十光纤无源器件特性测试
光纤通信实验指导书
光纤通信原理实验教程（第二版）唐修连编著江苏盛泰信通科技发展有限公司光纤通信原理实验教程（第二版）唐修连编著江苏盛泰信通科技发展有限公司前言为了配合有关《光纤通信系统原理》等课程的教学和实验需要，我们研制开发的光纤通信系统原理综合实验箱。
共收入了8个实验，如果实验室配备有光纤通信常用的仪表，还可在此基础上开设更复杂的实验7个。
与该书配套的光纤通信系统原理综合实验箱，置于一个便携式的实验箱内，该系统的突出优点有：1、该实验箱采用模块化设计，波形测试点多，调节点多，有利于学生动手操作实验。
2、系统采用硬件和软件、分列元件和集成器件相结合，有利于对原理的理解。
3、该实验箱还可根据实验者自己的设计来控制，组合各模块完成不同的实验项目。
本实验教程由同完成，由于水平有限，书中缺漏难免，欢迎使用者批评指正。
编著者2000.11目录第一章光纤通信实验系统总体介绍 (1)第二章光纤通信基础实验 (10)实验一、光纤通信实验系统信号发生器单元实验 (10)实验二、中央处理器（CPU）单元实验 (15)实验三、码型变换（CMI）实验 (23)实验四、光发送系统实验 (29)实验五、光接收系统实验 (37)实验六、PCM话路光传输系统实验 (43)实验七、变速率数据光传输实验 (46)实验八、模拟和数字光纤系统综合实验 (51)第三章光纤通信加强实验 (57)实验九、数字光发送接口指标测试实验 (57)1、消光比EXT测试2、平均发送光功率实验十、数字光接收接口指标测试实验 (60)1、灵敏度测试2、动态范围测试实验十一、PCM话路特性测试实验 (62)实验十二、光纤传输特性测量实验 (63)1、光纤损耗的插入测试法2、多模光纤带宽的时域测试法实验十三、光纤无源器件特性测试实验 (65)1、光纤活动连接器2、Y型分路器3、星型耦合器实验十四、图像光纤传输系统实验........ (66)实验十五、波分复用（WDM）光纤通信系统实验 (67)第四章常用光纤通信仪表简介 (69)5.1 光功率计 (69)5.2 稳定光源 (70)5.3 光时域反射仪（OTDR） (74)5.4 误码测试仪 (75)5.5 光纤熔接机 (79)5.6 PCM终端测试仪 (81)第五章光纤通信实验原理电路 (83)第一章光纤通信实验系统总体介绍一、概述本实验系统根据光纤通信系统原理的主要知识点进行实验，结合电子技术和微处理器技术，针对光纤通信系统的典型应用可进行8项实验或示教，实验内容重点突出，内容丰富，有重点的培养实验者的动手能力。
光无源器件参数测试实验
光无源器件参数测试实验光无源器件参数测试实验是光电类实验中的一种重要实验，用于测试和研究光无源器件的性能和特性。
光无源器件主要包括光电二极管、光敏电阻、光敏晶体管等。
实验目的：1.理解光无源器件的工作原理和性能特点；2.学会使用光无源器件测试仪器进行参数测试；3.掌握测试光无源器件的光电特性，如响应特性、光电流特性、电光转换效率等。
实验仪器和材料：1.光无源器件测试仪器：光源、光功率计、电源、模拟电压源、示波器等；2.光无源器件样品：光电二极管、光敏电阻、光敏晶体管等；3.光源：激光器、LED灯等。
实验步骤：1.准备工作：a.将光无源器件样品插入到测试仪器中的测试接口；b.打开测试仪器，进行仪器的预热和校准。
2.测试光线响应特性：a.将光源对准光无源器件，并调节光源的强度。
b.测量光无源器件的输出电流或电压随光源强度变化的关系曲线。
c.记录数据并分析光无源器件的响应特性。
3.测试光电流特性：a.将光源对准光无源器件，并固定光源的强度。
b.根据不同的实验要求，设置不同的电压源输出电压，测量光无源器件的输出电流。
c.记录数据并分析光无源器件的光电流特性。
4.测试电光转换效率：a.选取适当的光源和光无源器件样品。
b.测试光无源器件的光电转换效率，即测量光无源器件输出功率与输入光功率之比。
c.记录数据并分析光无源器件的电光转换效率。
5.分析实验结果：根据实验数据，进行曲线拟合、数据处理和结果分析，探讨光无源器件的性能和特点。
实验注意事项：1.实验时应注意光无源器件的灵敏度，避免直接光照到器件。
2.使用仪器和光源时要遵守相关的安全操作规程，避免产生辐射伤害。
3.实验过程中的参数设置和测试条件应根据实际需要进行调整。
