光纤熔接时模场直径失配对连接损耗及OTDR测量误差的影响
光纤线路故障判断与OTDR测试曲线应用

光纤线路故障判断与OTDR测试曲线应用随着光纤电缆在各个领域的广泛应用,人们对网络带宽的需求越来越大,这就使得光纤线路的正常运行和日常安全及维护,越来越重要。
在光纤线路运行过程中,光纤故障的发生是不可避免的,给各企业带来巨大的经济损失和造成不良的社会影响。
实际工作中,如何有效地对光纤线路故障进行预防和检测,快速准确地对光纤线路故障进行判断定位,减少维修成本,就成为一个需要研究和解决的重要课题。
工作中,有多种测试判断故障的方法,在此结合自己在实际工作中的经验,通过了解光纤出现各种故障产生不同的光纤损耗的因素和OTDR测试曲线的基本原理,和大家共同学习和熟悉OTDR测试曲线,掌握相关信息,快速准确地测试出光纤的故障。
1.光纤损耗的主要因素造成光纤损耗的主要因素有:光纤的吸收损耗、光纤的散射损耗、接续损耗、光纤弯曲产生的损耗和敷设损耗。
1.1 光纤的吸收损耗这是由于光纤材料和杂质对光能的吸收而引起的,它们把光能以势能的形式消耗于光纤中,是光纤损耗中重要的因素。
1.1.1 材料固有的吸收损耗这是由于物质固有的吸收引起的损耗。
它有两个频带,一个在近红外的8~12um区域里,这个波段的本征吸收是由于振动;另一个物质固有吸收带在紫外波段,吸收很强时,它的尾巴会拖到0.7~1.1um波段里去。
1.1.2 材料中的杂质吸收损耗光纤材料中含有跃迁金属如铁、铜、铬等,如金属离子Fe3+,Cu2+,V3+,Cr3+,Mn3+,Ni3+的吸收,跃迁金属离子吸收引起的光纤损耗取决于它们的浓度。
另外,氢氧根OH离子的存在也产生吸收损耗,氢氧根OH离子的基本吸收极蜂在2.7um附近,吸收带在0.5~1.0um范围。
1.2 光纤的散射损耗光纤内部的散射,会减小传输的功率,产生损耗。
光纤的散射损耗包括以下几种:1.2.1 材料固有散射主要有瑞利(Rayleigh)散射、布里渊散射和拉曼散射。
散射中最重要的是瑞利散射,它是由光纤材料内部的密度和成份变化而引起的。
光路检测原理及注意事项OTDR

在光缆施工和维护测试中,用光时域反射仪(OTDR)准确判断光纤的异常,及时排除故障,对整个施和维护过程至关重要。
文章介绍OTDR的工作原理,使用不同波长的注意事项、几种特殊衰耗的判断以及盲区的产生。
关键词:OTDR衰耗盲区背向瑞利散射菲涅尔反射进入21世纪后,通信业务量与日俱增,势必需要传输线路提供更大的带宽或更高的数字速率,传统电缆已难以胜任。
光缆加上其平台上开发的新技术正适应了时代发展的需要,其传输速率已达到1.6Tb/s。
可以说,光纤通信的诞生和发展是电信史上的一次重要革命。
在这种背景下,近一步研究光纤(尤其是通信线路主干网所敷设的长波长单模光纤的通信性能、传输衰耗、测量精度和检查维修等方面)有一定的现实意义。
1OTDR的工作原理背向散射法是将大功率的窄脉冲光注入待测光纤,然后在同一端,检测沿光纤轴向向后返回的散射光功率。
由于光纤材料密度不均匀,其本身的缺陷和掺杂成分不均匀,当光脉冲通过光纤传输时,沿光纤长度上的每一点均会引起瑞利散射。
这种散射向四面八方,其中总有一部分会进入光纤的数值孔径角,沿光纤轴反向传输到输入端。
瑞利散射光的波长与入射光的波长相同,其光功率与散射点的入射光功率成正比。
测量沿光纤轴向返回的背向瑞利散射光功率可获得沿光纤传输损耗的信息,从而测得光纤的衰减。
光纤的几何缺陷或断裂面(活连接点和冷接点)会使折射率突变,产生菲涅尔反射。
反射和散射的强弱与通过的光功率成正比,菲涅尔反射光功率远大于后向瑞利散射光功率。
