Геометрические характеристики

Среди геометрических параметров ОВ выделяют параметры кварцевого световода и параметры покрытия. Первые являются наиболее существенными и определяют тип световода. Наиболее важный параметр ОВ - диаметр сердцевины, поскольку геометрические размеры и профиль показателя преломления сердцевины определяют модовый состав ОВ. Под диаметром сердцевины понимают диаметр центральной области ОВ с высоким значением показателя преломления. Под диаметром сердцевины понимают диаметр по уровню 0.1 от максимального значения коэффициента преломления (на оси ОВ). Структура ОВ с указанием типичных параметров показана на рисунке 5.4.

Рисунок 5.4 - Структура оптического волокна

Кроме вышеперечисленных, к геометрическим параметрам относятся: длина волоконного световода, некруглость (овальность) сердцевины (для МОВ), некруглость (овальность) оболочки, неконцентричность (некоаксиальность, концентричность, коаксиальность) сердцевины и оболочки, концентричность (коаксиальность, неконцентричность, некоаксиальность) покрытия.

Для увеличения длины регенерационного участка одним из необхо­димых условий является уменьшение величины затухания смонтиро­ванной волоконно-оптической линии. Так как коэффициент затухания выпускаемых в настоящее время одномодовых волокон близок к теоре­тическому минимуму, то основное внимание производители волокна уделяют уменьшению отклонений геометрических характеристик во­локна от их номинальных значений: диаметра и некруглости сердцеви­ны и отражающей оболочки, эксцентриситет сердцевины и оболочки.

Указанные геометрические характеристики оптического волокна (в соответствии с обозначениями на рисунке 5.5)могут быть определены сле­дующим образом

; (5.6)

; (5.7)

; (5.8)

; (5.9)

, (5.10)

где: d, D — диаметр соответственно сердцевины и отражающей обо­лочки; d₀, D₀ — диаметр соответственно сердцевины и отражающей обо­лочки при отсутствии некруглости; е, Е — некруглость соответственно сердцевины и отражающей обо­лочки; с — эксцентриситет; х — неконцентричность сердцевины и оболочки.

Рисунок 5.5 – Геометрические соотношения в оптическом волокне: а – идеальное волокно; б – реальное волокно

Ужесточение допусков на гео­метрические характеристики по­зволяет значительно уменьшить затухание на стыке волокон при их соединении сваркой или с применением механических со­единителей (рисунок 5.6). Следствием улучшения геометрических характеристик ОВ является также увеличение процента удачных сва­рок в полевых условиях.

Рисунок 5.6 -Влияние геометрических характеристик на юстировку торцов ОВ:

1 — неодинаковость диаметров отражающей оболочки; 2 — эксцентриситет сердцевина/оболочка; 3 — некруглость отражающей оболочки; 4 — кривизна волокна

В таблице 5.1 приведены требования к допускам на геометрические характеристики одномодовых во­локон ведущих производителей ОВ.

Таблица 5.1 – Требования к допускам на геометрические характеристики

Из данных таблицы 5.1видно, что ведущие производители ОВ применяют в два раза более жесткие допуски на геометри­ческие характеристики по сравнению с рекомендациями сектора стан­дартизации Международного союза электросвязи.

Цена ОВ на мировом рынке при определенном профиле сердцевины зависит от двух основных факторов: величины допусков на геометрические характеристики оптических волокон и ста­бильности геометрических размеров по длине волокна, а также от чис­ла непрерывно контролируемых характеристик ОВ в процессе производства.