1310nm和1550nm波长光对光纤弯曲损耗的影响
OTDR
OTDR，高效的光纤检测工具光缆作为当前通信网络主干的主要载体，有着传输距离远、容量大、质量高等优点。
随着光通讯设备生产成本的逐年降低，基于光纤的以太网技术正在向通信网络传统的“最后一公里”渗透。
近年，随着10G的EPON标准的确定，以及正在席卷中华大地的三网合一进程，光纤正在取代传统的双绞线，成为家庭乃至企业接入英特网络的通道。
如何在生产、施工、使用、维护中检测光纤通路，是光纤应用领域中最广泛、最基本的一项专门技术。
从目前的光纤链路的测试来看，主要分为OLTS和OTDR两种测试，OLTS即O ptical Loss Test Set的缩写，意即传统的标准光源与光功率计（光表）相结合，测量光链路损耗的测试方法，OLTS的测试设备价格低廉、使用简便，能快速评估光链路成效，但不能描述光链路故障点和故障原因。
而OTDR则是光纤测试技术领域中另外一个重要的仪表，它可进行光纤长度、光纤的传输衰减、接头衰减和故障定位等的测量，具有测试时间短、速度快、精度高等优点。
什么是OTDOTDR是Optical Time Domain Reflectometer的缩写，中文全名为“光时域反射仪”。
光在光纤中传播时会发生瑞利散射（Rayleigh backscattering）以及菲涅尔反射（Fresnel reflection），OTDR就是利用了光这一特点，采集光脉冲的在通路中的背向散射及反射而制成的高科技、高精密的光电一体化仪表。
这种测量方法由M. Bar noskim 和M. Jensen 在1976发明的。
瑞利散射是由英国物理学家瑞利的名字命名的。
它是半径比光的波长小很多的微粒对入射光的散射。
瑞利散射光的強度和入射光波长λ的4次方成反比：其中是入射光的光強分布函数，也就是说，波长较短的蓝光比波长较长的红光更易散射，这就可以解释天空为什么是蓝色的——白天，当日光经过大气层时，与空气分子(其半径远小于可见光的波长)发生瑞利散射，因为蓝光比红光波长短，瑞利散射发生的比较激烈，被散射的蓝光布满了整个天空，从而使天空呈现蓝色，但是太阳本身及其附近呈现白色或黄色，是因为此时你看到更多的是直射光而不是散射光，所以日光的颜色（白色）基本未改变——波长较长的红黄色光与蓝绿色光（少量被散射了）的混合。
光纤的波长(光纤的损耗主要来自四个部分)
单模光纤的波长一般只有1310nm和1550nm，为什么不选其他波长的呢？
第一是物质的本征吸收，分为紫外吸收和红外吸收
第二是杂质离子的吸收，主要是金属阳离子和OH-
第三是散射损耗，主要是Rayleigh散射，SRS和SBS。
最后是因为接续，弯曲和光纤本身结构的缺陷问题等带来的损耗。
这几个因素里面，第四点和光的波长的关系最小，可以先忽略。
Rayleigh散射的散射光圈和入射光波长的四次方成反比，波长太短的话散射现象会比较严重。
第二个问题里面，在光纤制作提纯的时候用化学提纯能到⑨个9的程度，一般的金属阳离子都是可以去掉的，
但OH-比较麻烦，不巧的是在这段波有两个OH-吸收峰，必须避开。
第一个问题要看石英的本征吸收问题，在1.2μm以上的时候紫外外比较明显，1.6μm以上的时候红外吸收明显，
也要避开。
70年代的时候人们也用850nm窗口的多模光纤进行通信，损耗比较大，
但对于近距离（约2-3英里）来说设备更经济，1310nm是色散和损耗都比较小的窗口，
1550nm有理论的最低损耗窗口。
1310nm和1550nm波长光对光纤弯曲损耗的影响
把一盘光纤将其中部分别盘绕在半径 R 为 14 , 13 ,12 ,11 ,10 ,9 ,8 ,7 ,6 ,5mm 的圆柱体上 ,用稳定化 光源 、光功率计法和 O TDR 背向散射法分别测得在 1550nm 和 1310nm 波长时 ,由于光纤弯曲而产生的 附加损耗如表 2 ,3 所示 ,由表 2 、表 3 可看出在相同
0. 050 0. 031 0. 030 0. 020 0. 040 0. 030 0. 110 0. 111
(2) O TDR 背向散射法 图 1 是用 O TDR 法在一实际光缆线路测试时
得到的损耗曲线 ,图 1 中的 (a) , (c) 图分别为工作在 1550nm 光波长情况下 A →B 方向和 B →A 方向的
U2 + W2 = V 2
(2)
(2) 式中 , V 为归一化频率 ,且有 :
0 ≤ V ≤2. 405
(3)
当 V > 2. 405 时 ,将出现相邻的第二阶模 (L P11模) , 称不使 L P11模出现的波长为单模光纤的截止波长 。 可以导出纤芯半径为 α的单模光纤截止波长可由
(4) 式求出 :
胡 庆 :1310nm 和 1550nm 波长光对光纤弯曲损耗的影响
时大 ,因而用 1550nm 和 1310nm 波长光测得的接头 盒损耗值便会出现很大的不同 。
1 光缆接头盒损耗分析
在光缆实际敷设接续中 ,光缆接头熔接后是封 装在接头盒中的 。为了便于熔接和日后检修 ,接头 盒中一般会有一定长度的光纤盘放在盒内 ,因此 ,光 缆接头盒损耗应由两部分构成 :一部分是光纤熔接 后产生的接头附加损耗 ;另一部分是由盘放在接头 盒内的光纤余长弯曲产生的弯曲损耗 。为了解释接 头盒损耗与工作光波长的关系 ,下面分别讨论光纤 接头附加损耗和光纤弯曲损耗与工作光波长的关 系。
光波段1310、1550区别
1310nm和1550nm是光纤在传输光信号时对光信号损耗较小的两个光波段，又叫窗口，早期曾使用800nm光波段，虽然设备简单、价格便宜，但由于光纤在这个窗口损耗太大，目前除在极少数场合使用外，在广播电视系统已基本被淘汰。
