实验二 尾纤波长识别实验.docx

1、实验二 尾纤波长识别实验实 验 内 容1.我国采用的光纤光缆型号的表示方法2.从光纤的规格代号中识别尾纤波长3.用测量法识别尾纤波长一、实验目的1.了解我国采用的光纤光缆型号的表示方法2.学会从光纤的规格代号中识别尾纤波长3.了解用测量光纤损耗来识别尾纤波长的方法二、实验电路工作原理光纤线路的两端一般是通过一段短光纤把线路与光端机连接起来的。这一段短光纤长度为 3米或 5米、10 米，因其位置处于光纤线路的尾部，故称为尾纤。尾纤的传输特性有工作波长、信号传输模式、带宽与损耗等，通常这些通过光纤光缆的型号标志来识别，也可以用仪表来测试。1.光纤光缆的型号标志光纤光缆的型号，各个国家标志的方法不尽

2、相同。我国光纤光缆的型号由光缆型式代号和光纤规格代号两部分组成，举例说明如下：光缆型式代号的构成 光纤规格代号的构成（1）光缆型式代号由五部分组成，各部分均用代号表示。分类及代号例如：GY通信用室（野）外光缆GR通信用软光缆GJ通信用室（局）内光缆GS通信设备内光缆GH通信用海底光缆GT通信用特殊光缆加强构件及代号无符号金属加强构件F非金属加强构件C金属重型加强构件41 2 3a bb cc 5 H非金属加强构件派生特征及代号B扁平形状Z自承式结构T填充式结构护套及代号Y聚乙烯护套V聚氯乙烯护套U聚氨酯护套A铝-聚乙烯粘接护套L铝护套G钢护套Q铅护套S钢-铝-聚乙烯综合护套外护层及代号外护层型

3、号用数字代号表示材料的含义，并按铠装层和外被层结构顺序编列，见表 2-1。表 2-1：第一位数字标记 铠装层材料 第二位数字标记 外被层材料0 无 0 无1 1 纤维层2 双钢带 2 聚氯乙烯套3 细圆钢丝 3 聚乙烯套4 粗圆钢丝 4 例如：03聚乙烯外护层33钢丝铠装聚乙烯外护层（2）光纤规格代号也由五部分组成，各部分均用代号表示。1光纤数光纤数表示缆内同类型光纤的实际有效数。2光纤类别及代号J二氧化硅系多模渐变型光纤T二氧化硅系多模阶跃型光纤Z二氧化硅系多模准阶跃型光纤D二氧化硅系单模光纤X二氧化硅系塑料包层光纤S塑料光纤3光纤主要尺寸参数多模光纤：芯径/包层直径（m）单模光纤：模场直径

4、/包层直径（m）4光纤传输特性及代号a：使用波长的代号，是一位数。规定如下：1使用波长在 850nm区域2使用波长在 1300nm区域3使用波长在 1550nm区域bb：衰减系数的代号，是二位数。其数字依次为光缆中光纤衰减常数分类数值（dB/km）的个位和十分位数字。cc：模式带宽的代号，是二位数。其数字依次为光缆中光纤模式带宽分类数值（MHzkm）的千位和百位数字。单模光纤无此项。例 1：传输特性代号（13002）表示使用波长在 850nm区域；光缆中光纤衰减常数不大于 3.0 dB/km；模式带宽不小于 200MHzkm的多模光纤。例 2：传输特性代号（208）表示使用波长在 1300nm

5、区域；光缆中光纤衰减常数不大于 0.8 dB/km的单模光纤。5允许适用范围及代号表 2-2：代 号 适 用 温 度 范 围 （）A - 40 + 40B - 30 + 50C - 20 + 60D - 5 + 60举例：金属加强构件、油膏填充、钢-铝-塑料综合护套、钢丝铠装、聚乙烯外护层的通信用室外光缆，其中包括 12根模场直径/包层直径为 10/125m 的二氧化硅系单模光纤，在 1300nm波长上衰减常数不大于 0.5dB/km，光缆的适用温度为-20+60的光缆型号表示为GYTS3312D10/125（205）C本实验系统使用国外厂商生产的尾纤，其型号表示方法与上述的不同，在尾纤的外套

6、上印有许多数字、代码，其中有关光纤规格的代号有“1FIBER 62.5/125”。第一位数字代表工作波长，1 型工作波长为 850nm，2 型工作波长为 1300nm，3 型工作波长为1550nm。后面的分式中分子表示纤芯的直径为 62.5m，分母表示包层的直径为标准的125m。2.尾纤波长的识别由上可知，尾纤的波长可通过查找光纤的规格代号来识别，另外供货商还随尾纤附有型号规格和插入损耗测试报告。如本实验系统所用尾纤生产厂家 molex提供的说明书上写有三项文字：型号编码 885234404；型号规格 ST/PCST/PC/mm/3mm/L5m；插入损耗：A（0.05dB） 、B（0.1dB）

