не содержать дефекты типа трещин, выбоин и заусениц. Неровная поверхность разрушает геометрическую картину световых лучей и рассеивает их, что затрудняет ввод лучей во второе волокно.
Френелевские потери вызваны отражением оптического излучения от торца волокна из-за
несоответствия показателей преломления сердцевины световода и среды в зазоре между
торцами. Такие потери могут быть снижены при использовании в зазоре жидкости с
согласованным показателем преломления. Такая жидкость представляет собой либо оптически
прозрачную среду, либо гель, имеющий показатель преломления, близкий к показателю
преломления стекла. Кроме того, величина потерь зависит от NA. Волокно с большим значением
NA не допускает столь большого зазора между волокнами при том же уровне потерь, что и
волокно с меньшим значением NA.
1. Поясните назначение и типы соединителей.
2. Поясните причины возникновения внутренних потерь в соединителе.
3. Поясните причины возникновения внешних потерь в соединителе.
4. Возможные способы уменьшения внешних потерь.
[ Список тем] страницы темы: [1] [2] [3] [4] [5]