光时域反射仪(OTDR)通过发送光脉冲进入输入光纤,同时在输入端接收其中的菲涅尔反射光和瑞利背向散射光,再变成电信号,随时间在示波器上显示。
脉冲发生器驱动E/O变换器的激光二极管,以输出光脉冲,再经过定向耦合器射入被测光纤。
在光纤内产生的反射光或在光纤端产生的菲涅尔反射光通过定向耦合器,射入O/E 变换器的雪崩光电二极管,变换成电信号。
由于接收信号微弱,需放大交对多次反射信号作平均化处理,以改善信噪比,最后用示波器显示。
光缆接续专业题库(施工维护)

光缆接续试题一、填空题1.光纤传输中最经常使用的三个光波波长分别为(850nm)、(1310nm)和(1550nm)。
2.光缆接头预留长度为(0.8)到(1.5)米。
3.光缆过桥,桥长200m以上时,桥两端各预留(1)到(3)米。
4.光缆型号GYTA53-8B中,“GY”的含义是(通信用室外光缆),“B”的含义是(单模光纤)。
5.理想的光纤端面应平整如镜,纤面与光纤轴(垂直)。
6.用OTDR进行光纤测量可分为三步:参数设置、(数据获取)和曲线分析。
7.光波在光纤中传输,随着距离的增加光功率逐渐下降,这就是光纤的(传输损耗).8.组装接头盒拧紧各部位螺栓时,应(交替对角)均匀地进行,不得集中在一个部位。
9.光纤连接损耗的现场监测包括熔接机监测、OTDR监测和采用(光源光功率计)测量.10.OTDR最常用于测量光纤的(衰减)和长度。
11.决定光传输特性的两个主要因素是(损耗)和(色散)。
12.在光缆的结构中,最常用的光缆结构分为(层绞式)、(骨架式)、(中心束管式)和(带状式)。
13.光缆富余度中,Mc代表光缆(线路富余度)14.光缆富余度中,Me代表(设备富余度)15.光缆埋深规定:粘性土、沙性土埋深为(1。
0~1.5)m16.铁路路肩岩石地段,光缆埋深为大于(0。
5)m17.铁路路肩粘土地段,光缆埋深为大于(0。
8)m18.光缆布放接头处每侧预留长度(8~10)m/侧19.光缆布放局内预留长度(15~20)m。
20.光缆过河,在河两岸预留长度为(1~5)m21.受地质、地形变化影响地段,光缆应预留(适当)长度22.光缆的预留方式,长度小于5m时采用(普通)预留23.光缆的预留方式,长度大于5m时采用(盘留)预留24.光纤熔接时,熔接端面被污染,将会造成熔接(损耗)增大25.光纤熔接时,切割角度不良,将会造成熔接(损耗)增大26.光纤熔接时,切割端面不整,将会造成熔接(损耗)增大27.光纤熔接时,光纤的纤芯不圆,将会造成熔接(损耗)增大28.光纤熔接时,纤芯轴向错位,将会造成熔接(损耗)增大29.光纤熔接时,纤芯与包层偏心,将会造成熔接(损耗)增大30.光纤熔接时,纤芯模场直径不匹配,将会造成熔接(损耗)增大31.光纤熔接时,纤芯的折射率不同,将会造成熔接(损耗)增大32.光纤熔接时,两根不同光纤接续,将会造成熔接(损耗)增大33.光纤熔接时,熔接机的参数设置不当,将会造成熔接(损耗)增大34.去掉涂覆的光纤,在切割刀架上熔接机架上,光纤受夹,严重者损伤光纤表面影响光纤(强度)35.光纤熔接后,轴线不一致,不仅影响衰减还影响(光纤裂纹)36.光纤熔接后,轴向错位,不仅影响衰减还影响(光纤强度)37.为了提高光纤接头强度,保护光纤不被损坏,一般采用PE(热缩管)补强38.地线标桩间隔,不大于(4)km39.地线标桩设地线(防雷)装置40.光、电缆标桩中,G代表(光缆)41.在网络工程中,户外布线大于2公里时可选用(单模)光纤。
光纤熔接机 损耗评估方法

光纤熔接机损耗评估方法
答案:
光纤熔接损耗的评估方法主要包括熔接机上显示的熔接损耗值、双向测量法、OTDR(光时域反射仪)测量法。
