Уже упоминались некоторые устройства, позволяющие
воздействовать на передаваемые сигналы, с тем, чтобы улучшить передачу. Это
фильтры, изоляторы, некоторые типы демультиплексоров и интерферометров,
пассивные компенсирующие устройства, дифракционные (в том числе Брэгговские)
решётки и т.д. К пассивным компонентам относятся также разветвители,
соединители, коннекторы, аттенюаторы, циркуляторы, кабельные муфты и некоторые
другие устройства.
Разветвители
Разветвители предназначены для распределения
передаваемой мощности и отвода энергии, для разделения по длинам волн, по модам
и т.д.
Разветвители могут быть звездообразные, древовидные (tree-coupler), симметричные Х-
образные (например, 2х2), несимметричные Y-образные,
Т-образные (например, типа 1х2), направленные и ненаправленные (у которых
коэффициент деления зависит от направления) и т.д. В разветвителе происходит
распределение мощности по портам, при этом возникают потери благодаря наличию
рассеяния, поглощения, отражения. Дополнительные потери могут возникнуть
вследствие рассогласования апертур и диаметров порта и подключённого
оптического волокна.
Относительное распределение мощности по потерям может быть от 50/50 до
5/95, потери составлять от 0.1 до 3 дБ. Работа разветвителя характеризуется
несколькими коэффициентами (см. рис.7.1):
коэффициент передачи (ответвления)
α от = 10 lg (P1
/P2 );
коэффициент направленности αн = 10 lg (P1 /P4
), обычно от 40 до 55 дБ;
вносимые потери α = 10 lg [(P2
+P3 )/P4
] (от 0.1 до 3 дБ).
Порт 2 может быть основным, а порт 3 – заглушённым, тогда
потери заглушенного порта равны α = 10 lg (P1 /P3).

Рис.7.1. Разветвитель
2х2.
Если на линии установлено несколько (N)
Т-образных разветвителей (рис.15.2) со сквозными потерями αскв
и потерями ответвления αотв , то общие потери равны
α = (N-1) αскв + αотв ,
поэтому общее число разветвителей должно быть ограниченным.
Альтернативой Т-образному разветвителю является звездообразный разветвитель.

Рис.7.2. Линия с
ответвлениями
В случае звездообразных разветвителей суммарные потери
существенно меньше (рис..7.3).

Рис.7.3. Зависимость
затухания от числа разветвителей Т-образных и звездообразных
Конструкции разветвителей могут быть различными: сварные
(рис.7.4), с расщеплением пучка зеркалами (рис.7.5), с вращающимся зеркалом
(рис.7.5), на основе дифракционной решётки (рис.7.6) и т.д.

Рис. 7.4. Сварной
разветвитель

Рис.7.5. Разветвитель
с зеркалом

Рис.7.6. Разветвитель
на диффракционной решётке
Соединители
Соединители предназначены для соединения двух концов
оптического волокна.
Бывают неразъемные и разъемные соединения ОВ. К неразъемным
соединениям относятся: сварка ОВ, механические соединители, сплайсы.
Сварные методы соединения требуют наличия сварочного
аппарата. При сварке происходит расплавление предварительно отъюстированных
концов волокон электрической дугой с последующем их сведением и слиянием. При
сварке современными сварочными аппаратами может быть достигнуто затухание от
0,01 – 0,02 дБ. Возникающие при сварке волокон силы поверхностного натяжения
дополнительно снижают смещение осей сращивании волокон.
В случае когда невозможно добраться к мосту
аварии на машине, применяются альтернативные виды неразъемные соединения. Самый
распространенный из них – механический сплайс. Сплайс выполнен в виде пластины
с кольцевыми напрягающими капилярами и прецизионной V-образной канавкой между
ними. Канавка заполнена иммерсионным гелем. В канавку с обеих сторон вводят
концы сращиваемых волокон. Сетоводы фиксируют механическим прижимом. Сплайс
обеспечивает потери в соединении не более 0,2 дБ (a ≤ 0,2 дБ) при коэффициенте обратного отражения - 50 дБ
(РОТР ≤ -50дБ).
 Рис.7.7. Сплайс
Важной особенностью сплайса является возможность его
многократного использования до 5-10 раз. Причем количество циклом сборки –
разборки ограничен только объемом иммерсионного геля в центральном элементе.
Сплайсы могут применяться в локальных сетях, где не предъявляется жесткие
требования на соединения.
Сплайс состоит из пластикового корпуса (5) с наружными
габаритами 50х8х3 мм, внутри которого расположена металлическая пластина (6) с
внутренней центрирующей трубкой (3) с диаметром 125 мкм, заполненной
иммерсионной жидкостью (4) с коэффициентом оптического преломления 1.5.
Фиксация волокна (2) в буферном покрытии 0.9 мм в корпусе сплайса
осуществляется с помощью механических подпружиненных зажимов (1), приводимых в
действие с помощью металлического ключа (8) с прямоугольным сечением рабочей
части.(7)
Разъёмные соединители
К ним относятся коннекторы и розетки. Подавляющее
большинство предназначено для соединения 2-х световодов. Имеются и для дуплексной
связи (для 4-х световодов). Основные требования заключены в минимальных
потерях, вносимых в тракт передачи; обеспечения долговременной стабильности;
простоте изготовления и установки. Разъемные соединения допускают многократную
сборку и разборку, не менее 100 циклов без ухудшения параметров и применяется в
оптических тросах и для подключения к кабелю приемопередатчиков активного
оборудования.
Основой большинства конструкций этих соединений является
штекерный наконечник, который вставляется в юстирующий элемент в виде втулки, а
сам соединитель состоит из 2-х частей – коннектора и розетки.

Рис. 7.8 . Коннектор.
На фотографиях рис. 7.9 показаны образцы коннекторов
Образцы коннекторов

Коннектор FC
|

Коннектор FC/APC
|

Коннектор SC
|

Коннектор SC/APC
|

Коннектор SC дуплекс
|

Коннектор ST
|
Рис.7.9. Образцы
коннекторов.
Частным случаем коннектора служит адаптер, предназначенный
для временного соединения с источником или приёмником излучения.
Аттенюаторы
Аттенюаторы служат для уменьшения мощности (в
измерительной технике, для согласования затухания), так как слишком высокие
уровни приводят к перегрузке приёмного устройства и нелинейности. Аттенюатор
может быть выполнен в виде сплавного разветвителя или с воздушным зазором.
Величина ослабления регулируется в пределах до 15 дБ, а иногда и до 35 дБ.
Существуют также аттенюаторы на основе затухания изгиба.
Изоляторы и оптические циркуляторы
Изоляторы пропускают излучение только в одном
направлении. В основе лежит эффект Фарадея. При взаимодействии с продольным
магнитным полем плоскость поляризации сета поворачивается на 45 градусов.
Обратный луч также поворачивается на 45 градусов, так что суммарный поворот
составит 90 градусов. Вносимое затухание 1-2 дБ. Материалом ячейки является
парамагнитное стекло или железоиттриевый гранит. Оптические циркуляторы
представляют собой устройства с несколькими портами. Сигнал передаётся в одном
направлении по кругу с возможностью ответвления. Циркулятор обычно также
работает на ячейке Фарадея и пропускает свет только в одном направлении.
К пассивным компонентам относятся также соединительные
муфты, но они рассматриваются в курсе строительства и монтажа. Некоторые типы
устройств, используемых в волоконной оптике, такие как коммутаторы, волновые
конвертеры и др., могут также работать как пассивные устройства, но не всегда и
не все. |