光纖工作特性

1、第二章第二章 光纖結(jié)構(gòu)及原理光纖結(jié)構(gòu)及原理問(wèn) 題 1 單模光纖及特性 2 光纖的工作特性 3 光纖特性的測(cè)量2.4 影響光纖工作特性的參數(shù) 1 損耗 ？ 2 色散 3 溫度 4 光纖的機(jī)械特性 5 非線性效應(yīng) 6 工作特性測(cè)量光纖的損耗特性光纖的損耗特性 光波在光纖中傳輸，隨著傳輸距離的增加，而光功率強(qiáng)度逐漸減弱，光纖對(duì)光波產(chǎn)生衰減作用，稱為光纖的損耗（或衰減）。1.衰減系數(shù)衰減系數(shù)損耗是光纖的一個(gè)重要傳輸參量，是光纖傳輸系統(tǒng)中繼距離的主要限制因素之一。 損耗的大小可以用衰減常數(shù)定義。 通常表示成dB/km為單位的形式。10lg(/)outinPdB kmLP 例 一光纖長(zhǎng)80km，損耗=0.

2、2dB/km。當(dāng)入纖功率為1mW時(shí)，出纖功率為多少？Pin=10lg（1mW/1mW）=0（dBm） L=80km0.2dB/km=16dB。Pout=0dBm-16dB=-16dBm或25WPout=Pin*exp（- pL)=1mWexp（0.2/4.34380） =0.025mW 光波在光纖中傳輸，隨著距離的增加光功率逐漸下降，這就是光纖的傳輸損耗，該損耗直接關(guān)系到光纖通信系統(tǒng)傳輸距離的長(zhǎng)短，是光纖最重要的傳輸特性之一。 自光纖問(wèn)世以來(lái)，人們?cè)诮档凸饫w損耗方面做了大量的工作，1.31m光纖的損耗值在0.5dB/km以下，而1.55m的損耗為0.2dB/km以下，這個(gè)數(shù)量級(jí)接近了光纖損耗的

3、理論極限。損耗動(dòng)態(tài)圖dgsunhao，損耗光譜圖 bijiao 形成光纖損耗的原因很多，光源與光纖端面的耦合損耗，反射損耗，連接處的連接損耗，以及光纖內(nèi)部損耗。其損耗機(jī)理復(fù)雜，計(jì)算也比較復(fù)雜 (有些是不能計(jì)算的)。降低損耗主要依賴于工藝的提高相對(duì)材料的研究等。光纖損耗的原因主要有吸收損耗和散射損 耗 ， 還 有 來(lái) 自 光 纖 結(jié) 構(gòu) 的 不 完 善 。光纖通信的低損耗窗口光纖通信的低損耗窗口光纖的損耗譜特性如圖所示v由石英光纖的損耗譜曲線自然地顯示光纖通信系統(tǒng)的三個(gè)低損耗窗口： 第一低損耗窗口短波長(zhǎng)0.85m附近； 第二低損耗窗口長(zhǎng)波長(zhǎng)1.31m附近； 第三低損耗窗口長(zhǎng)波長(zhǎng)1.55m附近；v

4、實(shí)驗(yàn)上曲線的損耗值為：對(duì)于單模光纖，在0.85m時(shí)約為2.5dB/km；在1.31m時(shí)約為0.4dB/km；在1.55m時(shí)僅為0.2dB/km，已接近理論值(理論極限為0.15dB/km)?？捎脦?|cf1.3微米，譜寬80nm， 帶寬14THz1.55微米，譜寬180nm 帶寬22THz光纖損耗特性的分析 光纖損耗主要包括： (1) 材料的吸收損耗 (2) 光纖的散射損耗 (3) 輻射損耗 back材料的吸收損耗 (1) 紅外和紫外吸收損耗 (2) OH離子吸收損耗 (3) 金屬離子吸收損耗紅外和紫外吸收損耗 本征吸收本征吸收 低能級(jí)電子的躍遷低能級(jí)電子的躍遷 石英玻璃石英玻璃Si-O的振

