北邮光纤实验报告背向散射法测量光纤的衰减常数 .pdf

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（OpticalTine

DomainReflectometer，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

试验测量结果如下：其中光纤长度L=11.5Km

λ1310nm1550nm

Pi-3.14dBm-3.49dBm

Po-7.55dBm-7.91dbm

有原理中的公式推导有：

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。