• No results found

Manual for Fiber Optics Experiments

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Manual for Fiber Optics Experiments"

Copied!
47
0
0

Loading.... (view fulltext now)

Full text

(1)

Manual for Fiber Optics Experiments 

Project QCC TechASCEND

 

This material is based upon work supported by the National Science Foundation under  Grant No. 0206101  Any opinions, findings, and conclusions or recommendations expressed in this material are  those of the author(s) and do not necessarily reflect the views of the National Science  Foundation.
(2)

Table of Contents 

Page  1.  Introduction to Fiber Optic Cables—Stripping and Cleaving  3  2.  Fiber Optic Connectors  6  3.  Fiber Optic Test Set  10  4.  Fusion Splicing  12  5.  Wavelength Division Multiplexing  23  6.  The Optical Time Division Reflectometer  29  7.  Fiber­optic Star Coupler  37
(3)

Optical fiber has changed telecommunications all over the world.  Because a single optical  fiber can carry really huge numbers of telephone conversations, long distance calls that used  to be very expensive have become cheap enough for many people to make them often. How  optical fibers carry multiple conversations is fascinating.  How does the long­distance digital telephone system work?  When you talk into a telephone transmitter, the sound waves from your voice move a  diaphragm on the transmitter.  This causes electricity to flow.  The electric signal varies with  time in a way that imitates the way the air pressure varied in the sound wave from your  voice.  In the modern telephone system, the (changing) strength of this electric signal is  measured several thousand times each second.  The measured strength is then made into a  code.  If you knew how to interpret this code, you could get the strength of the electric  signal as time went forward during the conversation that caused the signal.  This code is  what is sent through the telephone system.  In the telephone system, the person at the other  end of the conversation does not need to know the code.  Instead, the machinery at the  receiving end of the system reads the code and converts it back into an electric signal that  reproduces the original electric signal from the transmitter.  This electric signal goes to a  speaker, where it causes the air to vibrate just the way it did when the person on the other  end talked into the transmitter.  The listener then hears a faithful reproduction of the original  conversation.  Amazingly, all of this takes place so fast that the listener thinks that s/he is  hearing the original talking as it is happening.  Where does fiber optics enter the long­distance telephone system?  In a fiber optic system, the code that is sent through the system is not electrical.  Instead, the  electrical code is changed into a code based on laser light.  It is this light that travels through  a fiber optic cable nearly to its final destination.  Only when the signal gets quite near its  destination is it changed back into an electric code and from that into the electric signal that  operates the speaker in the receiving phone.  Optical fiber  For much of modern telecommunication, the path over which the signals travel isoptical  fiber.  Optical fiber for most purposes is made of a very special kind of glass that is drawn  into a very thin, long fiber.  In some ways, this is similar to the fiberglass that is used for  insulation in homes.  Unlike fiberglass, however, optical fiber is made of a much different  kind of glass and comes in lengths that may be many kilometers long.  Standard optical fiber is shaped like a very long thin cylinder.  In the center of the cylinder  there is acore, and surrounding the core is a layer called thecladding.  Both core and  cladding are glass; they are slightly different types, however.  A cross section of the fiber is  shown in Figure 1.

(4)

Figure 1.  Fiber cross section 

In Figure 1, the diameter of the core is half the diameter of the cladding.  This is typical of  one type of fiber.  In a slightly different type of fiber, the core diameter is 0.4 time that of the  cladding.  Both of these are calledmultimodefiber.  A third type of fiber is used for very  long distance telecommunication.  Its core diameter is about 1/10 the diameter of its  cladding.  This type of fiber is calledsingle modefiber.  There is one thing about Figure 1  that is very misleading—its diameter.  The outside diameter of all standard real optical fiber  is 125 microns.  A micron is 1/1,000,000 of a meter, or 1/1000 of a millimeter.  This means  that the outside diameter of standard optical fiber is only 1/8 of a millimeter.  That is really  small.  In fact, it is about the same as the diameter of a single hair of a typical human being.  Furthermore, the light used in the telecommunication system travels in the core.  The  cladding is necessary to keep the light in the core (and to make the fiber stronger and easier  to handle).  It is quite amazing that the diameter of the light­carrying part of single mode  fiber is about 1/10 the diameter of a human hair.  We will examine two samples of fiber, one multimode and one singlemode, using a  microscope.  Notice the difference between the two types of fiber.  Stripping and cleaving optical fiber  We will also learn some skills necessary for working with optical fiber.  Fiber comes with a  thin plastic coating (called thebuffer)to protect it.  Before we can join two fibers together,  we must first remove (orstrip) the coating.  Although you can actually strip fiber with an  Xacto knife, it is much easier to do it with a fiber stripping tool.  To strip with a knife takes  practice.  Use a very sharp knife, such as an Xacto knofe.  The plane of the blade should  make a small angle with the fiber, not over about 20 degrees.  Figure 2.  Proper positioning of knife for stripping optical fiber.  You have to press hard enough to remove the plastic coating (buffer), but not hard enough to  break the fiber.  Since fiber is very thin, this takes lots of practice.  Ask you instructor to  demonstrate the technique.  Each group of participants will have a commercially available fiber optic stripper.  As you  will discover, this makes the task of stripping much easier.  You should strip between 1/4  inch and 1/2 inch of the plastic coating each time you use the tool.  Before you strip another  1/4 ­ 1/2 inch, you need to brush off the blade with the brush provided.  If you do not do  this, the coating will accumulate on the blade of the tool, and it will stop stripping the fiber.  For most purposes, you will need to strip between 1 and 2 inches (2.5­5cm) of the buffer.  cladding  core  Optical fiber  Knife blade

(5)

clean, orderly work area improves safety.  Optical fiber is made of glass.  Since it is very  thin, little pieces of it act like rather nasty splinters.  If they get into your skin or eyes, they  can be painful and dangerous. 

In many cases, the next step in preparing a fiber for several processes is tocleavethe fiber.  The purpose of cleaving is to prepare the end of the fiber so that it makes a very nearly  perfect right angle with the cylindrical body of the fiber and that this end face is nearly  perfectly smooth.  You might think that the only way to achieve this would be to polish the  fiber end while holding the fiber at a right angle to the polishing surface.  Although this  polishing method works (and is sometime necessary), for most applications a much simpler  procedure is equally good.  This procedure is calledcontrolledfracture.  To cleave a fiber  using controlled fracture, we put a little stress on the fiber and make a very light scratch on  it.  When this is done correctly, the fiber will split, leaving ends that are very smooth and are  perpendicular to the length of the fiber.  Unfortunately, if you don't do this correctly, you  will crush the fiber, and the end will be jagged.  To use a hand cleaver, bend the optical fiber  around your index finger. (This puts the needed stress on the fiber.)   Scratch the fiber lightly  bygentlytouching it with a diamond, sapphire, or tungsten carbide tipped hand cleaver.  Your instructor will demonstrate the technique.  Please be sure todispose of the small  pieces of fiberthat are left on the cleaverin the red­covered fiber disposal unitsthat should  be on your desk or on the tray of equipment you will receive. You should practice as many  times as you can, examining the results with the microscopes that will be available for your  use.  Your instructor may also show you how to use the semi­automatic cleavers that are in  the laboratory.  These devices produce an excellent cleave more than 95% of the time.  Unfortunately, they are quite expensive.  (They cost nearly $1500 each, as of 2001.)

