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1、光纤传输系统中光纤线路的实验（一） 损耗与回损的测量一、 实验目的1、 掌握连接损耗和全回损耗测量的方法2、 掌握接续损耗和回损测量的方法二、实验原理概念：光纤损耗是表征光纤传输性能的一个重要参数，光纤损耗直接决定了通信线路无中继的区间即有中继站间距离的长度，衡量光纤损耗的特性，通常都用单位长度上光纤损耗的dB数表示，其单位为dB/km。目前常用的光波长在处光损耗为0.5dB/km，而波长在处已达到0.2dB/km。若用表示光纤的衰耗系数，分别表示在某段距离上所测的光功率值，表示某段距离长度，则它们之间的关系可用下式表示：测试法：1、 损耗和全回损测量此测试模式如下图所示，可以测量标记与标记之
2、间的距离，每公里损耗和全回损。图-1依据的原理：计算全回损TRL的dB值公式为：其中，光时域反射仪测量功率； 的入射光脉冲峰功率； 入射光脉冲宽度； 背向散射光电平； 在入射端的背向散射光强度上，对测量波形的正交化和积分； 是由光纤、波长和脉冲宽度决定的。2、 接续损耗和回损测量原理 在测量接续损耗时，其波形如下图，下图L圆弧部分就是输入到光时域反射仪的波形在接续点处有一个突变的下降沿，其测量方法为画直线，和，接续点后的直线部分是直线的前向投影，从接续点向该的投影做垂线，则接续点和焦点的电平差，就是所求的接续损耗。图-2测量回损利用的原理回损R可由下列方程求出：当前设置的脉冲宽度表示和表示之间
3、的电平差背向散射光电平背向散射损耗（）瑞利散射损耗（dB/km）:光纤的群速率光纤的有效常数 光纤芯线的折射率光纤覆层的折射率有纤的有效群折射率光速3、实验框图 OTDR光纤连接器被测光纤线路 三、实验步骤：1、 选择熔接后的光纤一条（选择带光纤连接器的光纤）2、 接入OTDR设备3、 分析OTDR测量所得的图4、 分别选择接续损耗和回损模式进行测量5、 记录接续损耗四、实验仪器： 光时域反射仪五、预习内容与思考1、 预习有关瑞利散射的有关内容2、 预习有关光纤折射率的有关问题3、 预习光纤损耗相关知识4、 思考如何用最小二乘法原理来测量光线接续损耗六、实验内容1、记录损耗和全回损的数值2、记
4、录接续损耗和回损的数值七、实验报告 1、从光时域反射仪选取接续损耗波形，计算其损耗值，并和仪器读数进行比较 2、从光时域反射仪中选取一段波形计算它的会侧值，并和仪器读数进行比较。光纤传输系统中光纤线路的实验（二）光纤长度测量一、实验目的1、掌握光纤线路长度的测量方法2、学会用OTDR分析判断，光纤线路中的故障点二、实验原理在光传输系统中光纤线路的畅通，是保证光信号正常传输的关键，因此，在实际光纤线路的维护中，光纤线路的测量起着重要的作用。OTDR的原理是光脉冲的瑞利散射，由于瑞利散射光具有和入射波长相同的波长，且功率与该点的入射光功率成正比，因此通过测试光纤返回的反向光功率就可以获得入射光沿光
5、纤传输路径所受到的损耗特性，并且还可以通过分析返回光信号的时间来确定待测光纤中不完善点的位置以及待测光纤的总长度。下图是一条典型的测试曲线：其中a点为光纤的输入端，是耦合设备和光纤输入端端面产生的菲涅尔反射信号，并且此处的光信号最强，b点有一突降，说明此处有一接头或存在其它的缺陷，从而所引起高损耗，c点突然有一个上升，说明此处有光纤的断裂面，引起菲涅尔反射，d点为光纤的终点，是由输出端引起反射。L图-3（由上图可求出光纤衰减系数，其中为e点和b点测得的光功率，L为这两点的长度。）因此测量光纤的长度，就利用光纤中光信号的背向散射原理。光纤在光纤中传输的速度，其中，为光纤的折射率，为光在真空中的速
6、度。将光信号从始端的某点再反向传回始端的时间T，变换成光信号在光纤传输中传输的距离，可表示为：因为此距离为实际距离的2倍，故光纤的实际长度为 测量的原理框图： OTDR光纤连接器被测光纤线路 三、实验步骤1、 将要测试的光纤段接入OTDR设备专用的槽中；2、 将信号送入光纤；3、 由OTDR发送，单模或多模光源；4、 分析OTDR测量所得的图；5、 记录数据。四、实验仪器光时域反射仪五、预习要求与思考1、 预习有关背向散射及瑞利散射的有关知识；2、 思考在光纤传输工程中，如何检测光通路。六、实验内容1、分别选取48、96、144公里的光纤进行测量，记录所检测的数据；2、估算未知光纤的长度。七、
7、实验报告1、 在实际应用中，若某光路出现故障，如何用OTDR进行分析， 写出过程及测试框图；2、 分析为何OTDR测试的范围要求比较大，当测试的光纤距离较小时，为何出现盲区。 光纤传输系统中光纤线路的实验（三）光纤色散的测量一、实验目的1、 掌握测量光纤中色散的方法2、 会用OTDR分析仪记录光纤中的色散值二、实验原理1、色散的定义：数字信号在光纤中传输时是由不同的频率成分或不同的模式成分携带的，而这些不同的频率成分由不同的传输速度，当他们在光纤中传输一段距离后将互相散开，于是光脉冲被展宽，而被称为色散。2、色散的影响：在光信号的传输中，由于受到色散的影响，信号的脉冲发生展宽，从而导致了码间干
