分路器插入损耗和分光比测试实验

常用光纤器件特性测试实验实验六光纤活动连接器损耗测试实验一、实验目的1、了解光纤活动连接器插入损耗测试方法2、了解光纤活动连接器回波损耗测试方法3、掌握它们的正确使用方法二、实验要求1、测量活动连接器的插入损耗2、测量活动连接器的回波损耗三、预备知识1、了解活动连接器的特点、特性四、实验仪器1、ZY12OFCom13BG3型光纤通信原理实验箱2、FC 接口光功率计3、万用表4、FC/PC-FC/PC单模光跳线5、FC-FC 法兰盘6、Y 型分路器7、连接导线1台 1台 1台 2根 1个1个 20根五、实验原理光纤活动连接器是连接两根光纤或光缆形成连接光通路且可以重复装拆的无源器件。

其外形与普通电缆连接器有点相似，但其内部结构复杂，机械加工精度要求高。

主要技术要求是插入损耗小，拆卸方便，互换性好，重复插拔的寿命长。

它还具有将光纤与有源器件、光纤与其它无源器件、光纤与系统和仪表进行活动连接的功能。

评价一个活动连接器的性能指标有很多，其中最重要的指标有4个，即插入损耗、回波损耗、重复性和互换性。

光纤活动连接器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分贝数，计算公式为：I L 10lg(P 0P 1 （6-1）其中P 0为输入端的光功率，P 1为输出端的光功率。

对于多模光纤连接器来讲，注入的光功率应当经过扰模器，滤去高次模，使光纤中的模式为稳态分布，这样才能准确地衡量连接器的插入损耗。

光纤活动连接器的插入损耗越小越好。

光纤活动连接器插入损耗测试方法为：向光发端机的数字驱动电路送入一伪随机信号（长度为24位），保持注入电流恒定。

将活动连接器连接在光发端机与光功率计之间，记下此时的光功率P 1；取下活动连接器，再测此时的光功率，记为P 0，将P 0、P 1代入10-1式即可计算出其插入损耗。

其实验原理框图如图6-1所示。

活动连接器的回波损耗：向光发端机的数字驱动电路送入一伪随机信号（长度为24位），保持注入电流恒定。

回答人的补充2009-09-09 08:17在光链路的设计中，要碰到光纤损耗、分光损耗、分光附加损耗、活动接头损耗和光链路（总）损耗几项参数，很显然，光链路损耗是以上其他几项损耗值的总和：光链路损耗=光纤损耗+分光损耗+分光附加损耗+活动接头损耗 (dB)光纤损耗，是光信号在光纤中传输时光功率消耗引起的，在设计时1310nm通常按每km0.4dB计算，1550nm通常按0.25dB计算。

某一光路光纤损耗的dB数，换算成该路单路功率损耗mW数按下式计算：某单路功率损耗=100.1光纤损耗（mW）（某路）分光比K=某单路功率损耗/各路功率损耗总和（某路）分光损耗= -10lg K (dB)分光损耗，实际上是分光时的光功率转移造成的，不是光功率的消耗引起的，因此在计算分光比时不能将它计算进去。

但是在计算光链路总损耗时必须将它加进去。

分光附加损耗，是分光时的分光器自身消耗了光功率造成的；活动接头损耗也是其自身消耗了光功率造成的，因此这两项本来应该在计算分光比时都加进和光纤损耗中，算出三者的总损耗dB数，然后换算出损耗总功率数mW，再据此计算出分光比，这样计算得出的最后计算结果最为准确。

但是由于分光附加损耗和活动接头损耗的量值，比光纤损耗要小得多，而且各条光链路的数值基本相等，在计算分光比时把各条光路的这两项数值统统忽略不计，对分光比计算结果的影响很微小。

