Обратные отражения в оптических линиях СКС

Содержание статьи

1. Причины возникновения обратных отражений в оптических трактах СКС
2. Необходимость нормирования обратных отражений
3. Методы подавления отражений

Структурированная кабельная система (СКС) образует физический уровень информационной инфраструктуры современного объекта недвижимости. Согласно профильным стандартам СКС в общем случае состоит из электропроводной и волоконно-оптической подсистем, каждая из которых обеспечивает передачу сигналов от разъема до разъема активного сетевого оборудования различного назначения. Качество передачи гарантированно поддерживается по крайней мере на заранее заданном минимальном уровне в случае безусловного выполнения норм по определенному перечню параметров, численные значения которых зафиксированы в нормативной части стандартов. Одним из таких параметров является обратное отражение.

Причины возникновения обратных отражений в оптических трактах СКС

Наиболее существенный вклад в возникновение обратных отражений вносят эффекты рассеяния Рэлея и френелевские отражения.

Рэлеевское рассеяние возникает в любой точке с разными показателями преломления. Неизбежные небольшие локальные флуктуации этого параметра равномерно распределены в структуре стекла, где фиксируются в момент его перехода из жидкой фазы в твердую при вытяжке световода из заготовки. Рассеяние в точке флуктуации 3 инициируется падающим лучом 4 и происходит во все стороны. Его большая часть 1 поглощается в оболочке, что де-монстрирует эскиз.

Та малая часть рассеяного света 2, которая находится в пределах конуса апертурного угла, захватывается сердечником волокна и начинает распространяться по нему в обратном направлении.

Френелевские отражения 5 возникают в точке резкого скачка показателей преломления. Чаще всего это разъемные соединители, у которых в области оптического контакта сращиваемых волокон остается большее или меньшее количество воздуха и наблюдается резкий скачок показателей преломления. Мешающее действие эффекта дополнительно усугубляется тем, что этот скачок происходит дважды.

Поток 2 рэлеевского рассеяния суммируется с потоком френелевского отражения 5 и образует обратный световой поток, который распространяется по волокну в направлении излучателя. За счет заметно большего и двойного скачка показателей преломления поток обратного отражения как правило заметно мощнее.

Необходимость нормирования обратных отражений

Численной мерой интенсивности обратных отражений является параметр RL, который измеряется в дБ и находится как RL = 10lg(P0/Pотр), где P0 – мощность исходного излучения, а Pотр - мощность потока обратного рассеяния. С учетом соотношения отдельных составляю-щих обратного потока при определении параметра RL на инженерном уровне строгости можно принимать во внимание только его френелевскую составляющую и нормировать этот параметр только для оптических разъемов.

Поток обратного отражения порождается излучателем оптического передатчика и вза-имодействует с ним. В современных высокоскоростных оптических передатчиках практически исключительно используются полупроводниковые лазеры. С учетом относительно небольших потерь в волоконном световоде любой разъемный соединитель, в котором возникают френелевские отражения, становится для резонатора лазера третьим внешним паразитным зеркалом, что демонстрирует эскиз.

Наличие паразитного зеркала заметно искажает передаваемый сигнал и поэтому параметр RL входит в перечень нормируемых для оптических разъемов, входящих в состав кабельных трактов СКС. Численные значения приведены в таблице.

	Многомодовый	Одномодовый РС	Одномодовый АРС
Минимальное значение RL, дБ	20	35	60

Отдельно отметим факт того, что по своей конструкции VCSEL-лазеры диапазона 850 нм из-за особенностей структуры заметно менее чувствительны к обратным отражениям по сравнению с РОС- и FP-лазерами диапазонов 1310 и 1550 нм. При построении оптической подсистемы СКС используется преимущественно многомодовая техника и рабочий спек-тральный диапазон 850 нм. С учетом этой особенности измерение фактической величины параметра RL выполняется только при тестировании оптической подсистемы по уровню Tier 2, т.е. встречается на практике достаточно редко и вполне может рассматриваться как факультативное.

Методы подавления отражений

Решение вопроса подавления обратных отражений до приемлемого уровня находится преимущественно в зоне ответственности производителя кабельной системы и решается им:

разработкой соответствующих методов монтажа волоконно-оптических линий

применением соответствующей элементной базы.

Методы монтажа сводятся к применению для формирования неразъемных сростков сварной технологии и механических сплайсов. В случае сварной технологии воздушный зазор отсутствует принципиально, а в сплайсе скачок показателя преломления убирается за счет наличия иммерсионного геля в области оптического контакта волокон, что демонстрирует эскиз.

Для разъемных соединителей наличие воздуха в области стыковки волокон и, соответственно, появление более или менее мощного френелевского отражения неизбежно. Одновременно для них применение иммерсионных гелей запрещено стандартами. Поэтому необходимое значение параметра RL достигается двумя основными конструктивными приемами:

построением разъема по схеме физического контакта;

применением разъемов с угловым физическим контактом.

При этом для многомодовой техники в большинстве случаев достаточно первого приема, тогда как для некоторых разновидностей одномодовых сетевых интерфейсов применение угловых разъемов является обязательным.

Другие статьи: