第 5章 光纜通信工程中常用儀表介紹 光 衰 減 器 常 用 光 源 光 功 率 計 光時域反射儀 （ 光 纖 熔 接 機 光 衰 減 器 用途與分類 光衰減器是對光信號進行衰減的器件 。 光衰減器有兩種類型 ， 即可變光衰減器和固定光衰減器 。 原理 衰減光功率的方法有：反射一部分光 ，吸收一部分光 ， 在空間遮擋一部分光 ， 用偏振片選擇光的偏振面等 。 使用方法 1以 明其使用方法，其面板結(jié)構(gòu)及各部分的名稱如圖 所示。 2 常 用 光 源 光源是光纖測試的主要組成部分，是光特性測試不可缺少的信號源。 用途與分類 光纖通信測量中使用的光源有三種：穩(wěn)定光源 、 白色光源 （ 即寬譜線光源 ） 及可見光光源 。 原理 1發(fā)光二極管式穩(wěn)定光源 發(fā)光二極管是比較穩(wěn)定的半導體發(fā)光器件 ， 只要工作環(huán)境溫度保持一定 ， 其輸出光功率就可以在長時間內(nèi)保持穩(wěn)定 。 圖 發(fā)光二極管式穩(wěn)定光源 2激光二極管式穩(wěn)定光源 圖 使用方法 1 2 光 功 率 計 用途及分類 光功率計是用來測量光功率大小 、 線路損耗 、 系統(tǒng)富裕度及接收機靈敏度等的儀表 ， 是光纖通信系統(tǒng)中最基本 ， 也是最主要的測量儀表 。 光功率計的種類很多： 根據(jù)顯示方式的不同 ， 可分成模擬顯示型和數(shù)字顯示型兩類； 根據(jù)可接收光功率大小的不同 ， 可分成高光平型 （ 測量范圍為 10 40、中光平型 （ 范圍為 0 55和低光平型（ 范圍為： 0 90三類； 根據(jù)光波長的不同 ， 可分為長波長型（ 范圍為 1.7m） 、 短波長型 （ 范圍為 1.1m） 和全波長型 （ 范圍為 .6m） 三類； 此外 ， 根據(jù)接收方式的不同 ， 還可將光功率計分成連接器式和光束式兩類 。 原理 光功率計一般都由顯示器 （ 又稱指示器 ， 屬于主機部分 ） 和檢測器 （ 探頭 ） 兩大部分組成 。 圖 數(shù)字顯示式光功率計原理框圖 使用方法 1 2 圖 光源光功率計測試連線示意圖 光時域反射儀（ 光時域反射儀（ 又稱后向散射儀或光脈沖測試器，光纖光纜的生產(chǎn)、施工及維護工作中不可缺少的重要儀表，被人稱為光通信中的“萬用表”。 用途 可用來測量光纖的插入損耗 、 反射損耗 、 光纖鏈路損耗 、 光纖長度 、 光纖故障點的位置及光功率沿路由長度的分布情況（ 即 等 。 原理及相關術(shù)語 1原理 圖 2基本術(shù)語 在 非反射事件 、 反射事件和光纖尾端 。 （ 1）背向散射 光纖自身反射回的光信號稱為背向散射光 （ 簡稱背向散射 ） 。 （ 2）非反射事件 光纖中的熔接頭和微彎都會帶來損耗 ， 但不會引起反射 。 由于它們的反射較小 ， 我們稱之為非反射事件 。 （ 3）反射事件 活動連接器 、 機械接頭和光纖中的斷裂點都會引起損耗和反射 ， 我們把這種反射幅度較大的事件稱之為反射事件 。 圖 （ 4）光纖末端 第一種情況為一個反射幅度較高的菲涅爾反射 。 第二種情況光纖末端顯示的曲線從背向反射電平簡單地降到 性能參數(shù)、常見問題及使用方法 1 盲區(qū) 、 距離精確度 、 反射損耗 。 （ 1）動態(tài)范圍 定義：把初始背向散射電平與噪聲電平的差值 （ 定義為動態(tài)范圍 。 動態(tài)范圍的作用：動態(tài)范圍可決定最大測量長度 。 動態(tài)范圍的表示方法：有峰 又稱峰值動態(tài)范圍 ） 和信噪比 （ 1）兩種表示方法 。 動態(tài)范圍的應用 動態(tài)范圍大小決定儀器可測量光纖的最大長度 。 測量范圍與動態(tài)范圍的關系 初始背向散射電平與一定測量精度下的可識別事件點電平的最大衰減差值被定義為測量范圍 。 圖 動態(tài)范圍與測量范圍關系示意圖 距離刻度 距離刻度是表示 是 （ 2）盲區(qū) 定義 由活動連接器和機械接頭等特征點產(chǎn)生反射 （ 菲涅爾反射 ） 后 ， 引起 盲點 ” 稱為盲區(qū) 。 衰減盲區(qū) 事件盲區(qū) 圖 事件、衰減盲區(qū)示意圖 盲區(qū)和動態(tài)范圍間的關系 盲區(qū)：決定 動態(tài)范圍：決定 影響動態(tài)范圍和盲區(qū)的因素： a 脈寬的影響 b 平均時間對動態(tài)范圍的影響 c 反射對盲區(qū)的影響 圖 脈沖寬度對測試的影響 圖 平均時間對動態(tài)范圍的影響 （ 3）距離精度 距離精度是指測試長度時儀表的準確度 （ 又叫一點分辨率 ） 。 