搜索
前言本标准等同采用纤维光学互连器件和无源器件基本试验和测量程序第部分检查和测量回波损耗制定纤维光学互连器件和无源器件在光纤通信和非通信应用中占有重要地位已在国际和国内市场上形成规模生产和商品化产品并成为新崛起的高技术产业随着光纤通信技术领域内新技术新材料新产品的不断涌现和发展相应产品试验和测量技术也有较快的进展为使产品试验和测量程序在国际上进一步协调一致使产品试验和测量结果得到统一公认迄今为止已制定并颁布系列试验和测量程序标准达余项从而将极大促进产品贸易往来我国该类产品试验和测量程序基础标准与国际标准等同能方便简化产品的检验和验收适应产品国际贸易技术和经济交流日益增长的需要本标准是隶属于纤维光学互连器件和无源器件基本试验和测量程序第部分总则和导则的系列方法之一本标准由中华人民共和国信息产业部提出本标准由信息产业部电子工业标准化研究所归口本标准起草单位上海传输线研究所本标准起草人陈国庆王锐臻王毅前言国际电工委员会是由各国家电工委员会国家委员会组成的世界性标准化组织的目的是促进电工电子领域标准化问题的国际合作为此目的除其他活动外发布国际标准国际标准的制定由技术委员会承担对所涉及内容关切的任何国家委员会均可参加国际标准的制定工作与有联系的任何国际政府和非官方组织也可以参加国际标准的制定与国际标准化组织根据两组织间协商的条件保持密切的合作关系在技术问题上的正式决议和协议是由对这些问题特别关切的国家委员会参加的技术委员会制定的对所涉及的问题尽可能地代表了国际上的一致意见这些决议或协议以标准技术报告或导则的形式发布以推荐的形式供国际上使用并在此意义上对各国家委员会认可为促进国际上的统一各国家委员会有责任使其国家和地区标准尽可能采用标准标准与相应国家或地区标准之间的任何差异应在国家或地区标准中指明国际电工委员会没有规定表示认可标志的任何程序如果声称某设备符合某一标准对此概不负责应注意这种可能性即本国际标准的某些组成部分可能涉及专利权内容不负有对任何或所有这样的专利权作出认同的责任国际标准由纤维光学纤维光学互连器件和无源器件制定本标准文本依据下列文件表决报告对于批准本标准进行表决的全部资料可在上述表格给出的表决报告中查阅在总标题纤维光学互连器件和无源器件基本试验和测量程序下由下列部分组成第部分总则和导则第部分试验第部分检查和测量中华人民共和国国家标准纤维光学互连器件和无源器件基本试验和测量程序第部分检查和测量回波损耗国家质量技术监督局批准实施总则范围和目的本标准规定了被试纤维光学器件回波损耗测量程序通过采用低光学相干干涉方法以微米级的空间分辨率和高动态范围测量单模光器件的反射分布通过采用光频域反射方法以厘米级的空间分辨率和高动态范围测量单模光器件的回波损耗引用标准下列标准所包含的条文通过在本标准中引用而构成本标准的条文本标准出版时所示版本均为有效所有标准都会被修订使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性纤维光学互连器件和无源器件基本试验和测量程序第部分总则和导则概述测量回波损耗规定四种方法采用分路器的测量采用的测量是基准方法采用光时域反射仪的测量采用低光学相干反射仪的测量本附加的程序规定以小于的空间分辨率和大于的动态范围测量单模光器件的反射分布反射分布定义为在单模光器件各个端面和或连接点上反射点分布当一个特定点上反射为时在该点上的回波损耗由给定本程序通过检测由反射光和基准光之间光干涉产生的差拍信号功率来测量一个点上的反射当对具有分散反射点的器件进行分析时如果它们之间的间隔大于测量系统的空间分辨率则可识别和定位每一个反射点本方