Оптические соединители, конструкции муфт ОК и особенности их монтажа

Потери при соединении волокон

Для соединения различных частей оптических телекоммуникационных систем производят в основном кабели стандартной длины, например 2, 4, 6 км. Для информационных систем всегда существует необходимость соединения строительных длин кабеля между собой, так как только на коротких участках длиной 2-6 км можно использовать одну строительную длину кабеля. ВОЛС большой длины состоят из некоторого количества строительных длин по 2-6 км каждая, которые могут соединяться между собой различными способами:

- постоянные соединения - это сварные соединения, используемые в основном для соединения волокон в сетях большой протяженности, и механические соединения, преимущественно используемые в сетях локальной инсталляции;

- полупостоянные соединения, преимущественно используемые в сетях, где абоненты перемещают оборудование или где вся сеть постоянно перестраивается, т.е. в локальных сетях LAN, а также при установлении временных соединений во время организации кабельных вставок во время аварий на магистральных и соединительных ВОЛС.

Разъемный соединитель (разъем, коннектор) - устройство для подключения волокна к источнику, детектору или к другому волокну. В его конструкции заложена возможность многократного подключения и отключения волокна. Неразъемный соединитель (сплайс, "сварка") предназначен для постоянного соединения одного волокна с другим. Некоторые производители предлагают многоразовые сплайсы, позволяющие разрывать соединение или переконфигурировать волоконную цепь.

Ключевым моментом волоконно-оптического соединения является точное размещение сердцевин ОВ (или несущих свет областей в одномодовом волокне) для обеспечения максимально полной передачи света от одного волокна к другому. При этом необязателен непосредственный контакт между волокнами. Условие точного размещения тонких волокон (одно относительно другого) ставит перед производителями соединителей сложную задачу. Например, при соединении двух ОВ с диаметром оболочки 125 мкм их юстировку в процессе сварки выполняют с точностью в несколько тысячных миллиметра и даже лучше. Поэтому требования, предъявляемые к соединителям и коннекторам, могут быть сформулированы в виде:

- установка соединителей должна приводить к небольшим потерям оптической мощности на соединении;

- соединители должны легко и быстро устанавливаться, не требуя дорогостоящего оборудования или длительного обучения персонала;

- разъем должен гарантировать многократное подключение и отключения без каких-либо изменений уровня потерь;

- потери должны быть регламентированы вне зависимости от времени установки соединителя;

- цена соединителей и оборудования для их установки должна быть невысокой.

Исходя из этих факторов, техника соединения методом сварки используется, в основном, на сетях большой протяженности, где требования к качеству соединения и его затуханию особенно строги. Механические соединители используются, как правило, при прокладке оптического кабеля внутри помещений. Безусловно, потери, вносимые сварным соединением, значительно меньше, нежели при механическом соединении, а дорогой коннектор обладает меньшим затуханием, чем дешевый.

Согласно накопленному опыту 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.

Как известно, существуют три причины возникновения потерь в волоконно-оптическом соединении:

- внутренние причины, связанные с нестабильностью параметров самого волокна;

- внешние причины, связанные непосредственно с соединителем;

- системный фактор, отражающий параметры системы в целом.

Внутренние причины. Рассматривая соединение одного волокна с другим, исходят из того, что оба волокна идентичны. Однако обычно это не так. Производство волокон оставляет некоторые допуски на воспроизводимость их параметров, варьирующихся в установленных пределах вблизи номинальных (специфицированных) значений. Потери в волокне обусловлены различием: диаметров модового поля, числовых апертур, диаметров сердцевины, диаметров оболочек, некруглостью сердцевины и/или оболочки; неконцентричностью сердцевины/оболочки.

На рис.1 схематически представлены вариации параметров соединяемых волокон, наиболее важных с точки зрения их влияния на потери.