为什么更长的光缆会导致更低的衰减？

我刚刚在我的大学里进行了一个实验，研究光缆的衰减与光缆长度和类型的关系。

该实验是在另一端连接了LED光源和功率计的情况下进行的。

波长设置为1300nm，获得的结果如下：

Single Mode (1meter) = -36.14 dBm
Single Mode (10meter) = -36.12dBm

Multimode (1meter) = -35.94dBm
Multimode (10meter) = -18.48dBm

任何人都可以向我解释为什么随着电缆的延长，接收​​功率会变高，以及为什么多模光纤电缆的接收功率比单模电缆的功率高？

这是测量科学家必须进入完全怀疑和调查模式的地方。

第一件事 纤维作为一种被动材料，是有损耗的。它吸收能量。因此，到达一段光纤末端的功率将小于所发射的功率。期。没有参数。我们在这里不做过多的统一。

那是什么引起您的观察呢？

单模，1m -36.14dBm，10m -36.12dBm

您的测量有多可重复？断开并重建连接，然后重新测量几次（最小3次，但5或10次更好）。只有这样，您才能看到0.02dBm是重要的物理效果还是幸运的巧合。

分别测量20m和30m。0dB +/- 0.1dB是10m光纤的合理吸收水平吗？我不知道，这就是您要测量的。您可以放心，以dB为单位的光纤损耗将在更长的长度上相加（对于单模，如果有多个模传播，那么总功率可能不正确，但对于每种模仍然如此），因此（一旦您在单模操作下），您应该能够绘制光纤长度与dB损耗的线性图。请记住，两点组成的统计图非常差。

最后，我用了“到达终点”和“发动的力量”这句话。光纤中的功率不一定与测试设备中的功率相同。接口会产生不确定性，会降低功耗。功率损耗取决于轴向对准，间隙，光纤端面的表面光洁度（因此要做好多少准备）。一项测量表明，短光纤的损耗要比直接进入接收器的光源的损耗要低，这使我完全不为所动，因为这与光耦合效率有关。

除了上述我要求您进行的重复性测量之外，这不仅是相同组件的多次重复组装（正在测量您的可变性），而且还对名义上相同组件的不同样本（系统和系统的可变性）再次进行了组装。您提供的工具和方法是否可以重复使用）。因此，制作3个或更多1m光纤样本，并进行比较。

单模1m 36.14dBm，多模1m 35.94dBm

再次说明一下可重复性的特征，然后再得出关于0.2dB的测量差异是否显着的结论。

单模和多模光纤可能具有不同的光学孔径，因此具有不同的耦合损耗，而与它们的传输损耗完全无关。准备一些“零长度”纤维，或在设备允许的范围内将其接近零，然后进行测量。并分别为10m，20m，30m绘制地块。然后，您可以开始说它们之间存在显着差异。

多模1m -35.94，10m -18.48dBm

否。根据您上面的其他测量，出了点问题。您已将咖啡洒在设备上，或者在转过身时有人调整了一些东西以笑。再次测量。

因此，您认为进行测量和得出结论很容易吗？否。根据实验可重复性测试您发现的任何差异。一次改变一个因素。考虑所有可能的因素并对其进行控制。请记住，如果存在差异，那么在您进行重复测量时，差异将持续存在。如果您一次只看到某件事，这是效果吗，是您吗，这是您没有想到的事情吗？

其他答案建议您的实验可能出了一些问题。让我告诉您如何正确进行光纤衰减测量。

标准技术称为缩减测量。

这意味着您要设置源以喂入一长段光纤（例如10 m）。然后，将光纤的输出定向到大面积检测器（足够大以至于它捕获基本上所有从光纤出射的光）或积分球（这实际上是捕获所有输出光的最佳方法）。测量光输出。

现在，在不干扰光如何耦合在到纤维上，切断纤维回更短的长度（1米你的情况）。以与以前相同的方式捕获输出光，然后测量输出功率。

使用这种技术的原因是发射效率通常变化很大，尤其是在台式测量中。您只需将光纤与光源的位置对准几分之一度或几微米的位置，即可轻松地增加或减少3或6 dB（对于单模光纤，甚至更多）。尽管您没有描述断开或重新连接源的方式或时间，但这可能是实验中的错误源之一。

注意的另一个问题是覆层模式。这是耦合到包层中的光，可能会传播几米，但与所需模式下的光相比，衰减会更高。为避免测量包层模式的影响，最好使用更长的光纤长度进行测量。例如，以100 m的光纤开始，然后将其切回90 m以进行衰减测量。

编辑：又一期。如果要测量这么短的长度，则需要确保光源非常稳定。大概首先在几个小时内每秒测量一次光源，以确保其输出功率的变化不超过您期望的光纤衰减的一小部分。

Neil_UK的答案很明确，即您的测量结果已损坏。:-(

第一个也是最明显的问题是长度选择为1m和30m：它们都很好地处于边缘效应范围内，即，光纤末端连接的质量将主导任何实际的衰减损耗。

特别是，高质量的1300 nm单模光纤可以非常接近理论上的最小损耗，这是每公里dB的一小部分，这就是跨大西洋电缆如何仅与少数放大器一起工作的方式。

如果我们假设较便宜的光纤在0.1至1 dB / km的范围内，则30m长度的损耗仍然可以忽略不计。请尝试1-10公里！

单独进行的单模测量将表明插入/耦合损耗占主导地位，并且差值在误差容限之内（dB测量的第4个有效位数不是很重要）。如果有人将1m单模光纤错误地标记为多模，您的结果将在合理范围内保持一致。

耦合到多模光纤通常会效率更高-它只是一个更大的目标，具有更多的空间来使所有物体稍微对准并仍然吸收大部分光。

实验主要告诉您的是，使用单模光纤并非易事。

您正在使用哪种类型的光纤？单模还是多模？如果是多模，是62.5 um还是50um？

将信号插入尺寸错误的电缆会立即造成损失。此外，您使用什么连接器端接光纤？发射器和接收器是为单模式还是多模式设计的？

通常，多模波长使用850nm和1300nm，而单模使用1310nm和1500nm光学窗口。

我使用过的大多数高端光接收器的接收灵敏度往往约为-28，-30 dBm。您测量的接收电平似乎是噪音。没有连接到接收机时，接收机显示什么？

同样，通常，光纤跳线的颜色如下：黄色-9um单模。橙色，50um的多模。灰色，为62.5 um的多模。

另一个需要注意的是，多模光纤的损耗通常为每公里1.5dB，单模光纤的损耗为每公里0.15dB。测量几米的光纤不会告诉您太多。