Теоретические сведения. Порядок выполнения работы

Порядок выполнения работы

1. Ознакомление с теоретическими сведениями о физических причинах потерь в разъемных и неразъемных соединениях с использованием литературы [1], [2], [3].

2. Ознакомление со схемой лабораторной установки, принципами действия составляющих ее узлов рис. 1.

3. Выполнение программы экспериментальных исследований.

4. Оформление отчета о проведенных исследованиях.

Теоретические сведения

Соединение оптических волокон является наиболее ответственной операцией при монтаже кабеля, предопределяющей качество и дальность связи по ВОЛС. Соединение волокон и монтаж кабелей производятся как в процессе производства, так и при строительстве и эксплуатации кабельных линий.

Монтаж подразделяется на постоянный (стационарный) и временный (разъемный).

Постоянный монтаж выполняется на стационарных кабельных линиях, прокладываемых на длительное время, а временный - на мобильных (временных) линиях, где приходится неоднократно соединять и разъединять строительные длины кабелей.

Соединители оптических волокон, как правило, представляют собой арматуру, предназначенную для юстировки и фиксации соединяемых волокон, а также для механической защиты сростка.

Основными требованиями к ним являются:

- простота конструкции;

- малые переходные потери;

- устойчивость к внешним механическим и климатическим воздействиям;

- надежность.

Дополнительно к разъемным соединителям предъявляется требование неизменности параметров при повторном соединении.

Потери, вносимые соединением оптических волокон в тракт передачи кабеля, делятся на две группы: внешние и внутренние.

Внешними называются потери, связанные с особенностями метода соединения, в том числе, с подготовкой концов волокон, и включающие в себя поперечное смещение сердцевины, разнесение торцов, наклон осей, угол наклона торца волокна, френелевские отражения.

Внутренними называются потери, связанные со свойствами самого волокна и обусловлены, например, вариациями диаметра сердцевины, числовой апертуры, профиля показателя преломления, некруглостями сердечника, неконцентричностью сердечника и оболочки.

Внутренние потери.

Внутренние потери являются следствием соединения двух неодинаковых волокон, обладающих, различными диаметрами и числовой апертурой.

В многомодовых оптических волокнах внутренние потери зависят от направления распространения света (рис. 1). При распространении света слева-направо потери на стыке равны нулю, при обратном направлении распространения света часть его переходит в оболочку волокна и теряется.

Рис. 1

Данные потери зависят от характера распределения оптической мощности по торцу волокна. При этом различают однородное распределение мощности, когда она одинакова во всех точках торца волокна, и равновесное распределение, когда мощность сконцентрирована в центре сердцевины оптического волокна.

В одномодовых оптических волокнах внутренние потери не зависят от направления передачи и определяются только несоответствием диаметров поля моды сопрягаемых волокон (рис. 2).

Волокно 1 с диаметром поля моды ω ₁ излучает свет в виде конуса с углом Ө ₁ от торца волокна. Учитывая, что диаметр поля волокна обратно пропорционален углу приема излучения (ω ₂ > ω ₁, но Ө ₂< Ө ₁) волокно 1 излучает свет в больший конус, чем принимает волокно 2, и часть излучения теряется. И наоборот, при распространении света от волокна 2 к волокну 1 часть света распространяется вне сердечника волокла 1 и тоже теряется.