5、動(dòng)吸收的振動(dòng)吸收OH離子吸收損耗 sunhao1.swf雜質(zhì)吸收 光纖材料中的金屬雜質(zhì)，影響波長(zhǎng)0.6-1.1m，小于1dB/km 返回(2) 光纖的散射損耗 (1) 瑞利散射損耗（2） 波導(dǎo)散射損耗（3） 非線性損耗 返回瑞利散射損耗波導(dǎo)散射損耗 在光纖制造過(guò)程中，由于工藝、技術(shù)問(wèn)題以及一些隨機(jī)因素，可能造成光纖結(jié)構(gòu)上的缺陷，如光纖的纖芯和包層的界面不完整、芯徑變化、圓度不均勻、光纖中殘留氣泡和裂痕等等。非線性損耗 當(dāng)光通信系統(tǒng)運(yùn)行于高能級(jí)(幾毫瓦），且比特率2.5Gb/s，需要考慮非線性效應(yīng)。 光纖中存在兩種非線性散射，源于光波與二氧化硅介質(zhì)中聲子（分子震動(dòng)）的相互作用。它們都與石英光纖的

6、振動(dòng)激發(fā)態(tài)有關(guān)，分別為受激喇曼散射和受激布里淵散射。返回輻射損耗 光纖彎曲半徑比光纖直徑大得多光纖成纜時(shí)其軸線產(chǎn)生的隨機(jī)性微彎光纖使用過(guò)程中產(chǎn)生的兩類彎曲,而導(dǎo)致的損耗. 返回光纖的色散特性光纖的色散特性1 什么是光纖色散 信號(hào)在光纖中是由不同的頻率成分和不同模式成分?jǐn)y帶的，這些不同的頻率成分和模式成分有不同的傳播速度，從而引起色散。 也可以從波形在時(shí)間上展寬的角度去理解，即光脈沖在通過(guò)光纖傳播期間，其波形在時(shí)間上發(fā)生了展寬，這種觀象就稱為色散。如圖moshisesan 光纖色散是光纖通信的另一個(gè)重要特性，光纖的色散會(huì)使輸入脈沖在傳輸過(guò)程中展寬，產(chǎn)生碼間干擾，增加誤碼率，這樣就限制了通信容量。

7、因此制造優(yōu)質(zhì)的、色散小的光纖，對(duì)增加通信系統(tǒng)容量和加大傳輸距離是非常重要的。 2 色散的程度描述色散的程度描述時(shí)延差可以表示光纖的色散程度：式中：D為色散系數(shù)，單位為ps/(nmkm)，為光源譜寬，則單位長(zhǎng)度內(nèi)時(shí)延差時(shí)延差越大，色散越嚴(yán)重。色散產(chǎn)生原因 （1）材料色散 （2）波導(dǎo)色散 （3）模間色散 （4）偏振模色散大家可要做大家可要做好筆記呦！好筆記呦！ 由于光源的不同頻率（或波長(zhǎng)）成分具有不同的群速度，在傳輸過(guò)程中，不同頻率的光束的時(shí)間延遲不同。由于材料折射率隨光信號(hào)頻率的變化而不同，光信號(hào)不同頻率成分所對(duì)應(yīng)的群速度不同，由此引起的色散稱為材料色散。材料色散材料色散例題 測(cè)得一單模光纖在波

8、長(zhǎng)為0.85m時(shí)的2(d2n/d2)=0.02，計(jì)算其色散系數(shù)。設(shè)LED光源的譜寬為=20nm，計(jì)算脈沖展寬。若采用譜寬為=0.2nm的LD光源，脈沖展寬又是多少？（2) 波導(dǎo)色散波導(dǎo)色散 波導(dǎo)色散是由于光纖中模式的傳播常數(shù)是頻率的函數(shù)而引起的。 它不僅與光源的譜寬有關(guān)， 還與光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)如V等有關(guān)。 單模光纖只有約80%的光功率在纖芯中傳播，20%在包層中傳播的光功率其速率要更大一些。這種由于光纖波導(dǎo)結(jié)構(gòu)引起的色散稱為波導(dǎo)色散。02200()11wd k bdnnc dkcdk221()()wd VbnncdV對(duì)于一定的V，每個(gè)導(dǎo)模有不同的群時(shí)延。當(dāng)把光脈沖注入光纖，光能量分布在各個(gè)模式，

