CC BY
9DOI 10.24412/2308-6920-2021-6-372-373
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОЦЕНОК РАДИУСОВ ИЗГИБА ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИЗМЕРЕНИЙ КОЭФФИЦИЕНТОВ ЗАТУХАНИЯ НА ДЛИНЕ ВОЛНЫ 1650 НМ
Бурдин В.А., Дашков М.В., Евтушенко А.С. , Никулина Т.Г., Яблочкин К.А.
Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики, г. Самара
E-mail: alex2194ru@yandex.ru
Данная работа посвящена проблеме измерений распределений кривизны оптических волокон в вдоль кабеля. Как известно кривизна оптического волокна в кабеле однозначно связана с его радиусами изгиба и его избыточной длиной в модульной трубке кабеля. Для кабельных изделий степень равномерности распределения избыточной длины волокон вдоль модуля в оптическом кабеле иногда используют как оценку качества кабельного изделия. На кабельных магистралях измерения распределений кривизны волокон вдоль кабельной линии выполняют в целях выявления участков с недопустимо малыми радиусами изгиба оптического волокна [1-4]. Для этих целей для кабелей с оптическими волокнами, соответствующими рекомендациям G.652, еще с конца прошлого века с успехом использовали метод, основанный на рефлектометрических измерениях коэффициента затухания оптических волокон на длине волны 1625 нм или 1650 нм [1-4].
В [5] предложен метод измерений распределений радиуса изгиба оптического волокна вдоль кабеля, заключающийся в том, что предварительно с помощью оптического рефлектометра выполняют измерения характеристики обратного релеевского рассеяния для ряда длин волн, затем по этим характеристикам для каждой i-той длины волны вычисляют распределения коэффициента затухания оптического волокна по формуле
" P(z - 0,5 Az, Xt)'
a(z,A¡ ) = — • v l> Az
5 • lg
P(z + 0,5 Az, A¡)
(1)
где, Л^ — i-тая длина волны, на которой были выполнены измерения; p(z,A.) — значение мощности
обратного рассеяния измеренной характеристики в точке с координатой z ; Az — длина участка, на котором определяется коэффициент затухания; a(z, л )— значение коэффициента затухания
оптического волокна на длине волны Л1 в точке с координатой z .
После чего, рассчитывают распределение радиуса изгиба оптического волокна по формуле:
R(z) = Rc —Aa(z,A, )/п(Л)
Здесь, r(z)— радиус изгиба оптического волокна в точке с координатой z ; Rc — критическое значение радиуса изгиба волокна, при котором дополнительными потерями на изгибе можно пренебречь; п(л) — параметр, зависящий от длины волны.
Aa(z, Л) = a(z, Л )—аг (Л)
(3)
где ас(л)— значение коэффициента затухания оптического волокна на длине волны Л при
радиусе изгиба r > rc . Параметры ac (л.), rc ,п(Л) определяются либо экспериментально, по
результатам испытаний, либо вычисляются.
За счет того, что радиусы изгиба оптического волокна определяются по приращениям затухания при изменении длины волны, исключаются погрешности, связанные с потерями, не зависящими от изгибов волокна.
В данной работе предлагается вместо (2) для описания зависимости потерь от радиуса изгиба использовать хорошо зарекомендовавшую себя известную формулу Маркузе [6]
372............№6 2021 СПЕЦВЫПУСК «ФОТОН-ЭКСПРЕСС-НАУКА 2021» www.fotonexpress.ru fotonexpress@mail.ru
П2 •
exp
AaR =-
О 3
-2 • ^R
3 в
(4)
2w3/2V^л/R • Kv_1 (wa) Kv+1 (wa) ' Здесь
V2 = k2a2(n2 _n2c); k = 2п/Я,
a _ радиус сердцевины световода оптического волокна; По , n _ показатели преломления сердцевины и оболочки световода оптического волокна, соответственно; р _ постоянная распространения моды; w _ волноводный парамктр оболочки световода; kv (z)_ модифицированная функция Бесселя второго рода порядка v от аргумента z ; Я_ длина волны.
В работе рассмотрена методика, согласно которой измерения выполняются на двух длинах волн 1550 нм и 1650 нм и по оценкам приращения потерь при увеличении длины волны вычисляются распределения радиусов изгиба оптического волокна по длине модульной трубки. В целях сравнения вычисления производились как с использованием формулы (2), так и формулы (4). Для верификации методики были выполнены эксперименты на лабораторных макетах. Описание экспериментов и результаты тестирования представлены в данной работе. Также, в качестве примера, представлены распределения кривизны оптического волокна вдоль кабеля, полученные по результатам измерений на участках кабельной линии.
Литература
1. Koga H. et al, ICC-91Proceedings, 0323-0329 (1991)
2. Kurashima T. et al, Appl. Opt. 30, 334-337 (1991)
3. Sankawa I. et al, IEICE Transactions on Communications E76-B(4), 402-409 (1993)
4. Nakao N. et al, J. Lightwave Technology 19(10), 1513-1520 (2001)
5. Chen, H. et al., Patent US 2014/0362367 (2014)
6. Marcuse D., J. Opt. Soc. Am., 66(3), 216-220 (1976)
№6 2021 СПЕЦВЫПУСК «ФОТОН-ЭКСПРЕСС-НАУКА 2021» www.fotonexpres.rufotonexpress@mail.ru 373