1.熔接机上显示的熔接损耗值:虽然熔接机上可以显示熔接损耗
值,但由于其采用的是光纤芯轴直视法进行局部监视测得的,因此仅在非常理想的状态下才能反映实际的熔接损耗,故一般仅供参考用。
2.双向测量法:由于光纤的折射率、芯径、模场直径及瑞利散射系
数的不同,从光纤接头两端分别测量熔接损耗得到的两个方向的熔接损耗测量值是不同的且相差较大。
因此,熔接损耗的测量应分别从光纤接头的两端进行测量,取两个方向测量值的代数和的平均值作为该接头处熔接损耗值。
这种方法要求OTDR的仪器测量距离范围要大,但因测量方法过于复杂,只适用于12芯以下的光缆。
3.OTDR测量法:这是一种常用的测量方法,通过OTDR测量每个接
头的熔接损耗值,一般应小于熔接损耗所要求的指标值的
1/2-2/3。
如果熔接损耗为负值,可认为熔接合格,一般不重新熔接。
OTDR测量值一般能较准确地反映实际的熔接损耗情况,但其缺点是只能单向测量,适用于模场直径一致性较好的光纤。
在评估过程中,还需要注意光纤的清洁和切断操作,以及避免光纤端面的损伤和污染,这些因素都会直接影响熔接损耗的大小。
此外,使用同厂同批次的光纤进行熔接,可以最大限度地减少因光纤本征因素造成的损耗,从而提高熔接质量。
影响光纤熔接损耗测试的一些因素

问题四问题四::影响光纤熔接损耗测试的一些因素影响光纤熔接损耗测试的一些因素光纤熔接是目前光链路受到损害断裂进行补救的方法之一,其熔接损耗测试的方法,及对光纤熔接损耗及其测试造成影响的一些因素,都会直接影响到整个链路的正常传输,故这些影响因素的介绍可为正确,准确得出光纤实际熔接损耗提供参考。
光纤熔接损耗是指将2根光纤进行对接后在接头点引起的光信号传输的功率损失。
测量熔接损耗的意义主要有两点:一、判断单个熔接点的好坏,适用于光缆施工及验收时。
二、对整个中继链路的功率损失影响,适用于光缆线路的设计及运行维护阶段。
光纤熔接损耗及测试技术光纤熔接损耗及测试技术简介简介简介通常进行光纤熔接损耗测试使用的设备是光时域反射仪(OTDR),采用的测试方法是四点法。
如图一所示:a b cdAB光纤熔接损耗应分别测试其A向,B向值,然后计算其算数平均值,该双向算数平均值即为熔接点的真实熔接损耗值。
需要注意的是:单向测试的结果可能存在负值,这意味着在熔接点处光功率出现增益,而这显然是不可能的。
这种虚假增益并不意味着测试数据的失真,双向平均的结果可以给出熔接点的真实熔接损耗值。
单向测试出现的较小负值可能系取样点位置不佳或曲线不平滑造成,有时可通过调节取样点予以消除;而较大负值的产生则主要是由光纤的本征特征造成,多次熔接也不能消除。
单向熔接损耗值不能代表熔接点的真实功率损失,但可以反映出光纤的一些本征参数。
光纤模场直径失配或模场同心度偏差都可能造成单向熔接损耗大正大负现象产生。
这里大正大负的定义为:单向熔接损耗正值大于等于0.15db,负值小于等于-0.08db。
原朗讯科技下属贝尔实验室的S.C.Mettler在进行专题研究后得出的结论是:模场直径失配对单模光纤接续损耗的影响是非常小而且无法测量的,但由于模场直径失配带来的OTDR测量误差是很大的,必须谨慎使用OTDR单向测量结果。
(文见原北京朗讯科技光缆有限公司 Light speed杂志 第2期:模场直径失配对单模光纤接续损耗的影响及OTDR接续损耗测量误差)不同厂家的光纤在实际应用中可能会被互相接续而在同一中继链路中使用,由于模场直径的不同会造成更大的单向熔接损耗值。
OTDR测试在光纤通信工程应用中误差分析及对策