(6)

Fiber Optic Connectors

 

The fiber part of the fiber optic telecommunications system is made up of lengths of  optical fiber that must be connected to each other to provide pathways for the optical signals  to get from where they start to where you want them to go.  Although the connections with  the least loss of the signal are permanent fusion splices (in which the ends of two glass fibers  are melted together), there are many situations in which you do not want a permanent  connection.  For example, you might want to connect a television camera to one TV set at  one time and another TV set at another time.  It would be very inconvenient to have a  permanent connection that you could not change without physically breaking the connection  to one set and installing another permanent connection to the other.  When you want to have  a connection that can be changed conveniently, you use fiber optic connectors.  Common Connector Types  There are quite a few types of connectors on the market at this time. You might still  findSMAconnectors on older equipment.  They come in two styles (called 905 and 906),  but are very rarely used nowadays.  Current single fiber connectors includeFC(sometimes  calledFC­PC),SC, andSTtypes.  One type of dual fiber connector is specified in the FDDI  (Fiber Distributed Data Interface) documents.  Each of these connector types must meet  very tight specifications.  There are many other connector types, but these are among the  most common.  What Makes a Connector Good?  To be useful, a connector has to have certain properties.  Among them are the  following: 1.  A connector has to allow as much light to get through as possible.  2.  A connector has to be rugged.  3.  A connector should allow the same amount of light through each time it is  disconnected and reconnected.  4.  A connector should be easy and simple to install.  5.  A connector should be inexpensive.  It is not easy to meet these requirements.  For example, the better the quality of the  connector, the more likely it is that it will be expensive.  People who design connectors must  make compromises to get the best combination of properties for the least money.  Our experiment.  We are going to install a pair of ST connectors onto a length of jacketed fiber optic  cable.  We will use cable that is 3mm in outside diameter.  We will use several different  tools to remove the various protective layers that surround the fiber in the cable.  We will  then attach the connector ends, polish the fiber, and test the completed connectorized cable.  The connectorization and polishing will take several sessions.  Testing the cable will take  another.
(7)

Ferrule/Connector Head  Twist on Nut  Boot 

TEMPLATE

 

Figure 1.     Template for stripping cable 

It is very important to

 WORK CLEAN

 if you wish to succeed in preparing a 

fiber optic cable and installing connectors on each end.  A clean work area is 

less confusing and  much

 SAFER

.  Please dispose of all fiber scraps as well 

as all pieces of cable jacket, buffer material and Kevlar as soon as possible. 

1­ Slide the  boot  and  Kevlar retention  nut  onto the cable as shown. (Figure 1a)  The  non­threaded end of the nut must face the  boot. 

2­ For jacketed cable, strip the outer jacket  using the  Template (Figure  1) as a guide  and use the jacket stripping tool. (This has  a  red  handle  and  a  wire  cutter.    Use  the  1.3mm  cavity.)      Use  the  same  tool  with  the  .4  mm  cavity  to  remove  the  white  tubing.    On  the  template,  the  section  marked “Buffer” is the white tubing.  3­  Using  the  buffer  stripping  tool  (No­  NIK),  precisely  strip  the  buffered  fiber  to  the  length  on  the  Template.    Use  a  brush  to remove debris from the tool.  A clogged  tool may break the fiber.  Leave the yellow  Kevlar strands as shown.  Figure 1a  Figure 1b  Jacketed fiber before (a) and after (b) stripping  NOTE:  ­While holding firmly onto the buffer, it is  recommended that you strip small lengths,  approximately 1/8 inch of buffer at a time. 

­Verify  all  strip  lengths  with  the  template.  Snip  off  any excess fiber with the scissors. 

­Carefully  dispose  of  the  excess  cleaved  fiber to avoid any possible injury. 

(8)

connector  until  it  comes  out  of  the  other  end.  A slight rotation of the connector will  help.(Figure 2) 

5­ Pull the fiber back out. 

6­  Slide  the  protection  sleeve  over  the  ferrule. 

7­ Carefully inject the epoxy into the back  of the connector until it appears on the face  of  the  ferrule.    Apply  a  drop  of  epoxy  to  the  threads  of  the  connector  before  screwing  on  the  rear  nut.  Re­insert  the  fiber into the connector.(Figure 3) 

8­  Insert  the  connector  into  the  plastic  assembly  fixture  (which  may  be  red  or  black) and holding it firmly screw the rear  nut  onto  the  connector,  capturing  the  Kevlar  strength  members  in  the  threads.  Remove  the  assembly  fixture.    Be  careful  not to break the fiber.(Figure 4) 

NOTE: 

­Clean  any  epoxy  from  the  side  of  the  ferrule with lint free tissue and alcohol.  ­Wash  epoxy  from  your  hands,  immediately. 

9­  Put  the  connector  with  the  protective  sleeve  into  one  of  the  oven  holes  for  5  minutes at  100 o .   Let  it  cool; then remove  the protection sleeve. 

10­  Holding  the  cleaving  tool  (in  plastic  tube)  with  the  trigger  upwards,  slowly  insert  the  ferrule  with  its  protruding  fiber  into the slot of the cleaving tool. Insert the  connector  until  the  ferrule  end  face  stops  against the stop screw.(Figure 5) 

­Release  the  connector  and  gently  press  the trigger to cleave the fiber.  ­Remove the connector from the tool.  ­Safely dispose of excess cleaved fiber 

Insert fiber into connector

 

Then pull back as shown  Face of  Ferrule  Apply epoxy here  Figure 2  Re­Insert fiber into connector  Figure 3  Assembly Fixture  Screw On Nut  Figure 4  Figure 5
(9)

11­ Insert the connector into the polishing  tool.  Using the glass plate mount a sheet  of BLACK lapping film.  Put a few drops  of  water  on  the  film.  Perform  10  figure  “8”  motions  over  the  entire  length  of  the  lapping  film.  (Figure  6)  Virtually  no  pressure  should  be  applied  to  the  tool  at  the beginning of this step. 

Gently clean the contact  with  a lint­free  tissue  and  alcohol  between  each  polishing step. 

12­  Mount  a  sheet  of  GREEN  lapping  film  and  perform  at  least  15  to  20  figure  “8”  motions  over  the  entire  length  of  the  lapping film. 