通过光无源器件参数测试实验，可以深入了解光无源器件的性能和特性，为光电器件的设计、研究和应用提供了有力的支持。
同时，此实验也可以帮助学生掌握光电技术的基本原理和实验技能，培养实验观察、数据处理和问题分析解决能力。
3 无源器件测量
性并且正在使用的光纤连接器主要有五
种结构。
套管结构
套管结构的连接器由插针和套筒组成。
双锥结构
双锥结构连接器是利用锥面定位。 V形槽结构 V形槽结构的光纤连接器是将两个插针 放入V形槽基座中，再用盖板将插针压紧， 利用对准原理使纤芯对准。
V形槽结构
球面定心结构
球面定心结构由两部分组成，一部分是 装有精密钢球的基座，另一部分是装有 圆锥面(相当于车灯的反光镜)的插针。
的使用效果往往要求器件有足够小的偏
振相关损耗。
7. 隔离度
隔离度是指某一光路对其他光路中的信号 的隔离能力。隔离度高，也就意味着线路之间 的“串话”小。其数学表达式为
式中：Pt 是某一光路输出端测到的其他光 路信号的功率值；Pin是被检测光信号的输入功 率值。
3.4 光电耦合器
定义：发光器件与光接受器件的组合器件。 类型：
光电耦合／隔离器：在电路之间传递信息，又 能实现电路间的电气隔离和消除噪声。 光传感器：用于检测物体的位置或物体有无的 状态。
发光器件：ＬＥＤ，ＬＤ，灯等 光接受器件：光电二极管／三极管，光电 池，光敏电阻。
工作原理与特点
发光器件与光接受器件封装一体，但不接触，有很强 的电气绝缘性，信号通过光传输。 特点：
光纤连接器特性
评价一个连接器的主要指标有4个，即插入 损耗、回波损耗、重复性和互换性。 1. 插入损耗 插入损耗是指光纤中的光信号通过活动连 接器之后，其输出光功率相对输入光功率的比 率的分贝数，表达式为： Ac＝-10lgP1/P0(dB) 式中：Ac为连接器插入损耗；P0 为输入 端的光功率；P1为输出端的光功率。
CCD
CCD是一种电荷耦合器件(Charge Coupled Device) CCD的突出特点：是以电荷作为信号，而不同 于其它大多数器件是以电流或者电压为信号。 CCD的基本功能是电荷的存储和电荷的转移。 CCD工作过程的主要问题是信号电荷的产生、 存储、传输和检测。
(整理)光无源器件参数测试实验
插入损耗常常简称为插损，指一个输出端口的输出功率和一个输入端口输入功率的比值，插入损耗常常包括两部分，一部分是器件非理想造成的附件损耗（通常是不期望存在的），另外一部分是器件本身特性造成的（例如分路器【splitter，也叫耦合器coupler】的分光比，例如某个端口本身应该输出20％的输入光，对这个端口来说，本来就应该有80％的“损耗”）。
振相关损耗和方向性等，下面给出具体描述：
A .插入损耗(IL)
插入损耗定义为指定输出端口的光功率相对输入光功率的减少值。
（8.6）
B .额外损耗(EL)
额外损耗是指所有输出端口光功率总和相对于全部输入光功率的减小值。
(8.7)
额外损耗是体现器件制造工艺质量的指标，反映的是器件制作过程中带来的固有损耗；而插入损耗则表示各个输出端口的输出功率状况，不仅有固有损耗的因素，更考虑了分光比的影响，实验中务必使学生弄清楚这一点。一般情况下，耦合器的损耗小于0.2dB。
B.注意保证与器件接口处的斑纹图形不会影响插入损耗的测量；
C.在器件的整个测试中，每一边的光纤或光缆应该保持固定，并考虑光纤上的应力和最小弯曲半径的影响；
耦合器的几种老化实验条件和数据（YD/T 893-1997），
序号
实验项目（参照Bellcore 1209）
插入损耗变化量（dB）
分光比变化量
1
振动实验(GB /T2423.10)
【实验原理】
熔融拉锥型全光纤耦合器(Coupler)是光纤通信系统中重要的基本器件，可以用作各种比例的功率分路(Splitter)/合路(Combiner)器；波分复用器(WDM)；光纤激光器的全反镜；非线性光环镜(NOLM)；无源光纤环；Mach-Zehnder光纤滤波器等；在传感领域可利用其作成Mach-Zehnder,Michelson,Sagnac,Fabry-Perot光纤干涉型和光纤环形腔干涉型光纤传感器；此外还是光纤陀螺仪和光纤水听器及多种光学测量仪器的关键部件。
光纤特性测试原理和方法
5
© 2008 JDSU. All rights reserved.