OTDR测试在光纤通信工程应用中误差分析及对策摘要:光纤通信以其体积小、高带宽、高保密性、高信息量、重量轻、中继长度大而被广泛采用。
光纤技术在我国长途电话和本地电话传输网中已经得到了广泛的应用。
OTDR是光纤系统中的重要组成部分,它的衰减、长度的测量、光纤的接续、继测量和故障分析等都需要OTDR的检测。
文章就OTDR的检测及其在实际工程中的常见错误进行了分析和解决。
关键词:光纤;对策;OTDR测试;应用;误差;通信工程OTDR (光时域反射仪)是光纤通信系统建设、线路维护和故障分析的重要手段,它可以把数百公里范围内光纤的运行情况和故障情况以图表形式表达出来。
通过对线路的曲线图和显示数据的分析,能够迅速的识别出故障的位置,并且能够准确的判断出故障的种类,在线路的施工和维修中有着无可替代的作用。
OTDR是由瑞利散射、等光学原理构成的。
激光脉冲经过方向耦合器进入测量光纤,由于引起的光脉冲经过方向耦合,检测器将其采集并转化为电子信号,最终将其放大,并将其平均,从而提高信噪比,从而由显示器显示。
一、OTDR测试操作1.连接在使用OTDR进行光纤线路试验时,必须先对其进行接线。
如果所测光纤较短(一般为2Km),则用一根辅助纤维(1至2Km)连接至OTDR的试验端,在该试验用光纤中,由V形接头连接待测光纤和副光纤。
在测量光纤的较长的情况下,可以将测量的光纤直接与的插头相连接,或将测量的光纤与相连接。
接通后即可开机,进行试验参数设定及试验。
2.OTDR测试测试器可用于下列几个方面:①测量光纤长度和散射发生的位置;②光纤衰减分布的测量;③测量光纤连接处的损失。
在光纤中,通过对光纤的传播速率和光纤中的传播速率的乘积,该方法可以测量出每一根纤维的长度和位置。
为了进一步提高测量精度,必须通过估计被测光纤的长度,设置合适的“距离范围”和“脉冲宽度”。
距离对曲线的显示通常是测量纤维的1.5倍,使之占据整个屏幕的三分之二。
脉冲宽度对的动态范围有一定的影响:当测量的光纤长度增大时,脉冲宽度也会随之增大。
光缆熔接时存在的几个问题

光缆熔接时存在的几个问题摘要光缆熔接的好坏直接关系到网络的各项指标,是保证网络畅通的关键。
本文对光缆接续对各项指标的影响,以及如何消除这种影响等各个方面进行了论述。
关键词换耗;环境;误差随着光纤技术的不断发展,我国各地的有线电视网络,都开始利用光缆对旧电缆进行改造,在改造过程中,光缆的施工质量对于整个改造工程来说至关重要,特别是光缆的熔接,更是能够直接影响到网络各项技术指标,因此,光缆的熔接应该是光缆施工中一项十分重要的工作。
在光缆的熔接工作中,我们发现了各种各样的问题,怎样处理这些问题,正是我们所要探讨的。
1 接续换耗偏大光缆接续工程,经常遇到接续损耗偏大的问题,造成损耗偏大的原因,常有以下几种情况:1)不同厂家生产的光纤或批号不同的光纤的接续遇到这种情况,首先应从理论上分析产生损耗偏大的原因,进而认识产生这种情况的必然性,切不可盲目地、无休止地一遍遍熔下去,这样即不可能得到满意的结果,又影响了工程进度,由于不同厂商提供的光纤或不同批号的光纤,存在几何尺寸的微小差异,一般情况下称为模场直径不同,在这种情况下模场直径的不同是造成熔接损耗偏大的原因,因为测试工作中,OTDR测量的是反向散射光的强度,而模场直径大的光纤引导反向散光的能力相对模场直径小的光纤要弱,所以,当模场直径小的光纤去接续模场直径的光纤时,由于OTDR所捕捉到的光强度比正常情况要小,因而产生了熔接点的损耗,这个偏大的损耗,从理论上讲不应算是真正的熔接损耗,通常应采取双向测试平均法来计算出熔点的真正损耗。
知道了损耗偏大的原因,在施工中连续熔接几次,取损耗较小结束即可。