因此，通常在计算分光比时都把分光附加损耗和活动接头损耗忽略不计，仅仅将光纤损耗换算成光功率来计算分光比。

但是在计算光链路总损耗的时候，这两项数值都要计算进去。

分光器附加损耗的大小，和分光路数的多少有关，设计时可从表1中选取数值。

表1 分光器的附加损耗值分光路数2345678910111216损耗dB0.200.300.400.450.500.550.600.700.800.901.001.20活动接头损耗，要根据光链路中活动接头的总数量计算，通常按每个接头0.3～0.5dB选取。

光线损耗测试实验报告实验目的本实验旨在通过光线损耗测试，研究光纤传输系统中的光信号损耗情况，了解光纤传输的性能及可靠性。

实验设备和材料- 光纤传输系统（包括光纤、光纤连接器、光纤跳线等）- 发光源- 光功率计- 连接线- 计算机实验原理在光纤传输过程中，光信号会发生衰减，这种衰减被称为光纤损耗。

光纤损耗的主要原因包括衰减、散射、弯曲等。

本实验通过使用发光源产生光信号，通过光功率计测量经过不同光纤距离后的光功率，从而计算光纤传输系统的光线损耗。

实验步骤1. 连接光纤传输系统：将发光源通过连接线与光纤传输系统相连。

2. 清洁光纤接口：使用纯净的酒精棉球清洁光纤连接器，确保连接器表面干净，没有灰尘或油脂。

3. 设置发光源参数：根据实验要求，设置发光源的输出功率、光波长等参数。

4. 连接光功率计：使用光纤跳线将光功率计与光纤传输系统中的光纤连接器相连。

5. 设置光功率计参数：根据实验要求，设置光功率计的波长、检测范围等参数。

6. 测量光功率：打开发光源和光功率计，记录光功率计所测量到的光功率值。

7. 更改光纤距离：改变光纤传输系统中的光纤长度，如增加或减少光纤跳线的长度。

8. 重复步骤6和步骤7，测量不同光纤长度下的光功率。

数据处理和分析根据实验测得的光功率数据，可以得到光纤传输系统中不同光纤长度下的光功率值。

通过计算光功率的差值，即可得到光纤传输中的光线损耗。

实验数据示例：光纤长度（m）光功率（dBm）-10 -3.520 -6.230 -9.040 -12.8根据上述数据，可以绘制出光功率随光纤长度变化的曲线图。

根据实验数据，我们可以看到随着光纤长度的增加，光功率呈线性下降的趋势，这表明光纤传输系统中存在光线损耗。

实验结果和讨论根据实验结果，可以得到光纤传输系统在不同光纤长度下的光线损耗。

通过分析实验数据，可以确定光纤传输系统的衰减特性，进一步评估光纤传输系统的性能及可靠性。

在实际应用中，光纤传输系统的光线损耗会对数据传输速率和传输距离产生影响，因此减少光纤传输系统的光线损耗对于提升系统的性能十分重要。

通信工程专业综合实验报告――光通信部分姓名学号通信班级上课时间周二下午16:20~18:10第8章光纤传输系统实验一激光器P-I特性测试实验1. 实验目的1、学习半导体激光器发光原理和光纤通信中激光光源工作原理2、了解半导体激光器平均输出光功率与注入驱动电流的关系3、掌握半导体激光器P （平均发送光功率）-I （注入电流）曲线的测试方法2. 实验仪器1、ZY12OFCom13BG型光纤通信原理实验箱1台2、FC接口光功率计1台3、FC/PC-FC/PC单模光跳线1根4、万用表1台5、连接导线20 根3. 实验原理半导体激光二极管（LD）或简称半导体激光器，它通过受激辐射发光，是一种阈值器件。

处于高能级E2的电子在光场的感应下发射一个和感应光子一模一样的光子，而跃迁到低能级E1,这个过程称为光的受激辐射，所谓一模一样，是指发射光子和感应光子不仅频率相同，而且相位、偏振方向和传播方向都相同，它和感应光子是相干的。