在普通单模光纤中，1310nm波段的传输损耗理论值约为0.25dB/km，在工程上已可以做到（0.3-0.35）dB/km，而1550nm波段的传输损耗理论值约为0.15dB/km，工程上也已做出小于（0.2-0.25）dB/km的光纤网络。
1550nm波段比1310nm波段的光信号在光纤中传输损耗要小得多。
光纤的色散特性也称光纤的带宽特性，它直接影响光波信号在光纤中传输的带宽平坦度。
色散由多模色散、材料色散和结构色散3部分构成，在单模光纤中，多模色散为零，材料色散在1310nm波段也几近为零，而光纤结构色散在1310nm波段要比1550nm波段小得多，因此，用1310nm波段传输模拟宽带信号时，在理论上可得到较平坦的带宽特性，实际使用时带宽性能也比1550nm波段略胜一筹。
两个光窗口的适用范围是，在1310nm波段，广泛使用发光二极管作为激光源，理论和实践证明，1310nm波段设备简单、直接调制线性较好，适宜于对线性要求较高的模拟有线广播电视网络使用。
在实践中，用1310nm设备组成的宽带网在带宽达5-1000MC范围内可以做到基本平坦，各地用1310nm设备组成的城市HFC网也取得比较满意的效果。
在1550nm波段，目前大都使用DFB激光器作为激光源，应用这类激光器采用直接调制的方法目前还很难得到较好的线性，因此，在1550nm波段，大都采用外调制加光放大的方法来改善光信号的线性和提高光输出功率，这势必又增加了设备的复杂性和造价。
即使如此，1550nm波段在光纤传输中损耗要比1310nm波段小得多，因此系统规模较大、光接收点较多的有线广播电视网络和传输距离较远、对线性要求不太高的数字传输电路应用比较广泛。
弯曲损耗不敏感单模光纤G657A1
弯曲损耗不敏感单模光纤 G657A1/A2/B2G657A1 企标 1310nm 衰减系数 1383nm(加氢老化) 1550nm 1625nm 衰减不均匀性 衰减不连续性 衰减波长特性 1310nm、1550nm 1310nm、1550nm 1288~1330nm 1525~1575nm 零色散波长 nm 零色散斜率 光学 传输 性能 色散特性 1288~1339nm 1271~1360nm 1550nm 1625nm 光纤的偏振模色散 光缆截止波长 宏弯损耗（10 圈，30mm） （10 圈，30mm） （1 圈，20mm） （1 圈，20mm） （1 圈，15mm） （1 圈，15mm） 模场直径 翘曲度 包层直径 尺寸 参数 芯/包同心度 包层不圆度 涂层直径 包层/涂层同心度 涂层不圆度 筛选应变 抗拉强度(10m 标距) 机械 性能 抗疲劳参数 Nd 涂层峰值剥离力 N 涂层平均剥离力 N 环 温度循环附加衰减 (-60℃ ～ +85℃) dB/km@1310nm， 境 1550nm, 1625 nm 15% 韦伯断裂概率 50% 韦伯断裂概率 1550nm 1625nm 1550nm 1625nm 1550nm 1625nm 1310nm ≤0.35 ≤0.35 ≤0.21 ≤0.23 ≤0.03 ≤0.03 ≤0.05 ≤0.05 1300~1324 ≤0.092 ≤3.5 ≤5.3 ≤18 ≤22 ≤0.1 ≤1260 ≤0.2dB ≤0.5dB ≤0.3dB ≤1.0dB 8.8± 0.4 ≥4.0 125 ± 0.7 ≤0.5 ≤1.0% 243± 5 ≤8 ≤3% ≥1.05% 2.76 3.45 ≥ 22 1.0~8.9 1.0~5.0 ≤ 0.05 G657A2/B2 企标 ≤0.35 ≤0.35 ≤0.21 ≤0.23 ≤0.05 ≤0.05 ≤0.05 ≤0.05 1300~1324 ≤0.092 ≤3.5 ≤5.3 ≤18 ≤22 ≤0.1 ≤1260 ≤0.03 ≤0.1 ≤0.1 ≤0.2 ≤0.5 ≤1.0 8.6± 0.4 ≥4.0 125 ± 0.7 ≤0.5 ≤1.0% 243± 5 ≤8 ≤3% ≥1.05% 2.76 3.45 ≥ 22 1.0~8.9 1.0~5.0 ≤ 0.05类别 描述性 湿热老化(+85± 2℃, 85%RH，30 天) dB/km@1310nm， 能 1550nm, 1625 nm 高温老化(85± 2℃，30 天 ) dB/km @1310nm，1550 nm, 1625 nm 浸水附加衰减 (23± 2℃，30 天 ) dB/km @1310nm，1550 nm, 1625 nm≤ 0.05 ≤ 0.05 ≤ 0.05≤ 0.05 ≤ 0.05 ≤ 0.05。
对otdr测试中一般性问题的探讨
对O TD R测试中一般性问题的探讨覃友杰(柳州铁道职业技术学院信息工程系广西柳州545007)【摘要】笔者以多年从事通信光缆线路施工、雏护工作的经验，针对光纤测试中有关O T D R测试的一般性问题，诸如O T D R测试参教的设置、测试光缆成端接头损耗、测试光纤接头损耗出现正增益、测量长度时的固有误差分析等方面进行探究，为测试设计、测试执行人员在进行光缆线路测试时提供一种思路。
【关键词】O T D R；St l备；；光缆线路；损耗【中图分类号]T N913．33【文献标识码】A[文章编号】1008—7656(2010)01—0042—02业7[时域反射仪(O T D R，O pt i cal T i m e D om ai n R e fl ect om e rt er)是光缆线路维护工作中最重要也是使用率最高的测试仪表。
它能将光纤链路的完好情况和故障状态，以曲线的形式清晰地显示出来。
根据曲线上所反映的事件情况，能确定故障点的位置并判断障碍的性质及类别。
用O TD R所作的最主要也是最重要的测试是光纤长度测试和损耗测试。
