0. 000
0. 000
0. 000
11
0. 443
0. 002
10
0. 553
0. 021
9
3. 112
0. 071
8
3. 709
0. 481
7
9. 286
1. 626
6
9. 865
2. 557
5
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 。