Особенности тестирования волоконно-оптической системы

Распространение света в волоконно-оптическом кабеле происходит по модам — возможным путям прохождения светового луча. Условия распространения света могут зависеть от нескольких факторов. Обычно выделяют три общих состояния: "переполнение" световода (смещение к старшим модам), "незаполнение" световода (смещение к младшим модам) и равномерное распределение мода.

■ Смещение к старшим модам. Когда свет попадает в волоконно-оптический кабель, он может распространяться в среднем слое, покрывающем сердечник, и на старших модах. С расстоянием эти моды теряют энергию. Например, в среднем слое сигнал очень быстро затухает. Старшие моды могут переходить моды младшего порядка. Несовершенство в волоконно-оптическом кабеле иногда меняет угол отражения света или профили старших мод.

■ Смещение к младшим модам. В некоторых случаях в оптическое волокно попадают только младшие моды. Обычно это происходит при применении в качестве источника лазера с малой числовой апертурой (NA) и многомодового волоконно-оптического кабеля. С расстоянием часть энергии переходит в старшие моды.

■ Равномерное распределение мод. В двух описанных выше случаях энергия распределяется между модами неравномерно. Между тем, с расстоянием устанавливается устойчивое равновесное состояние. Оно называется равномерным распределением мод (EMD, equilibrium mode distribution). После достижения состояния EMD переход мощности между модами будет незначительным.

EMD оказывает важное влияние на распространение света в световоде. Его следует учитывать и в методах тестирования. От этого зависит диаметр световода и требования к NA. Например, для помещений рекомендуется оптическое волокно с диаметром сердечника 62,5 мкм и NA = 0,275. Эти значения основаны на физических свойствах оптического волокна. Учитывая EMD, нужно рассматривать эффективный диаметр и NA. В 62,5-мкм оптическом волокне эффективный диаметр сердечника (по которому распространяется свет) равен 50 мкм, a NA меньше 0,275.

Для чего же нужно принимать во внимание EMD? На измеренные значения потерь в местах стыка волоконно-оптических кабелей влияют мо-довые условия оптического волокна. Легче состыковать оптическое волокно с меньшим диаметром и NA с волокном, имеющим больший диаметр и NA, однако даже в этом случае световой сигнал, попадающий в другой световод в точке сопряжения, не будет иметь состояние EMD. Происходит смещение к старшим модам, и равномерным распределение будет лишь после того, как сигнал пройдет некоторое расстояние.