JDSU CONFIDENTIAL & PROPRIETARY INFORMATION
光纤测试
当在其寿命周期内分析光纤光缆时，必须执行一系列的测试以便确保其完 整性。 － 机械测试 － 几何测试 － 光测试 － 传输测试 前三个测试仅需执行一次，因为在光纤的整个寿命周期内，这些参数的变 化很小。对光纤或光缆执行几个测试以便在其被用于信号传输之前确定 其 特性。这些测量中的许多测试在电子产业协会（EIA）的光纤测试步骤 （FOTP）中都有描述，并且在 ITU-T的G650建议或者 EN188 000 文件 中被定义。
8
© 2008 JDSU. All rights reserved.
JDSU CONFIDENTIAL & PROPRIETARY INFORMATION
光损耗的测试
Home of Acterna Test & Measurement Solutions /acterna
9 © 2008 JDSU. All rights reserved. JDSU CONFIDENTIAL & PROPRIETARY INFORMATION
光纤测试－传输测试－功率与损耗的表达
相对值： 绝对值： 功率的损耗：输出与输入的功率差
10
© 2008 JDSU. All rights reserved.
JDSU CONFIDENTIAL & PROPRIETARY INFORMATION
损耗的测试
光纤的损耗或衰减的测试：测量光纤中整个衰减的最精确方 法是在一端入射一个已知电平的光,并测 量另一端输出的光 电平.光源与功率计是ITU-T G650.1和 IEC 61350所建 议 的测量插入损耗的主要测量仪表。这一测量需要接入光纤的 两端。 截短法 截短法是最精确的测量方法，但是，它也是破坏性的， 不能用于现场。由 于这一原因，它不被用于安装与维护中。 采用截短法的测试需要首先测试 被测光纤长度上的衰减。然 后，从源端光纤处截下光纤长度的一部分，测 量其衰减作为 参考。将两值相减则获得被截短光纤的衰减。 插入损耗法 插入损耗法是一种非破坏性方法，它可以被用于 测量光纤的衰减、无源器 件，或者一条光链路。采用这一替 代方法，测量源端光纤以及参考光纤的 输出。然后，将被测 光纤加到系统中进行测量。这两个结果之间的差异就 获得了 光纤的衰减。 第一个测试或者称为参考测试，是为了尽可能消除由各种跳 接线所引起的 损耗。
十光纤无源器件特性测试
实验十光纤无源器件特性测试实验
一、实验目的
1、了解光纤无源器件，如活动连接器、Y型分路器、星型耦合器等器件的工作原理及
结构。
2、了解它们对光纤通信系统的影响。
3、掌握它们的正确使用方法。
4、掌握其主要特性参数。
二、预习要求
1、阅读光纤通信系统有关无源光器件的章节。
2、熟悉待测器件。
三、实验框图
图12-1 光纤无源器件特性测试框图
四、实验内容
1、测量光纤活动连接器的插入损耗。
读者可根据图12-1光纤无源器件特性测试框图将
光纤活动连接器接入系统进行测试，图中标注“光波信号输入”，可输入任一数字信号做光纤传输。
测量记录并填写下表：
在测试中，可通过调节发射电流来调节发射功率，也可改变输入的码元调节发射功率。
2、测量Y型分路器的插入损耗及回波损耗。
3、测量星型耦合器的插入损耗及光串扰。
五、实验要求
1、对每一器件写出测试步骤。
2、将测试结果进行记录整理。
六、无源器件结构图
Y型分路器
星型耦合器
七、实验仪器
光功率计、光无源器件。
实验五光无源器件特性测试实验
实验五-光无源器件特性测试实验实验五：光无源器件特性测试实验一、实验目的1.掌握光无源器件的基本特性测试方法；2.熟悉光无源器件的性能指标；3.学习并掌握光损耗测试、光回波损耗测试、光方向性测试等基本光无源器件测试方法。
二、实验原理光无源器件是构成光通信网络不可或缺的部分，其特性测试对于确保系统的稳定性和性能至关重要。
实验中，我们将对光损耗、光回波损耗和光方向性等关键指标进行测试。
1.光损耗：光损耗是指光在传输过程中，由于各种原因导致的光功率减弱。
实验中，我们通过测量输入光功率和输出光功率之差，得到器件的光损耗。
2.光回波损耗：光回波损耗是指反射回来的光功率与入射光功率之比。
高回波损耗意味着低反射，有助于减少光信号的散射和增强系统的稳定性。
3.光方向性：光方向性描述了光在特定方向上的传播能力。
实验中，我们通过测量器件在不同角度上的透射和反射光功率，评估其方向性。
三、实验步骤1.搭建测试平台：准备好测试所需的设备和器材，包括光源、光功率计、稳定光源、光无源器件待测件、光纤跳线等。
2.初始化：对测试平台进行初始化，包括连接光纤、设置光源波长等。
3.测试光损耗：首先，调整好光源的输出功率，将稳定光源的光纤连接到光无源器件的输入端，同时将光功率计连接到输出端，测量原始的光功率P1；然后，将待测件插入到稳定光源与光功率计之间，再次测量输出光功率P2；最后，通过计算P1和P2的差值，得到光损耗=10*log10(P1/P2)。
4.测试光回波损耗：将稳定光源的光纤连接到光无源器件的输入端，同时将回波损耗仪连接到输出端，测量回波损耗值。
5.测试光方向性：通过旋转待测件，在不同角度上测量透射和反射光功率，并记录数据。
通常以角度为横坐标，以功率为纵坐标绘制曲线图，即可得到光方向性的结果。
6.数据处理与分析：对测试得到的数据进行分析，评估待测件的性能。
对比同类型器件的测试结果，可以对器件进行优化或改进设计。
7.清理现场：实验结束后，关闭设备并整理现场。
无源器件性能测试及对现网影响分析.