8、扰的产生，从而限制光传输的速度和频带宽度。3、色散测试原理：A多模光纤的色散测试设光纤的输入/输出脉冲波形近似为高斯分布如下图PinA1A1/2tPoutA2A2/2t (A) (B)(A)为输入脉冲，幅度A1，则A1/2所对应的宽度为是这个脉冲的宽度。(B)为输出脉冲，幅度为A2 ，则A2/2所对应的宽度为是这个脉冲的宽度。经证明经光纤传输的脉冲展宽则色散带宽为 B.单模光纤的色散测试在单模光纤中没有模间色散，只有色度色散（频率色散），色散和光源普密度密切相关，光源普宽越宽，色散越小，宽带越大，通常用色散系数表示色散的大小即为单位长度上单位波长间隔内的光波在光纤上产生的时延差，此时光纤带宽与
9、色散系数的关系为C测试框图 OTDR光纤连接器被测光纤线路 三、实验步骤：1、用尾纤将OTDR与光纤线路相连如上图：2、改OTDR的工作模式，同时将其转换成色散模式测量3、选用近似公式 （SMF DSF 或ANY）和参考波长4、记录数据的大小四、实验仪器OTDR分析仪五、思考与预习要求1、预习有关色散的概念。2、思考影响光纤色散的因素。六、实验内容：1、分别选用1.31um、1.55um波长的光进行测试，记录在光纤中的色散。七、实验报告1、分别选用1.31um1.420um1.55um1.650um波长的光进行测量由OTDR分析仪绘出图表2、根据上图色散曲线图。光纤传输系统中光纤线路实验（四）
10、单盘光纤及线路接入损耗测试一、实验目的1、了解光纤的基本参数对其传输特性的影响2、掌握单盘光纤及线路接入损耗的测试方法 二、实验原理 在光纤传输系统中，线路的好坏将决定传输质量的高低，因此对于光纤线路的测量是确保传输的关键。在单盘光纤中，为了施工护维护的方便，一般都规定有A、B端。分别将光缆的AB端剖开进行损耗、长度、色三等各项数据测试。 其测试原理如下图： OTDR裸纤盘单盘光纤 熔接点ian 熔接点ian 在光纤传输系统中，线路的衰耗是一个重要的参数，在本实验中我将对实验室的光纤线路进行测量，来检测线路的衰耗。首先我们将光纤配线柜（ODF）中的各条线路进行串联，连成一条整线路。在用OTDR
11、来对线路进行测量，观察OTDR所测得的曲线，记录数值大小。其实验原理图如下：OTDR光纤配线柜光缆盘测试G655光纤测试G652光纤 三、实验仪器 OTDR、单盘裸纤（米）四、实验步骤： 、将单盘裸纤的一头与尾纤进行熔接于OTDR。 、将单盘裸纤的另一头与单盘光纤熔接 、观察OTDR波形，记录数值 、将尾纤一端接入光纤配线柜（ODF）中的G652光纤 、将尾纤的另一端接入OTDR 、观察OTDR的曲线并记录数值 、重复过程4-6，测试ODF中的G655光纤。五、预习要求 、了解光纤的基本参数。 、掌握光纤损耗的计算方法。六、实验内容 、用OTDR测试光纤线路 、用OTDR测试单盘光纤七、实验报
12、告 、记录所测单盘光纤的损耗。 、比较用ODTR所测的G652和G655 光纤损耗，数值上有何不同。光纤传输系统中SDH设备的实验（五） 光功率的测试一、实验目的1、掌握SDH设备的平均发送光功率的测试二、实验原理1、平均发送光功率 平均发送光功率是指在正常工作条件下，SDH设备（光端机）输出的平均功功率，即尾纤书的光功率，平均发送光功率指标与实际的光纤线路有关，在长距离光纤数字通信系统中，要求有较大的平均发送光功率，在短距离的光纤数字通信系统中，要求较小的平均发送光功率。2、实验原理及实验框图本实验的实验原理是利用SDH分析仪送出“0”、“1”等概率的伪随机码与SDH设备的电接口相连，将光功
13、率计通过尾纤与SDH光路端口连接，即可得出发送光功率P，然后查看光纤连接器的损耗值，最后得出平均发光功率PT=P+,其连接框图如下图：SDH分析仪收发本端SDH收发对端SDH光功率计尾纤回环三、实验仪器光功率计分析仪四、实验步骤：1、 用条线将SDH分析仪与SDH电接口连接2、 用SDH分析仪向SDH设备发送伪随机码序列3、 通过尾纤将光功率计与SDH设备的发端连接4、 记录功率值5、 利用公式PT=P+(光纤连接器的插入损耗)五、预习要求与思考题：1、 预习有关SH复用设备的知识及SDH传送网的知识。2、 若分析仪发送的伪随机码有相位抖动时会产生什么情况六、实验内容、1、 使用光功率计测试SDH设备的平均发送功率，并进行记录2、 使用光功率计分别测试本端或对端SH设备的接收光功率，并进行记录七、实验报告1、 整理实验数据，回顾测试方法2、 当光功率计指示的功率突然下降时，表明出现啥情况。3、 若发送光功率测量过程中光功率突然上升，又表明出现什么情况光纤传输系统中SDH设备的实验（六） 消光比测试一、实验目的1、 掌握消光比的测试方法2、 了解SDH设备的性能指标“消光比”二、实验原理1、 消光比