精确的光纤长度测试有助于光缆线路或光纤链路的障碍定位，O TD R光纤损耗测试能反映出光纤或光纤链路全程或局部的质量(包括光缆敷设质量、光纤接续质量以及光纤本身质量等)。
在日常的光缆线路维护和工程施工中人们已经积累了大量的有关O T D R的使用经验和技巧，但是一些一般性问题和注意事项还是值得进一步探讨，供使用O T D R测试光缆线路时参考。
l O T D R几个测试参数的设置使用O TD R测试光缆线路或光纤链路时，首先要根据被测光纤线路情况设置恰当的测试波长、光纤折射率、脉冲宽度、测试量程和平均化时间等主要参数，方能测得比较精确的数据。
1-1测试波长选择在测试前选择测试波长，根据需要选择1310nm 波长或选择1550nm波长。
由于1550nm波长对光纤弯曲损耗的影响比1310nr a波长敏感得多，不管是光缆线路施工还是光缆线路维护，用O TD R对某条【收稿日期】2009—08—1542光缆或某光纤传输链路进行全程光纤背向散射信号曲线测试，一般选用1550nm波长。
光缆损耗问题
长途通信光缆线路工程建设有关技术问题一、长途通信光缆线路工程建设的有关技术问题（一）通信光缆中光纤的主要技术指标目前通信建设工程使用的光纤主要有两种，即ITU-T G.655（简称G.655）和 ITU-T G.652（简称 G.652）建议的单模光纤。
G.655 为非零色散位移单模光纤。
一个工程（至少是一个中继段）所用的光缆应为同一型号和同一来源（即同一工厂、同一材料和同一制造方法）。
光缆中的同一种光纤（ G.655 或 G.652）应为同一来源（同一工厂、同一材料和同一制造方法和同一折射率分布）。
每盘光缆中的光纤不应有接头。
1310nm1550nm 波长干线本地网干线本地网平均损耗0.32-0.340.33-0.360.18-0.220.22-0.25现将 G.652 和 G.655 光纤的主要技术标准分别介绍如下：1、G.652 光纤（1）模场直径（ 1310nm波长）标称值： 8.8-9.5 μm之间取一定值偏差：不超过取定值的± 0.5 μm（2）包层直径标称值： 125μm偏差：不超过取定值的± 1.0 μm（3）1310nm波长的模场同心度偏差：不大于 0.8 μm（4）包层不圆度：小于 2%（5）截止波长截止波长应满足λ cc 及λc 的要求：λc（在 2 米光纤上测试） <1260nm；λc c（在 20 米光缆 +2 米光纤上测试） <1270nm。
（6）光纤衰减系数①在 1310nm波长上的最大衰减系数为： 0.36dB/km 。
光纤衰减曲线应有良好的线性并且无明显台阶。
用OTDR检测任意一根光纤时，在1285～1339nm波长范围内，任一波长上光纤的衰减系数与1310nm 波长上的衰减系数相比，其差值不超过0.03dB/km 。
②在 1550nm波长上的最大衰减系数为：0.23dB/km 。
光纤衰减曲线应有良好的线性并且无明显台阶。
用 OTDR检测任意一根光纤时，在 1480～1580nm波长范围内，任一波长上光纤的衰减系数与 1550nm波长上的衰减系数相比，其差值不超过 0.05dB/km。
几种OTDR异常曲线分析
几种OTDR异常曲线分析1.曲线平直但衰减大OTDR测试正常曲线应该是返回的信号电平符合线性变化，即曲线平直。
测试曲线平直，但整体衰减值偏大，对于此情形，首先应调查相应的本色光纤的衰减值。
通常情况下本色光纤经着色后，其衰减值几乎没有变化；如果本色光纤本身的衰减值偏大，可以根据着色光纤的衰减值，降级使用或做其他处理；如果本色光纤衰减值良好：首先，观察其表面排线是否良好，排线过紧（即收放线张力过大）会使光纤产生较大的内应力，进而造成着色光纤在1550nm波长产生较大的附加衰减；其次，检查其固化度，固化不良或固化过度均会造成光纤的衰减增大，通常检查固化度的简单方法是用丙酮擦拭。
2.曲线“弯曲”所谓的测试曲线弯曲即指不同位置光纤衰减分布不均匀。
在实际生产中，由于光纤材料成分不完全均匀，衰减值会有细微的偏差；另外，下机后的着色光纤在不同位置受到的内应力不尽相同，造成光纤各处衰减不完全相同，即OTDR测试曲线不再是平直的。
对于1550nm波长测试曲线“弯曲”的情况，首先应查看其在1310nm波长的测试曲线，再进行判断。
（a）如果1310nm波长的测试曲线良好，即线性变化。
通常将该光纤放置一段时间，或通过复绕处理等方法使其内应力释放。
造成该现象的原因是由于1550nm波长对应力变化比较敏感，因此在1550nm波长的测试曲线变化比较明显。
在生产中，如果连续出现这种情况，大多数是因为导轮或模具上有污物，造成光纤在着色中受力不均。
作业人员应及时清洗模具和擦拭导轮。
如果收放线张力不稳定，光纤抖动大同样会使光纤受力不均，导致测试曲线弯曲的现象，所以工艺人员应定期的对设备的收放线张力进行确认核对。
（b）如果1310nm波长的测试曲线不再成线性关系，而呈现“弯曲”状。
通常比较快捷的判断方法是询问作业人员，在生产中有无异常，比如掉轮，堵模现象。
如果是掉轮造成的：由于光纤在硬质物体上滑过，使光纤受损，必将在1310nm和1550nm波长的测试曲线均出现类似“弯曲”曲线。
1550nm波长与1310nm波长技术比较
1550n m波长与1310n m波长技术比较
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1550nm波长与1310nm波长技术比较（一）为什么用1550nm波长：
1. 当长距离（>40km）应用超过了1310nm激光器所能达到的距离时；
2. 光纤线路资源紧张，原有系统已经使用了1310nm窗口时；
3. 更长距离传输要求，或前端互联等；
4. 光纤的衰减更低，仅有0.25Db/km.