2)在恶劣工作环境下的熔接在实际工作中,我们经常会遇到恶劣的环境,风沙太大、雨雪天等,此时如没有很好的防护措施,抢修完毕后,几乎所有光纤熔接点损耗都偏大,所以在恶劣环境下,应把熔接设备搬到汽车内,或专门的工作帐篷内,从而减小熔接损耗偏大的问题。
3)光纤端面处理不当对熔接损耗的控制,一般控制在不大于0.03dB,而熔接机显示为估计值,它是根据光纤自动对准过程中获得的两根光纤轴偏离。
光纤连接损耗特性分析

光纤连接损耗特性分析2012-07-19################2012-07-19#####2#0#1#2-07-19########石红梅张国圆岳明道中国矿业大学摘要:本文介绍了光纤连接损耗产生的原因及光纤熔接的大致流程;概述了用四功率法、O T DR法测量光纤连接损耗的方法;分析了光纤熔接后不良接头对光纤连接损耗的影响并重点讨论了熔接电流、放电时间、推进量与连接损耗的关系;最后总结了减小连接损耗的主要措施。
关键词:连接损耗熔接电流放电时间推进量引言传输质量。
因此,研究光纤的连接损耗是人们普遍关注和重视的一个重要问题。
1随着光纤技术的不断发展和成本的不断降低,光纤在通信领域的发展得到了越来越广泛的应用。
光纤的连接损耗是光纤通信系统性能指标中的一项重要参数,连接损耗的大小直接影响着光传输系统的整体产生连接损耗原因2影响光纤连接损耗的原因可归纳为两大类:(1)固有损耗:由被接光纤本身的模场直径偏差、纤芯不圆度、模场或纤芯与包层的同心度偏差引起的,或者由被接的两根光纤特性上的差异引起。
这种损耗不能通过改善接续工艺或接续方式予以减小。
(2)接续损耗:由接续方式、接续工艺和接续设备的不完善性造成的损耗。
光纤连接损耗的主要原因如表1 所示。
表1 光纤产生连接损耗的原因光纤熔接流程图3在光纤的接续中,通过活动连接器连接的方式称为活动连接;通过熔接或粘接使光纤连接的方式称为固定连接。
目前,光纤的固定连接大多采用熔接的方###########2012-0法7-。
2#0#1#2-07-19########示出该点光纤的连接损耗。
由于连接的两根光纤的参 数不一定完全相同,有时会出现负值。
所以,用 OTDR 法测量光纤连接损耗时,一般采用双向测试,取两个 方向测试的平均值。
5 影响连接损耗的因素及解决措施5.1 影响连接损耗的主要因素光纤熔接后存在的不良接头、熔接电流 I2、放电 时间 t2、推进量 δ等众多因素都影响着连接损耗的大小。
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问题五问题五::模场直径失配对单模光纤接续损耗及OTDR 的测量误差量误差的影响的影响的影响
在系统安装中不同的光纤会被熔接在一起,单模光纤的某些本征物理参数会影响现场
施工中的接续情况,因而在制造中必须严格控制这些参数。
即使严格按光纤的外直径对准,失配的本征参数也会导致熔接损耗。
通过恰当的接续设计,例如:在旋转式机械接头中,某些本征参数如芯子偏心度或光纤外径差异导致的偏差是可以接受的。
模场直径偏差产生的影响却是无法用机械设计来消除的。
单模光纤芯子横截面中光功率的分布是不均匀的,具有正态或高斯分布,模场直径或
模场半径定义了光功率的分布宽度。
制造工艺决定了光纤具有一定范围的模场直径、芯子偏心度、外径等,光纤间模场直
径的偏差对接续有两种影响,本征失配和用单向OTDR 测量估计接续损耗时可以预计的偏差。
与多模光纤不同,单模光纤由于模场直径失配引起的接续损耗在两个方向上都是相同的。
因为具有优秀的模场直径均匀性,康宁光纤模场直径失配的接续损耗是非常低的。
但是单个接续点,模场直径失配产生的OTDR 的单向读数偏差远远大于偏差产生的实际损耗。