7、 。其中 ST/PC表示尾纤两端使用的是 ST型活动连接器，连接器内部光纤的端面抛光成圆凸形；3mm/L 5m 表示尾纤包层外径为 3mm,尾纤长度为 5米。3.尾纤波长的测试每种光纤都有特定的工作波长，当注入光信号的波长等于工作波长时，光纤损耗最小，反之光纤损耗增大。因此把不同波长的光信号注入光纤，测量光纤损耗，当光纤损耗最小时，该光信号的波长即为尾纤的工作波长。三、实验内容1阅读光纤光缆型号的表示方法2.从观察光纤规格代号中识别尾纤波长3 （*）用测量法识别尾纤波长注：*表示实验需要稳定光源配合，如果实验条件不具备，学生可只做阅读学习四、实验步骤及注意事项1.识别本实验系统尾纤波长小心松开

8、尾纤的扎带，阅读尾纤外套上的标识，从其规格代号中判断它的波长，纤芯直径与包层直径，尾纤长度。阅读完毕，用扎带照原样扎好尾纤。2.（*）测量尾纤的波长a如图 2-1所示，由光源发出的稳定光功率以一定波长（例 =0.85m）注入到尾纤，尾纤的输入端前要接入扰模器，使模功率分布在注入尾纤时就达到稳定状态。用光功率计测量输出端的光功率作为 P2，然后去掉尾纤，测出扰模器输出端的光功率作为 P1。则尾纤损耗式 2-1dBWA)(lg102b用同样方法测另一个信号波长，例如 =1.3m 的尾纤损耗。尾纤图 2-1 尾纤测量示意图c.变换几个波长得出不同波长的尾纤损耗，其中尾纤损耗最小光信号波长即为尾纤波长

9、。五、实验报告要求1.怎样从光纤型号中识别尾纤的工作波长。2.（*）怎样用测量方法识别尾纤的工作波长。实验三 活动连接器观察识别实验一、实验目的1.了解光纤通信对活动连接器的基本要求2.熟悉常用的活动连接器的结构特点3.了解 ST型、SC 型、FC 型、PC 型、SMA 型连接器的特点二、光纤活动连接器的分类与结构1.光纤通信对活动连接器的要求光纤通信对活动连接器的基本要求是：插入损耗小，受周围环境变化的影响小，易于光 源 扰模器 光功率计连接和拆卸，重复性、互换性好，可靠性高，价格低廉。2.光纤活动连接器的分类活动连接器按纤芯插针、插孔的数目不同分有单芯活动连接器和多芯活动连接器两类；按结构

10、不同分有 FC型、ST 型、SC 型、SMA 型、D 4型等类；按光纤插孔端面形状不同分有 PC型、APC 型两种；按功能分有插头、插座、转接器三类。下面我们主要介绍单芯活动连接器。3.光纤活动连接器的结构单芯活动连接器的基本结构是插针和插孔。由光纤连接损耗的计算可知，影响损耗的主要外在因素是相互连接的两根光纤的纤芯之间的错位和倾斜，所以在连接器的结构中，要求插针中的纤芯与插孔有很高的同心度，相连的两根插针在插孔中能精确的对准。(1)ST型活动连接器过去一般连接器是螺纹接口，连接费时，使用不很方便。在光纤网络中，由于大量使用连接器，要求采用非螺纹接口连接器，ST 型连接器是一种卡口式的连接器，

11、它采用带键的卡口式紧锁机构，确保每次连接均能准确对中。插针直径为 2.5mm，其材料可为陶瓷或金属。它可在现场安装，也可在工厂预装成光纤组件。在本实验系统中，ST 插座就与半导体发光二极管组装在一起构成光发送组件或与光检测管、放大器等组件组装成光接收组件，组件用双列直插的 8针插头向外连接。电路板上再装上双列直插的 8孔插座，使用时把组件的 8针插头插入电路板的 8针插座内即实现了光纤与光收发组件再与电路板线路的连接。图 3-1为 ST型连接器的结构图，图 3-2为本实验系统中的带 ST型插座的光发送/光接收组件的几何尺寸图。组件与 ST连接器的插座连成一体，既减少了插入损耗，又易于连接和拆卸

12、，重复性、互换性好，可靠性高，还降低了总体成本。目前 ST型活动连接器的插入损耗典型值为 0.3dB，最大值为 0.5dB；其后向反射损耗在一般情况下为-31dB，但在端面作精细处理后，可-40dB。图 3-1 ST型连接器的结构图图 3-2 带双列直插插头的 ST型插座的光发送/光接收组件的几何尺寸图(2)SC型活动连接器这是一种推拉式的连接器，外壳为矩形，采用模塑工艺制成，适用于多芯光缆的高密度封装。其插入损耗很低，仅 0.07dB，后向反射损耗为-32.5dB，寿命为 1000次。3M 公司生产的这种连接器有两种不同的尺寸，适用于单模或多模，其插针为 PC型的氧化锆陶瓷。两类连接器的平均