（二）使用1550nm波长（有利因素）
1. 在1550nm波长能借助光放大器提供更高功率的信号。
—很适合长距离传输；
—取代1310nm时的中继，减小系统的失真；
—允许更多的光分路器。
2. 标准单模光纤在1550nm波长每公里固有衰减更低。
—典型值在1550nm是0.25dB/km,而在1310nm是0.35dB/km。
3. 在应用方面很经济。
（三）使用1550nm波长（不利因素）
1.单个设备成本较高
—增加最初的资金投入
—必须考虑备件的成本
2.产品复杂
3.广播传输限制定向广播业务
4.故障导致停止更多用户的业务
（四）1550系统设计极限
1.色散限制了最长传输距离为100km,77频道。
2.物理特性限制了进入接收机中的最大光功率（小于2dBm）。
系统设计变量
1.传输距离：—光发射机和接收机之间
—光发射机和EDFA之间
—EDFA和接收机之间
2.EDFA光输入功率
3.光发射机和EDFA的输出功率。
光纤通信技术 各种问答题整理 完整版
四、简答题：1.简述影响光纤接续质量、造成光纤接续损耗的原因。
答：影响光纤接续质量、造成光纤接续损耗的原因：光纤的轴向错位、光纤端面切割角度不良、光纤端面不清洁、光纤的芯径或折射率不同、熔接机放电强度或光纤推进量不合适等。
2. 什么是光纤寿命?在施工过程中应注意哪些因素?答：光纤的使用寿命常称为光纤寿命。
从机械性能讲，寿命指断裂寿命。
在光缆施工中应注意张力，避免造成光纤断裂；应注意光纤接头盒中光纤余长处理和光缆预留等处的弯曲半径及可能产生光纤残余应力的各种状态。
同时，应注意光缆、光纤安装环境，高、低温影响和水、潮气浸入，以及减少光纤断裂等因素，延长光缆使用寿命。
3．请写出光缆中继段光纤线路衰耗值计算公式，并注明公式中字母的含义。
答：中继段光纤线路衰耗计算公式：YXLAcsmnnnααα++=∑=1（dB）式中：nα——中继段中第n段光纤的衰减系数（dB/km）；L n——中继段中第n段光纤的长度（km）；sα——固定连接的平均损耗（dB/个）；X——中继段中固定接头的数量；cα——活动连接器的插入损耗（dB/个）；Y——中继段活动连接器的数量。
4．什么是光缆配盘？答：光缆配盘是根据路由复测计算出的光缆敷设总长度以及光纤全程传输质量要求，选择配置单盘光缆，光缆配备是为了合理使用光缆，减少光缆接头和降低接头损耗，达到节省光缆和提高光缆通信工程质量的目的。
5．在工程中光纤连接损耗的监测为什么普遍采用OTDR？答：目前，工程中光纤连接损耗的监测普遍采用OTDR。
采用OTDR监测的优点是：OTDR 不仅能测量接头损耗，还能显示端头到接头点的光纤长度，继而推算出接头点至端局的实际距离，又能观测被接光纤段是否在光缆敷设中已出现损伤和断纤，这对现场施工有很好的提示作用。
6.简述光纤熔接法的操作步骤。
答：连接电源，并打开熔接机电源开关；选择熔接机的熔接程序；将热缩管事先套入被接光纤中，制备光纤端面（去除涂覆层、清洗裸纤、切割光纤端面）、光纤的熔接、接头的增强保护。
光纤损耗系数的表达式
光纤损耗系数的表达式光纤损耗系数是指光信号经过光纤传输时，由于材料吸收、散射、弯曲等原因而造成的信号强度降低。
光纤损耗系数是衡量光纤传输质量的重要指标之一。
下面详细介绍一下光纤损耗系数的表达式及相关知识。
一、光纤损耗系数的定义光纤损耗系数指的是光纤单位长度内，光信号通过传输过程中消耗的信号功率占初始信号功率的比例。
光纤损耗系数通常用分贝（dB）表示，其计算公式为：αdB = -10log（P1/P0）其中，P0为初始信号功率，P1为洛德衰减后的信号功率。
光纤损耗系数越小，表示信号强度在传输过程中降低的越少，代表着光纤的传输质量越好。
二、光纤损耗系数的分类光纤损耗系数可分为单模光纤损耗系数和多模光纤损耗系数两种。
1. 单模光纤损耗系数：单模光纤损耗系数是指单模光纤在波长为1310nm和1550nm条件下的损耗系数。
通常在20km以内的短距离传输中使用，其损耗系数范围约在0.3~0.5dB/km。
2. 多模光纤损耗系数：多模光纤损耗系数是指多模光纤在波长为850nm和1300nm条件下的损耗系数。
多用于较短距离地址传输和局域网中，其损耗系数范围约在2~7dB/km。
三、影响光纤损耗系数的因素光纤的损耗系数与多种因素有关。
以下是几个主要的因素：1. 光纤本身的质量：光纤的材料、折射率不同，对光的吸收、散射也不同，从而导致不同的损耗系数。
2. 光纤长度：光纤的长度对损耗系数有一定的影响，长度越长，损耗系数通常越大。
3. 连接件质量：连接件的设计和制作精度，直接影响损耗系数的大小。
4. 环境温度：光纤在不同环境下，其损耗系数不同，一般来说，温度越高，损耗系数越大。
四、优化光纤损耗系数的方法为了提高光纤传输的质量，需要采取一系列措施来降低光纤的损耗系数。
以下是几个常用的方法：1. 选用优质的光纤材料，并且在制造过程中严格控制质量，确保光纤本身的质量。
2. 降低光纤长度，减少信号传输过程中对信号功率的消耗。
3. 使用高品质的连接件，保证连接的精度。
光纤宏弯损耗测试方法介绍
光纤宏弯损耗测试方法介绍光纤宏弯损耗测试，在国家标准GB/T9771.3-2008 中描述为：光纤以30mm 半径松绕100 圈，在1625nm 测得的宏弯损耗应不超过0.1dB。
而注2 中描述：为了保证弯曲损耗易于测量和测量准确度，可用1 圈或几圈小半径环光纤代替100 圈光纤进行试验，在此情况下，绕的圈数环的半径和最大允许的弯曲损耗都应该与30mm 半径100 圈试验的损耗值相适应。
