光纖傳輸損耗測試 實驗報告材料

《光纖傳輸損耗測試 實驗報告材料》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《光纖傳輸損耗測試 實驗報告材料（10頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、word 華僑大學工學院 實驗報告 課程名稱：光通信技術(shù)實驗 實驗項目名稱：實驗1 光纖傳輸損耗測試 學院：工學院 專業(yè)班級：13光電 某某：林 洋 學號：1395121026 指導教師：王達成 2016 年05 月 日 預習報告 一、 實驗目的 1〕了解光纖損耗的定義 2〕了解截斷法、插入法測量光纖的傳輸損耗 二、 實驗儀器 20MHz雙蹤示波器 萬用表 光功率計 機 光纖跳線一組 光無源器件一套〔連接器，光耦合器，光隔離器，波分復用器，光

2、衰減器〕 三、 實驗原理 光纖在波長處的衰減系數(shù)為，其含義為單位長度光纖引起的光功率衰減，單位是dB/km。當長度為時， 〔公式1.1〕 ITU-T G.650、G.651規(guī)定截斷法為基準測量方法，背向散射法〔OTDR法〕和插入法為替代測量方法。本實驗采用插入法測量光纖的損耗。 〔1〕截斷法：〔破壞性測量方法〕 截斷法是一個直接利用衰減系數(shù)定義的測量方法。在不改變注入條件下，分別測出長光纖的輸出功率和剪斷后約2m長度短光纖的輸出功率，按定義計算出。該方法測試精度最高。 圖1.1 截斷法定波長衰減測試系統(tǒng)裝置 〔2〕插入法 插入法原理上類似于截斷法

3、，只不過用帶活接頭的連接軟線代替短纖進展參考測量，計算在預先相互連接的注入系統(tǒng)和承受系統(tǒng)之間〔參考條件〕由于插入被測光纖引起的功率損耗。顯然，功率、的測量沒有截斷法直接，而且由于連接的損耗會給測量帶來誤差，精度比截斷法差一些。所以該方法不適用于光纖光纜制造長度衰減的測量。但由于它具有非破壞性不需剪斷和操作簡便的優(yōu)點，用該方法做成的便攜式儀表，非常適用于中繼段長總衰減的測量。圖1.2示出了兩種參考條件下的測試原理框圖。 〔a〕 〔b〕 圖1.2 典型的插入損耗法測試裝置 圖1.2〔a〕情況下，首先將注入系統(tǒng)的光纖與接收系統(tǒng)的光纖相連，測出功率然后將待測光纖連到注入系統(tǒng)和接收系統(tǒng)之

4、間，測出功率，如此被測光纖段的總衰減A可由下式給出 〔公式1.2〕 式中、、分別是在參考條件、實驗條件下光纖輸入端、輸出端連接器的標稱平均損耗值〔dB〕。 圖1.2〔b〕情況下，首先將參考系統(tǒng)連在注入系統(tǒng)和接收系統(tǒng)之間，測出功率，然后如圖〔a〕一樣，測出功率，如此被測光纖段的總衰減可由下式給出 〔公式1.3〕 情形〔a〕中，由于連接器的質(zhì)量可能會影響測試精度；情形〔b〕中，采用了光學系統(tǒng)進展精細耦合，代替了連接器的耦合，可以得到準確的測量結(jié)果，當只需要知道光纖的實際衰減時，它比擬適宜。當被測光纖段帶有連接器而且需要和其它元件串在一起

5、時，情形〔a〕的測試結(jié)果更有意義。 試驗平臺中我們采用了插入法測量光纖的損耗，試驗框圖如1.3所示： 〔a〕 〔b〕 圖1.3 插入損耗測試框圖 〔3〕光時域反射計〔OTDR〕測試 背向散射法是通過光纖中后向散射光信號來提取光纖衰減與其他信息的，諸如光纖光纜的光學連續(xù)性、物理缺陷、接頭損耗和光纖長度等。它是一種間接地測量均勻樣品衰減的方法。下面分析背向散射法的測量原理。 將光功率為，脈沖寬度為的窄帶光脈沖注入光纖，由于衰減，在傳輸距離之后，光功率為 〔公式1.4〕 式中，是衰減系數(shù)。由于瑞利散射的作用，在處的光功率總有一局部背向散射回光纖輸入端。處

