Специальные типы многомодовых СВЕТОВОДОВ

Изгибностойкое многомодовое волокно

Требование геометрической компактности ЦОД, обоснованное в разделе 2.1.3, действует не только в отношении всего объекта, но и распространяется на отдельные его компоненты, в том числе на монтажные шкафы для размещения различного оборудования. Ограниченное пространство внутри такого конструктива в сочетании с большим количеством портов активного сетевого оборудования и серверов различного назначения, подключаемых к панелям СКС, приводит к существенному возрастанию риска изгиба кабелей коммутационных шнуров с недопустимо малым радиусом. При наступлении такого события в месте подобной макронеоднородности резко увеличиваются потери оптического излучения, то есть растет затухание в тракте. В связи с относительно небольшим значением этого параметра для сетевых интерфейсов lOGEthernet и более старших моделей (см. табл. 6.5) даже небольшое увеличение затухания может привести к недопустимому ухудшению качества связи или даже к ее полному прекращению.

Механизм возникновения макроизгибных потерь, которые являются основной причиной роста затухания при изгибе световода с недопустимо малым радиусом, заключается в следующем. Как известно, лучи направляемых мод старших порядков многомодового волокна с градиентным профилем показателя преломления на части своего пути глубоко заходят в периферийную область сердцевины. При слишком сильном изгибе световода они достигают границы сердцевина-оболочка, после чего высвечиваются в окружающее пространство.

Для подавления рассмотренного выше нежелательного эффекта волоконный световод должен обладать явно выраженным свойством удерживания световых лучей в сердцевине. Очевидный механизм снижения макроизгибных потерь, основанный на простом увеличении числовой апертуры, то есть на усилении туннелирующего действия сердцевины, в широкополосных волокнах для лазерной передачи не срабатывает. Это связано с опережающей деградацией частотных свойств волокна и сопровождаемым им быстрым ростом дисперсионного штрафа (см. раздел 7.3.2).

Выход из сложившейся ситуации был найден в подключении механизмов полного внутреннего отражения, непосредственно заимствованных из многомодовых волокон первых поколений со ступенчатым профилем показателя преломления. Суть решения заключается в дополнительном структурировании профиля показателя преломления той части оболочки, которая непосредственно примыкает к сердцевине. За счет появления там отражающего барьера лучи, вышедшие из сердцевины, не могут покинуть световод. Данный эффект означает существенное подавление макроизгибной составляющей потерь и эквивалентен уменьшению затухания при изгибе световода с небольшим радиусом. Улучшение изгибных свойств многомодовых световодов хорошо видно из данных табл. 7.1.

Таблица 7.1. Приращение затухания стандартных и изгибностойких многомодовых световодов

Разновидность теста

Разновидность волокна 50/125

Стандартное

Изгибностойкое

100 оборотов с радиусом 37,5 мм

< 0,5 дБ/850 нм

< 0,5 дБ/1300 нм

-

2 оборота с радиусом 15 мм

< 1,0 дБ/850 нм

< 1,0 дБ/1300 нм

<0,1 дБ/850 нм < 0,3 дБ/1300 нм

2 оборота с радиусом 7,5 мм

Не нормируется

< 0,2 дБ/850 нм

< 0,5 дБ/1300 нм

Структурирование пограничных с сердцевиной областей оболочки осуществляется обычными технологическими приемами за счет введения соответствующих добавок к исходным материалам в процессе изготовления заготовки. При этом сама запирающая область может формироваться как непосредственно в пограничном слое, так и с некоторым отступлением от границы раздела сердцевина-оболочка (рис. 7.1).

Профили показателя преломления многомодовых световодов

Рис. 7.1. Профили показателя преломления многомодовых световодов: слева - традиционное градиентное, далее - варианты исполнения профилей изгибностойких градиентных волокон

Еще одной проблемой внедрения изгибностойких многомодовых волокон становится опасность их несовместимости с обычными световодами. Экспериментальные и теоретические исследования показывают, что введение в профиль показателя преломления запирающей области естественным образом несколько увеличивает эффективную числовую апертуру волокна. Однако это увеличение не выходит за пределы тех допусков (±0,015), которые допускаются стандартами в отношении световодов калибром 50/125. Таким образом, можем констатировать, что значимого увеличения потерь в месте стыковки световодов с различными изгибными свойствами не наблюдается.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >