北邮-光纤通信实验报告(共8页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上北京邮电大学光纤通信实验报告 学 院：信息与通信工程学院 班 级：2012 学 号：2012 姓 名： 日 期：2015-6-8一 OTDR的使用1. 实验原理 OTDR使用瑞利散射和菲涅尔反射来表征光纤的特性。瑞利散射是由于光信号沿着光纤产生无规律的散射而形成。OTDR就测量回到OTDR端口的一部分散射光。这些背向散射信号就表明了由光纤而导致的衰减（损耗/距离）程度。形成的轨迹是一条向下的曲线，它说明了背向散射的功率不断减小，这是由于经过一段距离的传输后发射和背向散射的信号都有所损耗。  给定了光纤参数后，瑞利散射的功率就可以标明出来，如果波长已知，它就与

2、信号的脉冲宽度成比例：脉冲宽度越长，背向散射功率就越强。瑞利散射的功率还与发射信号的波长有关，波长较短则功率较强。也就是说用1310nm信号产生的轨迹会比1550nm信号所产生的轨迹的瑞利背向散射要高。  在高波长区（超过1500nm），瑞利散射会持续减小，但另外一个叫红外线衰减（或吸收）的现象会出现，增加并导致了全部衰减值的增大。因此，1550nm是最低的衰减波长；这也说明了为什么它是作为长距离通信的波长。很自然，这些现象也会影响到OTDR。作为1550nm波长的OTDR，它也具有低的衰减性能，因此可以进行长距离的测试。而作为高衰减的1310nm或1625nm波长，OTDR的测试距

3、离就必然受到限制，因为测试设备需要在OTDR轨迹中测出一个尖锋，而且这个尖锋的尾端会快速地落入到噪音中。  菲涅尔反射是离散的反射，它是由整条光纤中的个别点而引起的，这些点是由造成反向系数改变的因素组成，例如玻璃与空气的间隙。在这些点上，会有很强的背向散射光被反射回来。因此，OTDR就是利用菲涅尔反射的信息来定位连接点，光纤终端或断点。  OTDR的工作原理就类似于一个雷达。它先对光纤发出一个信号，然后观察从某一点上返回来的是什么信息。这个过程会重复地进行，然后将这些结果进行平均并以轨迹的形式来显示，这个轨迹就描绘了在整段光纤内信号的强弱。2. 实验结果固定脉冲的宽度为4u

4、s，以0.05的步进改变n的值，测量并记录光纤长度和端到端衰减变化，结果如下图：折射率n 光纤长度（Km）端到端衰减（dB）单位平均衰减（dB/km）1.400011.60183.740.3221.4500 11.20193.740.3441.500010.82853.750.3461.550010.47923.730.356 可以看出：在一定范围内，随着使用的光纤折射率n增大，端到端的衰减差异较小；光纤长度变小，单位平均衰减变大。2 插入损耗法测量光纤的损耗1. 实验原理利用如下公式测量一段光纤的损耗特性其中，A是被测光纤的损耗与连接器损耗之和，忽略连接器损耗，光纤长度为L，则光纤的损耗系数

5、为=A/L （dB/km）2. 实验步骤没有接入被测光纤时候的功率为P1，视为该段光纤的输入功率；接入被测光纤之后的功率为P2，视为该段光纤的输出功率。3. 实验结果实验中选择的光纤长度为18962m，光信号的波长为1300nm.经过测量，可计算出对应的损耗系数，如下表所示： 波长/nm未接入光纤时的损耗P1/dBm接入光纤时的损耗P2/dBm 光纤长度/km 衰减常数 dB/km1300-1.09-9.8018.9620.463 脉冲展宽法测量多模光纤的带宽1. 实验原理  如上图所示为多模光纤时域法带宽测试原理框图。 从光发模块输出窄脉冲信号， 首先使用跳线（短光纤）连接激光器和

6、光检测器，可以测出注入窄脉冲的宽度1；然后将待测光纤替换跳线接入，可以测出经待测光纤后的脉冲宽度2 。 经过理论推导可以得到求解带宽公式：2. 实验步骤 接跳线测试： （1） 打开测试仪电源开关（位于背面），前面板上的电源指示灯亮； （2） 将示波器输入端与本仪器 850nm 的“RF OUT”输出端用信号线接好； （3） 用一根光纤跳线将 850nm 的 “OPTICAL IN”和“OPTICAL OUT”连接起来； （4） 进行示波器操作： a) 按 AUTOSCALE 键调出波形； b) 点击 TIME BASE 键，并通过右下方旋钮调整脉冲至适当宽度 ( 一般设置为 10.0ns/di

7、v)； c) 点击 t 、V 键，显示屏右方会出现 V markers(off/on)、 V markers(off/on) 选框，先通过右侧对应按键将 V markers 设为 on，分别调节 V marker1 和 V marker2 测出脉冲高度并找出脉冲半高值；再将 V markers 设为 on，分别调节 t marker1 和 t marker2 使其与脉冲半高值相交。 则有 t marker2-t marker1 即为脉冲半高全宽。 d) 将光纤换成跳线。接光纤测试： 换下该光纤跳线，接入待测光纤用同样方法测出 2。 3、实验结果 波长/nm接入跳线的时延1/ns接入光纤的时延2

8、/ns脉冲响应宽度/ns单位长度光纤带宽B/GHz8501.6102.0211.2230.3634 半导体激光器的光谱测量 在半导体激光器的光谱测量实验中，仪器的使用方法较为简单，我们按照给出的操作手册依步骤进行实验，很快就得出了实验结果。实验结果如下图所示：1. 峰值波长和3dB带宽峰值波长为1551.1826nm，光谱宽度为0.0918nm，边模抑制比是2.628dB。2. -20dB带宽峰值波长为1551.1792nm，光谱宽度为0.1904nm。5 实验总结晚上的实验自己和同组的同学做了4个实验，实验中我和队友记录了数据，实验后对数据进行了处理和分析，老师做了误码率和眼图的演示实验。1

9、. OTDR实验中花了一定的时间对仪器功能过程进行熟悉，还有对各项参数的概念进行理解，之后的操作较简单，误差较小。2. 脉冲展宽法测光纤带宽实验中产生了少量误差，原因可能是因为光线跳线的接线头接触不良引起的。3. 插入法测衰减系数的实验比较容易操作的，但是接头处没有对齐可能会引起的损耗。4. 光谱特性测量实验主要是读取了峰值波长，光谱宽度和边模抑制比，并观察了一下光纤信号的频谱图。6 心得体会总的说来，本次光纤通信实验的操作还是较为简单的，虽然只有一次机会，但是接触到了很多新仪器，设备非常精密而且昂贵，我们操作起来十分小心，期间在测量插入法损耗时遇到了问题，不管怎么测量，数值始终很小，和标称值有较大的差距，达不到预期效果，后来多亏了老师的耐心解答，我们发现原来是接口没有对齐，感谢老师的帮助，弥补了我在光纤通信理论知识方面的不足。实验课的最后，老师演示了一套光纤传输系统的基本流程，使用了损耗器模拟实际传输中的干扰和损耗，从而在接收