实验五、光纤连接器的回波损耗测试

1、在使用光通信中的光器件时，我们非常关心器件的性能，因为它可能是产生问题的一个主要环节。器件的性能通常用一系列参数，如插入损耗，回波损耗，隔离度，偏振度，耦合比等指标来描述。有很多情况下，由于种种原因可能我们需要知道一个器件的实际性能，这就要求我们不但要熟悉各器件的参数指标，同时还要掌握一些测试器件参数的方法。插入损耗和回波损耗等是描述器件性能的基本参数，本实验主要介绍无源光器件回波损耗的测试原理和测试方法。【实验目的】了解回波损耗的概念及其在光通信系统中的意义；掌握回波损耗的测试原理和测试方法；掌握光纤熔接技术和常用测试仪器的使用方法，培养动手能力和实验技能。【实验原理】回波损耗的概念回波损耗

2、源于电缆链路中由于阻抗不匹配而产生反射的概念。这种阻抗不匹配主要发生在有连接器的地方,也可能发生于各种缆线的特性阻抗发生变化的地方。在光通信中光传输的的光纤链路上，经常需要进行光纤与光纤，光纤与器件，器件与仪器等进行连接。在连接过程中，光纤端面，器件的光学表面等对其内传输地光不可避免地产生反射。这种回波一方面造成了传输光功率的耗损，另一方面也会对一些器件的工作产生干扰，例如反射回波能造成激光器输出功率的抖动和频率的变化，有时甚至是破坏。但在另外一些情况下，反射回波却可以加以利用。在光通信中，已对回波损耗进行了详细规定（请参看标准G.957）。设P和P分别表示入射和回波反射功率，单位可以是瓦（w

3、）或者毫瓦（mw）；定义Ir回波反射光功率与入射光功率之比为回波损耗R,即1）1）式中得到的是除法计算的比值，对于多个器件存在时，需要计算乘积，在光通信中很不方便。若将R以分贝表示（单位为dB）时，上述的乘积运算就化为加减运算，故2）PR=-lOlogfiPI注意：若P、P采用dBw或dBm单位时,rIR应采用下式计算才是正确的R=P-P（3）iIr【实验内容】*1.待测器件的输入功率与回波功率测量由回波损耗定义可知，对于光纤链路中的任意器件而言，要测量其回波损耗R，就需为方便计算，本实验所测功率的单位全部采用dBm要首先测量其输入端的光功率P和反射回波的光功率P，再通过公式计算得到。Ir图1

4、给出了测量待测器件输入功率P的实验装置。由稳定光源发出的光经光跳线从2x2耦合器的1口进入，为避免4端口的反射回波，将插头4浸入匹配液中.由耦合器3端口经光跳线从插头3接入光功率计。显然，功率计所测量到的光功率即是待测器件的输入功率P。1Pl插头3聽定光源1打|卜光功率计I插头2口fl捶头4匹配图1.测量待测器件输入功率P的实验装置为了测量待测器件的回波功率，在测试系统中就必须具有导出回波功率功能的器件，例如，光耦合器或光环形器。由于光耦合器价格比较便宜，适用于实验测试，故本实验采用2x2光耦合器作为回波功率导出器件。本实验测量转换器的回波损耗，实验测试装置如图2所示。可以看出，所要测量的转换

5、器回波损耗实际上就是插头3和插头5之间的反射回波功率P。透过转换器的光经跳线后，r由插头6输出到匹配液中加以吸收。1乩插头3转换器|稳定光源匚二I卜旷牡开【边光耦合善|匕耳72匹配谯熹9图2.测量待测器件的反射回波功率P与P的实验装置r2为了导出回波功率，在测量P的过程中引入了光耦合器3端口到2端口的插入损耗rI32，所谓插入损耗是指线路中由于某器件的加入，而引起的线路传输功率的衰减。若插入器件的输入和输出功率分别为P和P,插入损耗为I。则当采用瓦或mw单位时，inoutlI=T01ogG/P)；而当采用dBw或dBm单位时，I=P一P。因此在以光耦合loutinlinout器为导出器件的测试

6、系统中，所要测试的回波功率为P=P+1(4)r2l32实际上I是指以反射回波P作为耦合器输入功率时，除了由端口2输出功率以外的所有耗l32r损的光功率，它包括了端口3到端口1的回馈功率和耦合器消耗功率。所以在测量回波损耗之前，必须首先测量I。l32观察上式可以发现，若事先测定出光耦合器端口3的输入功率P，再测定出端口2的in输出功率P，就能得到耦合器的Ioutl32【实验步骤】1.测试光耦合器的端口3到端口2插损Il32a.按图3连接光路，打开光源，待光源工作稳定之后，测量三次光源功率（每次松开裸纤连接器，重新连接后再测试），取平均后作为耦合器的输入功率P；inI稳定光源I中才-1光功率哥裸光

7、纤1裸光纤刁连接器丄连接器/图3.标定耦合器输入功率Pinb.按图4连接光路，打开光源，测量三次（每次松开裸纤连接器，重新连接后再测试）耦合器端口2的输出功率，取平均后作为耦合器的输出功率P，根据I=P-P计outl32inout算出光耦合器端口3到端口2的插入损耗；远光功率计曰勻二Z|稳定光源裸光纤1连接器裸光纤2连图4.测定耦合器输出功率pout测试待测器件的输入功率Pa.按图1先进行耦合器各端口尾纤和插头之间的焊接来搭建实验;b.打开光源，仔细检查各连接器是否正常，测量三次P，并取平均；测试光耦合器的输出功率P2a.按图2将待测器件接入光路中，即插头3通过一个标准转换器与插头5相连，再将插头6置入匹配液中（想一想，为什么？），打开稳定光源，重复测量三次P，并取平均。2计算转换器的回波损耗R由式（3）,注意到P=P+1，故转换器的回波损耗按下式计算R=P-P-1。r2l32lI2l32【实验仪器和器材】光纤熔接机、稳定光源、2x2光耦合器、光功率计、转换器、裸光纤连接器、光跳线思考与问答题】1查看相关标准并搞清楚什么是插入损耗和回波损耗？2请