Роль соединителей в волоконно - оптических линиях связи

Важнейшим вопросом при передаче информации в ВОЛС является обеспечение надежного соединения оптических волокон. Оптический соединитель - это устройство, предназначенное для соединения различных компонентов волоконно оптического линейного тракта в местах введения и выведения излучения. Такими местами являются:

• оптические соединения оптоэлектронных модулей (приемников и передатчиков) с оптоволоконным кабелем;

• соединения отрезков оптических кабелей между собой, а также с другими оптическими компонентами ВОЛС.

Различают неразъемные и разъемные соединения. Неразъемные соединения используются в местах постоянного монтажа кабельных систем. Основным методом монтажа, обеспечивает неразъемное соединение, является сварка. Разъемные соединители (широко употребляется термин коннекторы - «connectors») допускают многократные соединения - разъединение. Промежуточное положение занимают соединения механического типа - сплайс.

Разъемный соединитель - устройство, служащее для подключения волокна к источнику, детектора или к другому волокна. В его конструкции заложена возможность многократного подключения и отключения.

Неразъемный соединитель - устройство, предназначенное для постоянного соединения одного волокна с другим. Некоторые производители предлагают многократные сплайс, позволяющие разрывать соединение или переконфигурировать волоконный цепь.

Соединения оптических волокон должно отвечать следующим требованиям:

• Низкие потери: установка соединителей должна приводить к небольшим потерям оптической мощности на соединении.

• Простота установки: соединители должны легко и быстро устанавливаться, не требуя дорогостоящего оборудования или длительного обучения персонала.

• Надежность: соединитель должен гарантировать многократное подключение и отключение без каких-либо изменений уровня потерь, должен быть устойчивым к внешним воздействиям (ударам, вибрациям, перепадам температуры).

• Регламентированность характеристик: потери не должны быть зависимыми от времени установления соединителя и от воздействия внешних факторов.

• Экономичность: цена соединителей и оборудования для их установки должна быть невысокой.

Можно сформулировать дополнительные требования к разъему. Они должны иметь точную концентричность, эффективную защиту против пыли и влаги. Соединение должно выдерживать нагрузку растяжения без увеличения затухания. Соединитель должен легко соединяться и разъединяться с кабелем Соединение должно быть долговечным.

Методы соединения ОВ

На сегодня известны следующие методы соединения оптических волокон: сварка и механическое соединение (рис. 7.3)

 

Рисунок 7.3 - Методы соединения оптического волокна

 

Выбор того или иного метода соединения обуславливается типом ВОЛС и ее конструктивными особенностями, методами прокладки и экономическими факторами.

К конструктивным особенностям ВОЛС относятся: одножильнисть или багатожильнисть волоконно - оптического кабеля, разъемное или неразъемное соединение, прямые или обратные потери в соединении, тип размещения волокон, способ соединения степень универсальности монтажа.

При выборе метода соединения следует учитывать величину и стабильность затухания в месте соединения, механическую прочность соединения и стабильность его работы в условиях окружающей среды.

Экономические факторы - стоимость материалов, используемых при соединении, необходимость оборудования и инструмента, уровень профессиональной подготовки персонала, трудозатраты на прокладку и монтаж.

Процесс соединения оптических волокон состоит из трех этапов:

- Подготовка ОВ к соединению;

- Соединения оптических волокон;

- Защита места соединения.

 

Конструкции соединителей

 

Сегодня на рынке много различных видов механических соединителей, которые делятся на соединители с цилиндрическим наконечником, с коническим наконечником, соединители с расширенным излучением, соединители для ленты с волокнами.

Наиболее простым и недорогим является соединитель с цилиндрическим наконечником из стали или керамики. Наконечник одноволоконного оптического кабеля центрируется против наконечника другого одноволоконного кабеля в цилиндрической втулке.

Выполнение этого вида механического соединения зависит в большой степени от концентричности отверстия наконечника и соединительной втулки. Среднее значение потерь составляет 0,2 - 1 дБ, в зависимости от формы и конечной поверхности (плоская или полусферическая) наконечника.

Механический соединитель более сложной конструкции имеет конический наконечник. Концы наконечников соединяемых отшлифованы в конической форме для удобства центровки. Соединительная втулка, в которую они вставляются, имеет биконическую форму отверстия. Качество соединения полностью зависит от качества шлифовки концов наконечников. Соединители с таким видом наконечников изготавливаются в заводских условиях. Среднее значение потерь составляет 0,3 дБ.

В соединители с расширенным излучением свет из передающего волокна расширяется через линзу, создает поток параллельных лучей света. Поток имеет большой диаметр (по сравнению с волокном). После соединения лучи направляются снова через линзу в приемное волокно. Этот метод используется для соединения военных кабелей в полевых условиях. Преимущества этого метода заключаются в меньшей зависимости от загрязнения концов в отличие от других методов механических соединений.

Механический соединитель для ленты с волокнами имеет не цилиндрическую конструкцию. Кабель с волокнами может иметь 1,4,8 или более параллельных волокон в первичном покрытии, зафиксированных вместе в виде ленты. Поэтому соединитель должен иметь определенное количество отверстий диаметром 125 мкм, расположенных в ряд. Расстояние между отверстиями должна соответствовать расстоянию между волокнами в ленте.