3. Пасивні елементи восп, їх призначення. Параметри пасивних елементів восп.

Пасивні елементи ВОСП - це двопортові або багатопортові пристрої. Портом є вхід оптичного волокна або оптичного роз’єму (приєднаного до оптичного елемента), який використовується для вводу або виводу оптичної потужності. Двопортові пристрої мають один вхідний і один вихідний порт, багатопортові можуть мати один вхідний і кілька вихідних портів, декілька вхідних і один вихідний порт, а також декілька вхідних і декілька вихідних портів. Кількість портів визначається призначенням пристрою. Пасивні елементи діляться на селективні та неселективні; селективні пристрої чутливі до довжини хвилі оптичної носійної, а неселективні -нечутливі.

Пристрій введення випромінювання – неселективний двопортовий пристрій, призначений для зменшення втрат при введенні випромінювання у волокно.

Оптичний з'єднувач–неселективний двопортовий пристрій для з'єднання/роз'єднання оптичних волокон або кабелів.

Оптичний розгалужувач– дво- або багатопортовий неселективний пристрій, в якому випромінювання, що надходить на вхідні полюси (або полюс) ділиться в заданому співвідношенні між вихідними полюсами.

Пристрій хвильового ущільнення WDM (оптичний мультиплексор/демультиплексор), різновид оптичного розгалужувача– селективний багатопортовий пристрій, призначений для об'єднання/поділу світлових потоків з різними оптичними носійними.

Атенюатор – неселективний елемент, що здійснює ослаблення сигналу у волоконно-оптичної лінії.

Фільтр – селективний пристрій, використовується для відсікання або поглинання оптичного випромінювання в певних областях довжин хвиль і пропущення випромінювання на інших довжинах хвиль.

Ізолятор – неселективний оптичний пристрій, який не має властивості взаємності, призначений для заглушення зворотного відбиття від зосереджених у лінії неоднорідностей.

Перемикач (комутатор) – пасивний багатопортовий елемент, містить один або більше портів, вихідні порти передають, блокують або перенаправляють оптичну потужність в одне з волокон лінії.

Компенсатор дисперсії –селективний елемент, який використовується для компенсації хроматичної дисперсії однієї або декількох оптичних носійних.

Волновий конвертор – оптичний двопортовий пристрій, що змінює довжину хвилі оптичної носійної.

Параметры:

Внесені втрати визначають зменшення оптичної потужності між вхідним і вихідним портами пасивного елемента в дБ, визначається як

IL = 10 lg(P₀/P_ℓ) дБ, (3.1)

де P₀ — оптична потужність, що вводиться у вхідний порт, а Р_ℓ — оптична потужність, отримана з вихідного порту.

Зворотні втрати — частина вхідної потужності, що повертається із вхідного порту пасивного елемента, тобто це відношення оптичної потужності, що надходить на вхідний порт, до оптичної потужності, повернутої з того ж вхідного порту

RL = 10 log(P₀/P_0r), дБ, (3.2)

де P₀ — оптична потужність, що вводиться у вхідний порт, а Р_0r — оптична потужність, отримана назад з того ж порту.

Відбивна здатність — відношення R відбитої потужності Р_г до падаючої потужності Р., певне для даного порту пасивного елемента при заданих умовах спектрального розподілу, дБ

R = -10 log(P_r/P ), дБ. (3.3)

При визначенні потужності, відбитої від окремого порту, відбивна здатність є більш інформативним параметром у порівнянні зі зворотними втратами.

Спрямованість — відношення оптичної потужності, що вводиться у вхідний порт, до оптичної потужності, що повертається від будь-якого іншого вхідного порту (рис.3.3). Спрямованість розуміється як ступінь ізоляції на ближньому кінці, або перехресна перешкода на ближньому кінці.

Коефіцієнт розгалуження. Коефіцієнт розгалуження (coupling ratio), або коефіцієнт розщеплення (splitting ratio), визначається для розгалужувачів як відношення оптичної потужності, випромінюваної одним вихідним портом, до суми оптичних потужностей, випромінюваних всіма вихідними портами. Коефіцієнт розгалуження виміряється на певній центральній довжині хвилі.

Однорідність. Однорідність є мірою того, наскільки вихідна потужність рівномірно розподілена між вихідними

портами розгалужувача. Поняття однорідності застосовується до розгалужувачів з номінально рівними коефіцієнтами розгалуження й визначається як різниця між максимальними й мінімальними внесеними втратами.

Робочий діапазон довжин хвиль - Це діапазон довжин хвиль, у якому значення параметрів пасивного пристрою не перевищують номінальних значень.

Вихідні й вхідні порти всіх пасивних елементів з'єднуються з термінованими оптичними волокнами та вміщуються у герметичні корпуси. Термінуванням зветься окінцівка оптичних волокон оптичними конекторами й наступне підключення цих волокон до перехідних розеток, закріплених на

корпусі пристрою або на оптичній розподільчій панелі, для забезпечення подальшого зв'язку з мережним устаткуванням через оптичні сполучні шнури.

4.Пристрої введення оптичного випромінювання. Втрати введення, шляхи зменшення цих втрат.

Пристрої введення оптичного випромінювання призначені для зменшення втрат при введені випромінювання у ОК. У загальному випадку поверхня, з якої випромінюється світло випромінювача перевищує поверхню серцевини ВС (особливо одномодового), тому для, що ефективного введення світла у ВС застосовують пристрої введення випромінювання. Ефективність введення випромінювання визначається :

,

де Р_вс – потужність, що введена у світловод, Р_вп – потужність випромінювача.

Втрати введення визначаються як =10lg(1/). Ці втрати без спеціальних пристроїв можуть перевищувати 20дБ, наявність пристроїв введення дозволяє зменшити їх до 2…4дБ. Найчастіше для пристроїв введення потужності використовуються оптичні лінзи, які разом з випромінювачем монтуються у корпусі передавального оптичного модуля. Типовий пристрій введення випромінювання зображений на рис.3.5

1 – держак випромінювача; 2 – випромінююча поверхня; 3 – фокусуюча лінза; 4 – ВС; 5 – наконечник ВС; 6 – корпус.

Якщо діаграма спрямованості випромінювача має осьову симетрію, то втрати при введенні випромінювання визначаються: дБ,

S_ВП та S_c – площі випромінювальної частини випромінювача та ВС відповідно, m змінюється від 5 до 20 для ЛД і m=1 для СД.

Втрати при введенні випромінювання від лазерного діода дорівнюють:

дБ,

М – довжина випромінюючої полоски лазера, а – радіус серцевини ВС.

При з’єднанні ВС з випромінювачем, фотодетектором, та за наявності повітряного зазора між світловодами виникає френелєвське відбиття, що зумовлене різницею показників заломлення середовищ. Коефіцієнт передачі з’єднання дорівнює: , n₁ і n₂ – показники заломлення середовищ.

Втрати френелєвського відбиття дорівнюють .