Часть 3:

3.1. Искажение импульса из-за повторного отражения.

При идеальном согласовании с нагрузкой, отражённая волна отсутствует, т.е. |Е_отр|=0.

Обеспечение согласования в линиях передачи является одной из наиболее распространённых и важных задач. Рассогласование - дополнительные потери и искажения сигнала. В результате повторного отражения на выходе оптического устройства (прямоугольник), суммарный сигнал E_Σ не повторяет исходный прямоугольный сигнал, и импульс уширяется:

а - ход лучей в несогласованном оптическом устройстве; б - временные диаграммы Рисунок 3.1 - Искажение импульса из-за повторного отражения

3.2 Способ ввода излучения в вс с помощью оптического конуса.

Одной из проблем ввода излучения в одномодовый световод (ОМС) - несовпадение распределений полей излучаемой лазером волны и основной моды световода НЕ₁₁. Это несовпадение требует, чтобы устройство ввода было выполнено с большой степенью точности. Одно из частых устройств ввода - коническое устройство:;

1 - источник излучения; 2 - одномодовый волоконный световод; 3 - сферическая линза; 4 - оптический конус; 5 - сердцевина Рисунок 3.2 - Способ ввода излучения в ВС с помощью оптического конуса

Линзу нужна для исключения появления мод высших порядков при больших диаметрах торцевой поверхности конуса (1–2мм).

3.3 Способ соединение волокна с помощью трубки.

Оптический соединитель – устройство для соединения различных компонентов ВОЛС в местах ввода и вывода излучения. Различают неразъёмные и разъёмные соединители. Неразъёмные соединители жёстко фиксируют друг с другом два световода. Они используются в местах постоянного монтажа кабельных систем.

Наиболее распространённый способ неразъёмного соединения световодов - использование прецизионных втулок или трубок, выполняемых обычно из стекла:

1-втулка; 2-склеивающий компаунд; 3,4-волокна Рисунок 3.3 - Способ соединение волокна с помощью трубки

Вносимое затухание соединителя составляет 0,3дБ.

3.4 Способы соединения волокна с помощью пластин.

Оптический соединитель – устройство для соединения различных компонентов ВОЛС в местах ввода и вывода излучения. Различают неразъёмные и разъёмные соединители. Неразъёмные соединители жёстко фиксируют друг с другом два световода. Они используются в местах постоянного монтажа кабельных систем.

Неразъёмное соединение, выполненное с применением пластин с канавками:

1-волокно; 2-канавки; 3-пластина; 4-крышка Рисунок 3.4 - Способы соединения волокна с помощью пластин с круглой (а) и V-образной (б) канавкой

Такое соединение вносит затухание порядка 0,5дБ.

3.5 Виды дефектов при торцевом соединении вс.

а–радиальный; б–угловой, в–осевой Рисунок 3.5 - Виды дефектов при торцевом соединении ОВ

3.6 Схематическое изображение разветвителя х-типа.

Оптический разветвитель - многополюсное устройство, в котором излучение, подаваемое на часть входных оптических полюсов, распределяется между его остальными полюсами. Оптический полюс - место ввода или вывода оптического излучения. Бывает 4 вида разветвителей – направленные, ненаправленные, чувствительные к длине волны и нечувствительные к длине волны.

Общий принцип работы и параметры каждой категории разветвителей можно проиллюстрировать на примере разветвителя Х-типа (2x2):

Рисунок 3.6 – Схематическое изображение разветвителя Х-типа

Линия передачи, соединяющая полюса 1 и 3, называется основной линией, а линия передачи, соединяющая полюса 2 и 4, – вспомогательной линией. В приведённом четырёхполюсном пассивном двунаправленном разветвителе излучение, введённое через полюс 1, может выходить через полюсы 3 и 4, и не должно поступать в полюс 2. То же самое и относительно полюса 2. Т.е., полюсы 1 и 2 в рассматриваемом направлении излучения являются входными, а полюсы 4 и 3 - выходными.

Переходное ослабление - отношение входной мощности основной линии к выходной мощности рабочего плеча вспомогательной линии

Переходное ослабление зависит от размеров, числа, положения и типов элементов связи, а так же от частоты. Можно обеспечить любую величину переходного ослабления - от небольших значений до бесконечно больших. В зависимости от переходного ослабления С разветвители делятся на устройства с сильной (С = 0 – 10дБ) и слабой (С > 10дБ) связью. Разветвители, имеющие равные мощности в выходных плечах (С=3дБ), выделены в особый класс соединений называемый трёхдецибельные направленные ответвители. Направленность - отношение мощностей на выходе рабочего и нерабочего плеч вспомогательной линии:

Направленность идеального ответвителя равна бесконечности. Чем больше направленность ответвителя, тем выше его качество.

Развязка - отношение входной мощности основной линии к выходной мощности нерабочего плеча вспомогательной линии:

Баланс выходных плеч - отношение мощностей на выходе основной линии и выходе рабочего плеча вспомогательной линии:

Рабочее ослабление (или вносимые потери) - отношение мощностей на входе основной и выходах основной и вспомогательной линий:

Потери на разветвлении - потери, связанные с тем, что мощность естественным образом распределяется между выходными полюсами. Для идеального разветвителя (1 x n) с n выходными полюсами, в предположении равенства мощностей между всеми выходными полюсами, потери на разветвление определяются соотношением:

Для разветвителя 4x4: А_1n = 6дБ. Это минимальное значение, присущее идеальному разветвителю с симметричными выходными полюсами. Рабочий диапазон длин волн - диапазон длин волн, в пределах которого параметры разветвителя не становятся хуже допустимых. Разветвители, имеющие большой диапазон длин волн - ахроматические. Чем меньше зависимость вносимых потерь разветвителя от длины волны, тем шире диапазон. Светоизлучающие диоды работают в полосе излучения Δλ=±35нм в окрестности несущей длины волны λ₀. Для поддержания этого диапазона оптический разветвитель должен быть ахроматическим.