单模光纤的MFD,ω,失配的接续损耗为:
Loss ω(db)= -10 log[4ωT 2ωR 2/(ωT 2+ωR 2)2]
式中,T,R 分别指发射和接收光纤,背向散射光被捕获部分的差引起的OTDR 测量误
差为
Error = -10 log[ωT /ωR ]
该误差在一个方向为正而另一个方向为负。
用OTDR 测量时,只有用双向平均值去除
掉误差才能得到真实的接续损耗。
蒙地卡罗(Monte-Carlo)统计方法可以用来确定模场直径失配对接续损耗及OTDR 单向读数误差统计分布的预期影响。
过程是在计算机数据库中用已知的和期望统计分布的本征参数产生成千上万的“光纤”,然后随机地将他们“接续”在一起,获得接续损耗的分布。
这种方式可以迅速,经济,准确地找出为了达到所希望的接续性能所需要的光纤参数分布和公差范围。
康宁单模光纤的模场直径是均值为9.2的正态分布,制造公差为±0.4µm,用0.4µm 公差分别作为模场直径分布的3σ,4σ,5σ点来研究减小模场直径统计分布的扩展范围的效果。
每种情况分别做10,000个随机接续。
表1所示为三种的接续损耗的统计结果,模场直径失配对接续损耗的直接影响是微小
的,在最坏的情况下只有0.003db 的平均值,更严格限制模场直径分布的σ对接续损耗分布的均值和贡献是微乎其微,无法测量的0.001到0.002db。
98%的接续具有小于表中98%线中给
出的接续损耗,表中统计最大计算损耗是10,000点接续的Monte-Carlo计算结果。
它可以与最大的理论模场直径失配损耗(对康宁光纤而言为8.3至9.3µm的0.056db情况)相提并论。
模场直径失配对接续损耗的影响
表1模场直径失配对接续损耗的影响
表
接续损耗 0.4µm=3σ0.4µm=4σ0.4µm=5σ
平均值(db) 0.003 0.002 0.001
σ(db) 0.004 0.002 0.002
98%(db) 0.016 0.009 0.006
最大计算值(db) 0.049 0.025 0.017
进一步严格限制模场直径σ的基本作用是预先获得模场直径失配接续损耗进一步小于期望的最大损耗的可能性以及将10,000例接续损耗最大值从0.049减小到0.017db。
通常模场直径失配对实际接续损耗的影响与外部因素(如横向偏差)相比是可以忽略的。
单向测量误差的影响
模场直径失配对OTDR单向测量误差的影响
模场直径失配对OTDR单向测量误差的影响远远大于对接续损耗的直接影响,在最大模场直径偏差(8.8对9.6µm)时接续损耗只有0.056db,而导致的OTDR单向测量误差为
±0.5db。
任意两根光纤本征散射程度的不同产生另外的随机误差。
利用对接续点的双向测量结果的平均可以消除单向测量误差,然而在许多施工中是不进行双向测量的。
图1中的积累频度分布显示了三种不同模场直径分布σ与预计的单向OTDR测量误差分布的关系,Y轴代表任一接续点单向OTDR测量误差小于X轴值的可能性,例如对全部三种情况而言,有50%的接续点的误差会小于0(即可能是负值),因为模场直径的均值为零,误差的均值为零,但是单向测量误差增大了测得的接续损耗分布的σ值。
图2中实线代表由于芯子偏心造成的真实接续损耗的累积分布,虚线代表单向OTDR测得的同样原因的接续损耗的累积分布。
图2是在图1中模场直径3σ=0.5µm,芯子偏心度均值为0.4µm的条件下得出的,点线代表40个光纤熔接损耗实际测量结果的累积频度分布。
这些光纤是从一组芯子偏心度均值为0.4µm的光纤中随机抽取的。
