北邮光纤实验报告背向散射法测量光纤的衰减常数

信息与通信工程学院

光纤通信实验

——背向散射法测量光纤的衰减常数

一、实验原理

背向散射法是测量光纤衰减常数的替代法。背向散射法是一种非破坏性的测量方法，测量时，只需在光纤的一端进行。这种方法不仅能测量光纤衰减常数，还能检测光纤的物理缺陷和断点位置，测定接头损耗位置，测量光纤的长度等。因此，这种方法被广泛应用在光纤光缆的研究、生产、工程施工和传输系统的维护中。利用背向散射法原理做成的测试仪表叫做光时域反射计（Optical Tine Domain Reflectometer，OTDR）。

背向散射法的原理与雷达相似，它在光纤的一端注入大功率的窄光脉冲，在光脉冲沿着光纤传输时，由于光纤各处存在着瑞利散射，其后向散射部分不断返回光纤的输入端；而当光信号遇到裂纹时反射回的光信号会比后向散射的光信号强很多。在光纤输入端通过适当的耦合和接收信号处理，可以得到光脉冲沿着光纤的衰减及其它信息。

OTDR的主要组成包括光源、光分路器/耦合器、信号处理部分和显示器等。光源是一个或几个脉冲激光器，可以提供单个波长或多个波长的不同脉冲度和重复频率的光脉冲。光分路器/耦合器将光脉冲信号耦合到被测光纤，并将后向散射光和反射光信号耦合到光接收器中。

信号处理部分完成电信号的放大和处理，并将处理过的电信号与从光脉冲中提取的触发信号同步扫描到显示器上，在显示器给出相关数据和结果。

背向散射法是测量光纤衰减常数的原理图

OTDR测得的背向散射法典型曲线

由于信号是通过对数放大器处理的，衰减曲线的纵坐标是对数标度。图中5个典型的曲线段分别表示：

①为光纤输入端的耦合器件产生的反射（菲涅耳反射）；

②为恒定斜率区；

③为接头损耗点或耦合引起的不连续性；

④为波导缺陷引起的强反射点；

⑤为输出端菲涅耳反射。

图中A、B两点之间是一条直线，表明相应于光纤上AB段的衰减常数为一定值，由于后向光经过往返两次衰减，所以曲线AB段光纤的衰减为

二、实验步骤

（1）按上图所示连接OTDR和被测光纤；

（2）开启OTDR的电源，设置OTDR；

（3）设置参数：按照被测光纤的折射率设置OTDR的折射率值，分别选取脉冲宽度为1310nm和1550nm进行测量，OTDR使用方法见试验室的说明;

（4）按下测试键，此时输出指示灯亮，测试完毕后指示灯灭，曲线稳定；

（5）存储曲线（起文件名、确认、存储测试结果）；

（6）分析曲线：确定游标；读取AB间的距离就是光纤的纤长；读取衰减常数三、实验结果

计算结果如下：1310nm ：α=0.383dB/Km

1550nm ：α=0.384dB/Km

四、心得体会

虽然光纤实验只有一次机会，但我还是见识了好几样仪器，有些仪器操作起来还是有一定难度的。测试衰减常数的实验是比较直观的，通过读仪器上的数据，利用理论公式求出衰减常数。测量结果对于1310nm波长，经过11.5km的光纤，衰减常数接近于理论值0.32。但是对于1550nm波长，衰减常数却与理论值0.19有不小差距，可能是由于光纤接口部位有污损，导致衰减增大。

本次实验时间较短，内容较多，并没有对每个内容完全了解。不过体验了这么多的仪器，对光纤实验有了一些理解，也让我对光纤通信这方面有了更多的兴趣。