13­ Slide the boot up until  it  fits securely  over the rear nut. 

14­  Remove  the  connector  from  the  polishing  tool  and  carefully  clean  the  ferrule  with  lint­free  tissue  and  alcohol.  Make  sure  that  it  is  dry.  Use  the  Video  Fiber Microscope (or a 100X microscope)  to  inspect  the  quality  of  the  polish.    No  scratches  or  cracks  should  be  visible.  (Figure 7) 

NOTE:    DO  NOT  put  a  wet  connector  into the Video Fiber Microscope. 

NOTE:  If  you  use  a  100X  microscope,  store it in a closed position when not in  use.  This will insure longer battery life.  Lapping Film  Connector  Glass Plate  Polishing Tool  Figure 6  Chip or Crack      Scratch  GOOD       BAD  Figure 7  Diagrams and some text used with permission of Molex  Corporation.

(10)

Fiber Optic Test Set

 

The simplest test we can make on a fiber optical system is to see whether light is getting  through and how much is lost.  The instruments used for this are called an optical source and  a receiver.  Together, they form a fiber optic test set.  Most fiber optic test sets work with several different wavelengths.  The usual choices are  850, 1310, and 1550 nanometers (nm).  The receivers can be set for any one of these.  The  sources you will use are dual wavelength sources.  They can provide signals at 1310 nm or  1550 nm.   You might wonder why we need several wavelengths.  The basic reason for this  is that light of different wavelengths shows different losses in the same cable.  In addition,  you must “tell” the receiver the wavelength you are using because the detector reacts  differently to different wavelengths.  To use a test set, you connect the system being tested between the source and the receiver.  To do this is not very complicated.  You first make sure that the correct adapter is connected  to each instrument.  Next, connect a commercial cable to the chosen wavelength output of  the source.  Connect the other end to the input port on the receiver.  Turn the source and  receiver on (by pushing the appropriately marked button).  Press either the 

WAVELENGTH  or the λ button (depending on your meter) until the desired wavelength  appears on the display.  If your receiver has a zero button, you may zero the meter.  To do  this, just press theZERObutton.  You next connect the cable (or other system) that you are  testing between the commercial cable and the receiver.  To do this, you will need to use a  bulkhead connector.  This is a metal piece that has two receptacles, one for the original  cable and the other for the system you are testing.  Check to make sure that the wavelength  at which you are operating is the wavelength you want.  Choose the units that you want to  use.  On some of the meters, your choice will be between dB, dBμ, and dBm.  On others,  your choices will be dBm or dB.  Choose dBμ if it is available.  If you have zeroed your  meter, the readings will be in dB unless you change to dBm.  Finally, you read the result.  That’s all there is to the operation.  There is, however, the matter of interpreting the reading.  If you choose to get results in dBμ  or in dBm, you will need tosubtractthe reading with the cable you are testing from the  reading with just the commercial cable.  This difference will tell you the dB loss in the cable  being tested.  If you have zeroed the meter with the commercial cable, you can skip this  step.  It will be helpful if you understand the use of dBm,  dBm, and dB in the study of light.  The  section that follows should be useful. 

Decibels, dB

m

, and dBm

 

Optical power is often expressed in units calleddBm.  These units tell us the optical power  in a convenient way.
(11)

Amicrowatt is 1 millionth of a watt.  Microwatt is abbreviated asmW.  An ordinary 100  watt light bulb produces about 2 million microwatts of light power.  A table of some equivalents may be handy.  0 dBm=1 microwatt (1mW)  ­3 dBm= 0.5 microwatts (0.5mW)  3 dBm= 2        “  ­6   “    = 0.25       “  6 dBm= 4        “  ­9   “    = 0.125     “  9 dBm= 8        “  ­10 “    =  0.1        “  10  “   = 10      “ 

If you add 10 to the number of dBms, youmultiplythe power by 10.  So, for example, since  6 dBmis the same as 4 microwatts, 16 dBmis the same as 40 microwatts.  In a similar way,  if you subtract 10 from a number of dBms, youdividethe power by 10. 

(The actual definition of dBmis given by the following equation:  Power (dBm) = 10 log10 (Power in microwatts).) 

A similar unit is calleddBm.  The equivalents shown above for dBmare correct for dBm  except that wherever there is a “m” you substitute an “m.”  “m” is the symbol formilli.  For  example, 3 dBm = 2milliwatts instead of 2microwatts.  The prefixmicromeans 1 

millionth, while the prefixmilli means 1 thousandth. 

You may also sometimes see plain dB without amor an m after it.  This stands for decibels.  When it refers to sound, it has a special meaning that we will not discuss here.  When it  refers to light, however, it is related to a ratio of powers.  If, for example, we say that the  difference between two light signals is 6 dB, it means that the power of the stronger signal is  4timesas strong as that of the weaker signal.  Similarly, if the difference is 9 dB, the ratio is  8:1.  As you can see, these ratios are the same as those for dBmand dBm, except that dBm  and dBm express the ratio between the measured signal and a standard, either 1 microwatt  or 1 milliwatt.  Discussion Questions  1.  What is the power of a 23dBmoptical source?  2.  What is the power of a –16dBm optical source?  3.  A certain source produces 18 microwatts of power.  Another source produces 72  microwatts.  What is the dB difference between these two sources?

(12)

Fusion Splicing

 

If you want to join two lengths of optical fiber together with the least possible loss of optical  power, the method to choose isfusion splicing.  In fusion splicing, the cores and claddings  of the two fibers are actually melted together.  (Thecoreis the central part of the fiber.  The  light signal travels almost completely in the core.)  Because the core has a very small  diameter, it requires a very precise instrument to join the cores in a way that lets the most  light pass through the point of joining.  (For single mode fiber, the diameter is about 1/100  of a millimeter.  For multimode fiber, the diameter is 1/16 of a millimeter.)  For comparison,  a human hair is about 1/8 of a millimeter in diameter.  Because the diameter of the fiber is so  small, it is difficult to line up two fibers so that their cores line up nearly perfectly.  If the  cores are not lined up just right, the light will not pass through.  In addition, the heating must  be very exact.  If you don’t heat the two fiber ends enough, they will not melt together.  If  you heat them too much, they will droop and will not line up properly.  Fusion Splicers  Manual splicers  It is possible to buy manual fusion splicers.  In these, the operator has to line up the fibers by  hand, using precision fiber positioners.  These are thumbwheel­operated devices that move  the fibers by very small, very finely controllable amounts.  When the operator rotates the  thumbwheel through a fairly large angle, the fiber moves a very small distance.  It takes  considerable skill and practice to use these manual splicers.  Automated splicers  Nowadays, most companies use automated fusion splicers.  When you put two properly  stripped and cleaved fibers on these devices, they automatically line up the fibers, fuse them,  and measure the dB loss at the splice.  You will use an automated splicer in this experiment.  However, it is possible to position the fibers manually with this device, and you will do that  after you do the automated procedure.  The automated fusion splicer is designed to work with many different types and  combinations of fibers.  In the procedure section, you will find out how to select the correct  mode for the splices we will make. 