双向损耗(*)和单向测量结果(.)的实际数据和分布的曲线形状在统计分析结果上吻合的很好。
表2中给出了图1的分布统计。
当模场直径σ减小时,误差σ和最大误差都减小了。
表2中的最大误差是10,000个点熔接运算的最大误差,它可以与理论上0.5db最大可能误差相比。
表表2:模场直径σ对单向OTDR 测量的影响测量的影响
0.5µm=3σ 0.5µm=4σ 0.5µm=5σ 误差σ(db) 0.114 0.087 0.069 最大误差σ(db) 0.412
0.325
0.280
减小模场直径σ的确减小最大误差。
减小模场直径σ会对那些在施工中依靠单向OTDR
的用户于帮助,因为它可以减小有误差OTDR 读数的可能性。
图一图一图一::康宁康宁光纤光纤光纤 MFD MFD = 9.2µm ∼可变σ
One way OTDR Error(db)
0.5µm=3sigma
0.5µm=4sigma 0.5µm=5sigma
=0.4µm,MFD3σ=0.5µm
平均芯子偏心度=0.4
图二:平均芯子偏心度
图
表3给出了图2中分布的统计结果。
表中最后一行的最大理论接续损耗是将最坏情况加入后得来的。
仅考虑芯子偏心度有2µm横向偏差或两根1µm偏差但相互处于180°时的最大理论损耗为0.9db,芯子偏心加模场直径失配最坏情况下理论最大损耗为
0.9+0.056=0.956db。
最大理论值为偏心度0.9db损耗加上0.056db模场直径失配损耗加上0.5db最大单向OTDR模场直径失配误差。
误差
真实接续损耗++单向OTDR误差
表
表3:真实接续损耗
理论值 损耗+误差 真实值 真实+误差
平均值(db) 0.09 0.09 0.9 0.9
σ(db) 0.08 0.14 0.06 0.10
最大运算值(db) 0.73 0.80 0.20 0.37
最大理论值(db) 0.96 1.5 0.96 1.5
包含了模场直径失配偏差的接续损耗分布在没有误差以及期望的单向OTDR误差为零时具有0.09db的相同的平均损耗。
单向OTDR模场直径失配误差都是使接续损耗分布的σ增大一倍至0.14db。
但与0.15db的最大理论损耗相比,10,000个接续的Monte-carlo运算得出的最大统计接续损耗值只有0.8db。
这意味着两根光纤具有大芯子偏心度和大的正的单向误差从而导致高的接续损耗的可能性是很小的。
换句话说,众多影响接续损耗读数的因素同时达到最坏情况的可能性是非常小的。
用单向OTDR测量作为评估单个单模光纤接续损耗是不应该提倡的。
对于一个系统,大量的单向OTDR读数的确可以合理地、准确地估计接续损耗,但σ将会很大,每个系统的接续损耗会有巨大的误差。
在被熔接的光纤来自于不同供货者时,设定允许的最大OTDR读数指标要求事先掌握光纤实际本征参数分布。
此时,如果接续者指导正在从哪个方向测量接续损耗,就可以比随机方向测量大大改进精度。
在不同类型光纤熔接时无需改变统计方式,无论现在用什么样的指标来限定接续损耗,如果测量方向已知,就可以按同样的误差可能性为接续不同光纤选定合适的指标,按这种方式选择指标就可以为不同光纤熔接找到与同种光纤熔接时相同的误差概率。
简要说模场直径失配对单模光纤接续损耗的影响是非常小而且无法测量的。
而语言模场直径失配带来的OTDR测量误差是很大的。
必须谨慎使用OTDR单向测量结果。
本文的结果展示了用Monte-carlo方法进行接续损耗的分析。
这种分析方式不仅用于任何单模光纤设计而且可以迅速、经济地研究大量情况。
结果的精度和使用价值取决于已知的光纤本征参数分布的精度,该方法可以预计通过进一步限制光纤本征参数分布范围在现场施工中所能取得的改善。