волокна к другому. При этом необязателен непосредственный контакт между волокнами. Условие точного размещения тонких волокон (одно относительно другого) ставит перед производителями соединителей сложную задачу.

Роль соединителей

Соединители нужны по многим очевидным причинам, по большей части совпадающим с аналогргаными потребностями в металлргаеских проводниках. Рассмотрим их кратко. В длинной линии, поскольку производители волокон поставляют кабели ограниченной дожны - обычно от 1 до 6 км, концы волокон необходимо сращивать при помощи неразъемных соединителей. При длине кабеля 6 км для прокладки линии в 30 км требуется пять таких соединителей (не считая разъемов для подключения кабеля к передающему и принимающему устройствам). На практике, когда возникает необходимость протянуть кабель через закрытый канал, не удается использовать даже 6-км кабель, в то время как кабель меньшей длины облегчает процесс прокладки.

Соединители требуются при вводе кабеля внутрь здания, в кабельных каналах, в проходных соединенрмх и в других промежуточных точках между передающим и принимающим устройствами. Они позволяют, например, осуществить переход от магистрального кабеля к внутреннему кабелю, переконфигурацию контура и перераспределение оптической энергии одного волокна на несколько других волокон.

И, наконец, волокно необходимо соединить с источником в передающем устройстве и с детектором в принимающем.

Разделение волоконно-оптической системы на несколько подсистем, соединенных вместе с помощью соединителей, упрощает выбор системы, ее установку и эксплуатацию. Совместно использоваться могут соединители разлрганых производителей. Они могут устанавливаться разными специалистами. Например, специалисты, участвующие в строительстве здания, прокладывают волоконно-оптическую систему внутри здания, специалисты по компьютерным сетям устанавливают активное оборудование в виде передатчиков и приемников и, наконец, телефонная компания прокладывает внутри здания волоконно-опшческие телефонные линии. Все эти различные части опшческой системы затем соединяются вместе с помощью соединителей. Эксплуатапдя системы упрощается, если вышедшие из рабочего состояния рши устаревшие элементы системы легко отключшъ и заменить новыми. Более современные и быстродействующие передающие и принимающие устройства могут устанавлршаться без каких- либо изменений в волоконном контуре.

Требования к соединителям

Ниже приводится перечень требований к волоконно-оптическим соединителям:

Низкие потери: установка соединителей должна приводить к небольшим потерям оптической мощности на соединении.

Простота установки: соединители должны легко и быстро устанавливаться, не требуя дорогостоящего оборудования или длительного обучения персонала.

Надежность: разъем должен гарантировать многократное подключение и отключения без каких-либо изменений уровня потерь.

Регламентируемость характеристик: потери должны бьпъ регламентированы

вне зависимости от времени установки соединителя.

Экономичность: цена соединителей и оборудования для их установки должна бьпъ невысокой.

Изготовить соединитель, удовлетюряющий всем перечисленным требованиям, достаточно сложно. Соединитель с малым затуханием может бьпъ дороже соединителя с более существенным затуханием или он может потребовать более дорогого оборудования для установки. Желательны минимальные потери, но другие моменты также играют важную роль при выборе типа соединителя.

Требования к потерям на соединителе следующие:

0.2 дБ и менее для телекоммуникационных систем или для дальних линий связи.

0.3-1 дБ 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.

Причины возникновения потерь в соединении

Существует три причины возникновения потерь в волоконно-оптическом соединении:

1. Внутренняя, или связанная с нестабильностью параметров самого волокна.

2. Внешняя, связанная непосредственно с соединителем.

3. Системный фактор, отражающей параметры системы в целом.

Внутренние причины

Рассматривая соединение одного волокна с другим, исходят из того, что оба волокна являются идентичными. Однако обычно это не так. Производство волокон оставляет некоторые допуски на воспроизводимость их параметров, варьирующихся в установленных пределах вблизи специфицированных значений. На рис. 11.1 схематически представлены вариации параметров воло-

Несовпадение апертуры

Несовпадение диаметров ядра волокон

Оптическая оболочка

Оптическая оболочка

Ядро1

Ядро 2

Концентричность

ллипткчность

(отклонение от формы круга}

Несовпадение диаметров оптических оболочек

Рис. 11.1. Внутренние причины потерь в соединении

кон, наиболее важных с точки зрения их влияния на потери. Настоящий параграф посвящен более детальному изложению данного вопроса.

Потери, связанные с рассогласованием апертуры (NA), происходят, если NA передающего волокна больше апертуры принимающего. Потери, связанные с рассогласованием диаметров ядер, возникают, когда диаметр ядра передающего волокна больше диаметра принимающего волокна. Возникают также потери, связанные с несовпадением размеров оптических оболочек, при этом оси волокон децентрируются.

Возможным источником потерь является также концентричность размещения волоконного ядра внутри оптической оболочки. В идеале оси ядра и оптической оболочки должны совпадать. Рассогласование, связанное с концентричностью, определяется расстоянием между центрами ядра и оптической оболочки.

Эллиптичность (отклонение от формы идеального круга) формы ядра и оптической оболочки также является источником потерь. Взаимное расположение двух ядер эллиптической формы зависит от взаимного размещения двух волокон. При одном соединении большие оси эллипсов могут бьпь перпендикулярными, тогда потери максимальны. В другом случае оси эллипсов могут повернуться и совпасть, тогда потери будут отсутствовать. Допустимые значения эллиптичности ядра и оптической оболочки равны отношению минимального значения диаметра к максимальному.

Данные вариахщи параметров существуют в каждом волокне, несмотря на технологический контроль, позволяюпщй избегать недопустимых отклонений этих параметров. За последние несколько лет технология изготовления бьша существенно улучшена, и диапазоны варьирования параметров волокна существенно сузились. Например, 125-мкм волокно ранее имело допустимое