大多光纤厂家都提供Φ60mm*100 圈的判断标准，然而，在日常的测试工作中，若要采用方便快捷的实验方法，则倾向于按照注2 中的建议去进行一些常规判断。
因此，掌握Φ32mm*1 圈与Φ60mm*100 圈的数据差异就十分有必要。
Φ32mm*1 宏弯测试更为简便两种宏弯损耗测试方法示意用上述方法对10 盘正常生产条件下的光纤样品进行对比测试。
分别在1310nm、1550nm、1625nm 三种波长下，对10 盘光纤样品的宏弯平均值、标准偏差进行统计，最后将全部数据汇总，得到从整体数据汇总10 个样品用两种测试方法所得数据的平均值和标准偏差相差不大，处于一个数据等级内。
Φ32mm*1 的判断标准应考虑的与60mm*100 比较接近。
在测试过程中，Φ32mm*1 宏弯测试方法易于操作，能减少测试误差，根据GB/T 9771.3-2008 宏弯损耗的说明，Φ32mm*1 宏弯测试方法可作为判断光纤宏弯性能的一种简便方法。
Φ60mm*100 作为标准明确规定一种方法，其准确性的提高需依赖于测试装置的改良，如保证光纤以尽可能一致的直径、适宜的张力缠绕100 圈。
截止波长与宏弯损耗存在相关性。
光纤衰减系数
光纤衰减系数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）假如某光纤的衰耗系数为a=3dB/km，则意味着经过一公里光纤传输Pi/Po= 10 0.3= 2后，其光信号功率值减小了一半。
长度为L 公里的光纤总的衰耗值为A=aL 。
对于单模光纤，按照0.18dB/km 的衰耗。
对于一个光信号，若经过EDFA 放大后输出功率为+5dBm ，其接收端的接收灵敏度若为-28dBm ，则放大增益为33dB ，除以衰耗系数，除数距离为33/0.18=183公里，考虑老化等裕度，可传输120km 以上。
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。
其中最主要的是杂质吸收引起衰耗。
在光纤材料中的杂质如氢氧根离子、过渡金属离子对光的吸收能力极强，它们是产生光信号衰减的重要因数。
因此，要想获得低衰耗光纤，必须对制造光纤用的原材料二氧化硅进行十分严格的化学提纯，使其杂质的含量降到几个PPb 以下。
散射损耗通常是由于光纤材料密度的微观变化，以及所含SiO2 、GeO2 和P2O5 等成分的浓度不均匀，使得光纤中出现一些折射率分布不均匀的局部区域，从而引起光的散射，将一部分光功率散射到光纤外部引起损耗；或者在制造光纤的过程中，在纤芯和包层交界面上出现某些缺陷、残留一些气泡和气痕等。
这些结构上有缺陷的几何尺寸远大于光波，引起与波长无关的散射损耗，并且将整个光纤损耗谱曲线上移，但这种散射损耗相对前一种散射损耗而言要小得多。
综合以上几个方面的损耗，单模光纤在1310nm 和1550nm 波长区的衰减常数一般分别为0.3~0.4dB/km(1310nm) 和0.17~0.25dB/km(1550nm) 。
2016年光缆维护队技术等级试题-答案（含架空）
2016年光缆维护队技术等级试题-答案（含架空）技术等级考核试题（总）⼀、选择题（请选择正确答案填在括号内）：1、光缆的弯曲半径不能过⼩，应⼤于光缆外径的（ 20 ）倍，施⼯过程中（⾮静⽌状态）⼤于光缆外径的（ 30 ）倍。
答案：A：10、 15、 20； B：25、 30、 40。
2、光纤套塑习惯上⼜称为⼆次涂覆，分为紧套和松套两种⽅式。
松套光纤与紧套光纤相⽐，优点是：能减少（ C、 D ）对光缆传输特性的影响。
⽬前国内外光缆的光纤⼤都采⽤（ B ）⽅式。
我们维护的光缆属于（ B ）⽅式。
答案：A：紧套； B：松套； C：外部应⼒； D：温度变化；E：施⼯动⼟。
3、光缆的主要特性有（ A、 C、 E ）。
答案：A：传输特性；B：损耗特性；C：机械特性；D：温度特性；E：环境特性。
4、影响光缆损耗（衰减）特性的因素有（A、B、C、D、E）。
答案：A：环境温度变化；B：光缆受到侧压、冲击、反复弯曲、扭转、曲绕等外⼒作⽤；C：余缆、余纤弯曲；D：光缆打背扣；E：光缆渗⽔。
5、光缆接头⼀端余长⼀般不少于（ 4 ）⽶，接头盒内光纤最终余长不少于（ 60 ）厘⽶。
答案：A：2、 3、 4、 6、 8； B：40、 60、 80、 100。
6、根据⽬前我们使⽤的光缆和接头盒，光缆护层开剥长度以不⼩于（ 1 ）⽶较适宜。
答案：0.6、 0.8、 1、 1.1、1.2。
7、抢修机械施⼯、光缆路由同向施⼯挖坏光缆时，我们要求在断点向两边测试，是为了防⽌（ A、B、C ）。
答案：A：近端拉伤纤芯；B：多处挖坏光缆；C：重复抢修延误时间。
8、余纤盘放：余留光纤盘绕应注意弯曲半径，要求（ B、C、D、E 、F ），以免纤芯损伤和错纤。
答案：A：使⽤S形弯盘放；B：纤圈臵于中轴挂勾内；C：叠放整齐美观；D：紧贴于收容盘内；E：不易松动脱落；F：不受任何压⼒。
9、为了消除盲区效应，在实际测量时，如判断局内故障、测量成端光缆接头及活动连接器的损耗等，应在OTDR与被测光纤间加⼊⼀段（ A或B ），使盲区落⼊（ A或B ）内，被测光纤也就避开了盲区范围，落⼊了线性区内。
1550nm激光
1550nm波长与1310nm波长技术比较
（一）为什么用1550nm波长：
1. 当长距离（>40km）应用超过了1310nm激光器所能达到的距离时；
2. 光纤线路资源紧张，原有系统已经使用了1310nm窗口时；
3. 更长距离传输要求，或前端互联等；
4. 光纤的衰减更低，仅有0.25dB/km.