法被称为低光学相干反射技术采用光频域反射仪的测量本附加的程序规定了采用光频域反射仪测量单模光器件的回波损耗本技术主要优点之一就是具有在空间上从不需要的反射中例如被试器件上所有连接器或未端接端口分辨出要求的反射而无任何肓区而且方法是高可靠的装置简单无需维护附录中给出了采用四种不同方法检测的回波损耗的比较技术的测量概念叙述如下经强度调制的光源信号注入到被试器件注入到被试器件上的光信号为式中射频调制在给定波长下的光载波信号被试器件等同地影响调制包络和载波信号的幅度并且这两种信号延迟相同对被试器件的输出得到下列关系式式中被试器件传递函数的幅度为的相位变化通过测量调制包络确定被试器件的影响装置和符号被试器件被试器件的两个光学端口以尾纤或连接器端接将带有尾纤的基准插头和基准转接器要求时加到具有连接器端接的端口上以形成带尾纤的完整的连接器组件应按的规定端接所有不使用的端口采用分路器的测量下列是采用分路器进行的回波损耗测量中使用的装置和器件分路器的分光比应是稳定的它对偏振应是不敏感的方向性应比最大被测回波损耗至少高检测器和检测器包括光检测器相连的电子系统和与光纤相连接的装置光连接可为光连接器插座尾纤或裸光纤转接器检测器是线性的但因为所有的测量是差分的所以进行绝对校准是不必要的测量期间应采取衰减的方法消除来自的反射功率在进行测量时将检测器分离和重接应保持两次测量的耦合效率应在详细规范中规定下列特性在光源波长下的最大灵敏度线性度稳定性光学连接的类型光源和光源包括光辐射源相连的驱动电子系统激励单元以及光纤连接器或尾纤如图所示可采用第二个光源进行校准采用第二个光源时其中心波长和谱宽应与相同除非另有规定注入条件应按附录应在详细规范中规定下列特性输出功率功率稳定性中心波长谱宽临时接点为将被试器件接入测量环路所制作的接点临时接点可以是连接器接头真空吸盘或微调装置的损耗应保持稳定并应具有比最大被测回波损耗大至少的回波损耗当该回波损耗大于为保证规定的测量准确度建议采用熔接式接头端接标以的光纤端接应具有高回波损耗建议采用三种类型的端接有角度的光纤端在光纤端施加折射率匹配材料增加光纤衰减如采用芯轴卷绕当采用增加衰减作为端接的方法时这种端接可施加在器件之间例如图中的测量可以通过在图中的和被试器件之间施加衰减来进行光纤端接应具有比最大被测回波损耗大至少的回波损耗当该回波损耗大于时为保证规定的测量准确度建议采用光纤衰减端接采用的测量下列是以进行回波损耗测量所采用的装置和器件光纤段和测量中所包括的光纤段和含有临时接点的光纤段光时域反射仪应在详细规范中规定的下列特性中心波长谱宽脉冲宽度在接收器输入端可采用衰减器以便将光功率降低至使接收器不发生饱和的水平见准确度考虑临时接点见和计算机对用于数据采集系统的计算机接口特性可能有要求方法采用低光学相干反射技术的测量装置包括光源光源为具有光纤输出端口的宽带连续波光源分路器将光功率从输入端口分到信号端口和基准端口并将光功率从这些端口耦合进入输出端口光延迟线线性地改变基准光的时延通常的由用以产生平行光束的平行光管和安装在一个平移台上的反射体组成光检测器应将检测器连接到分路器输出端应采用具有足够动态范围的检测器将检测器的光电流送入数据处理单元接口接口把测量系统和被测器件连接起来数据处理单元数据处理单元收集并处理来自检测器的数据并控制基准光的光延迟对如图所示的装置的规定仅说明该方法的原理注实际的测量系统需作各种改进例如使测量与回波信号的偏振态无关采用光频域反射仪的测量采用的试验装置示于图对于回波损耗的测量以光作为载波的微波信号经的分路器传送至被试器件后向反射信号由分出到达光电二极管接收器对光信号进行