Расчет затухания соединителей ОВ

Уровень оптической мощности, поступающей на вход ПРОМ, зависит от энергетического потенциала системы, потерь мощности в ОВ, потерь мощности в разъемных и неразъемных соединителях.

Потери мощности в ОВ нормируются и составляют, например, во втором окне прозрачности 0,7 дБ, а в третьем окне прозрачности 0,1 дБ/км (берутся из паспортных данных ОК).

Потери мощности в неразъемном соединителе нормируются и составляют 0,1 дБм.

Потери в разъемном соединителе нормируются и составляют 0,5 дБм.

Потери в разъемном соединителе нормируются определяются суммой /10/.

А_р = , i = 1, 2, 3, 4,

где а₁ – потери вследствие радиального смещения на стыке ОВ (рисунок 2.1.);

а₂ – потери на угловое рассогласование ОВ (рисунок 2.2);

а₃ – потери на осевое рассогласование ОВ (рисунок 2.3);

а₄ – неучтенные потери.

Рисунок 2.1 – Радиальное смещение ОВ

Рисунок 2.2 - Угловое рассогласование ОВ

Рисунок 2.3 - Осевое рассогласование ОВ

Потери вследствие радиального смещения в одномодовых ОВ рассчитываются по формуле

а₁ = 10 lg [exp(-d² / w²)] , дБ,

где d - величина максимального радиального смещения двух ОВ на стыке , d = 1,52 мкм;

w - параметр, определяющий диаметр луча, w = 10 мкм.

В многомодовых ОВ со ступенчатым профилем показателя преломления потери вследствие радиального смещения могут быть определены по формуле /3/.

а₁ = -10 lg (1 – 0,5 ) , дБ,

где d - величина максимального радиального смещения двух ОВ, d = 1,138 мкм;

а - радиус ОВ, а = 25 мкм.

В многомодовых ОВ с градиентным профилем показателя преломления потери вследствие радиального смещения рассчитываются по формуле

а₁ = -10 lg (1 – 0,75 ), дБ,

где d - величина максимального радиального смещения двух ОВ, d = 0,758 мкм.

По результатам расчетов можно заметить, что для ОВ с градиентным профилем показателя преломления оптические потери вследствие радиального смещения выше. Это связано с тем, что их числовая апертура, максимальная по оси, убывает до нуля к периферии сердцевины.

Угловое рассогласование ОВ также приводит к существенным оптическим потерям. В формулы для расчетов указанных потерь, кроме угла рассогласования q, входят еще и показатели преломления ОВ и воздуха. Из-за того, что в паспортных данных ОВ не приводятся величины показателей преломления, расчет потерь из – за углового рассогласования вызывает определенные трудности. Поэтому как для одномодовых, так и для многомодовых ОВ можно принять а₂ = 0,35 дБ. Следует заметить, что одномодовые ОВ более чувствительны к угловому рассогласованию и при одинаковом угле потери в них примерно в два раза выше, чем в многомодовых ОВ.

Оптические потери в разъемных соединителях увеличиваются также в результате осевого рассогласования.

Для расчета потерь из–за осевого рассогласования в многомодовых и одномодовых ОВ можно воспользоваться следующей формулой /1/:

а₃ = -10 lg (1 – Z× tg ) , дБ,

где Z - максимальное расстояние между торцами ОВ,

d - диаметр ОВ,

q a - апертурный угол.

Для достижения малых величин потерь для одномодовых ОВ можно принять максимальные значения Z = 2,95 мкм, q a = 3,96 , а для многомодовых - Z = 1,47 мкм,

q a = 39,55.

Неучтенные потери в разъемном соединители можно принять равными а₄ = 0,01 дБ.

При существующих технологиях потери в разъемном соединителе не превышают величины

А_р = а₁ + а₂ + а₃ + а₄ £ 0,5 дБ,

а в неразъемных соединениях – не более А_р £ 0,1 дБ.