无源器件性能测试及对现网影响分析随着微蜂窝规模的日益庞大，室分系统的复杂程度也越来越高，现网中存在大量干扰伴随话务量变化的站点，极大的影响了网络性能，导致用户通话感知下降。
根据以往排查故障的经验来看，伴随话务变化的干扰通常与无源器件相关。
本文档对无源器件进行了详尽的测试，在测试的基础上对故障现象进行了理论分析，解释了无源器件关键性指标不达标对网络的影响，以期为今后室分优化与维护工作提供可靠依据。
一、常用无源器件及关键性指标室分系统中常用的无源器件有电桥，耦合器等，主要介绍电桥、耦合器、功分器、负载这四类最常见的无源器件结构及在室分中系统中的作用。
1.1常用无源器件简介1.1.1电桥图1.1：3dB电桥（图片实物生产商：国人通信）上图为目前在室分系统中广泛使用的3dB电桥的实物照片。
3dB电桥的主要用途为室分系统中的同频段合路，以取代早期的体积比较庞大的同频段合路器件。
如图中所示，上述电桥设备有四个端口，分别为两入两出。
每个端口之间的功率关系如下：OUT1=OUT2=0.5*(IN1+IN2) (式1.1)从上式可知，每个端口的输出功率皆等于输入功率之和的一半，即输入信号衰减3dB以后分别从两个端口等功率的输出，就是3dB电桥名称的由来。
3dB电桥在室分系统中的安装方式如下图所示：主设备图1.2：3dB电桥用于同频合路如上图所示，当微蜂窝配置较大时，内部合路不够用，载频分为两组合路，分别经由两个架顶双工器输出。
对于宏站而言，可以用两种方法解决主设备两路输出问题。
一是采用物理位置邻近的两付单极化天线输出，二是采用一付45度双极化的天线输出，前者相当于在空间自由合路，后者由不同的极化振子合路，本质上也是空间合路。
但是在分布系统中，不具备上述条件。
分布系统只能有一套天线，一个入口。
因此要将一个CI的频点完整的通过分布系统发射出去，只能通过电桥将两组载频事先合路后再接入分布。
综上所述，3dB电桥起的作用为射频级同频合路。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验十光纤无源器件特性测试实验
实验目的
1、了解光纤无源器件，如活动连接器、Y型分路器、星型耦合器等器件的工作原理及结
构。
2、了解它们对光纤通信系统的影响。
3、掌握它们的正确使用方法。
4、掌握其主要特性参数。
预习要求
1、阅读光纤通信系统有关无源光器件的章节。
2、熟悉待测器件。
实验框图
图12-1 光纤无源器件特性测试框图
四、实验内容
1、测量光纤活动连接器的插入损耗。
读者可根据图12-1光纤无源器件特性测试框图将光纤活
动连接器接入系统进行测试，图中标注“光波信号输入”，可输入任一数字
信号做光纤传输。
测量记录并填写下表：
五
、
五
、
六
、
六
、
在测试中，可通过调节发射电流来调节发射功率，也可改变输入的码元调节发射功率。
2、测量Y型分路器的插入损耗及回波损耗。
3、测量星型耦合器的插入损耗及光串扰。
实验要求
1、对每一器件写出测试步骤。
2、将测试结果进行记录整理。
无源器件结构图
耦合器
星型耦合器
波分复用器
七、实验仪器
光功率计、光无源器件。