Procedure

 

The procedure for making a fusion splice using the Ericsson model FSU975 fusion  splicer is straightforward, but it does involve a number of steps.  Stripping the Fiber  To avoid having to measure the length of the stripped fiber, we use a special stripper for  optical fiber from Amherst Fiber Optics.  (Using this tool is not essential, but it is
(13)

convenient because this stripper strips just the right length for the cleaver we use.)  In our  experiment, we will use unjacketed optical fiber.  (If we were using optical fiber cable,  we would need to remove an appropriate length of the jacketing and the Kevlar protective  strands.)  Put the coated fiber into one of the pair of clamps provided with the stripper.  The grooved end of the clamping device should face the pliers­like stripping tool, the end  of the clamping device should be flush against the stopping screw on the stripper, and the  fiber should extend out over the end of the stripper’s clamping device.  Guide the fiber  through the hole and into the groove on the other side.  The end of the fiber should rest  against the end of the groove.  Grasp the clamping device firmly with your thumb  exerting pressure on the actual clamp so that the fiber cannot slip within the clamp.  Squeeze the yellow­handled stripper, and pull the clamping device (with the fiber in it)  straight back along the track away from the stopping screw.  This will strip the fiber end  for a length just right for the cleaver.  Thoroughly clean the bare fiber using an alcohol­  soaked wipe.  Cleaving the fiber  Before you put the stripped fiber on the cleaver, make sure that the tensioning lever (on  the far right of the Ericsson model EFC11 fiber cleaver) is horizontal and the blade  release lever (on the far left of the cleaver) is up.  When you have made sure of this carefully lift the clamp with the clamped fiber and put it on the cleaver.  Put the fiber  holder with the clamped fiber over its position on the cleaver and lower it into place.  There is a screw that stops the holder at the correct position.  Next, lock the right hand  clamp (on the cleaver) down.  Move the tensioning lever down. This puts a small amount  of tension on the section of fiber between the clamps. Next, move the blade release lever  down.  You will see the blade move in to touch the fiber.  If all goes well, the fiber will  cleave.  Splicing the fiber  Description of the splicer  As Figures 1 and 2 below show, a modern automated fusion splicer has many parts and  controls.   Figure 1 shows the top of the Ericsson fusion splicer.  It is copied from the  manual.  Please disregard the page numbers given on the diagram.  They refer to the  manual.  Toward the top of the picture, you see the parts that hold the fibers to be joined by  splicing and the region where the splicing actually takes place.  The left and right V­  grooves are used to align the fibers.  The left and right fiber clamps hold the fibers in the  grooves.  The electrode block holds the electrodes.  These electrodes produce the small  electric arc that heats up the fibers so they will fuse.  The safety shield covers the  electrodes and the fiber during the actual splicing to protect the eyes and bodies of the  people doing the splicing.

(14)

Figure 1  Figure 1 shows the top face of the fiber with each of the important features labeled.  Figure 2  Figure 2 shows the buttons in greater detail.  You should examine these figures before  you proceed with the experiment.  The functions of the appropriate buttons are discussed  below as we come to them in the procedure.

(15)

Now prepare the FSU 975 splicer to receive the cleaved fiber. The safety shield may be  closed.  If it is, you will see “DANGER HIGH VOLTAGE” in white on its top.  Open the  shield by locating the button­like knob on the right side of the raised part in the center of  the top of the splicer and pushing it towards you.  There are two fiber clamps that are  covered by the shield, each with a lever to open and close it.  The levers should be pushed  backwards (toward the top of the splicer) so that they are horizontal.  When the levers are  properly positioned, you will see white grooves into which the fiber will go.  Carefully  lift the fiber still clamped in its holder off the cleaver and onto one side of the Ericsson  splicer.  Do not slide the fiber into the groove on the splicer.  Instead, tilt the end of the  fiber up slightly and tilt it into place without sliding.  Remove the cut off end of the fiber  from the cleaver to clean it out for the next cleave. 

Repeat  the  above  procedure  for  the  other  length  of  fiber  that  you  want  to 

splice  (except  that  you  put  the  fiber  in  its  holder  on  the  other  side  of  the 

splicer).  Be sure to insert the fiber in such a way that the two clamps open in 

the same direction.  If you do, the V­grooves in the two clamping holders will 

be on opposite sides. 

Now that you have the clamped fibers on the splicer, it is time to turn on the splicer.  To do  this, press the ON/OFF button in the upper left hand corner of the splicer.  On the LCD  monitor screen (Refer again toFigure 1.), you will see two lines of print.  The upper line  should say “FSU 975 AUTO MODE.”  The second line should start by saying  “PARAMETER UPDATING. . .”  Once the updating is completed, the line should read  “INSERT FIBER” and “CLOSE SAFETY SHIELD.”  If you have positioned the fibers  correctly, you should see a (greatly magnified) image of them on the screen.  If you do not,  you will need to lift the clamps and try to reposition the fibers.  Close the safety shield.  To do this, slide the button­like knob on the right side of the  housing toward the top of the splicer. (SeeFigure 3.)  The “DANGER HIGH VOLTAGE’  lettering should be visible. 

Figure 3

 

After you close the safety shield, the message line on the monitor will change.  The first  message will tell you which splicing program was used last.  The other messages will tell

(16)

you about further stages in the splicing process.  These include “AUTO  ALIGNING/FUSION” and “PRESS FUSE BUTTON.” 

Figure 4

 

Before you do anything else about splicing the fibers, you should check the fibers on the  monitor to make sure they are clean and cleaved well.  (SeeFigure 4for pictures of defects  in the cleaning or cleaving that require fixing.)  If you see any defects, take the fibers off the  splicer and out of the clamps and re­prepare them.  You can view the fiber from two  different directions by pressing the VIEW button (located to the right of the monitor screen).  Be sure to check both views.  You can adjust the focus of the picture on the monitor by pressing the  button or  the      button.  The message field (bottom line) on the splicer now says “PRESS FUSE BUTTON.”  Do  NOT press this button yet!!  Selecting the splicing mode and program  First, you need to make sure that the correct splicing mode and program are selected.  The  splicer defaults to auto mode when you just turn it on.  For this part of our experiment, that  is fine.  But we need to make sure that we are in the correct program for the fibers we will  fuse.  We will be fusing two multimode (MM) fibers.  Program 04 is the correct one for this  combination.  To verify that the splicer is set for this mode (or to change the programmed  mode if necessary), first press the      button.  When you do this, both lines on the  monitor will change.  The top line will display the current splicing program.  The bottom  line will ask you if you want to change it by displaying “NEW PROGRAM?”  +  __  ENTER

