光纤传输损耗测试实验报告材料

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1、实用标准文案华侨大学工学院实验报告课程名称：光通信技术实验实验项目名称：实验1光纤传输损耗测试学院：工学院专业班级：13光电姓名：林洋学号：1395121026指导教师：王达成2016年05月日精彩文档实用标准文案预习报告一、实验目的1）了解光纤损耗的定义2）了解截断法、插入法测量光纤的传输损耗二、实验仪器20MHz双踪示波器万用表光功率计电话机光纤跳线一组光无源器件一套（连接器，光耦合器，光隔离器，波分复用器，光衰减器）三、实验原理光纤在波长处的衰减系数为，其含义为单位长度光纤引起的光功率衰减，单位是dB/km。当长度为时，（公式1.1）ITU-TG.650、G

2、.651规定截断法为基准测量方法，背向散射法（OTDR法）和插入法为替代测量方法。本实验采用插入法测量光纤的损耗。（1）截断法：（破坏性测量方法）截断法是一个直接利用衰减系数定义的测量方法。在不改变注入条件下，分别测出长光纤的输出功率和剪断后约2m长度短光纤的输出功率，按定义计算出。该方法测试精度最高。精彩文档实用标准文案图1.1截断法定波长衰减测试系统装置（2）插入法插入法原理上类似于截断法，只不过用带活接头的连接软线代替短纤进行参考测量，计算在预先相互连接的注入系统和接受系统之间（参考条件）由于插入被测光纤引起的功率损耗。显然，功率、的测量没有截断法直接，而且

3、由于连接的损耗会给测量带来误差，精度比截断法差一些。所以该方法不适用于光纤光缆制造长度衰减的测量。但由于它具有非破坏性不需剪断和操作简便的优点，用该方法做成的便携式仪表，非常适用于中继段长总衰减的测量。图1.2示出了两种参考条件下的测试原理框图。（a）（b）图1.2典型的插入损耗法测试装置精彩文档实用标准文案图1.2（a）情况下，首先将注入系统的光纤与接收系统的光纤相连，测出功率然后将待测光纤连到注入系统和接收系统之间，测出功率，则被测光纤段的总衰减A可由下式给出（公式1.2）式中、、分别是在参考条件、实验条件下光纤输入端、输出端连接器的标称平均损耗值（dB）。图

4、1.2（b）情况下，首先将参考系统连在注入系统和接收系统之间，测出功率，然后如图（a）一样，测出功率，则被测光纤段的总衰减可由下式给出（公式1.3）情形（a）中，由于连接器的质量可能会影响测试精度；情形（b）中，采用了光学系统进行精密耦合，代替了连接器的耦合，可以得到精确的测量结果，当只需要知道光纤的实际衰减时，它比较合适。当被测光纤段带有连接器而且需要和其它元件串在一起时，情形（a）的测试结果更有意义。试验平台中我们采用了插入法测量光纤的损耗，试验框图如1.3所示：（a）（b）图1.3插入损耗测试框图（3）光时域反射计（OTDR）测试背向散射法是通过光纤中后向散

5、射光信号来提取光纤衰减及其他信息的，诸如光纤光缆的光学连续性、物理缺陷、接头损耗和光纤长度等。它是一种间接地测量均匀样品衰减的方法。下面分析背向散射法的测量原理。精彩文档实用标准文案将光功率为，脉冲宽度为的窄带光脉冲注入光纤，由于衰减，在传输距离之后，光功率为（公式1.4）式中，是衰减系数。由于瑞利散射的作用，在处的光功率总有一部分背向散射回光纤输入端。处的背向散射光功率为（公式1.5）式中，是在处光纤的瑞利背向散射系数，定义为（公式1.6）式中，是瑞利散射系数；是光在光纤中的群速度；代表背向散射功率与瑞利散射总功率之比，它与光纤结构参数（芯径、相对折射率差）有关

6、。设处的背向散射光功率为（公式1.7）由公式（1.7）和式（1.5），可得之间的平均衰减系数为（公式1.8）如果光纤轴向不均匀，不是常数，则公式（1.8）表示的衰减系数包含了一项与结构参数有关的待定项，这样，直接从背向散射曲线上求得的并不能代表实际的衰减系数，这也就是该方法的缺点所在。假定光纤的结构参数沿轴向均匀时，，则间的平均衰减系数为（公式1.9）这时就可以从背向散射曲线求得实际的平均衰减系数了。图1.4是一个典型的背向散射法测试系统框图。这里不再介绍各部分的作用和要求。利用背向散射原理制成的仪表称为光时域反射计，简称OTDR。图1.5示出了在对数坐标上的一条

7、典型OTDR曲线，曲线上A-B间的衰减是（公式1.10）精彩文档实用标准文案式中，、是以对数刻度的背向散射功率电平，平均衰减系数为（公式1.11）式中，是待测光纤的长度。若光纤轴向不均匀时，取从两端测量的平均值作为平均衰减系数，从而消除了公式（1.8）中的待定项。背向散射法虽属替代方法，可是它被广泛的用在光纤光缆的研制、生产以及光通信工程的施工维护中。图1.4背向散射法测试曲线图1.5典型OTDR曲线精彩文档实用标准文案四、实验内容及步骤本实验采用插入法测试光纤的传输损耗系数，如果配置了光时域反射仪OTDR，则可采用背向散射法。1）如图1.3(a)所示，选择光发模

8、块A，通过