時鐘精度 、 光纖折射率 、 光纜的成纜因素和儀表的測試誤差有關 。 圖 采樣間隔對測試的影響 圖 分段設置折射率示意圖 2常見問題 （ 1）光纖類型不匹配 （ 2）增益現(xiàn)象 （ 3）盲區(qū)的影響消除 （ 4）幻峰（又叫鬼點） 3 （以 光 纖 熔 接 機 用途與分類 光纖熔接機是完成光纖固定連接接頭的專用工具 。 光纖熔接機可根據(jù)被接光纖的類型不同分為單模光纖熔接機和多模光纖熔接機； 根據(jù)操作方式的不同 ， 可分為人工（ 或半自動 ） 熔接機和自動熔接機； 根據(jù)一次熔接光纖芯數(shù)的不同分為單纖熔接機和多纖熔接機； 根據(jù)接續(xù)過程中監(jiān)控方式的不同 ， 可分為遠端監(jiān)控方式 （ 屬第一代 ） 熔接機 ， 本地監(jiān)控方式 （ 屬第二代 ）熔接機和纖芯直視方式 （ 屬第三代 ）熔接機 。 工作原理 1纖芯直視法（ 接機 圖 2本地監(jiān)控方式熔接機 使用方法 1 2注意事項 3操作方法 圖 （ 1）鍵盤說明 （ 2）參數(shù)設置 設定外形的操作步驟 對芯方式的操作步驟 5 圖 進入外形項顯示畫面 圖 第三層菜單畫面 外徑選擇的操作步驟 數(shù)據(jù)顯示與存入 圖 對芯方式選擇畫面 數(shù)據(jù)顯示與存入畫面 放電試驗 時間 （ 3）方式選擇 圖 放電試驗顯示畫面 圖 時間菜單顯示畫面 方式選擇畫面 自動 手動 分步 通信 參數(shù) 檢查 圖 檢查方式畫圖 電機檢查顯示畫面 圖 電極狀態(tài)顯示畫面 光纖名 加熱條件 圖 光纖名畫圖 圖 加熱條件顯示畫面 加熱參數(shù)顯示畫面 （ 4）熔接機自動熔接操作流程 （ 5）光纖熔接點的補強 光纖熔接機自動熔接流程圖 圖 良好實例：保護套管端部未收縮示意圖 圖 良好實例：被覆部位附有氣泡示意圖 圖 不良實例：進入保護套管的被覆光纖的長度不夠 圖 不良實例：裸纖部位上附有小氣泡示意圖 圖 不良實例：熔接部光纖彎曲示意圖 （ 6）熔接質(zhì)量評估 表 5 - 4 熔接質(zhì)量不好情況 屏幕上顯示圖形 形成原因及處理方法 由于端面塵埃、結(jié)露、切斷角不良以及放電時間過短引起。 熔接損耗很高，需要重新熔接 由于端面不良或放電電流過大引起，需重新熔接 熔接參數(shù)設置不當，引起光纖間隙過大。 需要重新熔接 端面污染或接續(xù)操作不良。 選按“ A R C ”追加放電后，如黑影消失，推算損耗值又較小，仍可認為合格。 否則，需要重新熔接 表 5 - 5 熔接質(zhì)量正常情況 屏幕顯示圖形 形成原因及處理 方法 白線 光學現(xiàn)象，對連接特性沒有影響 模糊細線 光學現(xiàn)象，對連接特性沒有影響 包層錯位 兩根光纖的偏心率不同。推算損耗較小，說明光纖仍已對準，屬質(zhì)量良好 包層不齊 兩根光纖外徑不同。若推算損耗值合格，可看做質(zhì)量合格 污點或傷痕 應注意光纖的清潔和切斷操作，不影響傳光 4熔接過程中的異常情況及處理 圖 進行光功率復合和分解的基本星形耦合器的概念 1 2 2光纖耦合器 通常使用器件的根據(jù)輸入和輸出端口進行表征命令 。 比如具有兩個輸入和兩個輸出的器件稱為 “ 2 2耦合器 ” ， 通常 ，N 個輸入和 圖 熔融光纖耦合器的橫截面， 它包括長為 合器總的拉伸長度為L=2l+W 2 2 2波導耦合器 在理想的星形耦合器中 ， 任意輸入端口輸入的光功率都應均勻分配給所有的輸出端口 ， 耦合器的總損耗包括分路損耗和通過星形的每一個通路的附加損耗 ， 使用分貝表示的分路損耗的為 對單一輸入功率 個輸出功率 ，使用分貝表示的附加損耗為 圖 由 12個 2 2耦合器形成的 8 8星形耦合器 由圖 構(gòu)成 N 儀表） 1可調(diào)諧光源 圖 其調(diào)諧范圍 2可調(diào)諧濾波器 圖 其中濾波器的工作頻率范圍是 可以采用電調(diào)諧來允許一個光頻帶通過 。 圖 可調(diào)諧光濾波器示意圖 圖 其中一個臂比另一個臂薄 。 電光調(diào)諧可實現(xiàn) 8信道 50 在 1 550， 調(diào)諧時間小于 50這是通過級聯(lián)三個可調(diào)諧 如圖 圖 珀羅濾波