（二）使用1550nm波长（有利因素）
1. 在1550nm波长能借助光放大器提供更高功率的信号。
—很适合长距离传输；
—取代1310nm时的中继，减小系统的失真；
—允许更多的光分路器。
2. 标准单模光纤在1550nm波长每公里固有衰减更低。
—典型值在1550nm是0.25dB/km,而在1310nm是0.35dB/km。
3. 在应用方面很经济。
（三）使用1550nm波长（不利因素）
1.单个设备成本较高
—增加最初的资金投入
—必须考虑备件的成本
2.产品复杂
3.广播传输限制定向广播业务
4.故障导致停止更多用户的业务。
使用OTDR应该注意的问题
使用OTDR应该注意的问题一、使用OTDR应该注意的问题1、在敷设光缆中，由于接头盒里的余纤收容盘放成端尾纤收容，光跳线布放和余长收容等在一定程度上都存在光纤弯曲，致使光纤弯曲损耗。
从理论上分析，弯曲损耗随波长增大和弯曲半径减小而增加。
用OTDR测试接头损耗，1550nm波长对光纤弯曲的损耗1310nm敏感，所以光纤接续损耗监测应选择1550nm，以易于查出光纤敷设和接续中，是否会因光纤弯曲过度造成损耗增大。
2、用OTDR测试光纤(双向)，结果有时会不同，原因如下：光纤芯径和相对折射均不同(即两种品牌或批次的光纤熔接)不仅会造成熔接损耗增加，还会造成OTDR两个方向(A端到B端到A端)的测量值相差甚远；两根被熔接的光纤模场直径不同时，会出现从光纤两端分别测得的接头损耗值相差很远。
因为小模场直径光纤传导后向散射光的能力比大模场直径的能力强，所以当这两种直径的光纤熔接时，若从小模场直径光纤向大模场直径光纤方向测试，熔接损耗可能是负值；反之，则出现高损耗值。
这是一种表象，是由不同模块直径对后向散射光传导能力不同所造成测量方法的缺陷，并非熔接点的实际损耗。
故只有从两个不同方向测试并取平均值后，所得损耗才是熔接点的真实损耗。
3、如果使用单模OTDR模块对多模光纤进行测量，或使用一个多模OTDR模块对诸如芯径为62.5mm的单模光纤进行测量，光纤长度的测量结果不会受到影响，但诸如光纤损耗、光接头损耗、回波损耗的结果却都是不正确的。
这是因为，光从小芯径光纤入射到大芯径光纤时，大芯径不能被入射光完全充满，于是在损耗测量上引起误差，所以，在测量光纤时，一定要选择与被测光纤相匹配的OTDR进行测量，这样才能得到各项性能指标均正确的结果二、如何清洁仪表1. 清洁主体：用湿布(沾温水)，然后用干布擦，注意：1）关机擦，每天维护；2）不要使用任何化学试剂，注入稀释剂、醚、酒精，因为这可能造成主机损伤和退色。
2. 清洁头子：1）在发射激光时，请不要清洁头子；2）如果眼睛对着激光源会损伤你的眼睛；3）当光源在发射时，“Laser on”闪烁3. 清洁跳线连接头4. 插入头子和跳线接头要垂直小心轻轻地插入。
光纤弯曲损耗对信号传输的影响与分析
在实际光纤传输线路中, 光缆的敷设、光纤接头 的热缩保护、接头盒里余纤收容盘放、光纤跳线布放 及成端尾纤收容等都不可避免地在一定程度上存在 光纤弯曲, 光纤的弯曲损耗都是由于光不满足全反射 条件而造成的, 现代光纤最大的优点之一就是它的易 弯曲性, 如果光纤的弯曲曲率半径太小, 将引起光传 播途径的改变, 使光从纤芯渗透到包层, 甚至可能穿 过包层向外渗漏。 在正常情况下, 光在纤芯内沿轴向 传播的常数 Β 应满足
型和长度有关, 并受检测条件的影响。 在最一般的条 件下, 直光纤波导内传输的光功率 P 随距离 z 而变 化, 可表示为
dP dz
=
-Байду номын сангаас
ΑP ,
(1)
式中 Α是衰减系数, 设光纤长度为L (km ) , 根据式
(1) , 输入光功率 P 1 与输出光功率 P 2 的关系为
P 2 = P 1exp (- ΑL ) ,
992n1表示考虑包层与涂敷层分界面的反射对弯曲损耗的影响对阶跃型单模光纤曲线可知理论仿真与实验测试数据曲线变化趋势基本吻合光纤弯曲损耗随弯曲半径增加呈减小趋势当弯曲半径大于损耗趋于平缓弯曲半径大于mm时光纤弯曲损耗基本不变当弯曲半径小于2mm1310nm波长的光经光纤传输后的损耗稍大于1550nm波长1310nm波长的光经光纤传输后的损耗稍小于1550nm波长并且光纤弯曲损耗随弯曲角度加大而增加在实验过程中当弯曲半径小mm时光功率出现波动对于1550nm波长的光比较明显导致实验数据产生一定的误差理论仿真也证明了这一点
随着光纤的大量使用, 对光网络的传输距离、传 输稳定性和可靠性起着决定性作用的光纤传输损耗 问题已引起人们的极大关注。光纤在传输损耗和抗电 磁干扰有优势, 但在实际传输介质中经常会出现光纤 在一定范围内的弯曲而改变光路, 因此, 光纤的弯曲 损耗及相关的物理现象成为人们研究的课题。早在20 世纪 80 年代末, 英国研究人员利用单模光纤工作波 长、弯曲半径与弯曲损耗的关系研究解复用, 在 90°弯 曲情况下, 试验成功两个波长的解复用。20 世纪90 年 代澳大利亚 Pho ton ics Coop era t ive R esea rch Cen ter 研究了基于弯曲的非线性平面波导的全光开关, 认为 弯曲的非线性波导具有有效的和可控制的开关特 性[1]。 在当今飞速发展的光纤通信技术, 除了对光纤
1310和1550的区别
光纤对1550nm光信号的衰减量比较小，约0.19dB/km，而1310nm的衰减量为0.35dB/km。
因此同样的光功率，1550nm光信号送的远波长为1310nm的光波在普通单模光纤中传播时，能够达到零色散，而波长为1550nm 的光波则能达到最小衰耗。
