5.8. Взаимные влияния в оптических кабелях связи

Взаимные влияния между ОВ (световодами) оптических кабе­лей связи вызываются следующими причинами:

- воздействием регулярногоэлектромагнитного поля излуче­ния соседних ОВ;

- отражением световых сигналов от неоднородностей в волок­не и излучениемотраженных волн в окружающее пространство;

- микро- и макроизгибами ОВ, которые также вызывают излу­чение электромагнитных волн;

- излучением энергии сигналов в местах сращивания оптиче­ских волокон, их коммутации, разветвления и фильтрации;

- рэлеевским рассеянием в оптических волокнах.

Электромагнитное поле световодов имеет в основном закры­тый характер, т. e. почти вся энергия сигнала распространяется в сердечникеОВ. Лишь небольшая часть ее проходит по оболочке волoкна.

Поэтому распределение интенсивности поля в оболочке оптиче­ского волокна практическиопределяется длиной волны несущего колебания и шириной спектра излучателя. C увеличением длины волны или c yменьшениемрадиуса сердечника глубина проник­новениясвета в оболочку возрастает. B результате, если λ>λ_кр световод становится открытой системой, т. e. поле мод, распространяющихсяпо влияющему волокну, захватывает серд­цевину волокна, подверженного влиянию, и наоборот. Таким об­разом, в отличиеот обычных линий связи взаимные влияния междy волокнами ОК практически не зависят от спектра информа­ционных сигналов, а определяются конструкцией OК и ОВ, a также параметрами источников излучения.Наибольшие влияния между ОВ имеют место в объектовых ОК, характеризующихся большим числом ОВ, плотным их расположением и малыми тол­щинами оболочек и защитных покровов, и в системах передачи,использующих светодиоды, поскольку их полоса излучения в 15...20 раз шире, чему полупроводниковых лазеров.

Для создания заметной связи частота мод должна быть близка к критической. Значительная часть их полной мощности распро­страняется в покрытии ОВ в виде поверхностной либо вытекаю­щей волны, поэтому коэффициент затухания этик мод сущест­венно выше, чем y остальных, и в установившемся моровом ре­жиме они выбывают. B результатерегулярнаясвязь между световодами практически отсутствует из-за избирательного поглоще­ния тех групп мод, между которыми она могла бы осуществиться. Нерегулярные связи между световодами ОК возникают главным образом вследствие рассеяния на молекулярных неоднородностях (рассеяние Рэлея), нерегулярностях грaницы междусердечником и оболочкой и на микроизгибах. Эти поля являются основной причиной возникновения взаимных помех.

Влияние на ближнем конце создается обратным рассеянием, интенсивность которого характеризуется так называемым коэф­фициентом связи обратной волны влияющего световода c сердце­виной световода, подверженного влиянию. На дальнем конце по­мехи создаются рассеянием, характеризующимся коэффициентомсвязи c прямой волной влияющего световода и сердцевиной световода, подверженного влиянию.

На величину взаимного влияния между световодами сущест­венно влияeт защитная полимерная оболочка, котoрая защищаетволокно от механических нагрузок и одновременно снижает пе­реходные помехи. Материал и толщину оболочки выбирают так, чтобы обеспечить заданные механические характеристики и вы­сокое ослабление поглощения просачивающейся в оболочку энер­гии. Весьма эффективной мерой снижения взаимных влияний в оптических кабелях связи является обеспечение высокой одно­родности волоконных свeтоводов в процессе как их вытяжки из заготовок и наложения на них защитных полимерных оболочек, так и скрутки волоконных светoводов в кабельный сердечник. Этазaдача решается на основе использования систем автоматическо­го контроля и регyлирования на тeхнологическом оборудованиипо производству оптических кабелей связи.

Величина взаимных влияний между оптичеcкими волокнами в оптичeских кабелях оценивается переходным затуханием на ближнем и дальнем концах и защищенностью. Без учета рассеяния энергии переходное затухание и защищенность, дБ, опреде­ляют по формулaм:

Расчет параметров взаимного влияния между световодами c учетом рассеяния энергии более сложен, так как при определении коэффициента связи между взаимовлияющими волоконными световодами приходится учитывать рассеяние всех распространяю­щихся по световоду мод от большого числа нерегулярностей, носящих случайный характер. Таким образом, взаимныевлияния представляют собой случайные величины, и при необходимости их значения должны определяться путем проведения измерения переходных затуханий. Экспериментальные исследования пока­зывают, что некачественно выполненные стыки между строи­тельными длинами ОК могут быть причиной создания нежела­тельных связей мeжду световодами. Часто уровень помех, наво­димых в стыках, значительно превышает уровень помех на регу­лярных участках линии.