4.3. СОЕДИНЕНИЕ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН И СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА
Каким бы длинным ни был отрезок отдельного волокна, никакая система связи не может обойтись без необходимости соединения волокон между собой и использования для этой цели специальных устройств. Сразу определим различия между постоянным соединением или сростком, и разъемным соединительным устройством, или оптическим разъемом. Сращивание волокон потребуется при прокладке кабеля или при его эксплуатации, если кабель окажется поврежденным, а его волокна сломанными. Разъемные соединительные устройства обычно используются в оконечной аппаратуре. По-видимому, источники излучения и фотодетекторы будут постоянно соединены с коротким отрезком волокна и, таким образом, могут подключаться к ВОЛС с помощью стандартного соединительного устройства. Это позволяет раздельно испытывать источники излучения и фотодетекторы и в случае необходимости производить их замену. Сростки и оптические разъемы могут потребоваться как для соединения отдельных волокон, так и одновременного соединения многих волокон, уложенных в кабель. Каждый сросток или разъем будет вносить дополнительные потери, и необходимость минимизации этих потерь приводит к жестким допускам на рассогласование волокон при их соединении. Рассогласование волокон возникает из-за имеющихся в соединяемых волокнах различий в числовой апертуре 
профиле показателя преломления, диаметре сердцевины или ошибок во взаимной ориентации волокон при их соединении. Эти допуски в самом деле очень жесткие, особенно для одномодовых волокои, у которых диаметр сердцевины составляет 5 ... 10 мкм. Обычно сдвиг соединяемых волокон относительно друг друга приводит к значительно более серьезным последствиям, чем их рассогласование по углу или (в случае разъемов) наличие зазора между торцами. Это хорошо видно на рис. 4.9, где приведены результаты измерений дополнительных потерь при соединении градиентных волокон.
Сростки могут быть получены как сплавлением (сваркой) концов двух соединяемых волокон, так и их склеиванием с помощью прозрачного связующего вещества, имеющего согласованный с волокном показатель преломления. Для удержания концов соединяемых волокон в требуемом положении необходимы специальные зажимные устройства, хотя для этого и используются полимеризующиеся клеи, или концы волокон предварительно расплавляются и затем соединяются. Было описано много конструкций таких устройств. Те из них, которые предназначены для работы в условиях лаборатории или предприятия, могут быть достаточно сложными, одиако другие, предназначенные для выполнения соединений в полевых условиях, должны быть безопасными, надежными и простыми в использовании. В одном из наиболее удачных способов сварки волокон между концами соединяемых волокои осуществляют электрический разряд, в результате чего они расплавляются выделяющимся при этом теплом. Когда затем эти концы приводятся
в контакт, силы поверхностного натяжения стремятся совместить оба волокна требуемым образом. Было разработано соответствующее оборудование, позволяющее неквалифицированному персоналу производить соединение волокон в полевых условиях. Результирующие потери при этом составили около 0,2 дБ/соединение для многомодовых волокон и менее 0,5 дБ/соединение для одномодовых.
Клеевые и разъемные соединения волокон обеспечивают малые потери только тогда, когда их торцевые поверхности чистые, гладкие и
Рис. 4.9. Потери на соединение волокон, обусловленные различными видами рассогласования: а — виды рассогласования; б - экспериментально измеренные потери на соединение [Данные взяты из статьи Т. С. Chu and A. R. McCormick. Measurement of loss due to offset, end separation and angular misalignment in graded-index fibers excited by an incoherent source. Bell Syst. Tech. Jnl. 57. 592-602 (1978).]
Рис. 4.10. Олтический разъем с центрирующим конусом для одноволоконного оптического кабеля
перпендикулярны оси волокна. Надежный и хорошо контролируемый способ разрезки волокон состоит в их намотке с натяжением на закругленную оправку и нанесении царапин на его внешней поверхности. Затем волокно ломается требуемым образом в результате распространения трещины под действием напряженного состояния. Этот способ хорошо знаком каждому, кто работал со стеклом.
Конструкция оптических разъемов, показанных на рис. 4.10 зависит от требований к точности механического соединения волокон (рис. 4.10). Первоначально вносимые разъемом потери не превышают 
соединение. Однако впоследствии механический износ, а также вероятность загрязнения и повреждения торцевых поверхностей соединяемых волокои в процессе эксплуатации приводят к существенному увеличению этих потерь. Разработчики ВОЛС не едины в вопросе о допустимом запасе мощности на компенсацию данных потерь, однако наиболее консервативные из них утверждают, что при неблагоприятных условиях эксплуатации потребуется принять величину, равную — 
соединение.