(17)

If the program displayed is P04, you should press the      button and proceed to the  section headed “Auto mode splicing” below.  If the program displayed is not P04, you need  to change it.  Changing the program  To change the program, press the      button.  Next, press the      button.  At the top  of the monitor screen, you will see a list of programs.  Using the up arrow       and down  arrow       buttons in the right side group of buttons, scroll to the line that reads  NORMAL MM + MMP04.  Press the  button.  The display should now read  NORMAL MM + MM  NEW PROGRAM?  You should press the  button.  The display should now read  NORMAL MM + MM  EDIT PARAMETERS?  Press the      button again.  The display screen should now show the two fibers and  FSU 975 AUTO MODE  NORMAL MM + MM.  Auto mode splicing  Now that the fibers are in place and the safety shield has been closed, the splicer will display  a series of messages on the bottom line that tell you it is ready.  It should read  AUTO ALIGNING/FUSION    PRESS FUSE BUTTON.  To start the automatic splicing process, press the       button.  The splicer will  automatically rough align the fibers, prefuse them, focus the view, align the fibers (a fine  alignment), and fuse them.  A series of messages will appear on the display to let you know  where the splicer is in its sequence.  A typical series of messages reads as follows:  ROUGH ALIGNMENT  PREFUSION WILL START  ROUGH ALIGNMENT  ALIGNING FIBERS  YES  VIEW  ENTER  NO  NO  Fuse  NO

(18)

SPLICING WILL START  SPLICING  If the splicer cannot carry out some part of the automatic sequence, it will print out a fault  message on the bottom line of the display.  These are usually easy to understand, and the  way to fix them is usually pretty obvious.  If you get a fault message and find it difficult to  figure out what to do, ask the instructor for help.  If all has gone well, you will not get a fault message.  In that case, you are ready for the next  step.  Automated splice evaluation  You will need to wait for a little bit while the splicer completes the splicing.  (While this is  going on, the screen will continue to read, “SPLICING.”)  After the splicing sequence is  completed, the splicer automatically estimates the splice loss.  While it is doing this, the  display reads  FSU 975 AUTO MODE 

CHECKING SPLICE.

 

When it has finished estimating the loss, the splicer displays it by printing  ESTIM. LOSS:  #.## dB  NEXT PICTURE, VIEW,  where “#.##” stands for the number of decibels of loss across the splice.  The splicer will offer you the chance to fuse the fiber again, in case the loss is too high.  The  screen will read  ESTIM. LOSS: ##.# Db  FOR RE­FUSING 

PRESS FUSE BUTTON

 

To use this option, press the       button again.  Do not re­fuse the splice more than once.  If you do, you will probably weaken the splice  and/or increase the splice loss.  Visual splice evaluation  Fuse
(19)

The estimated loss does not give all the information about the splice.  You should  also examine the splice using the greatly magnified image on the display.  You can  view the splice from two different directions.  One is shown throughout most of the  splicing steps.  You can look from the other direction by pressing the 

button.  Figure 5 shows an example of a successful splice.  The important thing to  note is that the core and the outer edges form straight lines.  If your splice does not  look like the one in Figure 5, you will need to repeat the splicing process.  NOTE:  The white line you see in the hot images (stored when the fibers are splicing and  accessed with the  button) is the core.  In the live images, however, the white  line is NOT the core.  It is just light shining through the fiber being focused by the round  glass fiber.  Figure 5  Remove the spliced fiber.  Fusing single mode fiber 

Multimode  fibers  are  used  for  communication  over  relatively  short  distances.    To  communicate  over  long  distances  (tens  of  kilometers),  one  has  to  use  single  mode  fiber.    For  our  next  experiment,  we  will  fuse  two  single  mode  fibers.    With  the  automated splicers we are using, the procedure for fusing single mode fibers is very  similar  to  that  for  fusing  multimode  fibers.    All  we  need  to  do  is  change  the  program.  The steps are as follows:  Note that when you open the safety shield to remove a splice, the splicer automatically  turns off.  Get two lengths of single mode fiber from the spool.   Prepare them by stripping and  cleaving them just as you did for the multimode fiber.  Put the fibers in their holders  onto the splicer.  Then you are ready to splice.  First, turn the splicer back on.  To do this, press the ON/OFF button in the upper left hand  corner of the splicer.  Next, press the      button.  To change the program, start by  pressing the       button.  Next, press the      button.  At the top of the monitor  screen, you will see a list of programs.  Use the up arrow         and down arrow       buttons  in the right side group of buttons to scroll to the line that reads  NORMAL SS + SS  P01.  VIEW  VIEW  ENTER  YES  ENTER

(20)

Press the  button.  The display should now read  NORMAL SS + SS  NEW PROGRAM?  You should press the  button.  The display should now read  NORMAL SS + SS  EDIT PARAMETERS?  Press the      button again.  The display screen should now show the two fibers and  FSU 975 AUTO MODE  NORMAL SS + SS.  You should now follow the instructions given (several pages) above starting with the section  headed  “Auto mode splicing.”  If you do several single mode splices, you will probably find  that your estimated losses will be somewhat higher than you got for multimode splicing.  This is not surprising, since single mode cores are much smaller in diameter than multimode  cores are.  Manual splicing  Sometimes it is useful to align fibers manually, not using the automatic capability og the  splicer.  To do this, you must change the splicer to Manual mode.  All you need to do is  press the       button.  The mode field will then read “FSU 975 MANUAL MODE.  When you want to change back to Automode, you just push the Mode button again.  Prepare the fibers you want to splice just as you did before.  After the two fibers are properly  placed on the splicer, you are ready to begin.  Be sure that you have the correct splicing  program for the type of fiber you are splicing (P 01 for single mode or P 04 for multimode).  If necessary, change the program following the instructions given above under “Changing  the program.”  The splicer will now display a series of messages telling you that it is ready.  First, you should see  READY FOR PREFUSING 

PRESS FUSE BUTTON

 

Do not press the       button yet!

 

The next step is to roughly align the fibers.  By pressing the      and 

buttons alternately for both the right and left fibers, you can line up the 

outer edges of the fibers

.

  When you think the fibers are lined up, start 

centering the gap and adjusting its size.  To do this, bring the fibers toward 

the center of the monitor by using the       and      buttons for each of 

NO  NO  Mode  ENTER  Fuse
(21)

the fibers.  Your goal is to get a gap centered on the display screen and half 

the width (diameter) of a fiber. 

Next, press the 

button.  Make sure that the gap is also correct when it 

is viewed from the other camera angle.

