JJF(京) 89-2022 光纤识别仪校准规范

北京市地方计量技术规范JJF（京）89-2022光纤识别仪校准规范CalibrationSpecificationforOpticalFiberIdentifiers2022-04-08发布2022-05-08实施北京市市场监督管理局发布光纤识别仪校准规范JJF（京）89-2022CalibrationSpecificationforOpticalFiberIdentifiers归口单位：北京市市场监督管理局起草单位：北京市计量检测科学研究院本规范委托北京市计量检测科学研究院负责解释本规范主要起草人：崔磊(北京市计量检测科学研究院)张建亮(北京市计量检测科学研究院)刘佳畅(北京市计量检测科学研究院)贾亚青(北京市计量检测科学研究院)Ⅰ目录引言……………………………………………………………………………………(II)1范围…………………………………………………………………………………(1)2术语和计量单位…………………………………………………………………(1)3概述………………………………………………………………………………(1)4计量特性…………………………………………………………………………(2)5校准条件……………………………………………………………………………(2)6校准项目和校准方法………………………………………………………………(3)7校准结果的表达……………………………………………………………………(5)8复校时间间隔………………………………………………………………………(6)附录A校准原始记录格式……………………………………………………………(7)附录B校准证书内页格式………………………………………………………(8)附录C光纤识别仪校准不确定度评定实例……………………………………(9)Ⅱ引言JJF1071-2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001-2011《通用计量术语及定义》和JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》共同构成本规范制定工作的基础性系列规范。本校准规范为首次发布。1-光纤识别仪校准规范1范围本规范适用于波长范围为（800～1700）nm，功率范围为（-50～+10）dBm光纤识别仪的校准。其他同类型、不同测量范围仪器的校准可参照本规范执行。2术语和计量单位2.1插入损耗insertionloss光纤识别仪夹持光纤会造成光纤微弯，由此产生的损耗称为插入损耗。由光纤链路中入射光功率与出射光功率的差值表示。ioILPP（1）式中：IL为插入损耗，单位为dB；Pi为输入光功率，单位为dBm；Po为输出光功率，单位为dBm。2.2计量单位unitofmeasurement通常光功率值用单位瓦（W）系列表征，功率单位W是国际单位制导出单位。级差单位分贝（dB）是国家选定的非国际单位制单位。工程中一般用分贝毫瓦（dBm）表示功率的量值。以上两种单位制可以由公式（2）换算：dBmmW=10lgPP（/1mW）（2）3概述在通信网络安装、布线、维护和恢复期间，常需要在不中断业务的情况下，快速寻找和分离出特定的一根或几根光纤。光纤识别仪是一种用于无损光纤识别的仪器。其工作原理是在光纤的一端输入1310nm或1550nm波长的特定调制信号，通过光纤识别仪得到光纤中信号传输方向、信号调制频率、光功率等信息，来判断光纤的工作状态，从而识别出特定的光纤。光纤识别仪作为光通信网络维护的必备工具，广泛应用于光纤通信、CATV工程、光纤传感、综合布线等工程领域当中。光纤识别仪原理示意图如图1所示。2稳定光源（带调制模式）光功率检测光信号方向指示功能频率调制识别功能光探测器放大电路数据处理光纤识别仪光纤光纤图1光纤识别仪原理示意图4计量特性4.1光功率检测范围：（-50~+10）dBm4.2插入损耗：≤2dB4.3光信号传输方向：识别正确4.4光信号调制频率：识别正确以上技术指标不用于合格性判别，仅供参考。5校准条件5.1环境条件5.1.1环境温度：（23±5）℃；5.1.2相对湿度：≤80%RH；5.1.3实验室应无剧烈振动和影响测量结果的电磁场干扰。