2. Определение функциональных параметров
1. Вносимые потери (IL)
Вносимые потери - уменьшение оптической мощности между входным и выходным портами пассивного элемента в дБ, определяемое как
IL = -10log( P1/P0 ),
где P0 — оптическая мощность, вводимая во входной порт, а P1 - оптическая мощность, полученная из выходного порта.
Замечание. Для устройства WDM ILij должны быть определены для каждой рабочей длины волны.
Замечание. Для волоконно-оптического фильтра ILij должны быть определены для каждого рабочего диапазона длин волн.
Вносимые потери являются отношением оптической мощности, подаваемой на входной порт соответствующего оптического устройства, к оптической мощности, излучаемой из любого выходного порта, выраженной в дБ. Вносимые потери включают такие параметры, как потери на разветвление, в случае разветвителей, для других устройств ветвления мы используем понятие дополнительные потери. Эти потери являются наиболее полезными параметрами при проектировании систем. Максимальные и минимальные вносимые потери являются соответственно верхним и нижним пределами вносимых потерь рассматриваемого устройства и применяются во всем диапазоне длин волн, определенном для данного фильтра. Под типичными вносимыми потерями понимается ожидаемое значение вносимых потерь, измеренное для определенной центральной длины волны. Институт IEEE определяет вносимые потери, как «полные потери оптической мощности, вызванные внесением/наличием такого оптического элемента, как оптический разъем, сросток или разветвитель».
2. Возвратные потери (RL)
Возвратные потери — часть входной мощности, которая возвращается из входного порта пассивного элемента. Возвратные потери являются отношением оптической мощности, вводимой во входной порт, к оптической мощности, которая возвращается из того же порта. Возвратные потери, выражаются в дБ (они рассматриваются как положительные значения) и измеряются при условии оптического терминирования всех других портов. Они определяются следующим образом:
RL = - 10lg( Pr/Pi ) (3.2)
где Pi — оптическая мощность, вводимая во входной порт, а
Pr — оптическая мощность, полученная обратно из того же порта.
Замечание. Для определенности, величина возвратных потерь для волоконно-оптических устройств не учитывает вклад от возвратных потерь оптических разъемов, этот вклад рассматривается отдельно.
3. Рабочий диапазон длин волн
Это диапазон длин волн от λmin до λmax в пределах, задаваемых от номинального λj, внутри которого пассивные элементы должны работать с определенными показателями ошибок.
Для волоконно-оптических элементов ветвления, использующих более одного рабочего диапазона длин волн, соответствующие диапазоны длин волн не обязательно одинаковы.
Такие элементы как аттенюаторы, терминаторы, оптические разъемы и сростки, могут работать с определенными (или приемлемыми) показателями ошибок даже за пределами определенной для них области применения.
4. Потери, зависящие от поляризации (PDL)
Эти потери соответствуют максимальной вариации вносимых потерь, вызванной вариацией состояния поляризации, рассматриваемой на множестве всех возможных состояний поляризации.
5. Зависимость отражательной способности от поляризации
Эти потери соответствуют максимальной вариации отражательной способности, вызванной вариацией состояния поляризации, рассматриваемой на множестве всех возможных состояний поляризации.
6. Обратные потери (степень изоляции) волоконно-оптических изоляторов
Обратные потери — мера уменьшения оптической мощности (дБ), распространяющейся в обратном направлении, в результате установки изолятора. Излучающим портом здесь является выходной порт изолятора, а приемным портом - входной порт изолятора. Потери определяются следующей формулой:
BL = -10log(Pob/Pib)
где Pob — оптическая мощность, измеренная на входном порте изолятора, когда мощность Pib излучается в рабочий порт. При нормальной работе Pib - оптическая мощность, отраженная от устройств, установленных на удаленном конце оптической линии, и направленная обратно так, что попадает в выходной порт изолятора, потери которого и измеряются.
7. Направленность
Направленность - отношение оптической мощности, вводимой во входной порт, к оптической мощности, возвращаемой от любого другого порта. Направленность рассматривается как характеристика изоляции, или перекрестной помехи, на ближнем конце. Как направленность, так и возвратные потери, выражаются в дБ (они рассматриваются как положительные значения) и измеряются при условии оптического терминирования всех других портов. Минимальные направленность и возвратные потери являются теми нижними пределами, которые применяются во всем диапазоне длин волн, определенном для полосового фильтра.
8. Матрица передачи волоконно-оптических устройств ветвления и WDM-устройств
Оптические свойства волоконно-оптических устройств ветвления могут быть определены в терминах матрицы коэффициентов nхn, где n -
число портов, а коэффициенты представляют часть мощности, передаваемой между назначенными портами. В общем случае матрица передачи Т имеет вид:
где tij - отношение оптической мощности Pij, передаваемой из порта j, к оптической мощности Рi, подаваемой на порт i. То есть,
tij = Pij/Pi
В общем случае tij может зависеть от длины волны.
9. Коэффициент передачи волоконно-оптических устройств ветвления и WDM-устройств
Коэффициентом передачи является элемент tij матрицы передачи.
10. Логарифмический коэффициент матрицы передачи волоконно-оптических устройств ветвления и WDM-устройств
В общем случае логарифмическая матрица передачи имеет вид
aij = -10lg(tij)
11. Избыточные потери волоконно-оптических устройств ветвления
Избыточные потери - это общая мощность, потерянная в устройствах ветвления, когда оптический сигнал подается в порт i. Они определяются как
,
где суммирование осуществляется только по тем значениям j, для которых i и j — проводящие порты. Для устройства ветвления с N входными портами будет существовать массив из N значений избыточных потерь, по одному значению для каждого входного порта i.
12. Коэффициент связи
Для заданного входного порта i коэффициент связи является отношением светового потока на заданном выходном порту k к общему световому потоку со всех выходных портов. Он определяется так:
где индексом j обозначены все функционирующие выходные порты .
13. Рабочая длина волны
Это номинальная длина волны λ, на которой пассивный элемент должен (по проекту) работать с надлежащими показателями.
Пассивные оптические элементы
Пассивные оптические компоненты включают в себя оптические соединители, розетки, шнуры, распределительные панели, кроссовые шкафы, соединительные муфты, оптические разветвители, аттенюаторы, системы спектрального уплотнения, то есть все, что необходимо для передачи оптического сигнала от передатчика к приемнику.
По мере роста сложности и увеличения протяженности волоконно-оптической кабельной системы роль пассивных компонентов возрастает. Практически все системы волоконно-оптической связи, реализуемые для магистральных информационных сетей локальных вычислительных сетей, а также для сетей кабельного телевидения, охватывают сразу все многообразие пассивных волоконно-оптических компонентов.