 

Now you should press the       button.  This will heat the fiber enough to clean off a small  amount of residue from the fiber.  If the fiber is too “dirty,” however, the prefusion will not  cure the problem.  After prefusion is finished, the splicer will tell you that it is waiting for you to complete final  inspection and alignment by displaying the message 

READY FOR SPLICING 

PRESS FUSE BUTTON 

Beforeyou press the  button to splice the fibers, you should check the fibers.  Use the  button to switch between viewing angles.  Look for dust or other problems  with the fiber.  If you see dust or any other problem, stop the splicing procedure and re­  prepare the fibers.  After you have made sure that the fibers are clean and free of other problems, you can do the  fine alignment.  The first step is to set the space between the fibers (the “gap”).  Us the  and  buttons to bring the fibers as close together as possible without overlapping  them.  The last movement you cause before you set the gap must be to move the fibers  closer together.  Briefly press the  button.  The gap should be as narrow as possible, but still wide  enough to let the fibers move freely up and down. 

After you have set the gap, do not press the 

and 

buttons. 

Use the  and  buttons to fine tune the alignment of the outer edges of the two  fibers. Make sure that the two fibers line up straight across the screen.  Do not forget to fine­tune the alignment from both camera angles.  Remember that you  change the angle by using the  button.  After you finish the fine­tuning, but before fusion, the alignment should be as follows:  The outer edges of the fibers line up, and the gap between their end­faces is centered on  the LCD monitor screen and is as small as possible while still allowing the fibers to move  up and down.  VIEW Fuse  VIEW  GAP  VIEW  Fuse

(22)

When you satisfied with the fiber alignment, press the  button and start fusion.  The  splicer will follow the last splicing program you chose.  As the splicer operates, the message  field will read  Splicing. . .  Now you need to check the splice.  Review the “Automated splice evaluation” and “Visual  splice evaluation” sections above for the procedure.  If you were going to use the spliced fibers in a real communications system, you would need  to protect the splice with a heat shrinkable sleeve.  We will not do this, but the process is  very simple.  Figures and some text excerpted with permission of theEricsson Corporation Fuse

(23)

Wavelength Division Multiplexing 

Introduction 

A little (fairly ancient) history. 

The idea of sending more than one message at a time over a single carrier dates back to the  telegraph in the early 1850’s.  Since it was very expensive to string even one cable over long  distances, this idea (which is calledmultiplexing) was very important.  Modern telephone  systems transmit thousands of messages at the “same” time over a single cable.  There are several methods that are used to send multiple messages.  All of them started in  telegraphy.  The method we will use works on the same principle as a method in which  telegraph messages were sent using sounds of different pitches.  The pitch of a sound, treble  or bass, depends on its frequency.  The way you can use different frequencies to send  several messages together is to send the telegraph (Morse) code for one message at 240 Hz,  one on 360 Hz, another on 480 Hz, and so forth.  These signals can be mixed together at one  end of the cable and separated electronically at the other end.  Why bother?  You might wonder why the telegraphers needed to go to the trouble of using different  frequencies of sound to send different messages.  Why not transmit all the messages at the  same frequency, and just transmit faster on that frequency?  At least at the beginning of  telegraphy, the answer was simple.  Human operators were transmitting and receiving the  signals, and they could only go so fast.  Eventually, machines were used to do the  transmitting and receiving, but even they had a maximum rate that was considerably lower  than the ability of the telegraph wire to carry information.  Fiber optic communication systems.  Instead of sound, fiber optic communications systems use light to carry messages.  When  different frequencies of visible light reach our eyes, we see different colors.  Thus, the color  of light is similar to the pitch of sound.  Both depend on frequency.  This can lead us to a  method for multiplexing optical signals.  If we send messages in code using light, we can  send several messages at the same time by sending them in different colors.  Why bother?  You might wonder why it is necessary to use different frequencies of light to maximize the  information carrying capacity of optical fiber.  Why not use a single frequency of light and  send code at a very fast rate by turning the laser light on and off very rapidly?  (That is, why  not use a large number of very short light pulses made up of light of a single frequency?)  The answer is very similar to that for telegraphy.  Even with the best modern electronic  transmitters and receivers, we cannot turn the light from the laser transmitters off and on  nearly as fast as we would need to in order to send the maximum amount of information

(24)

possible through an optical fiber.  Furthermore, even if we could send the maximum amount  of information, there are no receivers that could “read” the information that fast.  By sending  the information at many different frequencies, we can transmit much slower on each of the  frequencies and still send the same amount of information.  We combine the different­  frequency signals and send them over a single fiber.  At the other end of the fiber, we  separate the different frequencies and send each of the frequencies to a different receiver.  In  that way, no transmitter has to operate at an excessive speed, and no receiver has to receive  at such a speed.  Real fiber optics communications systems do not use visible light.  Infrared light works  better.  But when you use these systems, you cannotseeanything.  You need detectors that  react to the infrared light.  For our experiment, we shall, therefore, use a system that uses  visible light and sends it through air, rather than through optical fiber.  The setup is shown in the diagram.  Two lasers produce beams of different colors.  The  beams can be individually cut off or allowed to pass by a beam modulator in each path.  This allows us to send two coded messages, one for each beam.  The beam modulators can  be very simple.  A piece of cardboard will do.  For very fast beam modulation, you would  need fancier equipment.  We will use cardboard. 

After the beams aremodulated(that is, turned on and off rapidly), they must be combined.  (This process is calledmultiplexing,just as it was with sound.)  In our apparatus, we 

combine the beams using abeamsplitter.  This is a device that allows about half of the beam  aimed at it to pass through and reflects the other half.  If we put the laser beams at right  angles and the beamsplitter at 45 0 to both beams, the straight­through beam from one laser  will combine with the reflected beam from the other.  In this way, we have combined the  two messages so we can send them at the same time over the same path.  In a more realistic  system, we would send this combined message over an optical fiber so that atmospheric  Tun­  able  HeNe  Red HeNe  Diffraction  grating  Beamsplitter or  dichroic mirror

(25)

conditions would not mess up the signals and so that other people could not easily read our  messages without our realizing that they were.  To combine signals with different  frequencies for transmission through an optical fiber, you need a special device called a  wavelength division multiplexer.  Our setup can be thought of as an over the air wavelength  division multiplexer.  When the combined signal reaches its destination, we must separate the two beams so that  we can once again read the messages.  There are several ways to do this.  We have chosen to  use a diffraction grating.  This device reflects different colors in different directions.  After  the combined beam reflects from the grating, the different colored beams come off at  different angles, so we can examine them individually.  This process is called  demultiplexing. 

WARNING:  Throughout this lab, never look directly at any of the 

laser beams!!