5.2校准用设备5.2.1光源a）中心波长：（1310±10）nm、（1550±10）nmb）输出功率：≥+10dBmc）功率稳定度：±0.01dB/15mind）输出四种模式的调制频率信号：稳态（CW），270Hz，1kHz，2kHz。5.2.2光功率计a）工作波长：（1310±10）nm、（1550±10）nmb）测量范围：（-60~+15）dBmc）最大允许误差：±0.25dBd）分辨力：≤0.01dBe）非线性：优于±0.02dB35.2.3光衰减器a）工作波长：（1310±10）nm、（1550±10）nmb）测量范围：（0~60）dBc）最大允许误差：±0.8dBd）调节步长：≤1dB5.2.4插损测试仪a）工作波长：（1310±10）nm、（1550±10）nmb）测量范围：（0~50）dBc）最大允许误差：±0.2dB6校准项目和校准方法6.1校准项目6.1.1光功率检测范围；6.1.2插入损耗；6.1.3光信号传输方向；6.1.4光信号调制频率。6.2校准前检查6.2.1仪器应具备规格型号、出厂编号、制造厂名及相应的警示标志等；6.2.2被校仪器应带有必要的附件、说明书等；6.2.3被校仪器通电后显示功能正常；6.2.4所有校准用设备和被校仪器均置于平稳的工作台上，并按照说明书的要求进行预热。6.3光功率检测范围6.3.1按图2连接测量设备。稳定光源光纤识别仪光纤光纤光衰减器光纤光功率计图2光功率检测范围测量装置框图6.3.2设置光功率计波长与光源波长一致，调节光衰减器的衰减示值，通过光功率计监测光源的输出光功率。6.3.3用光纤识别仪夹持光纤进行测量，调节光衰减器的衰减示值，通过光功率计读数得到光功率值，记录光纤识别仪能识别到的光功率范围。46.4插入损耗插入损耗项目校准方法可以采用光功率计法或者插损测试仪法。6.4.1光功率计法（a）按图2连接测量设备。（b）调节光衰减器和光功率计的波长设置值，使其与光源的波长一致。（c）在没有用光纤识别仪夹持光纤的情况下，通过光衰减器设置光源输出功率为0dBm，此时光功率计的读数为0dBm，并记录。（d）用光纤识别仪夹持光纤，待光功率计读数稳定后，得到光功率计的读数为Pi，这时插入损耗为ILi=Pi，并记录。（e）重复7.4.1的步骤进行3次测量。（f）插入损耗值的校准结果处理三次测量值相加求平均得到：IL=（IL1+IL2+IL3）/3。6.4.2插损测试仪法（a）按图3连接测量设备。插损测试仪光纤光纤光纤识别仪图3插损测试仪法插入损耗测量装置框图（b）用光纤将插损测试仪的光源输出口和光功率输入口相连接，设置此时的插损为参考值0dB。（c）用光纤识别仪夹持光纤，待插损测试仪的插损值读数稳定后，得到插损值ILi，并记录。（d）重复7.4.2的步骤进行3次测量。（f）插入损耗值的校准结果处理三次测量值相加求平均得到：IL=（IL1+IL2+IL3）/3。6.5光信号传输方向56.5.1按图2连接测量设备。光源输出设置在稳态模式下。6.5.2调整衰减器示值，使得光源输出功率在光纤识别仪探测范围内。6.5.3用光纤识别仪沿光传输方向正向夹持光纤，判断光纤识别仪的光信号传输方向指示是否正确，并记录。6.5.4用光纤识别仪逆光传输方向反向夹持光纤，判断光纤识别仪的光信号传输方向指示是否正确，并记录。6.6光信号调制频率6.6.1按图2连接测量设备。6.6.2调整衰减器示值，使得光源输出功率在光纤识别仪探测范围内。6.6.3用光纤识别仪夹持光纤，设置光源的输出模式，分别输出CW（连续模式）、270Hz、1kHz、2kHz的不同频率模式的调制信号，每种输出模式下进行读数3次，记录光纤识别仪的光信号调制频率值。7校准结果的表达经校准的光纤识别仪出具校准证书。