至于采用哪一种，就要具体分析了。
例如，如果希望光能传远一点，又不在乎码间干扰，则可采用1550nm的光波做光源。
如果光纤有放大器，又只是单通道（无WDM），非线性又不严重，则长距离传输时不妨用1310nm。
至于具体用哪种，一定要根据实际情况和光纤参数进行估计。
如何利用OTDR高质量维护光缆线路OTDR ( Optical Time Doma in Reflectmeter) 是光时域反射仪的简称，它对光纤的测试具有非破坏性、单端介入及直观快速的独特优点。
用OTDR进行光纤测试可分为3步: 参数设置、获取数据和曲线分析。
人工设置测量参数包括波长选择、脉宽设置、测量范围、平均时间等。
( 1)波长选择: 因不同的波长对应不同的光线特性，测试波长一般应遵循与系统传输通信波长相对应的原则，即系统开放1 310 nm 波长，则测试波长为1 310 nm。
( 2)脉宽设置: 脉宽越长，动态范围越大，测量距离越长，但此时产生较大测试盲区，短脉冲注入时测试距离短，但可减小盲区。
( 3)测量范围: OTDR 测量范围是指OTDR 获取数据取样的最大距离，此参数的选择决定了取样分辨率的大小，最佳测量范围为待测光纤长度的1. 5倍左右。
( 4)平均时间: 由于后向散射光信号极其微弱，一般采用统计平均的方法来提高信噪比，平均时间越长,信噪比越高。
在光传输系统中故障定位的一般思路为: 先外部、后传输。
也就是说在故障定位时，先排除外部的可能因素，如断缆、停电等，接着考虑传输设备。
因此如何精确地定位故障点就显得十分重要。
当某条线路出现故障，便可以用OTDR 对该线路进行测试，对照测试曲线很容易发现线路的损耗是否正常及距离的多少，对损耗大的线路加以维护，使其达到最佳状态，如发现断缆现象，对照测试距离沿光缆实际路由跑一下，很容易找到断点，并加以修复。
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很大测不出
3. 570
弯曲半径情况下 ,1550nm 波长光引起的附加损耗 大于 1310nm 波长光引起的附加损耗 ; 而且随着弯 曲半径的减小 ,相对 1310nm 波长光而言 ,1550nm
表 1 稳定化光源 、光功率计法接头损耗测试数据
实验 序号
波长 (nm)
热缩保护前接 头损耗 (dB)
热缩保护后 接头损耗 (dB)
1a
1550
1b
1310
2a
1550
2b
1310
3a
1550
3b
1310
4a
1550
4b
1310
0. 040 0. 054 0. 060 0. 040 0. 040 0. 050 0. 100 0. 113
胡 庆 :1310nm 和 1550nm 波长光对光纤弯曲损耗的影响
时大 ,因而用 1550nm 和 1310nm 波长光测得的接头 盒损耗值便会出现很大的不同 。
1 光缆接头盒损耗分析
在光缆实际敷设接续中 ,光缆接头熔接后是封 装在接头盒中的 。为了便于熔接和日后检修 ,接头 盒中一般会有一定长度的光纤盘放在盒内 ,因此 ,光 缆接头盒损耗应由两部分构成 :一部分是光纤熔接 后产生的接头附加损耗 ;另一部分是由盘放在接头 盒内的光纤余长弯曲产生的弯曲损耗 。为了解释接 头盒损耗与工作光波长的关系 ,下面分别讨论光纤 接头附加损耗和光纤弯曲损耗与工作光波长的关 系。
2 所示的弯曲波导 ,并假设 : (1) 弯曲半径
为 R 时, 光波导场 分布与平板波导近 2a
似; (2) 满足弱导
条件 n1≈ n2 。 若弯曲波导沿轴向 两侧辐射的单位长 度功率损耗系数为
n1
n2
R rad R
0
图 2 弯曲波导示意图
2αe ,其定义为 :
2αe
=
P辐 P
=
L ·S r
P
=
r/ R ·S r
本文通过实验和理论分析证明了产生上述现象 的原因是光纤接头盒里光纤余长盘放而造成的光纤 弯曲使光纤产生了弯曲损耗 ,当光纤弯曲半径相同 时 ,其弯曲损耗在 1550nm 波长时比在 1310nm 波长
Ξ 胡 庆 重庆邮电学院电信工程系工程师 ,曾参与完 成国家 、部 、市级科研项目多项并曾获部 、市科研成果奖 。已 公开发表论文数篇 。现主要从事光通信 、光器件等方面的教 学和科研工作 。 3 收稿日期 :1998 - 02 - 19
0. 780km dB
0. 20 dB Gain (接头损耗值 ) 40
30
20
10
0
0. 000 1. 000
2. 000
3. 000
km
图 1 (a) 1550nm波长 、A B方向
0. 781 km dB
0. 18 dB Gain (接头损耗值 ) 40
30
20
10
0
0. 000 1. 000
综上所述 ,可以看出接头附加损耗与光工作波 长几乎无关 。 1. 2 光纤弯曲损耗与工作光波长的关系
把一盘光纤将其中部分别盘绕在半径 R 为 14 , 13 ,12 ,11 ,10 ,9 ,8 ,7 ,6 ,5mm 的圆柱体上 ,用稳定化 光源 、光功率计法和 O TDR 背向散射法分别测得在 1550nm 和 1310nm 波长时 ,由于光纤弯曲而产生的 附加损耗如表 2 ,3 所示 ,由表 2 、表 3 可看出在相同
·12 ·
波长光引起的弯曲附加损耗增加更快 。亦即当接头 盒内光纤余长盘放半径较小时 ,1550nm 波长光将 产生较大的附加弯曲损耗 。
2 弯曲损耗的理论分析