9、到達(dá)終點(diǎn)的時(shí)間不同，脈沖發(fā)生展寬。 對(duì)于多模光纖，材料色散可以忽略。對(duì)于普通的單模光纖， 波導(dǎo)色散相對(duì)于材料色散較小， 它與光纖波導(dǎo)參數(shù)有關(guān)， 隨V、 光纖的纖芯、 光波長(zhǎng)的減小而變大。 波導(dǎo)色散為負(fù)色散。若V=2-2.4，=0.01， n1=1.5則有 0.003wc 0.02matc 模式色散是指不同模式的電磁波在光纖中傳播，群速度不同而引起的色散?？梢杂霉饫w中傳輸?shù)淖罡吣Ｊ脚c最低模式之間的時(shí)延差來(lái)表示。moshisesan（3 3）模間色散）模間色散若V=2-2.4，=0.01， n1=1.5則有 mod0.015/c對(duì)發(fā)光二極管，取/=0.0441.2 10/wc48 10/matc

10、多模漸變光纖的色散 對(duì)于漸變型光纖，由于離軸心較遠(yuǎn)的折射率小，因而傳輸速度快。離軸心較近的折射率大，因而傳輸速度慢。結(jié)果使不同路程的光線到達(dá)輸出面的時(shí)延差近似為零，所以漸變型 多模光纖的模式色散較小jbiansesan。 由于光信號(hào)的兩個(gè)正交偏振態(tài)在光纖中有不同的傳播速度而引起的色散稱偏振模色散。圖 偏振模色散 （4）偏振模色散（PMD） 單模光纖的色散特性單模光纖的色散特性只傳輸一個(gè)模式的光纖，單模傳輸條件只傳輸一個(gè)模式的光纖，單模傳輸條件 0V2.40483色散位移光纖 ，工作波長(zhǎng)在1.55m ，低損耗，低色散。非標(biāo)準(zhǔn)單模光纖，在1310nm波長(zhǎng)處的色散為零。非零色散位移光纖 ，適用于WD

11、M系統(tǒng)幾種不同的單模光纖G.652G.653G.655光纖的傳輸帶寬光纖的傳輸帶寬q色散使沿光纖傳輸?shù)墓饷}沖展寬，最終可能使兩個(gè)相鄰脈沖發(fā)生重疊。重疊嚴(yán)重時(shí)使接收機(jī)無(wú)法區(qū)分它們，造成誤碼(圖下)。v定義相鄰兩脈沖雖重疊但仍能區(qū)別開(kāi)時(shí)的最高脈沖速率為該光纖線路的最大可用帶寬。v光纖的帶寬特性如圖( )( )exp()Hh tj t dt221( )exp()22outtht22( )exp()2outH v對(duì)階躍多模光纖，帶寬主要受模間色散的限制，僅數(shù)十MHzkm。v漸變多模光纖，當(dāng)工作在1.3m波長(zhǎng)、采用LD光源時(shí)，材料色散是主要的限制。 對(duì)單模光纖，影響帶寬的是材料色散和波導(dǎo)色散，單模光纖有

12、最大的帶寬距離積。 另外，梯度折射率分布的塑料多模光纖(芯徑420m)已達(dá)到2.5GHz的帶寬，傳輸距離100m，光源為647nmLD，預(yù)期可達(dá)到1020GHz帶寬，距離100m。這種光纖可用于近距離的局域網(wǎng)(LAN)中。 back溫度特性 光纖的溫度特性，是指在高、低溫條件下對(duì)光纖損耗的影響，一般是損耗增大。光纖的機(jī)械特性 光纖的機(jī)械特性主要包括耐側(cè)壓力、抗拉強(qiáng)度、彎曲以及扭絞性能等，使用者最關(guān)心的是抗拉強(qiáng)度。 機(jī)械特性（1）光纖的抗拉強(qiáng)度（2）光纖斷裂分析（3）光纖的壽命（4）光纖的機(jī)械可靠性 預(yù)制棒的質(zhì)量。 涂覆技術(shù)對(duì)質(zhì)量的影響。 拉絲爐的加溫質(zhì)量和環(huán)境污染。 機(jī)械損傷。光纖的抗拉強(qiáng)度

