Atenuarea n fibra opticAtenuarea n fibra optic aceasta este valoarea micorrii puterii optice, care se propag dea lungul fibrei optice ntre dou seciuni transversale la lungimea de und dat. Atenuarea n fibrele optice se exprim n dB. Coeficientul de atenuare n fibrele optice este valoarea atenurii pe o unitate de lungime a fibrei optice i se exprim n dB/km. Coeficientul de atenuare n fibrele optice este condiionat de pierderile n fibra optic i se exprim prin relaia: AI IR AM DR + + + (4.1)unde DR ,AM,IR,AI- corespunztor componentele coeficientului de atenuare pe baza dispersiei Relei, absorbia n materialul fibrei, absorbia infrarou i absorbia la impuriti.n general pierderile de energie n materialul fibrei depind de absorbia energiei luminoase, existenadiferitor impuriti, aacagrupelehidroxile(OH), ioni demetale(fer, cobalt, nichel, cupru) i ali compui, i de asemenea pierderile la absorbia puterii transmise n intervalul spectrului infrarou.Pierderile totale la absorbia n fibrele optice se determin prin relaia:AI IR AM p + + (4.2)Mecanismul pierderilor debaz, careapar lapropagareaprinfibraopticaenergiei electromagnetice, estereprezentatpefig.1. Opartedinputere, caresetransmitelaintrarea ghidului de undPin, se disipeaz dincauza variaiei direciei razelor care se propag la neregulariti i iluminarea lor n mediul nconjurtor (DR), o alt parte a puterii se absoarbe de ctre materialul fibrei optice (AM) sub forma polarizrii dipolilor fibrei optice, la impuritile adugtoare, ce aparesubformdecldur Joule(AI).n rezultatputerea la ieireout,se micoreaz.Pierderile la absorbie foarte mult depind de puritatea materialului i existena impuritilor parazite duc la mrirea considerabil a ei. Pierderile la dispersie limiteaz valoarea minim a pierderilor accesibile n fibrele optice.Fig.1. Mecanismul pierderilor de baz n ghidurile de und: DR dispersia la neregulariti; AI absorbia din cauza impuritilor; AM absorbia n materialul fibreiopticeDispersia, pedeoparte, estecondiionatdeneomogenitilematerialului fibrei optice, dimensiunile crora sunt mai mici dect lungimea de und, iar pe de alt parte de fluctuaiile de temperatur a indicelui de refracie.Dispersia luminii n general nu poate fi nlturat total i influeneaz asupra factorului de atenuare n fibrele optice chiar i n cazul, cnd pierderile de lumin la absorbie sunt nule.Componentacoeficientului deatenuarenfibreleopticeDR(dB/km) careaparedin cauza dispersiei Relei poate fi determinat din relaia:( )3 213DR 48 n 14, 34 k T 103 (4.3)unden1indicelederefracieamiezului i esteegal cu1,481,50;k=1,38 10-23J/K constanta lui Boltzman; T = 1500 K temperatura de solidificare a sticlei la extragerea fibrei; =8,1 10-11 m2/H coeficientul de elasticitate (pentru cuar).ComponentaAM(dB/km), legat de pierderile la polarizarea dielectric, poate fi determinat din expresia:- 1 -DRDRAMAI 1AMn tg8, 69 ,dB km ,(4.4)unde: n1 este indicele de refracie al miezului; tg tangenta unghiului de pierderi dielectrice almaterialului miezului fibrei optice (tg = 2,4 10 12); - lungimea de und, exprimat n km.ComponentaIR(dB/km), condiionat de rezonanele electronice i atomice n intervalul infraroua spectrului pe baza oscilaiilor atomilor nreeaua cristalin, poate fi determinat din expresia: / kIRCe(4.5)unde C i k coeficieni constani, egali, de exemplu, pentru cuar C = 0,9; k = (0,7.. .0,9)10-6 m. n fig.2 sunt reprezentate dependenele tipice a componentelor de baz a pierderilor de lungimea