 

Procedure  1.  Put the beamsplitter mount at a convenient height and position.  Mount the  beamsplitter on it.  2.  Set up the multicolor helium neon laser so that its beam is horizontal and at the  height above the table at which you have the beamsplitter.  The laser should  already be on.  Keeping your eyes away from the opening, open the beamstopper  on the front of the laser.  Adjust the setting of the micrometer on the rear of the  laser to the reading necessary to get the color you need.  Ask you instructor for  the appropriate setting.  Adjust the position until the beam hits the beamsplitter.  Locate the part of the beam that passes through the beamsplitter and the part that  is reflected by the beamsplitter.  Turn the beamsplitter until these two beams are  at right angles to each other.  3.  Use the laser power meter to measure the power in the laser beam before and  after it is split:  With the meter off,  a.  Set the meter for 20 milliwatts (mW).  b.  Turn the meter on.  c.  Remove the sensor head from its bracket, and place it in the beam before  the beamsplitter.  d.  Record the maximum reading you get by moving the sensor head so all  of the beam falls on the light­sensitive surface in the sensor.  If the  measured power is less than 2 mW, lower the setting of the meter.  e.  Record the maximum power reading for the transmitted beam and the  reflected beam.  f.  Compare the sum of the readings in part (e) to that in part (d).  Which  one is bigger?  Suggest a reason for your result. 

4.  Stop the beam of the red He Ne laser using the sliding beamstopper.  Donotturn  the laser off.

(26)

5.  Set up the red He Ne laser at a right angle to the non­red one.  Follow the  procedure of part (2), but move the laser rather than the beamsplitter.  6.  Use the laser power meter to measure the power in this laser beam before and  after it is split.  Follow the same procedure as in (3) a­f except start with the  meter at its 2 mW setting.  7.  Open the beamstopper on the non­red He Ne laser so its beam can emerge.  You  should have the reflected red beam and the transmitted beam of the second color  moving along about the same path.  The next step is to make these beams move  alongexactlythe same path, as they would in a fiber optic system.  Put a piece of  white paper or cardboard very near the beamsplitter on the side where the beams  should merge.  Move the red light laser until you get the beams as close together  as possible.  The beamsplitter mount can be turned.  It can also be tilted using the  tilting screws with knurled tops.  With patience, and by adjusting both the  beamsplitter and the red laser, you can get both beams to travel together along a  single path.  Remove the white object.  Final adjustment can be done by looking  from an angle at the point where the combined beam hits a wall.  You will  probably need to make fine adjustments to both the laser and the beamsplitter.  8.  Use the laser power meter to measure the power in the combined beam.  Start  with the meter at its 20 mW setting.  Record your reading.  9.  Mount the diffraction grating in the combined beam.  Never touch the surface  of the diffraction grating!!  Handle it by its edges.  A mount for the grating will  be provided.  Ask your instructor how to use it.  Two beams will come from the  grating, one red and the other the second color you are using.  10.  Measure the power in each of the separated beams.  11.  You can now send and receive two messages at the same time.  Two members of  each group send the messages.  Each should use a piece of cardboard to  ‘modulate’ one of the two beams by either stopping the beam or allowing it to  pass.  Each sender should write a short message and translate it into code.  Choose any code you wish.  You can use Morse code (the telegraphers’ code)  or  ASCII (American Standard Code for Information Interchange—the code used in  computers) or make up your own.  (Tables of Morse code and ASCII are at the  end of this writeup.)  For Morse code, use a long pulse of light for a dash (­) and  a noticeably shorter pulse for a dot (.).  Use a short light burst for a zero and a  noticeably longer burst for a one in ASCII code.  If you make up your own code,  you are on your own.  If you have a good sense of time, you can use a timed  burst of light for a one and a timed dark period for a zero.  This is closer to the  way ASCII code is transmitted in a real telecommunications system.  12.  Two other members of each group (one for each separated beam color) should  receive the messages.  They should record the dots and dashes for Morse code or  the ones and zeros for ASCII or for your own made­up code.  Then they should  decode the messages and compare them to the originals.  Submit the coded and  decoded messages, noting any errors.  If you wish, you can time your messages.  It might be interesting to compare your speed and accuracy with those of others  in your group or in other groups.

(27)

Selected ASCII codes

 

00100000       SP    (Space)  00100001        !    (exclamation mark)  00100010        "    (double quote)  00100011        #    (number sign)  00100100        $    (dollar sign)  00100101        %    (percent)  00100110        &    (ampersand)  00100111        '    (single quote)  00101000        (    (left/opening  parenthesis)  00101001        )    (right/closing  parenthesis)  00101010        *    (asterisk)  00101011        +    (plus)  00101100        ,    (comma)  00101101  ­  (minus or dash)  00101110        .    (dot)  00101111        /    (forward slash)  00110000        0  00110001        1  00110010        2  00110011        3  00110100        4  00110101        5  00110110        6  00110111        7  00111000        8  00111001        9  00111010        :    (colon)  00111011        ;    (semi­colon)  00111100        <    (less than)  00111101        =    (equal sign)  00111110        >    (greater than)  00111111        ?    (question mark)  01000000        @    (AT symbol)  01000001        A  01000010        B  01000011        C  01000100        D  01000101        E  01000110        F  01000111  G  01001000        H  01001001        I  01001010        J  01001011        K  01001100        L  01001101        M  01001110        N  01001111        O  01010000        P  01010001        Q  01010010        R  01010011        S  01010100        T  01010101  U  01010110        V  01010111        W  01011000        X  01011001        Y  01011010        Z  01011011        [    (left/opening bracket)  01011100  \  (back slash)  01011101        ]    (right/closing bracket)  01011110        ^    (caret/cirumflex)  01011111        _    (underscore)  01100000        `  01100001        a  01100010        b  01100011        c  01100100        d  01100101        e  01100110        f  01100111        g  01101000        h  01101001        i  01101010        j  01101011        k  01101100  l  01101101        m  01101110        n  01101111        o  01110000        p  01110001        q  01110010        r  01110011        s  01110100        t  01110101        u
(28)

01110110        v  01110111        w  01111000        x  01111001        y  01111010  z 

Morse Code Alphabet

 

The International Morse code characters are:  A  .­  B  ­...  C  ­.­.  D  ­..  E  .  F  ..­.  G  ­­.  H  ....  I  ..  J  .­­­  K  ­.­  L  .­..  M  ­­  N  ­.  O  ­­­  P  .­­.  Q  ­­.­  R  .­.  S  ...  T  ­  U  ..­  V  ...­  W  .­­  X  ­..­  Y  ­.­­  Z  ­­..  0  ­­­­­  1  .­­­­  2  ..­­­  3  ...­­  4  ....­  5  ...  6  ­....  7  ­­...  8  ­­­..  9  ­­­­.  Full stop  .­.­.­  Comma  ­­..­­  Question mark  ..­­..
(29)

The Optical Time Domain Reflectometer

 