由于受激辐射与自发辐射的本质不同，导致了半导体激光器不仅能产生高功率（》10mW辐射，而且输出光发散角窄（垂直发散角为30〜50°,水平发散角为0〜30°），与单模光纤的耦合效率高（约30%〜50%），辐射光谱线窄（△入=0.1〜1.0nm）,适用于高比特工作，载流子复合寿命短，能进行高速信号（＞20GHZ直接调制，非常适合于作高速长距离光纤通信系统的光源。

P-I 特性是选择半导体激光器的重要依据。

在选择时，应选阈值电流I th尽可能小，I th对应P值小，而且没有扭折点的半导体激光器。

这样的激光器工作电流小，工作稳定性高，消光比大，而且不易产生光信号失真。

并且要求P-I曲线的斜率适当。

斜率太小，则要求驱动信号太大，给驱动电路带来麻烦；斜率太大，则会出现光反射噪声及使自动光功率控制环路调整困难。

半导体激光器可以看作为一种光学振荡器， 要形成光的振荡，就必须要有光放大机制，也即激活介质处于粒子数反转分布， 而且产生的增益足以抵消所有的损耗。

实验光纤损耗测试一、实验目的1、通过实验掌握对光纤总损耗和损耗系数以及光纤损耗谱的测试的多种方法。

2、学会正确使用光学测试仪表。

3、利用光时域反射仪（OTDR）进行光纤故障分析并判断。

二、实验仪器1、稳定化光源（λ=1310nm，λ=1550nm）一台2、光功率计一台3、光时域反射仪（OTDR）一台三、实验内容1、插入法测试单模光纤和多模光纤的传输损耗2、光时域反射仪测试1、连接图2、参数设置折射率：1.4675；范围：0-6km；脉宽：100ns。

3、测试曲线（附图片）4、测试结果并计算答：经OTDR测试得到反射峰AB两点间光纤长度为 1.957km，两点间损耗为1.512dB，取样距离63.80cm四、思考题：1、比较三种测试方法的优缺点；答：剪断法测量结果最精确，但具有破坏性；插入法在工程中更加常用，属于非破坏性测量；光时域反射仪OTDR测试比较方便，工程量少，测试结果直观易懂，成本高。

2、对光纤的传输损耗规律进行总结；答：光纤衰耗系数是多模光纤和单模光纤最重要的特性参数之一，在很大程度上决定了多模和单模光纤通信的中继距离。

衰耗系数的定义为：每公里光纤对光信号功率的衰减值。

其表达式为：a= 10 lg pi/po 单位为db/km其中：pi 为输入光功率值（w 瓦特）po 为输出光功率值（w 瓦特）使光纤产生衰耗的原因很多，主要有：吸收衰耗，包括杂质吸收和本征吸收；散射衰耗，包括线性散射、非线性散射和结构不完整散射等；其它衰耗，包括微弯曲衰耗等。

3、光时域反射法测试光纤损耗为什么需要连接标准光纤？答：由于光纤中的活动连接器和机械接头等特征点产生反射后引起OTDR 接收端饱合而带来的一系列“盲点”称为盲区。

