7. Пасивні оптичні елементи
7.1. Роз'ємні з'єднувачі
7.1.1. Конструкції з'єднувачів
Роз'ємні з'єднувачі призначені для з'єднання різних компонентів волоконно-оптичного лінійного тракту (ВОЛТ) з оптичними волокнами оптичних кабелів (ОК), а також для з'єднання ОВ між собою.
По конструкції з'єднання можуть бути симетричними та несиметричними. При несиметричній конструкції (рис. 7.1а) використовуються два основні елементи: гніздовий з'єднувач і штекерний з'єднувач. ВВ у капілярній трубці штекера не доходить до торця капіляра, а ВВ у гнізді виступає назовні. При організації з'єднання фізичний контакт відбувається всередині наконечника капіляра, який забезпечує співвісність ОВ, що з'єднуються. Відкрите ОВ знижує надійність цієї конструкції за великої кількості підключень.
1 – з'єднувач гніздовий
3 – з'єднувач штекерний
4 – кевларові нитки
5 – епоксидний заповнювач
7 – перехідна сполучна розетка (адаптер)
8 – оптичний наконечник
9 – центруючий елемент розетки
10 – оптичне волокно
Мал. 7.1. Конструкції з'єднувачів: а – несиметрична, б – симетрична, в – наконечник та центратор розетки симетричного з'єднувача
При симетричній конструкції (рис. 7.1б), яка набула найбільшого поширення, для з'єднання ВВ необхідні три основні елементи: два штекери та перехідна розетка. Головним елементом штекера є наконечник зовнішнім діаметром 2.5 мм з отвором для введення ВВ, який звільняється попередньо від захисних покриттів. Найбільш жорсткі вимоги пред'являються до параметрів отвору (капіляра) наконечника, який має забезпечити мінімальний люфт введеного в нього ВВ. Відповідно до стандарту діаметр отворустановить 126+1/-0 мкм для одномодового ОВ (ООВ) та 127+2/-0 мкм для багатомодового ОВ (МОВ). Наконечники виготовляють з нержавіючої сталі або кераміки на основі цирконію або оксиду алюмінію. Перехідна розетка забезпечується центруючим елементом, виконаним у вигляді пружної трубки з поздовжнім розрізом. Центрирующий елемент щільно охоплює наконечники, забезпечуючи їх суворість.
До з'єднувачів пред'являються такі вимоги: малі втрати, що вносяться, мале зворотне відображення, стійкість до зовнішніх механічних, кліматичних та інших впливів, висока надійність і простота конструкції, незначне погіршення параметрів після багаторазових повторних з'єднань.
7.1.2. Внесені втрати
Втрати, що вносяться, визначають загасання в проходить з'єднувач світлі за виразом
деPвх іPвих - потужності випромінювання на вході та виході з'єднувача, відповідно.
Втрати, що вносяться, становлять від 0.2 до 1 дБ. Внесені втрати в з'єднувачі визначаються різницею в параметрах ОВ, що з'єднуються (внутрішні втрати) і недосконалістю конструкції з'єднувача, технологічними допусками його виготовлення, а також технологічними допусками при закладенні ОВ в наконечник (зовнішні втрати).
Внутрішні втрати визначаються факторами, які неможливо зменшити при закладенні ВР в наконечник, а саме неоднаковістю діаметрів серцевини, показників заломлення, числових апертур та ексцентриситетів серцевина/оболонка ВВ з різних сторін.
Зовнішні втрати визначаються кутовим, радіальним і осьовим зсувами ОВ, що з'єднуються, а також шорсткістю і забрудненням їх торцевих поверхонь.
Знаючи номінальні значення перерахованих величин та допустимі технологічні відхилення від номіналу, можна визначитимаксимальні чи середньоквадратичні значення очікуваних внутрішніх втрат. У деяких випадках втрати однакові для будь-якого напряму поширення світла, а в інших втрати залежать від напряму поширення світла. При розгляді конкретних втрат неоднакові втрати обговорюватимуться.