通信光纤传输特测试

学号：08650220姓名：赵鑫班级：3140802通信光纤传输特性测试一、 实验日的1、 通过实验了解光纤的传输特性，了解色散对传输容量的限制，掌握对光纤总损耗和损耗系数以及光纤损耗谱的测试的多种方法。2、 学会正确使用光学测试仪表。二、 实验仪器1、稳定化光源（入=1310nm，入=1550nm） 各一台2、光功率计 一台3、注入系统（由扰模器、包层模剥除器、滤模器组成） 一套三、 实验原理光纤的传输特性主要是损耗特性和色散特性。1、光纤色散的测量有相移法、脉冲时延法和干涉法。相移法是测量单模光纤色散的基准方法。（1）原理用角频率为①的正弦信号调制的光波，经长度为L的单模光纤传输后，其时间延迟取决于光波长人。不同时间延迟产生不同的相位，波长人1和波长人2的受调制光波，分别通过被测光纤，由△人=%-%产生的时间延迟差为At，相位移为A^，则长度为L的光纤总色散c=At/A人，At=A^/①，得至U光纤色散系数c=A©/L①A人2、插入法测试单模光纤和多模光纤的损耗剪断法测光纤损耗是一种破坏性的实验。在工程上一般采用插入法测试光纤损耗。插入法测试衰减同样是依据定义直接测试。

稳定化卜光源\短光纤约3m稳定化卜光源\短光纤约3mr[光功率计图1.2—2插入法测量光纤衰减方框图（a）稳定化}光源'被测光纤LKM稳定化}光源' 、图1.2—2插入法测量光纤衰减方框图（b）（1）测试步骤a、 用短光纤（3米左右称为自环线）直接将稳定化光源与光功率计两端的活接头连接，如图1.2—2（a）所示读出光功率P「其目的是为了扣除被测光纤熔接到活接头上的两个死接头的附加衰减。b、 然后接上被测光纤，将被测光纤与稳定化光源入光功率计两端的活接头连接，这时读出光功率值即为P2，如图1.2—2（b）所示。c、 将P1和P2代入光纤损耗定义式计算出光纤损耗。不同的单位应用不同的定义式。对于多模光纤的测试，必须加上注入系统；没有注入系统，可以使用替代方法。（在一个直径较小的圆棒上光纤绕几圈），测试波长为1.31um；被测光纤为单模光纤时，测试波长分别为1.31um和1.55um。总衰减定义：A（入）=10Lg{（dB）P、P单位为W（瓦特）OiO或衰减定义：A（入）=Pi-Po（dB） Po、Pj单位为dB（分贝）衰减系数：a（入）=10LgP（dB/KM）P、P单位为W（瓦特）L Po 0j或衰减系数：a（入）=土一P（dB/KM）P、P单位为dB（分贝）L 0j注意：被测光纤两个接头方向进行调换分别测试，得出光功率P21、P22,取两者的平均值为P2，再代入公式进行计算。(2)入(2)入.(pm)A(入.)dBa(入.)dB/kmP1(dB)P(dB)——21 P22(dB)1.31(MMF)1.330.665-6.60-8.08-7.781.312.941.47-6.63-9.80-9.341.552.3851.1925-6.90-9.53-9.04反射法（OTDR）测试结果思考题:一、比较三种测试方法的优缺点。一、比较三种测试方法的优缺点。答：1、剪断法:优点：是最精确的光纤损耗测量方法，优于其它方法0.1dB，是光纤衰减测量的标准测试方法；缺点：徐切断光纤具有破坏性，工程上往往需要不具破坏性的测量方法。2、 光时域反射法：优点：非破坏性，不仅可以测量光线的系数还可提供沿光纤长度损耗特性的详细情况，其中包括光线的缺陷或断裂点位冒、接头的损耗和位置等，也可以给出光纤的长度，对实验研究和工程现场都很有用；缺点：对短距离的光纤损耗测量不精确，为第二替代法。3、 插入法：优点：非破坏性，适合于现场测量，简便不费时，对于多模光纤的测试，其测量精度和重复性已可满足要求；缺点：较于剪断法不够精确，为第一替代法。二、总结光纤的传输损耗规律。答：对于光纤来说，产生损耗的原因较复杂，光能在光纤中传输时，除了由于吸收、散射而使光能损失外，由于成缆敷设造成的光纤微弯和宏弯曲，光纤的耦合和接续，都会使光能产生附加的损失。归纳起来，产生衰减的原因大致可以分为三大类：吸收损耗，散射损耗，附加损耗，具体如下：纤芯和包层物质的吸收损耗，包括石英材料的本征吸收和杂质吸收；纤芯和包层材料的散射损耗，包括瑞利散射损耗以及光纤在强光场作用下诱发的受激喇曼散射和受激布里渊散射；由于光纤表面的随机畸变或粗糙所产生的波导散射损耗；光纤弯曲所产生的辐射损耗；外套损耗。这些损耗可以分为两种不同的情况：一是石英光纤的固有损耗机理，像石英材料的本征吸收和瑞利散射，这些机理限制了光纤所能达到的最小损耗；二是由于材料和工艺所引起的非固有损耗，它可以通过提纯材料或改善工艺而减小甚至消除其影响，如杂质的吸收、波导散射等。光纤中平均光功率沿长度减少的规律为：P(Z)=P(0)10-(aZ/10)其中P(Z)和P(0)分别为轴向距离Z处和Z=0处的光功率，a为光纤的衰减系数，定义为单位长度光纤引起的光功率衰减，单位是dB/km。当Z=L时，以(入)=-10