de und. Cumse observ din grafic, dispersia ReleiDRlimiteaz valoarea inferioar a pierderilor n partea stng, iar absorbia infrarou IR partea dreapt a spectrului lungimilor de und.Fig.2. Componentele pierderilor de energieDin pierderile din cauza impuritilor n fibrele optice reale, care sunt fabricate n corespundere cu cerinele ITU-TG.651, G652, cele mai puternice pierderi se observ la grupele hidroxile (OH), valorile crora sunt urmtoarele: OH0,1 dB/ km pentru 850 nm0, 05 dB/ km pentru 1300 nm0, 03 dB/ km pentru 1550 nm ' (4.6)nprezent ntehnica detelecomunicaii ngeneral sefolosescfibre optice dincuar, regiunea de folosire efectiv a crora se afl n intervalul lungimilor de und pn la 2 m. La mrirea n continuare a lungimii de und din cauza mrii considerabile a coeficientuluiIRn fibrele optice cuarul este schimbat prin alte materiale. n particular, este vorba despre cercetrile firmei Hiuz Ercraft a fibrelor, ndeplinite din compuii policristalini TaBr i TaBrI, care conin la lungimea de und 4 5 m coeficientul de atenuare, egal cu 0,01 dB/km.La lungimideund maimari n calitate de materiale pentru fibrele optice sefolosesc sticlele halogenice, halcogenide i cele pe baza fluorului. n comparaie cu fibrele din cuar ele posedotransparenmai naltiasigurnitepierderi dectevaorimai mici. Cuapariia fibrelor optice din materiale noi devine real elaborarea liniilor de conexiune prin fibre optice fr regeneratoare. Estecunoscut proiectul deconstruciealiniei opticesubacvaticeprinoceanul Atlantic de lungimea 6000 km fr regeneratoare, n care se analizeaz posibilitatea de folosire a fibrelor optice din tertraftorid, izirconiu, fluor beriliu.Determinarea pierderilor optice n tractul lineic. Aceast etap a proiectrii const din determinarea pierderilor totale tot. Se definesc urmtoarele tipuri de pierderi:- 2 -AIIRAMDR , m, dB/kmPierderi n fibra optic FO, care sunt provocate de procesele de mprtiere i absorbie n interiorul acesteia. Metodadecalcul aacestor pierderi afost prezentatnpunctul mai sus. Unitatea de msur dB / km.Pierderincabluloptic.Atenuarea suplimentar este condiionat de pierderile ncablu (CO), care const din cel puin apte tipuri de coeficieni de atenuare. co = 71 ii , (4.7)unde:1 apare n rezultatul aplicrii aciunilor termo-mecanice n procesul producerii cablului optic (CO);2 apare n rezultatul dependenei de temperatur a coeficientului de refracie a materialului CO; 3 este condiionat de microflexiunile CO; 4 apare n rezultatul nclcrii caracterului rectiliniu al CO (rsucirea); 5 apare ca rezultat al rsucirii CO n raport cu axa sa;6 apare n rezultatul acoperirii neomogene a CO;7 apare n rezultatul pierderilor n nveliul de protecie al CO. n aa fel, pierderile suplimentare sunt determinate, n general, de procesele de mprtiere a energiei de la neomogenitile care apar n urma fenomenelor sus menionate.Valorile coeficienilor de atenuare n CO sunt prezentate n specificaiile productorilor.Pierderile la introducerea/extragerea luminii n/din fibr optic.Pierderile la injectarea luminii n FO sunt determinate (depind invers proporional) de eficiena acordrii DEL sau DL cu FO. Unitatea de msur dB.Pierderile la extragerea luminii la recepie de asemenea depind de eficiena acordrii fibrei cu FD. Unitatea de msur dB.La etapa actual, valorile tipice ale pierderilor la injectarea undei luminoase din DL n FO sunt dB 5 3ies , iar la extragerea luminii la recepie - dB 3 2in .Pierderile n jonciuni i