通信光纖傳輸特測(cè)試

學(xué)號(hào)：08650220姓名：趙鑫班級(jí)：3140802通信光纖傳輸特性測(cè)試一、 實(shí)驗(yàn)日的1、 通過實(shí)驗(yàn)了解光纖的傳輸特性，了解色散對(duì)傳輸容量的限制，掌握對(duì)光纖總損耗和損耗系數(shù)以及光纖損耗譜的測(cè)試的多種方法。2、 學(xué)會(huì)正確使用光學(xué)測(cè)試儀表。二、 實(shí)驗(yàn)儀器1、穩(wěn)定化光源（入=1310nm，入=1550nm） 各一臺(tái)2、光功率計(jì) 一臺(tái)3、注入系統(tǒng)（由擾模器、包層模剝除器、濾模器組成） 一套三、 實(shí)驗(yàn)原理光纖的傳輸特性主要是損耗特性和色散特性。1、光纖色散的測(cè)量有相移法、脈沖時(shí)延法和干涉法。相移法是測(cè)量單模光纖色散的基準(zhǔn)方法。（1）原理用角頻率為①的正弦信號(hào)調(diào)制的光波，經(jīng)長(zhǎng)度為L(zhǎng)的單模光纖傳輸后，其時(shí)間延遲取決于光波長(zhǎng)人。不同時(shí)間延遲產(chǎn)生不同的相位，波長(zhǎng)人1和波長(zhǎng)人2的受調(diào)制光波，分別通過被測(cè)光纖，由△人=%-%產(chǎn)生的時(shí)間延遲差為At，相位移為A^，則長(zhǎng)度為L(zhǎng)的光纖總色散c=At/A人，At=A^/①，得至U光纖色散系數(shù)c=A?/L①A人2、插入法測(cè)試單模光纖和多模光纖的損耗剪斷法測(cè)光纖損耗是一種破壞性的實(shí)驗(yàn)。在工程上一般采用插入法測(cè)試光纖損耗。插入法測(cè)試衰減同樣是依據(jù)定義直接測(cè)試。

穩(wěn)定化卜光源\短光纖約3m穩(wěn)定化卜光源\短光纖約3mr[光功率計(jì)圖1.2—2插入法測(cè)量光纖衰減方框圖（a）穩(wěn)定化}光源'被測(cè)光纖LKM穩(wěn)定化}光源' 、圖1.2—2插入法測(cè)量光纖衰減方框圖（b）（1）測(cè)試步驟a、 用短光纖（3米左右稱為自環(huán)線）直接將穩(wěn)定化光源與光功率計(jì)兩端的活接頭連接，如圖1.2—2（a）所示讀出光功率P「其目的是為了扣除被測(cè)光纖熔接到活接頭上的兩個(gè)死接頭的附加衰減。b、 然后接上被測(cè)光纖，將被測(cè)光纖與穩(wěn)定化光源入光功率計(jì)兩端的活接頭連接，這時(shí)讀出光功率值即為P2，如圖1.2—2（b）所示。c、 將P1和P2代入光纖損耗定義式計(jì)算出光纖損耗。不同的單位應(yīng)用不同的定義式。對(duì)于多模光纖的測(cè)試，必須加上注入系統(tǒng)；沒有注入系統(tǒng)，可以使用替代方法。（在一個(gè)直徑較小的圓棒上光纖繞幾圈），測(cè)試波長(zhǎng)為1.31um；被測(cè)光纖為單模光纖時(shí)，測(cè)試波長(zhǎng)分別為1.31um和1.55um?？偹p定義：A（入）=10Lg{（dB）P、P單位為W（瓦特）OiO或衰減定義：A（入）=Pi-Po（dB） Po、Pj單位為dB（分貝）衰減系數(shù)：a（入）=10LgP（dB/KM）P、P單位為W（瓦特）L Po 0j或衰減系數(shù)：a（入）=土一P（dB/KM）P、P單位為dB（分貝）L 0j注意：被測(cè)光纖兩個(gè)接頭方向進(jìn)行調(diào)換分別測(cè)試，得出光功率P21、P22,取兩者的平均值為P2，再代入公式進(jìn)行計(jì)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）測(cè)試結(jié)果思考題:一、比較三種測(cè)試方法的優(yōu)缺點(diǎn)。一、比較三種測(cè)試方法的優(yōu)缺點(diǎn)。答：1、剪斷法:優(yōu)點(diǎn)：是最精確的光纖損耗測(cè)量方法，優(yōu)于其它方法0.1dB，是光纖衰減測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法；缺點(diǎn)：徐切斷光纖具有破壞性，工程上往往需要不具破壞性的測(cè)量方法。2、 光時(shí)域反射法：優(yōu)點(diǎn)：非破壞性，不僅可以測(cè)量光線的系數(shù)還可提供沿光纖長(zhǎng)度損耗特性的詳細(xì)情況，其中包括光線的缺陷或斷裂點(diǎn)位冒、接頭的損耗和位置等，也可以給出光纖的長(zhǎng)度，對(duì)實(shí)驗(yàn)研究和工程現(xiàn)場(chǎng)都很有用；缺點(diǎn)：對(duì)短距離的光纖損耗測(cè)量不精確，為第二替代法。3、 插入法：優(yōu)點(diǎn)：非破壞性，適合于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，簡(jiǎn)便不費(fèi)時(shí)，對(duì)于多模光纖的測(cè)試，其測(cè)量精度和重復(fù)性已可滿足要求；缺點(diǎn)：較于剪斷法不夠精確，為第一替代法。二、總結(jié)光纖的傳輸損耗規(guī)律。答：對(duì)于光纖來說，產(chǎn)生損耗的原因較復(fù)雜，光能在光纖中傳輸時(shí)，除了由于吸收、散射而使光能損失外，由于成纜敷設(shè)造成的光纖微彎和宏彎曲，光纖的耦合和接續(xù)，都會(huì)使光能產(chǎn)生附加的損失。歸納起來，產(chǎn)生衰減的原因大致可以分為三大類：吸收損耗，散射損耗，附加損耗，具體如下：纖芯和包層物質(zhì)的吸收損耗，包括石英材料的本征吸收和雜質(zhì)吸收；纖芯和包層材料的散射損耗，包括瑞利散射損耗以及光纖在強(qiáng)光場(chǎng)作用下誘發(fā)的受激喇曼散射和受激布里淵散射；由于光纖表面的隨機(jī)畸變或粗糙所產(chǎn)生的波導(dǎo)散射損耗；光纖彎曲所產(chǎn)生的輻射損耗；外套損耗。這些損耗可以分為兩種不同的情況：一是石英光纖的固有損耗機(jī)理，像石英材料的本征吸收和瑞利散射，這些機(jī)理限制了光纖所能達(dá)到的最小損耗；二是由于材料和工藝所引起的非固有損耗，它可以通過提純材料或改善工藝而減小甚至消除其影響，如雜質(zhì)的吸收、波導(dǎo)散射等。光纖中平均光功率沿長(zhǎng)度減少的規(guī)律為：P(Z)=P(0)10-(aZ/10)其中P(Z)和P(0)分別為軸向距離Z處和Z=0處的光功率，a為光纖的衰減系數(shù)，定義為單位長(zhǎng)度光纖引起的光功率衰減，單位是dB/km。當(dāng)Z=L時(shí)，以(入)=-10