Обратное отражение. Контакты типа PC, Super PC, Ultra PC, APC

Рассеяние не только ведет к ослаблению проходящего сигнала, но и увеличивает обратный световой поток. Сильное обратное отражение от стыков соединителей при передаче по одномодовому волокну может взаимодействовать с активной средой одномодового лазерного диода и, в конечном итоге, приводить к ненужным дополнительным световым сигналам. В абонентских широковещательных сетях кабельного телевидения, использующих широкополосные (до 1 ГГц) аналоговые оптические передатчики, такая обратная связь приводит к паразитной интерференции передаваемых сигналов, в результате чего ухудшается качество видеоизображения. При цифровой передаче влияние обратного рассеяния менее критично, однако суммарный эффект обратного рассеяния на стыках нескольких соединителей может быть причиной увеличения коэффициента ошибок приемного устройства.

Обратное отражение является вторым по пагубности фактором после вносимых потерь. Коэффициент обратного отражения R определяется как , а потери на обратном отражении или просто обратные потери b – определяются как , дБ, где - интенсивность отраженного излучения. Знак минус (в отличие от соотношения для вносимых потерь) здесь намеренно отсутствует, чтобы показать, что лучшими характеристиками обладает соединение с более низкими вносимыми потерями (ближе к 0 дБ) и более низкими (более отрицательными) обратными потерями.

Основным фактором, вносящим вклад в обратное отражение, является френелевское отражение вследствие зазора S (обычно воздушного) между торцами соединяемых волокон. При малых значениях <0,1 вклад френелевского отражения во вносимые потери пренебрежимо мал, однако именно френелевское отражение является главным фактором обратных потерь.

Значительное уменьшение зазора достигается при сферической поверхности торцов, что позволяет обеспечить физический контакт (physical contact, PC) волокон. Дело в том, что при использовании плоской поверхности торцов наиболее вероятно, что торцы обоих наконечников, из-за трудности практического создания весьма близких к нормали поверхностей, будут иметь небольшие отклонения, вполне достаточные для образования зазора между сердцевинами волокон. Так отклонение на угол между плоскостями наконечников приводит к зазору около 1 мкм. При сферической поверхности торцов соприкосновение торцов всегда происходит в окрестности светонесущей сердцевины волокон, рис 1.10.

R

Рис.1.10. Сферическая поверхность – физический контакт РС.

Существуют три градации сферического контакта, отличающиеся качеством технологии изготовления и, вследствие этого уровнем потерь на обратном отражении: РС < -30 дБ; Super PC < - 40 дБ; Ultra PC < - 50 дБ. Радиус кривизны R при РС-соединении может находиться в диапазоне от 15 до 25 мм.

Обратное рассеяние может быть еще больше уменьшено при использовании углового (наклонного) физического контакта (angled PC , APC), когда сферические поверхности торцов закруглены под углом друг к другу. При наклонном торце даже в том случае, когда нет физического контакта, сильный отраженный сигнал не распространяется обратно по сердцевине волокна, а попадает в оболочку. Угол наклона Θ наконечника определяется как угол между осью световодной сердцевины и нормалью к плоскости, касательной в точке поверхности, где находится сердцевина. Потери на обратном отражении для АРС обычно меньше – 60 дБ, а типичные значения могут быть – 75 дБ.

Радиус кривизны R для АРС может находиться в диапазоне от 5 до 15 мм. Уменьшение этой величины по сравнению с РС объясняется тем, что меньший радиус кривизны обеспечивает большую вариацию угла между наконечниками при сохранении физического контакта.

В широкополосных абонентских сетях кабельного телевидения, а также в высокоскоростных оптических магистралях (2,5 Гбит/с и более) и магистралях со спектральным уплотнением рекомендуется использование стандарта АРС.