(dia,\

62.5

= -2.9дБ Общие потери равны 5.7 дБ.

Потери в одномодовых волокнах

Соединители для одномодовых волокон также должны обеспечивать высокое качество соединения. Часто случается, что допустимые относительные рассогласования одномодовых соединений больше своих многомодовых аналогов. Однако из-за меньшего размера ядра одномодового волокна абсолютные допускаемые рассогласования параметров являются столь же, если не более, критичными, чем в многомодовом волокне. Например, зазор в десяток диаметров ядра приводит в одномодовом волокне к затуханию в 0.4 дБ.

Рассогласования в размере светового поля (размере пятна) более существенны из-за внутренних потерь, присущих волокну. Большинство производителей допускают отклонения в 10% для размера пятна, что приводит к возрастанию затухания до 0.1 дБ в 99% соединений волокон одного и того же производителя. Поскольку размеры светового поля у волокон разных производителей отличаются, то потери при соединении таких волокон могут быть еще больше.

Потери, связанные с обратным отражением

Ранее уже говорилось, что при разделении двух волокон воздушным зазором оптическая энергия может отражаться назад к источнику-. Эта энергия назьтается обратным отражением, или возвратными потерями. Слово потеря указьтает на то, что энергия теряется при соединении волокон. Она представляет собой ту часть потерянной энергии, которая отражается от соединения и меняет направление распространения на обратное. На рис. 11.5 схематически представлен эффект возвратных потерь.

В одномодовом соединении с плоскими полированными контактами потери могут составлять -11 дБ, при этом отраженная мощность на 11 дБ меньше падающей мощности. Если 500 мкВт энергии достигает конца волокна, то около 40 мкВт отражается назад к источнику. Этого уровня мощности достаточно, чтобы интерференция встречных излучений заметно влияла на работу лазерного диода. В одномодовых системах особенно важно минимизировать возвратные потери для снижения влияния интерференции на работу источника.

Улучшение контакта между волокнами или удаление воздуха из зазора может уменьшить возвратные потери до уровня -30 дБ, что соответствует при 500 мкВт падающей мощности только 0.5 мкВт отраженной мощности Один из способов достижения таких показателей - закругление концов во

Плоский край

Плоский край -I

Воздушный промежуток

Скругленный фай

Скругленный край

Рис. 11.5. Возвратные потери и округления краев (рисунок предоставлен АМР 1псофога1ес1)

локон при полировке. Уменьшение отражения при соединении двух закругленных волокон происходит по двум причинам. Во-первых, соединяемые волокна в этом случае контактируют более плотно, что уменьшает отражение, обусловленное разностью показателей преломления воздуха и волокна. Остается только зеркальное отражение, связанное с вариациями оптических свойств волокон. Во-вторых, при скруглении концов волокон отсутствует обратное отражение к источнику. Отражение обычно происходит в сторону, при этом отраженное излучение покидает волокно.

Плоские прижатые концы волокон не используются, потому что получить идеально плоские и идеально параллельные концы очень трудно. Более вероятно, что поверхность скола одного из волокон или обоих волокон сразу будет иметь некоторый наклон по отношению к противоположному сколу, препятствующий плотному контакту между волокнами. При скругленных полированных сколах волокна всегда соприкасаются выступающими частями поверхностей сколов в месте светонесущих ядер.

Скругляющая полировка сколов может найти применение и в многомодовых системах. Например, в некоторых локальных сетях система должна обеспечивать отсутствие передачи сигнала (молчание) между пакетами ин формации. Молчание указывает на отсутствие передачи информации по ка налу и открывает возможность для передачи станцией следующего пакета. При достаточно сильном отраженном сигнале в сети ситуация может быть интерпретирована как невозможность передачи следующего пакета, и рабо та станции будет прервана. *

Другой подход к уменьшению возвратных потерь - полировка скола волокна под некоторым углом, что также приводит к отражению света в оптическую оболочку и удалению его из волокна.

Было разработано несколько вариантов такой полировки, соответствующих различным уровням допустимых возвратных потерь:

Нормальная полировка: > 30 дБ

Суперполировка: > 40 дБ Ультраполировка: > 50 дБ

Оконцовка волокна

Для стыковки частей волокна каждая часть должна бьпь оконцована соединителем. В большинстве случаев неразъемный соединитель является более простым устройством, чем разъемный соединитель (разъем). Одноразовый (неразъемный) соединитель состоит всего лишь из нескольких частей, сварочный - в простейшем варианте вообще не имеет дополнительных компонент. Волоконно-оптический соединитель должен выполнять несколько функций:

Закреплять волокно вдоль оптической оси

Предохранять волокно

Связывать волокно с кабелем. Под этим подразумевается, что кабель, обычно имеюпщй силовые элементы, также предохраняет волокно от прилагаемого натяжения.

На рис. 11.6 показано сечение двух частей оконцованного соединителя. Его части связываются друг с другом соединительным патроном,- высверленным с высокой точностью отверстием, имеющим внешнее устройство для быстрого закрепления частей устройства. Высверленная часть бывает либо чисто металлической, либо содержит пластиковую вставку, обеспечивающую эластичное уплотнение соединителя.

Соединительный гитрон Наконечнж Головка соединтеля

Рис. 11.6. Соединитель (рисунок предоставлен AMP Incorporated)

Наконечники

В большинстве соединителей для поддерживания волокна вдоль оптической оси используются специальные наконечники. В каком-то смысле многие соединители отличаются только корпусами, включаюпщми в себя наконечники.

Керамические наконечники позволяют достичь лучшего качества и наиболее предпочтительны для одномодовых волокон. Керамика является прочным материалом, позволяющим высверливать отверстие под волокно с высокой точностью. Кроме того, она имеет прекрасные температурные и механические свойства, которые практически остаются прежними при изменении температурных и других внешних условий.

7 Зак. 684