13、插入损耗为 0.25dB，寿命为 1000次，单模连接器的典型的后向反射损耗为-45dB。SC 型活动连接器的结构见图 3-3，其中（a）图为标准的单根插头， （b）为SC/SC转接器， （c）为 SC/FC转接器。图 3-4为 HFBR-0400 SC系列连接器插座的几何尺寸图，该图表示的为带双列直插插头的 SC连接器插座组件结构。图 3-3 SC型活动连接器的结构图图 3-4 HFBR-0400 SC系列连接器插座的几何尺寸图(3)FC型活动连接器FC型活动连接器的插头、插座结构如图 3-5所示。插座由 C型插孔和插座体等零件组成。它主要使用在光缆线路与传输设备间的连接，可以方便地进行光路

14、的调度或线路的测试。连接器具有很高的精度。图 3-5 FC型活动连接器的插头、插座结构图 3-6是 HFBR-0400 FC系列连接器插座几何尺寸图。该图表示的为带双列直插插头的FC连接器插座组件结构。图 3-6 HFBR-0400 FC系列连接器插座几何尺寸图(4)SMA型活动连接器SMA型光纤活动连接器为区别于 SMA电气连接器，有时又称为 FSMA型连接器。它又分两种型号，一种是 905型，另一种是 906型，如图 3-7和图 3-8所示。905型的插针直径为 3.18mm。906 型的插针直径为 2.154mm，这是第二代产品，插针的对中精度优于 905型，外形有一凸台，凸台直径为 3

15、.05mm。SMA型连接器主要用于多模光纤。905 型是为光纤束和大芯径光纤设计的，大多用于光纤（缆）与有源器件的耦合。906 型是为标准的多模短途通信或传感光纤（50/125、62.5/125、100/140）而设计的。但目前已开始应用于单模光纤。图 3-7 SMA型光纤活动连接器结构图图 3-8 SMA型光纤活动连接器几何尺寸图(5)PC型和超 PC型活动连接器为改进 CATV、调幅视频传输以及长途通信中高速激光器的传输质量，要求光纤连接器具有低后向反射，因此出现了光纤的端面不是采用垂直研磨端面，而是采用球面研磨端面的 PC型连接器或者倾斜研磨端面的超 PC型连接器。PC 是 Physic

16、al Contact（物理接触）的缩写。a.PC型连接器这种连接器是将光纤插针的端面研磨抛光成圆凸形（R60） ，使两根光纤在插孔中达到物理接触状态，不仅降低了连接器的插入损耗，而且减少了连接处的后向反射。一般的 PC型连接器，其典型的插入损耗为 0.2dB，后向反馈损耗为-35dB。3M 公司的 FC/PC型连接器采用 FC型的结构，光纤插针的端面作圆凸形抛光，在现场安装时，典型的后向损耗为-38dB，而在工厂安装时平均的后向损耗可达-40dB。b.超 PC型连接器这种连接器不仅对光纤端面进行圆凸形（R20）的研磨和抛光，而且有的端部具有一定的角度。按后向反射损耗的分布状况，超 PC型连接器

17、又可分为 SPC型和 APC型（A ngle PC）型两种。SPC 型的后向反射损耗可达-45dB，APC 型的后向反射损耗可达-55dB。如BICC公司的超 PC型连接器，光纤端面有 6的倾斜，其后向反射损耗达-55dB，插入损耗为 0.77dB。一般而言，端面角度增大，插入损耗也增大，所以必须选择一个适中的角度。SPC型和 APC型连接器的光纤端面示意图如图 3-9所示。图 3-9 SPC 型和 APC型连接器的光纤端面示意图4. 本实验选用的活动连接器本实验选用的是 ST型活动连接器，其它几种类型的活动连接器没有选用。因此，在选用测量仪表如光功率计时，应注意选配 ST型活动连接器才能做本次实验。三、实验内容1.光纤通信对活动连接器的基本要求2.常用的活动连接器的基本结构3. ST型、SC 型、FC 型、PC 型、SMA 型连接器的特点4.进一步熟悉 ST型活动连接器四、实验步骤及注意事项1.仔细阅读前面关于活动连接器的讲述。2.将本实验系统尾纤所用 ST插头及光收发组件中的 ST插座，对照图 3-1、图 3-2，熟悉ST活动连接器的结构。3.观察 ST活动连接器的结构。五、实验报告要求1.列出活动连接器的分类及对它的基本要求。2.列出 ST、SC、FC、SMA、PC 活动连接器的结构特点。3.说明光纤端面有哪几种研磨方式，为何要采用球面研磨与倾斜研磨端面。