Особенности потерь в разъёмных соединениях

Внутренние потери определяются факторами, которые невозможно контролировать (достичь их улучшения при заделке волокна в соединитель), а именно парной вариацией диаметров сердцевин, показателей преломления, числовых апертур, эксцентриситетов сердцевина/оболочка и концентричностей сердцевины у волокон с разных сторон. Причем следует аддитивно учитывать все эти потери. Можно ожидать случайное изменение этих факторов даже в том случае, когда волокна одинакового стандарта или с одной и той же катушки.

Внутренними причинами оптических потерь являются:

1) допуски на различные размеры световодов;

2) различие диаметров модовых полей стыкуемых световодов;

) некруглость сердцевины.

Внешние потери в соединителях возникают вследствие несовершенства, как самой конструкции соединителя, так и процесса сборки оптического шнура. Внешние потери зависят от таких факторов как:

) механическая нестыковка (угловое смещение, радиальное смещение, осевое смещение);

) френелевского рассеяния на неоднородностях;

) шероховатости на торце сердцевины;

) загрязнение между торцами волокон;

) в зазоре между волокнами среда имеет показатель преломления отличный от показателя преломления сердцевины волокна.

Потери мощности оптического сигнала из-за различия числовых апертур соединяемых ОВ происходят, если числовая апертура передающего ОВ больше числовой апертуры принимающего, и вычисляются по формуле:

, дБ (10)

где NAприним - апертура принимающего оптоволокна; NAпередающ - апертура передающего волокна.

Если же числовая апертура передающего ОВ меньше числовой апертуры принимающего ОВ, то рассогласование апертур не вносит потерь. При этом часть оптической мощности распространяется в покрытии принимающего ОВ. Эти потери определяются по формуле:

, дБ (11)

где Dприним - диаметр сердцевины принимающего ОВ; Dпередающ - диаметр сердцевины передающего ОВ.

В одномодовых ОВ различие диаметров сердцевин приведёт к различию диаметра поля моды. Диаметр поля моды увеличивается по мере увеличения длины волны. Для одномодового ОВ со ступенчатым профилем показателя преломления существует взаимосвязь между радиусом поля моды (w) и радиусом сердцевины ОВ (a):

, (12)

где V - нормированная частота:

V=2π

Неконцентричность - это расстояние между центрами сердцевины и покрытия ОВ. Их несовпадение приводит к увеличению затухания в разъёмном соединении.

Рисунок 5 - Неконцентричность и овальность сердцевины волокна

Наличие овальности сердцевины приводит к тому же эффекту, что и различие диаметров сердцевин соединяемых волокон. В этом случае величина затухания будет зависеть от угла между осями d соединяемых волокон, будет максимальным при 90, и изменяться с каждым подключением. По результатам расчетов известно, что эллиптичность сердцевины в 5% приводит к величине вносимых оптических потерь до 0,1 дБ.

Потери при радиальном смещении волокон определяются по формуле:

(13)

Прочтите также:

Проект регулируемого двухполярного блока питания
Рост эффективности общественного производства, повышение качества продукции, научные достижения сегодня становятся практически невозможными без широкого применения электронной аппара ...

Разработка схемы электронного коммутатора
Широкое внедрение цифровой техники в отрасли связи связано с появлением интегральных микросхем. Цифровые устройства, собранные на дискретных транзисторах и диодах, имели значительные габ ...

Разработка стабилизатора переменного напряжения
Сегодня для построения электронных источников питания аппаратуры широко применяются транзисторные преобразователи, работающие в импульсном режиме. Они обеспечивают необходимые потребител ...