13、（2）光纖斷裂分析 存在氣泡、雜物的光纖，會(huì)在一定張力下斷裂，如圖所示。（3）光纖的壽命 光纖的壽命，習(xí)慣稱使用壽命，當(dāng)光纖損耗加大以致系統(tǒng)開(kāi)通困難時(shí)，稱其已達(dá)到了使用壽命。從機(jī)械性能講，壽命指斷裂壽命。 （4）光纖的機(jī)械可靠性 一般來(lái)說(shuō)，二氧化硅包層光纖的機(jī)械可靠性已經(jīng)得到廣泛的認(rèn)可。為了提高光纖的機(jī)械可靠性，在光纖的外包層中摻入二氧化鈦，從而增加網(wǎng)絡(luò)的壽命。單模光纖中的非線性效應(yīng) 光纖中的非線性效應(yīng)是指光和物質(zhì)相互作用時(shí)發(fā)生的一些現(xiàn)象，也即光使得傳輸介質(zhì)的特性發(fā)生了變化，而介質(zhì)特性的改變又反過(guò)來(lái)影響了光場(chǎng)。原因1. 光源，光放大器2.WDM技術(shù)，多信道3.單信道速率的高速率分類1 受激散射

14、效應(yīng) a） 受激拉曼散射（SRS，stimulated Raman Scattering) b）受激布里淵散射（ SBS stimulated Brillouin Scattering）2 非線性折射率調(diào)制效應(yīng) a) 四波混頻 （FWM Four Wave Mixing） b) 自相位調(diào)制效應(yīng)(SPM，Self-Phase Modulation ) c) 交叉相位調(diào)制（CPM Cross Phase Modulation） back喇曼散射喇曼散射 在入射光作用下，媒質(zhì)內(nèi)部分子間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致感應(yīng)電偶極矩隨時(shí)間的周期性調(diào)制，并對(duì)入射光產(chǎn)生散射作用。 光 強(qiáng) 度頻 率hvlV=1V=0V=1V=

15、0(a)(b)(c)hvshvvhvashvlhvvvl 2vvvl vvvlvl 2vvvl vv受激拉曼散射(SRS) 當(dāng)入射光為普通低強(qiáng)度光源時(shí)，媒質(zhì)的普通拉曼散射較弱，散射光強(qiáng)度很小。當(dāng)入射光為高強(qiáng)度激光時(shí)，使媒質(zhì)的喇曼散射過(guò)程具有受激發(fā)射性質(zhì)，稱為受激拉曼散射(SRS)。 SRS只有在入射光強(qiáng)超過(guò)某一閾值后才能產(chǎn)生，且散射光具有激光輻射同樣的特點(diǎn)。散射光通過(guò)媒質(zhì)時(shí)可以獲得放大，從而構(gòu)成拉曼放大器；受激散射光在適當(dāng)條件下可往返放大而產(chǎn)生振蕩，構(gòu)成拉曼激光器。拉曼閾值功率 定義光纖輸出端斯托克斯功率與泵功率相等時(shí)的入射泵功率為拉曼閾值功率)/(16effReffthLgAP 纖芯有效面積

16、拉曼散射增益系數(shù)有效光纖長(zhǎng)度不利影響 一、從光信號(hào)傳輸?shù)慕嵌?，在單信道通信中，SRS會(huì)導(dǎo)致光纖通信系統(tǒng)中信號(hào)光功率的附加衰減. 二、由于泵浦脈沖與其產(chǎn)生的斯托克斯脈沖的相互錯(cuò)位，如果在接收端不加光濾波器對(duì)斯托克斯脈沖抑制的話，將會(huì)造成碼間串?dāng)_。在多信道系統(tǒng)中，SRS將造成各信道之間的能量轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生信道串?dāng)_。 由于SRS具有增益特性，而且可以在光纖中積累，因此這種效應(yīng)可被利用制作成光纖放大器。SRS光纖放大器具有很寬的增益譜寬（約510THz），可用于寬光譜的波分復(fù)用光纖通信系統(tǒng)中。另外SRS光纖放大器還具有響應(yīng)時(shí)間快、飽和輸出功率大、易于耦合等優(yōu)點(diǎn)。由于這些特性，SRS光纖放大器在光放大器中占