不仅OTDR 前面板的活动连接器，而且光纤中其它的活动连接器都会引起盲区。

衰减盲区：从反射峰的起始点到接收器从饱合状态恢复到线性背向散射上0.5dB 点之间的距离。

事件盲区：从反射峰的起始点到接收器从饱合峰值恢复1.5dB 之间的距离。

光无源器件参数测试实验光无源器件参数测试实验是对光通信系统中使用的无源器件进行性能测试的一种方法。

无源器件包括光纤、光分路器、光耦合器等，它们在光通信系统中起到传输和分配光信号的作用。

在光通信系统中，无源器件的性能直接影响到系统的传输效率和稳定性，因此准确测试无源器件的参数是非常重要的。

1.实验目的测试光无源器件的参数，包括插入损耗、反射损耗、带宽、槽隔离度等，以评估器件的性能，为光通信系统的设计和优化提供依据。

2.实验仪器与设备(1)光源：常用的光源有激光二极管光源、电子脉冲激光器、气体激光器等。

光源的选择应根据实际应用需求确定。

(2)光功率计：用于测量光源的输出光功率，常用的光功率计包括光纤功率计和探头功率计。

(3)光分路器：用于将光信号分成两个或多个信号，常用的光分路器有耦合式光纤分路器和干涉式光纤分路器。

(4)光耦合器：用于将光信号从一个光纤耦合到另一个光纤中，常用的光耦合器有耦合式光纤耦合器和波导式光纤耦合器。

(5)光衰减器：用于调节光信号的光功率，常用的光衰减器有可调半波电压衰减器、可调半波电压Tipo式衰减器。

(6)光检测器：用于检测光信号的强度和特性，常用的光检测器有光电二极管、光电探测器等。

(7)光谱仪：用于测量光信号的频谱，获取光信号的频率信息，常用的光谱仪有光栅光谱仪、波长计等。

3.实验步骤(1)校准仪器：调节光源的输出光功率，使用光功率计校准光源的输出功率，并记录下来。

(2)测量插入损耗：将光无源器件与光源和光功率计连接起来，记录下光源的输出功率和光经过器件后的功率，计算插入损耗。

(3)测量反射损耗：将光无源器件与光源和光功率计连接起来，记录下光源的输出功率和光反射回来的功率，计算反射损耗。

(4)测量带宽：使用光谱仪测量无源器件的光信号频谱，记录下信号的中心频率和带宽。

(5)测量槽隔离度：使用光分路器或光耦合器将光信号分成两个或多个信号，分别测量各个信号的光功率，并计算槽隔离度。

分光网络中光分路器的损耗计算一、光功率单位介绍在实际运用中，光功率单位常采用mw或分贝值dBm在有线电视系统中，利用场强仪测得的射频电平是以dBpV为单位表示的，dB表示一个相对值，如甲的功率为18dBm，乙的功率为10dBm，则可以说甲比乙大8dB，dBm是功率绝对值的单位，不要相互搞混淆了。

二、光分路器的分光比定义及电气参数光分路器类似于电缆传输网络中的分支器、分配器。

在实际的运用中，常常用光分路器把光发射机输出的光信号分成强度不等的几路输出，光强较大的一路传输到较远的设备，光强弱的一路传输到较近的距离，以使各个光节点都能得到近似相等的光功率。

光分路器对各支路光功率分配的比例称为分光比，分光比K 定义为光分路器某输出端输出光功率与光分路器输出端总的输出光功率之比。

分光损耗：不同的分光比对光信号产生的损耗就叫做分光损耗，其值为-10lgK。

驸加损耗：光分路器把输入端的光信号按照预定的分光比对各个支路进行分配时，光信号通过光分路器时除分光损耗外，还有光分路器本身对光信号产生的损耗，这种损耗称为光分路器附加损耗。

插入损耗：插入损耗包括分光损耗和附加损耗两部分，即插入损耗(dB)=-10lgk+附加损耗。

同时光分路器还有频率响应、均匀性、隔离度等技术指标要求。

三、光链路损耗的计算光链路损耗包括三个部份：一是光缆对光信号强度产生的衰减；二是网络中各种接头、接点对光信号的衰减;三是网络中器件对光信号产生的衰减，例如光分路器的分光损耗和附加损耗。

光链路全程损耗可按下式计算：A=aL-10lgk+Ac+Af。

式中：A为光链路全程损耗，aL为光纤对所传输光信号的衰减，α为光衰减系数，L为光缆长度。

在设计中在光信号波长为1310nm时一般取α=O.4dB／km，当光信号波长为1550nm时，可取α=0.25dB/Km(包括熔接损耗)。

Ac为插头损耗，每个接头可按0.5dB计算。

Af伪光分路器附加损耗，设计中可按下表所示值计算。