OTDR могут поддерживать наименование возвратных потери совместно с измерением обратного рассеяния.
Для того чтобы представить ясное и чёткое изображение состояния волоконно-оптической линии, информация об обратном рассеянии опускается, и на экране отображаются только возвратные потери??? коэффициент отражения.
Общие возвратные потери в зависимости от длины кабеля L(в км.) можно определить:
(3)
Определим общие возвратные потери для отрезков одномодового оптоволоконного кабеля длиной 1м, 1км, 10км, и 100км, с коэффициентом ослабления 0,19 дБ/км на длине волны λ =1550 мкм
Рис.1. Расчётная зависимость ORL от дистанции
4.1.1. Волокна характеризуются двумя важнейшими параметрами: затуханием и дисперсией. Чем меньше затухание(потери) и чем меньше дисперсия распространяемого сигнала в волокне, тем больше может быть расстояние между регенерационными участками или повторителями.
На затухании света в волокне влияют такие факторы, как:
- потери на поглощении;
-потери на рассеянии;
|
|
-кабельные потери.
Потери на поглощении и на рассеянии вместе называют собственными потерями, а кабельные потери в силу их природы называют дополнительными потерями.
|
|
|
| |||
| |||
Рис. 2. Основные типы потерь в волокне
Полное затухание определяется:
α = α с + α к + α п + α р + α д (дБ/км) (4)
Потери на поглощении αп состоит как из собственных потерь в кварцевом стекле (ультрафиолетовое инфракрасное поглощение), так и из потерь, связанных с поглощением света на примесях (в зависимости от типа примеси, поглощают свет на определенных длинах волн и рассеивают поглощают световую энергию в виде джоулева тепла, что приводит к появлению пиков на кривой потерь.
Собственные потери на поглощении растут и становятся значимыми в ультрафиолетовой и инфракрасной областях. При длине волне излучения выше 1,6 мкм обычное кварцевые стекло становится непрозрачным из-за роста потерь, связанных с инфракрасным поглощением.
Потери на рассеянии α р.
В настоящее время изготавливаемая ОВ становится настолько чистым (99,9999%), что наличие примесей перестает быть главенствующим фактором затухания в волокне. На длине волны 800 мкм затухание составило 1,5 дБ/км. Дальнейшему уменьшению затухания препятствует так называемое Релеевское рассеяние света.
Релеевское рассеяние вызвано наличием неоднородностей микроскопического масштаба в волокне. Свет падая на такие неоднородности, рассеивается в разных направлениях. В результате часть его теряется в оболочке. Эти неоднородности неизбежно появляются во время изготовления волокна.
|
|
Потери на релеевском рассеянии зависят от длины волны по закону λ-4 и сильно проявляются в области коротких волн.
Длина волны, на которой достигается нижний предел α с чистого кварцевого волокна составляет 1550 мкм и определяется разумным компромиссом между потерями, вследствие релеевского рассеяния и инфракрасного поглощения.
Кабельные (радиационные) потери α к обусловлены скруткой, деформациями и изгибами, возникающими при наложении покрытии и защитных оболочек, производства кабеля, а также в процессе инсталляции ВОК.
Вносимые потери зависят от типа волокна (многомодовые или одномодовые), типов и качества соединителей и составляют от 0,3 до 0,5 дБ.
Вносимые потери можно разбить на 2 категории: внутренние и вносимые потери.
Внутренние потери определяются факторами, которые невозможно контролировать (достичь их улучшения призаделке волокна в соединитель), а именно парной вариацией диаметров сердцевины, показателей преломления, цикловых апертур, эксцентриситетов, сердцевина/оболочка и концентричностей сердцевины у волокон с разных сторон. На внутренние потери влияет технология производства волокна и соответствующие критерии контроля качества, а не конструктор соединителя.
Потери из-за вариации показателей преломления являются следствием чисто Френелевского отражения и определяются в простейшем случае для волокна со ступенчатым профилем как:
α F=-10lg (5)
где n1 и n2 - показатели преломления волокон (зазора между ними нет). Эти потери пропадают только при равенстве показателей преломления.
Потери при вариации апертур возникают в том случае, если апертура волокна, передающего сигнал NA, больше апертуры волокна, принимающего сигнал NA2 и определяется как:
α NA=-10lg (6)
При NA1< NA2 апертурные потери не возникают.
Потери при вариации диаметров возникают, когда диаметра передающего волокна меньше диаметра принимающего и определяются соотношением:
α D=-10lg (7)
где D1 и D2 - диаметры перед. и приним. волокон.
При D1 < D2 потери не возникают.