Even though the highest quality modern optical fibers are extremely clear, they still scatter  some of the light sent through and absorb some of it.  This fact can be used to allow us to  measure  important  facts  about  the  fiber.  When  light  passes  from  one  substance  into  another  substance,  some  of  the  light  will  be  reflected.    This  comes  about  because  in  different substances light travels at different speeds.  If an optical fiber  has a smooth end  that makes a right angle with  its  length, about 4 % of the  light coming through the fiber  will  reflect  at  the  end  (where  glass  meets  air).    This  can  be  used  for  necessary  measurement.  The OTDR (Optical Time Domain Reflectometer)  The instrument we use is called an optical time domain reflectometer.  For doing the kinds  of measurements needed for testing optical fiber networks, it is the best instrument to use.  The basic parts are as follows:  1.  Pulsed laser.  This produces short, very intense pulses of light in the near infrared.  Typical pulses last between 10 and 100 nanoseconds.  (A nanosecond is one  billionth of a second, or 10 ­9 seconds.)  Commercial instruments usually operate at  about 850 nanometers (nm), 1310 nm, and/or 1550 nm.  Some instruments can  operate at more than one wavelength.  2.  Detector.  This produces an electrical output proportional to the strength of the  light that strikes it.  The detector must have a very fast response time.  3.  Signal analyzer.  This measures the signal from the detector and sends the  measured value to an appropriate memory unit.  4.  Microprocessor (or computer).  This stores the measurement and, when instructed  to do so, performs mathematical operations (such as averaging) on the measured  values.  It can also locate and identify any connectors, fusion splices, and breaks  in the fiber.  5.  Display.  This displays on a CRT or other screen the results of the measurements  and any indicated calculations.  The display can show a graph of intensity of  backscattered light reaching the detector as a function of distance along the fiber.  It can also display results of more complex interpretations of the data performed  by the microprocessor.  6.  Printer and/or removable storage device.  These make permanent records of the  measured quantities.  An OTDR sends a series of light pulses into the fiber we are examining.  When the light  pulse reaches a break in the fiber, about 4 percent of the light reaching the break reflects  back through the fiber to the detector.  The time between when the signal left the pulsed  laser and when it reaches the detector is measured accurately.  Since the speed of light in  the fiber is generally known (because the manufacturer sends its value), the  microprocessor can calculate how far the break is from the OTDR.  But an OTDR can  give us much more information than that.  When light travels through an optical fiber, a  small fraction of it gets scattered backwards as the light signal goes forward in the fiber.  This backscattered light returns to the detector in the OTDR.  By measuring the

(30)

backscattered light as a function of the time it takes to reach the detector, the OTDR can  produce a graph of the strength of the signal going forward as a function of distance  along the fiber.  It can do that because the backscattered signal is a fixed fraction of the  forward signal and because the measured time for backscattering is directly related to the  distance along the fiber.  Splices and connectors cause different patterns of reflected and  scattered light, so an experienced user of an OTDR can identify these features and find  out how far they are from the OTDR. 

Procedure

 

1.  Turn the power switch to ON.  It is on the upper left corner of the front panel.  2.  If the screen is not lit to your liking, adjust the INTENSITY control.  3.  Power up the Data Logger by pressing its switch to the ON position,.  4.  Press the SETUP MENU button.  On the CRT screen you will see a display with the  title SETUP at the top.  On the left are seven quantities (or parameters)that you can  adjust.  The values that are currently set are enclosed in rectangles.  5.  Check with your instructor which settings are appropriate for the cable you are going  to examine.  If you are using the spool of fiber labeled with a 2.2 km sticker, the  appropriate parameter values are as follows:  WAVELENGTH  To be chosen in consultation with the instructor.  FIBER RANGE  2.5  REFR INDEX  1.4600  AVERAGING TIME  MAX  UNITS  METERS  LABEL DISPLAY  ON  FIBER LENGTH  SHORT FIBER  The REFR INDEX value is particularly interesting.  The abbreviation stands for  refractive index.  The refractive index (for which the standard symbol is the letter n) is  defined by the following equation:  .  fiber  in  light  of  speed  vacuum  in  light  of  speed  refraction  of  index =  = = _  _  _  _  _  _  _  _  _  _  _ 

Since  the  speed  of  light  in  a  vacuum  is  a  known  constant  (which  equals  300,000  km/second), if we specify the value of the index of refraction n, we are really telling the  OTDR the speed of light in the optical fiber we are using.  The manufacturer of the fiber  supplies  this  number  with  the  fiber.  Why  does  the  OTDR  need  this  information?    The  OTDR actually measures the time that passes between when it send out the original laser  pulse and when the signal arrives back from each section of the fiber.  Inside the OTDR  is a computer that calculates the distance from which the signal came based on the time it  took.    But  to  do  this  calculation  (which  just  uses  distance  =  speed  times  time),  the  computer needs to know the speed of the light inside the fiber. 

To change a parameter value, first use the 

and 

(up and down) arrow 

buttons to the  left of the  SETUP MENU button.   The  parameter that can be 

adjusted  will  be  highlighted  by  appearing  in  reverse  video  (black  on  green, 

instead  of  green  on  black).    When  the  parameter  you  want  to  adjust  is

(31)

highlighted,  you  use  the  large  knob  on  the  lower  middle  right  to  make  the 

change.    Turn  the  knob  until  a  rectangle  encloses  the  desired  value.    In  the 

case of the REFR INDEX parameter, the rectangle does not  move.  When  it 

is  highlighted,  turning  the  knob  will  change  the  number  in  the  rectangle. 

Note that on the lower right side of the screen there is a KNOB =  parameter 

display.  The parameter will be one of the seven that can be adjusted without 

using the up/down arrow buttons. 

6.  Use an optical wipe to clean the ends of the optical fiber cable connector.  If possible,  also clean the sleeve on the OTDR into which the connector fits.  7.  Insert the cable connector into the sleeve on the OTDR.  8.  Press the FREE RUN button.  You should get a signature si

References

Related documents

• Computing requirements for Run II led to pioneering adoption of PC Farms running Linux for large scale data handling. – Fermilab PC Farm Exhibit in Supercomputing Conference

• Turn the front left laser control knob until the beam crosses the cantilever and a shadow appears in over the laser spot below (2). • Turn the rear right laser control

[r]

○ If BP elevated, think primary aldosteronism, Cushing’s, renal artery stenosis, ○ If BP normal, think hypomagnesemia, severe hypoK, Bartter’s, NaHCO3,

This was to be expected as the HPPCC SFU dataset results expose the fact that this method was using only a small number of reflectances of this very large dataset (in fact 12  1 

Such a collegiate cul- ture, like honors cultures everywhere, is best achieved by open and trusting relationships of the students with each other and the instructor, discussions

The cardiac tissue of the two AAS abuse cases, compared to the control case, showed apoptotic reaction, as shown by TUNEL and anti-caspase 3, in several vessel endothelial and

“A system to convert data from internal and external sources into information and communicate that information in an appropriate form, to managers at all levels in all functions to