17、有一席之地。 利用SRS還可以制成光纖激光器，由于喇曼增益寬度很寬，因此喇曼激光器的輸出光波長(zhǎng)可以在很寬的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。受激布里淵散射（SBS） 布里淵散射，就是入射到介質(zhì)上的光波場(chǎng)與介質(zhì)內(nèi)的彈性聲波發(fā)生相互作用而產(chǎn)生的一種光的散射現(xiàn)象。受激布里淵散射 當(dāng)頻率為l的強(qiáng)激光通過(guò)光學(xué)介質(zhì)時(shí)，介質(zhì)在強(qiáng)激光的作用下產(chǎn)生電致伸縮效應(yīng)，結(jié)果在介質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生頻率為b的相干聲波，入射激光與此相干聲波相互作用產(chǎn)生頻率為s=l-b的stokes散射光。 閾值特性 即只有當(dāng)入射激光強(qiáng)度超過(guò)一定的激勵(lì)閾值后，才能產(chǎn)生受激布里淵散射效應(yīng)。只有當(dāng)輸入泵浦光功率達(dá)到或超過(guò)這一臨界值時(shí)，SBS過(guò)程才能充分表現(xiàn)出來(lái)。 SBS的閾值泵

18、浦功率定義為：光纖輸出端輸出的斯托克斯光功率與光纖輸出端輸出的泵浦光功率相等時(shí)所對(duì)應(yīng)的輸入端泵浦光功率。)/(21effBeffthLgAP 受激布里淵散射光也具有良好的方向性、高的光譜單色性和高亮度特性。 調(diào)制特性。受激布里淵散射與入射激光的調(diào)制時(shí)間特性有很大的關(guān)系，散射強(qiáng)度會(huì)隨入射激光的調(diào)制時(shí)間特性的不同有相應(yīng)的降低。影響 從信號(hào)傳輸角度看，它主要將引起光信號(hào)功率的衰減，并對(duì)光發(fā)射機(jī)構(gòu)成危害。 為消除SBS的影響，需在通信系統(tǒng)中的光源器件前加光隔離器。 非線性折射率調(diào)制效應(yīng) 1）自相位調(diào)制 2）交叉相位調(diào)制 3） 四波混頻非線性折射率 由于光纖的三階非線性極化率，介質(zhì)的折射率與在其中傳輸?shù)?/p>

19、光場(chǎng)的強(qiáng)度有關(guān)。介質(zhì)內(nèi)的電位移矢量D與電場(chǎng)E的關(guān)系為D=0E+P (1)(3)00pEEEE (1)(3)2020022002(1)()()rrDEEEEEE 202rnE222220002001(1)22rrrrnEEnn E自相位調(diào)制SPM 在纖芯中，非線性折射率將使導(dǎo)模的傳播常數(shù)與光功率有關(guān)。 由光場(chǎng)自身產(chǎn)生非線性效應(yīng)引起的非線性相移設(shè)一波長(zhǎng)為,強(qiáng)度為P的光脈沖在長(zhǎng)度為L(zhǎng)的光纖中傳輸。光脈沖感應(yīng)的折射率變化為 n(t)= P 相應(yīng)的附加相位為00( )( )LLNLineffn t dzP z dzP L( )NLPtLtt 光強(qiáng)度 / |E(t)|225頻移(t) / cm11.00時(shí)

20、間 / ps150.510505101502515510051015時(shí)間 / ps前沿移向低頻，中間線性，后沿移向高頻max(NL)00.5 1.5 max(NL) 253.5 max(NL) 4.550.0 GHz交叉相位調(diào)制 當(dāng)兩束以上光波同時(shí)在光纖中傳輸時(shí)，它們將通過(guò)光纖中的非線性發(fā)生互作用。互作用的一種表現(xiàn)是：產(chǎn)生新的光波，如SRS、SBS、FWM及諧波產(chǎn)生等?；プ饔玫牧硪环N現(xiàn)象是所謂交叉相位調(diào)制(XPM)，這時(shí)一個(gè)光波的有效折射率(因而非線性相移)不僅與其本身的強(qiáng)度有關(guān)而且與另外一些同時(shí)傳輸?shù)墓獠◤?qiáng)度有關(guān)，XPM總是伴有SPM。 在XPM作用下，WDM系統(tǒng)中一個(gè)信道的相位將受其他各信

