Расчет уровня затухания оптического волокна

В задачу конструирования входит сохранение исходного затухания оптического волокна как при изготовлении кабельного изделия, так и в широком диапазоне условий прокладки и окружающей среды.

Опыт создания оптических кабелей показывает, что их затухание превосходит затухание оптического волокна, на базе которого этот оптический кабель изготовлен. Если коэффициент затухания волокна обозначить α_ОВ (2.74), то коэффициент затухания оптического кабеля:

. (4.131)

Согласно [2] дополнительный показатель затухания α' состоит из суммы отдельных показателей. Существуют по крайней мере семь видов парциальных составляющих коэффициента затухания

, (4.132)

а именно:

— возникает вследствие приложения к оптическому волокну термомеханических воздействий в процессе изготовления кабеля, при этом создаются внутренние напряжения;

— следствие температурной зависимости коэффициента преломления материала оптического волокна;

— вызывается микроизгибами оптических волокон, механизм их влияния на затухание связан с рассеянием энергии на излучение и с появлением локальных микронапряжений;

— следствие нарушения прямолинейности оптического волокна (скрутка), а также нерегулярных макроизгибов, вызванных случайным отклонением от прямолинейности, например, при прокладке кабеля или при воздействии внешних усилий;

— результат кручения оптического волокна относительно его оси, приводящий в свою очередь к появлению осевых напряжений скручивания;

— возникает вследствие неравномерности покрытия оптического волокна и температурных воздействий на волокно и на конструктивные элементы оптического кабеля, приводящих в случае жесткой связи (укладки) волокна (ОВ ПЗО) с защитной оболочкой к локальным напряжениям в волокне; приращение затухания этого вида может существенно проявиться при значительных изменениях температуры окружающей среды в процессе хранения или эксплуатации;

— следствие потерь в защитной оболочке оптического волокна, которые в свою очередь обязаны «туннельному эффекту» и различным неоднородностям, обусловливающим эффект рассеяния энергии.

Составляющие не появляются одновременно во всех конструкциях ОК. Например, в ОК со свободной укладкой волокон d6 отсутствует. Таким образом, дополнительные потери определяются в основном процессами рассеяния энергии на неоднородностях, возникающих вследствие перечисленных влияний, и частично увеличением потерь на поглощение энергии. Причиной увеличения потерь на поглощение являются остаточные осевые и поперечные напряжения в оптическом волокне, могущие возникнуть при изготовлении кабеля.

В [2] дано подробное описание свойств каждой составляющей. В целом дополнительное затухание не должно превышать α_ОВ более, чем на (40 — 50) % [20].