6、的背向散射光功率為 〔公式1.5〕 式中，是在處光纖的瑞利背向散射系數(shù)，定義為 〔公式1.6〕 式中，是瑞利散射系數(shù)；是光在光纖中的群速度；代表背向散射功率與瑞利散射總功率之比，它與光纖結(jié)構(gòu)參數(shù)〔芯徑、相對折射率差〕有關(guān)。設處的背向散射光功率為 〔公式1.7〕 由公式〔1.7〕和式〔1.5〕，可得之間的平均衰減系數(shù)為 〔公式1.8〕 如果光纖軸向不均勻，不是常數(shù)，如此公式〔1.8〕表示的衰減系數(shù)包含了一項與結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)的待定項，這樣，直接從背向散射曲線上求得的并不能代表實際的衰減系數(shù)，這也就是該方法的缺點所在。 假定光纖

7、的結(jié)構(gòu)參數(shù)沿軸向均勻時，，如此間的平均衰減系數(shù)為 〔公式1.9〕 這時就可以從背向散射曲線求得實際的平均衰減系數(shù)了。 圖1.4是一個典型的背向散射法測試系統(tǒng)框圖。這里不再介紹各局部的作用和要求。利用背向散射原理制成的儀表稱為光時域反射計，簡稱OTDR。 圖1.5示出了在對數(shù)坐標上的一條典型OTDR曲線，曲線上A-B間的衰減是 〔公式1.10〕 式中，、是以對數(shù)刻度的背向散射功率電平，平均衰減系數(shù)為 〔公式1.11〕 式中，是待測光纖的長度。假如光纖軸向不均勻時，取從兩端測量的平均值作為平均衰減系數(shù)，

8、從而消除了公式〔1.8〕中的待定項。背向散射法雖屬替代方法，可是它被廣泛的用在光纖光纜的研制、生產(chǎn)以與光通信工程的施工維護中。 圖1.4 背向散射法測試曲線 圖1.5 典型OTDR曲線 四、實驗容與步驟 本實驗采用插入法測試光纖的傳輸損耗系數(shù)，如果配置了光時域反射儀OTDR，如此可采用背向散射法。 1〕 如圖1.3(a)所示，選擇光發(fā)模塊A，通過開關(guān)KP102選擇數(shù)字光源驅(qū)動電路，KP101選擇“數(shù)字〞。實驗平臺加電并復位系統(tǒng)后〔復位用來使系統(tǒng)從最初狀態(tài)開始運行，復位鍵按下后，液晶屏上將出現(xiàn)提示：“歡迎你〞，“請選擇〞等字樣，之后便可輸入操作者的選擇〕，從

9、鍵盤輸入方波，此時用光功率計測試S點〔即光發(fā)送機的FC連接頭〕的輸出功率P1，此值定為光纖的入射功率。 2〕 按圖1.3(b)連接好待測光纖，將S點輸出的光信號輸入擾模器，經(jīng)過待測光纖后，測出光功率P2，光纖的總損耗A=P2-P1 (dBm)，然后就可粗略的估算出每公里光纖的損耗值。 3〕調(diào)節(jié)RP103，改變光發(fā)送模塊A數(shù)字信號的發(fā)送功率，重復步驟1〕和2〕4次，計算每公里光纖的損耗值。 注：此實驗的開設必須具備擾模器和2公里以上的光纖〔需另外配置〕 實驗報告 五、 實驗原始數(shù)據(jù) 功率大小 實驗次數(shù) 1 2 3 4 5 指導教師簽名： 時間： 六、 數(shù)據(jù)處理 實驗報告 七、 實驗結(jié)論與分析討論 預習報告成績 實驗報告成績 實驗操作成績 總成績 10 / 10