|
| |
|
Слаботочка Книги Ьс, дБ J,D 2,0 1,0 0,2 0,15  0,4 Ay/d Рис 913 Зависимость вносимых потерь сочленения двухслойных волокон от зазора между торцами {а), угла перекоса (б) и несоосности (е) вычайно велико: число наименований патентной литературы по этому направлению превышает несколько тысяч. Чисто внешне оптические соединители обычно оформляются так же, как электрические для унификации в сфере применения. Основной параметр оптического соединителя - вносимые потери пропускания be, приемлемый уровень этих потерь 1 дБ. Величину be составляют неидеальность механизма соединителя (допуски при обработке деталей, истирание и усадка, различие температурных коэффициентов используемых материалов и т. п.); несовершенство используемых волокон (линейные колебания диаметра и числовой апертуры, допуски на диаметры сердцевины и оболочки, эллипсность их сечений, эксцентриситет и т. п.), технологические погрешности при заделке (армировании) конца кабеля, обусловливающие разъюстировку центров сердцевины волокна и направляющего элемента; воздействие внешних факторов (ударов, вибраций, температуры, влажности и т. п.) в процессе эксплуатации. При расчете be используют зависимости (теоретические или эмпирические), подобные тем, которые представлены на рис. 9.13. Из этих графиков видно, что Ьс~1 дБ вполне реально, однако требует высокой прецизионности во всех компонентах сочленения. Оптические разветвители, составляющие другую значительную группу рассматриваемых пассивных элементов, представляют собой устройства, в которых излучение, подаваемое на вход (или входы), распределяется по заданному закону между его выходами; наибольшее распространение получили направленные ответвители (разветвители) и типа «звезда» (рис. 9.14). В направленном ответвителе (рис. 9.14,с) выходы 3 и 4 должны быть связаны со входами 1 и 2 определенным образом, а входы 1 и 2 развязаны между собой. Основными параметрами этих устройств являются: коэффициент связи (от О до 100%, при 100% вся мощность входа / поступает только на выход 3); коэффициент направленности, характеризующий развязку входов 1 и 2, который обычно должен превышать 40... 60 дБ; вносимые потери, приемлемый уровень которых, как и в случае соединителя, близок к 1 дБ. Принцип , Выходе  Btixidbi £xDdZ\ . "Ч Выход 3  Рис. 9.14. Оптические двухполюсный направленный разветвитель (а) и типа «звезда» (б): / - сердцевина; 2 - зеркало; 5 - оболочка действия ответвителя основан на «просачивании» части световой энергии из сердцевины в оболочку и через нее в другое волокно, контактирующее с первым на некотором протяжении. Практически такие элементы изготавливают путем спекания волокон цилиндрического или фоконного (конического) типа, при этом для получения требуемых значений коэффициентов связи и направленности варьируют углы конусности, близость расположения волокон, длину области взаимодействия, размеры и состав характерных частей волокон. Оптический разветвитель типа «звезда» предназначен для распределения входного сигнала между большим числом (до нескольких десятков) однотипных абонентов. Основу конструкции на рис. 9.14,6 составляет оптический смеситель, представляющий собой отрезок двухслойного световода большого диаметра с посеребренным торцом, в котором световой поток благодаря многократному отражению равномерно распределяется во все выходные световоды. Устройство обеспечивает минимальные потери сигнала, равенство этих потерь для любой пары выходов, слабую зависимость потерь от числа обслуживаемых терминалов, надежность связи. Оптические коммутаторы представляют собой устройства, функционально реализующие полнодоступную схему с пг входами и п выходами, т. е. с шХл полюсами; в частном случае при m=l устройство называют оптическим переключателем. К числу основных параметров этих приборов относятся вносимые потери, степень подавления перекрестных помех (ослабление сигнала между незамкнутыми полюсами), а также быстродействие, оцениваемое временем переключения из одного состояния в другое. Кроме того, важны потребляемая устройством мощность, спектральная полоса пропускания, вносимые модовые искажения. В устройстве оптических коммутаторов используется много различных физических принципов. Р1сторически первые электромеханические коммутаторы (например, с поворачивающимися зеркалами или призмами) позволяют относительно просто коммутировать большое число каналов (до 8x8 и более), однако быстродействие их очень мало (около 10 с). Кроме того, они громоздки и не выдерживают всего комплекса эксплуатационных воздействий (в частности, ударов и вибраций). Значительно более совершенны коммутаторы, использующие электро-, магнито-, акус-тооптические эффекты, особенно при изготовлении этих устройств в интегрально-оптическом исполнении. Субнаносекундные скорости переключения, вносимые потери на уровне 3 ... 6 дБ, подавление перекрестных помех более чем на 50 дБ, микроваттный режим управления - все это представляется достижимым для интегрально-оптических коммутаторов. При этом одной из важнейших и сложных проблем остается оптимальная стыковка этих устройств с цилиндрическими волокнами. Кроме того, интегрально-оптические коммутаторы удобны лишь при сопряжении небольшого (до 10) числа каналов. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 [99] 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 |
||||||||||||||