校准证书应至少包括以下信息：a）标题，如“校准证书”；b）实验室名称和地址；c）进行校准的地点（如果与实验室的地址不同）；d）证书的唯一性标识（如证书编号），每页及总页数的标识；e）客户的名称和地址；f）被校对象的描述和明确标识；g）进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的接收日期；h）如果与校准结果的有效性应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明；i）校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；j）本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；k）校准环境的描述；l）校准结果及其测量不确定度的说明；m）校准证书或校准报告签发人的签名、签发日期等；n）校准结果仅对被校对象有效的声明；o）未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声明。6原始记录格式见附录A，校准证书内页格式见附录B，校准结果不确定度评定实例见附录C。8复校时间间隔由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、仪器本身质量等诸因素所决定的，因此，送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。建议不超过1年。7附录A校准原始记录格式原始记录编号证书编号送校单位名称单位地址仪器名称规格型号仪器编号制造厂商校准依据校准前检查温度湿度校准项目：A.1光功率检测范围：（~）dBmA.2插入损耗（光功率计法）：校准波长测量项目123平均值1310nm输出光功率值插入损耗值1550nm输出光功率值插入损耗值插入损耗（插损测试仪法）：校准波长测量项目123平均值1310nm插入损耗值1550nm插入损耗值A.3光信号传输方向：沿光源方向正向夹持光纤逆光源方向正向夹持光纤光信号传输方向识别正确/不正确识别正确/不正确识别正确/不正确A.4光信号调制频率：调制模式测量结果CW270Hz1kHz2kHz校准员：核验员：校准日期：年月日8附录B校准证书内页格式校准结果B.1光功率检测范围：（~）dBmB.2插入损耗：dB（1310nm），dB（1550nm）B.3光信号传输方向：识别正确/不正确B.4光信号调制频率：调制模式测量结果CW270Hz1kHz2kHzB.5本次校准结果的扩展不确定度为：插入损耗：U=dB（k=2）9附录C光纤识别仪校准不确定度评定实例依据光纤识别仪校准规范的各项计量特性及校准条件与校准项目的规定，对某公司的光纤识别仪进行了校准。下面主要针对光纤识别仪1310nm波长下的插入损耗参数（光功率计法）测量结果的不确定度进行分析。C.1不确定度来源C1.1由测量重复性引入的不确定度；C1.2光源输出功率稳定性引入的不确定度；C1.3标准光功率计的线性度引入的不确定度；C1.4标准光功率计的分辨力引入的不确定度。C.2不确定度评定C2.1由测量重复性引入的不确定度u1对被校仪表的插入损耗参数重复测量3次，分别得到插入损耗值：0.534dB、0.528dB、0.537dB。采用极差法，得标准偏差为s=(xmax－xmin)/dn，查表得测量次数n=3时，dn=1.69，则：u1=(xmax－xmin)/d3=0.009/1.69=0.0053dB（C1）C2.2光源输出功率稳定性引入的不确定度u2由所用光源仪表证书得到1310nm光源的稳定度a2为±0.007dB/15min，按均匀分布，k2=3，则：u2=a2/k2=0.0040dB（C2）C2.3标准光功率计的线性度引入的不确定度u3由仪表技术指标可知，线性度在不同量程取不同的值。插入损耗测试时，基本上在小于2dB范围内进行，优于±0.01dB，a3为0.01dB，按均匀分布，k3=3，则：u3=a3/k3=0.0058dB（C3）C2.4标准光功率计的分辨力引入的不确定度u4由仪表技术指标可知，光功率计的分辨力为0.001dB，按均匀分布，a4=0.0005dB，k4=3，则：u4=a4/k4=0.0003dB（C4）10C.3不确定度合成C3.1合成标准不确定度uc序号不确定度来源标准不确定度分量分布类型1测量重复性u1=0.0053dB正态2光源输出功率稳定性u2=0.0040dB均匀3标准光功率计