2020年光纤传输损耗测试实验报告

华侨大学工学院

实验报告

课程名称光通信技术实验

实验项目名称实验1光纤传输损耗测试

学院工学院

专业班级13光电

姓名林洋

学号139512126

指导教师王达成

216 年5月日

预习报告

实验目的

了解光纤损耗的定义

了解截断法、插入法测量光纤的传输损耗

实验仪器

2MHz双踪示波器

万用表

光功率计

电话机

光纤跳线一组

光无源器件一套(连接器，光耦合器，光隔离器，波分复用器，光衰减器) 三、实验原理

光纤在波长处的衰减系数为()，其含义为单位长度光纤引起的

光功率衰减，单位是dB/km。当长度为L时，

()1lgP(L) (dB/km) (公式 1)

L P()

ITU-T G.65、G.651规定截断法为基准测量方法，背向散射法

(OTDR法)和插入法为替代测量方法。本实验采用插入法测量光纤的

损耗。

(1 )截断法(破坏性测量方法)

截断法是一个直接利用衰减系数定义的测量方法。在不改变注入条件下，分别测出长光纤的输出功率 P2（）和剪断后约2m长度短光纤的输出功率R（），按定义计算出（）。该方法测试精度最高。

图1截断法定波长衰减测试系统装置

（2）插入法

插入法原理上类似于截断法，只不过用带活接头的连接软线代替短纤进行参考测量，计算在预先相互连接的注入系统和接受系统之间（参考条件）由于插入被测光纤引起的功率损耗。显然，功率Pl、p2的测量没有

截断法直接，而且由于连接的损耗会给测量带来误差，精度比截断法差一些。所以该方法不适用于光纤光缆制造长度衰减的测量。但由于它具有非

破坏性不需剪断和操作简便的优点，用该方法做成的便携式仪表，非常适用于中继段长总衰减的测量。图 2示出了两种参考条件下的测试原理框图。

调制器光源原

调制器

光源

原L

（a）

调制器

光源—注入系统测器

测量系统

参考系统_-―■—

—h—ii

（b）

图2典型的插入损耗法测试装置

图2（ a）情况下，首先将注入系统的光纤与接收系统的光纤相连，

测出功率R然后将待测光纤连到注入系统和接收系统之间，测出功率P2，

则被测光纤段的总衰减A可由下式给出

A 1lg[ R（）/P2（）] Cr Ci C2（dB）（公式 2）

式中Cr、Ci、C2分别是在参考条件、实验条件下光纤输入端、输出

端连接器的标称平均损耗值（dB）

图2 （ b）情况下，首先将参考系统连在注入系统和接收系统之间，

测出功率P，然后如图（a）一样，测出功率P2，则被测光纤段的总衰减可由下式给出

A 1lg[R( )/P2

A 1lg[R( )/P2( )](dB)

(公式3 )

情形（a）中，由于连接器的质量可能会影响测试精度；情形（ b）中，采用了光学系统进行精密耦合，代替了连接器的耦合，可以得到精确的测量结果，当只需要知道光纤的实际衰减时，它比较合适。当被测光纤段带有连接器而且需要和其它元件串在一起时，情形（a）的测试结果更有意义。

试验平台中我们采用了插入法测量光纤的损耗，试验框图如3所

示

TP12

（b）

图3插入损耗测试框图

（3 ）光时域反射计（OTDR ）测试

背向散射法是通过光纤中后向散射光信号来提取光纤衰减及其他信

息的，诸如光纤光缆的光学连续性、物理缺陷、接头损耗和光纤长度等。

它是一种间接地测量均匀样品衰减的方法。

下面分析背向散射法的测量原

将光功率为F，脉冲宽度为To的窄带光脉冲注入光纤，由于衰减，在传输距离Z之后，光功率P(Z)为

P(Z) F1 ( Z/1) (公式 4)

式中，是衰减系数。由于瑞利散射的作用，在Z处的光功率总有一部分背向散射回光纤输入端。Z处的背向散射光功率为

Pbs(Z) P(Z) (Z)1 ( Z/1) P() (Z)1 2( Z/1) (公式 5)

式中，(Z)是在Z处光纤的瑞利背向散射系数，定义 Z为

(Z) (VgT°/2) rS (公式 6)

式中，R是瑞利散射系数；Vg是光在光纤中的群速度；S代表背向散射功率与瑞利散射总功率之比，它与光纤结构参数(芯径、相对折射率差) 有关。设Z 处的背向散射光功率为

Pbs() P () (公式 7)

由公式(7 )和式(5)，可得~Z之间的平均衰减系数为

[ig 竺(公式 8)

z Pbs(Z)

(Z)