用严格的数学描述方法对单模光纤的弯曲损耗 进行定量分析是非常复杂的 。下面用对称状介质平 板波导近似的模型 ,通过讨论基模 (L P01模) 在弯曲 波导中的辐射损耗来研究 1550nm 波长和 1310nm 波长光在光纤波导中的损耗问题 。
在实践中 ,为了在已敷设的光缆线路上扩容 ,通 常要对原光缆线路的损耗特性进行重新测试 。在测 试中可能会发现 :采用 1550nm 波长测得的传输损 耗要比用 1310nm 波长测得的损耗值大得多 。众所
·10 ·
周知 ,目前通信用的 B1 类单模光纤对 1550nm 波长 的损耗低于对 1310nm 波长的损耗 ,那么是什么原 因导致上述现象的出现呢 ? 进一步分析和测试表明 其问题出在接头盒上 ,用 O TDR 沿光纤测量光纤接 头盒损耗 ,会发现其损耗用 1550nm 波长测得值要 比用 1310nm 波长的测得值大得多 。
关键词 附加损耗 、波长 、弯曲损耗 中图法分类号 TN 929. 11
The Effect Concerning 1310nm and 1550nm Light Waves on Optical Fiber Bending Loss Hu Qing
( Depart ment of Telecom m unication Engi neeri ng , Chongqi ng U niversity of Posts and Telecom m unications , Chongqi ng 400065)
0. 050 0. 031 0. 030 0. 020 0. 040 0. 030 0. 110 0. 111
(2) O TDR 背向散射法 图 1 是用 O TDR 法在一实际光缆线路测试时
得到的损耗曲线 ,图 1 中的 (a) , (c) 图分别为工作在 1550nm 光波长情况下 A →B 方向和 B →A 方向的
30
20
10
0
0. 000 1. 000
2. 000
3. 000
km
图 1 (d) 1310nm波长 、B A方向
·11 ·
1998 年第 2 期 重庆邮电学院学报 CU PT
损耗 曲 线 ; 图 1 中 的 ( b) , ( d) 图 分 别 为 工 作 在 1310nm 光波长情况下 A →B 方向和 B →A 方向的 损耗曲线 。由此可以看出在二种光波长时 ,测出的 接头附加损耗基本相同 。
0 引 言 Ξ
随着宽带业务种类的增多和非话业务量的迅速 增长 ,现有的光缆传输网络的容量已开始饱和 。在 已敷设的光缆线路上进一步扩容的要求亦越来越强 烈 ,为了适应此需求 ,采用光波分复用方式在已敷设 的光缆线路上实现更大容量传输无疑是一种有效而 可靠的方法 。目前 ,1550nm/ 1310nm 二波分复用系 统已应用于传输干线上 ;1550nm/ 1310nm CA TV 系 统也上了本地网 。
Abstract This paper is referred to discussion on t he effect related to t he optical fiber bending loss in t heory and practice at 1310nm and 1550nm light waves. It is showed t hat t he optical fiber bending loss at 1550nm wavelengt h is larger t han t hat at 1310nm wavelengt h under t he same bending radius. Key words extrinsic loss , wavelengt h , bending loss
假设单模光纤为理想的阶跃型光纤 ,在满足弱 导近似条件时 ,可得基模的特征方程为 :
U
J1 ( U) J0( U)
=
W
K1 ( W ) K0 ( W )
(1)
(1) 式中 : J m 为 m 阶贝塞尔函数 ; Km 为 m 阶第二 类修正的贝塞尔函数 ; U 为导波的径向归一化相位
常数 ; W 为导波的径向归一化衰减常数 ;并且满足 :
第 10 卷 ,第 2 期 重 庆 邮 电 学 院 学 报 1998 年 6 月 Vol. 10 No. 2 Journal of Chongqing University of Posts and Telecommunications J un. 1998
2. 000
3. 000
km
图 1 (b) 1310nm波长 、A B方向
0. 811 km dB
0. 25 dB Gain (接头损耗值 ) 40
30
20
10
0
0. 000 1. 000
2. 000
3. 000
km
图 1 (c) 1550nm波长 、B A方向
0. 811 km dB
0. 25 dB Gain (接头损耗值 ) 40
我们采用稳定化光源 、光功率计法和 O TDR 背 向散射法两种方法做了多次实验 ,研讨了上述二类 损耗与光工作波长的关系 。 1. 1 光纤接头损耗与光工作波长的关系
(1) 稳定化光源 、光功率计法 采用一盘长 2300m 的光纤 ,在两端用互换性较 好的活动接头分别接入稳定化光源和光功率计 ,调 节光源分别用 1550nm 和 1310nm 波长光输入 ,测出 通过光纤的光功率值 ;然后在光纤中部剪断并熔接 , 再分别测出此时用 1550nm 和 1310nm 波长光输入 通过光纤的光功率 ,通过计算剪断熔接前后光功率 值的差得出光纤接头附加损耗值如表 1 所示 。可以 看出 ,在这两种工作光波长情况下的接头附加损耗 值几乎一致 。