conectoare.Joncionarea cablurilor de fibr optic se poate realiza prin conectori sau prin lipire. Joncionarea poate fi necesar pentru conectarea unei seciuni de cablu la alt seciune de cablu sau pentru conectarea sursei sau detectorului optic la cablul optic.In general lipirea asigur o atenuare mai mic dect o jonciune demontabil. Totui lipirea necesit investiii cu echipament de sudur itehnicieni bine pregtii s realizeze aceste lipiri n condiii dificile de lucru.Conectorul trebuie s asigure transferul eficient al semnalului prin punctele de conexiune a dou fibre optice. Atenuarea de inserie a conectoarelor este cuprins ntre 0,3 dB i 2,5 dB. Principalele pierderi introduse de conectoare sunt:-pierderi Fresnel (reflexie) inerentencazulseparriisautierii suprafeelor de fibr optic;-pierderi determinate de apertura numeric.-pierderi mecanice determinate de erori de poziionare ntr-o conexiune (alunecare lateral sau unghiular, separare).-pierderi determinate de lustruirea imperfect a captului fibrei optice,absorbiei n lentilele de intrare, depuneri de impuriti pe capetele fibrelor.Pierderile introduse. Coeficientul de transmisiune a puterii optice (coeficientul de transmitere) D la conectarea capetelor se determin cain outP P D / , (4.8)iar pierderile introduse a se calculeaz reieind din expresia in outP P D a / lg 10 lg 10 , dB,(4.9)undeinPioutPcorespunztor intensitile radiaiilor la intrarea i ieirea conexiunii. Msurarea precis a acestor parametri n practic corespunde urmtoarei proceduri. Mai nti se determin intensitatea la sectorul continuu a fibrei ce corespunde scrii receptorului (inP). Apoi fibra se rupe i dup punerea cap la cap n conectoare a locului rupturii din nou conecteaz. A douamsurareaintensitii corespundeoutP.Deobiceipierderileintrodusedepinddetipul - 3 -fibrei (multimod sau monomod), tipul i calitatea conectoarelor i alctuiesc de la 0,3 pn la 0,5 dB. Pierderile introduse pot fi divizate n dou categorii: pierderi interne i externePierderileinternesunt determinatedefactorii, carenupot fi controlai (deaobine mbuntirea lor la amplasarea fibrei n conector), i anume variaia n pereche a diametrelor miezurilor, indicilor de refracie, aperturilor numerice, excentricitatea miezului/inveli i concentricitateamiezurilorlafibredin diferitepri.Acestepierderitoate trebuie considerate aditiv. Se poate de ateptat schimbarea ntmpltoare a acestor factori, chiar i n cazul cnd fibra este standard sau cu una i aceeai bobin. Aceti factori apar mai puin pe un segment continuu a cablului optic, deoarece ei variaz lent la mrirea lungimii. Asupra pierderilor interne influeneaz tehnologia de producere a fibrei i criteriile corespunztoare de control a calitii, dar nu construcia conectorului. Cunoscnd intervalul valorilor parametrilor enumerai mai sus, se poate de determinat valoarea maxim a pierderilor interne.Pierderileaprutedin cauza variaiei indicelor de refracie sunt ca urmare a refleciei Frenelisedeterminncelmaisimplu cazpentrufibracu profilulindiceluide refracie n trepte( )

,_

+ 22 12 14lg 10n nn naF [dB], (4.10)unde n1 i n2 indicele de refracie a fibrelor (distan ntre fibre nu este). Aceste pierderi dispar numai pentru egalitatea indicelor de refracie. Pierderiel la variaia aperturilor numerice aparnumai ncazul, dacaperturafibrei, caretransmitesemnalul NA1, estemai maredect apertura fibrei care recepioneaz semnalul N2 i se determin conform221lg 10

,_

NANAa [dB]. (4.11)PentruNA1