21、道總功率的調(diào)制，然后光纖色散將這種相位調(diào)制轉(zhuǎn)換成幅度調(diào)制，使該信道的性能下降。當(dāng)信道之間的間隔及光纖色散愈小時(shí)，XPM的影響愈大。 四波混頻 當(dāng)頻率為1 、 2 、3 的3個(gè)光束同時(shí)在光纖中傳輸時(shí)，由于光纖的三階電極化率，將會(huì)產(chǎn)生頻率為4的第4個(gè)光束，從能量守恒要求 4 1 2 3。這就是四波混頻(FWM)過(guò)程。 FWM會(huì)引起WDM系統(tǒng)中信道之間的串?dāng)_，嚴(yán)重影響傳輸質(zhì)量，光纖色散及信道間隔愈小，相位匹配條件愈易滿足，串?dāng)_就愈嚴(yán)重。 損耗損耗色散色散非線性非線性光纖損耗、色散和非線性對(duì)光信號(hào)傳輸?shù)挠绊懝饫w損耗、色散和非線性對(duì)光信號(hào)傳輸?shù)挠绊懰p衰減輸入信號(hào)輸入信號(hào)輸出信號(hào)輸出信號(hào)時(shí)間時(shí)間頻率頻率

22、信號(hào)畸變信號(hào)畸變, ,串?dāng)_串?dāng)_時(shí)間時(shí)間脈沖展寬脈沖展寬back 光纖工作性能的測(cè)評(píng) 光纖測(cè)試方法和有關(guān)光纖衰減、色散、強(qiáng)度和可靠性，光纖的光學(xué)和機(jī)械性能都是化學(xué)、制造工藝和剖面結(jié)構(gòu)的函數(shù)。 損耗 色散 可靠性穩(wěn)態(tài)模式 光能耦合進(jìn)多模光纖時(shí)會(huì)激勵(lì)起很多模式， 各個(gè)模式所攜帶的光能量是不同的，傳輸時(shí)的損耗也不同，模式之間還有能量轉(zhuǎn)換，只有經(jīng)過(guò)一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間以后才能達(dá)到一種相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)， 此時(shí)稱為穩(wěn)態(tài)模式 。滿注入就是要均勻地激勵(lì)起所有的傳導(dǎo)模式；滿注入和限制注入限制注入就是只激勵(lì)起較低損耗的低階模， 而適當(dāng)抑制損耗較大的高階模。具體方法1擾模器，即采用強(qiáng)烈的幾何擾動(dòng)， 使多模光纖不需要很長(zhǎng)的距

23、離就能迅速達(dá)到穩(wěn)態(tài)分布。2濾模器， 濾除不需要的瞬態(tài)?；蚱渌恍枰膫鲗?dǎo)模， 這些模 損 耗 較 大 ， 對(duì)光纖稍加彎曲就可衰減掉。 3包層模剝除器， 即除去不需要的包層中的非傳導(dǎo)輻射模。1 衰減測(cè)量 1 剪斷法 2 插入損耗法 3 后向散射法（光時(shí)域反射儀）1 剪斷法 (1)將光耦合進(jìn)入一根長(zhǎng)光纖。 (2)測(cè)量輸出進(jìn)入到大面積的光探測(cè)器上的光(這樣光纖-探測(cè)器的耦合保持常數(shù)） (3)按照規(guī)定的長(zhǎng)度剪斷光纖并測(cè)量傳輸?shù)墓鈴?qiáng)變化。 如圖qieduan 光纖足夠長(zhǎng)，以避免截止模附近波長(zhǎng)的干擾優(yōu)缺點(diǎn) 1 優(yōu)點(diǎn)：精度高，可以低于0.1dB 2 缺點(diǎn)：破壞性2 插入損耗法插入損耗法 插入損耗法在實(shí)質(zhì)上是

24、將切斷法做成儀器，如圖charusunhao所示。 由光發(fā)射設(shè)備和光接收設(shè)備組成一個(gè)完整的光纖傳輸系統(tǒng)，待測(cè)光纖即為傳輸部分。測(cè)試步驟首先： 在測(cè)試前首先對(duì)測(cè)量?jī)x器進(jìn)行校準(zhǔn)，用1cm左右長(zhǎng)的“短路”光纖連接系統(tǒng)的發(fā)射和接收部分，通過(guò)調(diào)整光源的輸出功率使得接收部分顯示的功率為0dBm。其次： 拆去短路光纖，接入待測(cè)光纖， 此時(shí)接收部分顯示的即為 待測(cè)光纖的總平均損耗(dB)，用此值除以光纖的長(zhǎng)度即為光纖的損耗系數(shù) 連接器質(zhì)量會(huì)影響測(cè)試精度， 測(cè)出的損耗值是成纜光纖的損耗與發(fā)射端連接器和光纜連接器的損耗之和。后向散射法，光時(shí)域反射儀(OTDR) 用窄激光脈沖激勵(lì)光纖會(huì)產(chǎn)生一個(gè)離開(kāi)光纖的連續(xù)的后向散

25、射信號(hào)。假定一個(gè)線性和均勻的散別過(guò)程，后向散射光隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而減小變成一幅往返的衰減與距離圖。一般光強(qiáng)的突然減小說(shuō)明是一個(gè)接點(diǎn)損耗，而一個(gè)窄峰通常表示有一個(gè)反射。 一個(gè)典型的OTDR測(cè)試信號(hào)，如圖houxiang下 所示。OTDR對(duì)激勵(lì)條件光纖(如果激勵(lì)光纖不合適，那么就通常會(huì)發(fā)生異常行為)非常敏感。因此，對(duì)于所有的衰減測(cè)量方法，重要的是控制注入條件。特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：非破壞性，可以測(cè)量比較多的數(shù)據(jù) 缺點(diǎn)：無(wú)法控制后向散射光的模式分布，對(duì)光纖的非均勻性很敏感。色散與帶寬測(cè)量 1 時(shí)域（脈沖時(shí)延法） 2 頻域 3 群時(shí)延相移法 4 干涉測(cè)量光纖色散的測(cè)試 數(shù)字信號(hào)在光纖中傳輸時(shí)是由不同的頻率成分或不

26、同的模式成分來(lái)攜帶的。這些不同的頻率成分或模式成分有不同的傳輸速度，當(dāng)它們?cè)诠饫w中傳輸一段距離后將互相散開(kāi)，于是光脈沖被展寬，這種現(xiàn)象就是色散。 色散特性可以從時(shí)域或頻域兩方面描述，光脈沖在時(shí)間上的展寬實(shí)際上是從時(shí)域特性來(lái)描述光纖的色散效應(yīng)的，而光纖的頻域特性則是指光纖中每個(gè)頻率成分的失真。1) 多模光纖的色散測(cè)試 假設(shè)光纖的輸入/輸出脈沖波形都近似為高斯分布，如下圖所示。 圖（a）為輸入脈沖，幅度為A1，則A1/2所對(duì)應(yīng)的寬度1是這個(gè)脈沖的寬度。圖（b）為輸出脈沖，假設(shè)幅度為A2，則A2/2所對(duì)應(yīng)的寬度2是這個(gè)脈沖的寬度。經(jīng)證明，經(jīng)光纖傳輸后的脈沖展寬、1和2的關(guān)系是2122)()( 圖 假設(shè)光纖的輸入/輸出脈沖波形都近似為高斯分布 所以只要測(cè)出1和2，就可以得到脈沖展寬。 如果輸入脈沖Pin（t）對(duì)應(yīng)的頻譜函數(shù)是Pin（f），輸出脈沖Pout（t）對(duì)應(yīng)的頻譜函數(shù)為Pout（f），那么光纖的頻率響應(yīng)特性H（f）為)()()(fPfPfHinout 當(dāng)輸出頻譜下降為輸入頻譜的一半時(shí)，對(duì)應(yīng)的頻率為光纖的帶寬，用fc表示，即H（fc）=1/2，有10 lgH（fc）=-3 dB。實(shí)際測(cè)試時(shí)，一般把光功率變?yōu)殡娦盘?hào)處理， 即I（f），則有dBfPfPfIfIinoutinout6)()(lg20