解调恢复射频信号从而该解调的信号通过网络分析仪与初始信号从已知的反射中获取进行幅度和相位比较通过富里埃反变换计算该振动矢量数据的时域表示本技术使来自光路的反射信号具有一个几厘米或小于几厘米的空间分辨率见附录为了防止因光反馈而引起系统性能的降低建议在光源前部采用光隔离器射频网络分析仪射频网络分析仪是能够对反射功率强度和相位进行测量的矢量网络分析仪应根据测量准确度要求见的注将射频频率漂移减至最小光部件光源和检测器规定波长的光源和光检测器带有适当相连的驱动电子装置以及分别与网络分析仪和光纤连接的装置测量装置的动态范围应比被测的最小回波损耗至少大系统动态范围定义为按在时域测得的最大信号即和底部噪声之上信号之差下列因素会导致可能的误差和影响测量的不确定性见的注激光波长随温度的漂移在检测器线性区的回波损耗范围偏振敏感性光放大器供选择为了提升发射的光功率和增大装置的动态范围可在光源后加用作放大级的光放大器隔离器供选择光隔离器可置于光源前部若尚未加装时以限制可能降低光源性能的反射功率分路器分路器分光比为并且对于偏振变化不敏感的方向性可能影响测量准确度应适当加以规定见的注临时接点制作接头将连接到分路器上的实例为连接器接头或微调架的损耗应是稳定的插入损耗值最好优于和间隔应大于测量分辨率计算机为对振动矢量进行富里埃反变换需要计算机若网络分析仪中不包括计算机时注测量的总不确定度为上述所有不确定性因子的总和根据由详细规范规定的测量计算的总不确定度可近似估算每一个不确定因子程序采用分路器的回波损耗测量采用分路器的回波损耗测量装置如图所示图采用分路器的回波损耗测量装置测得的功率值采用线性单位如图中采用上述参数的回波损耗为的归一化值式中基准功率测量环路初始反射功率归一化值见式系统常数见在公式中和是以进行了归一化的对进行归一化所采用的值是图所示的测量值对进行归一化所采用的值是图中的测量值这允许在不同时间并在这些测量之间光源功率发生漂移的情况下进行和的测量分路器测量的定义公式的回波损耗是从观察的和之间的总回波损耗分路器环路的定义图中的环路是可用于以分路器测量回波损耗的环路中具有代表性的但不是唯一的测得的值应满足下列两个条件应正比于来自被试器件的反射功率加上除被试器件外的测量环路初始反射功率见图和图应正比于入射至被试器件的功率见图式中分路器传输系数见图分路器分光比见图系数常数求值提供系统常数求值的两个方法方法用端接代替并接光源测出不关闭在处截断光纤接检测器并测出图分路器传输系数测量装置如图所示接检测器并测出和系统常数为如果采用检测器校准程序则所用的三个检测器校准差异会消除图分路器分光比测量装置方法在本方法中系统常数以具有已知回波损耗的端接头作为基准以具有已知回波损耗的光纤端接头替换图中的被试器件测定见公式测定见公式取代公式中的和并求值系统反射功率系统反射功率通过测量来确定测量中来自被试器件的反射功率已被去除这可以用具有高回波损耗的端接替代被试器件或如采用芯轴卷绕方法在被试器件和之间的光纤上施加大的衰减来完成具有高回波损耗端接的采用如图所示图高回波损耗端接的采用的归一化值准确度考虑下列因素在回波损耗测量中是可能的误差源临时接点和由这些接点损耗的差异引起的误差是其损耗差的两倍系统反射功率系统反射功率是从环路中的反射源而不是被试器件到达的功率见图误差对于回波损耗的影响是的函数是以分贝表示的和之差大时相对大的误差对于回波损耗的影响是可忽略的例如从变化至时误差仅产生的回波损耗误差当与相差不大或小于时本方法的准确度就降低了但小时即使误差小影响也是显著的例如使从变化至时误差产生的回波损耗误差采用分路器测量回波损耗的环路设计应尽可能将降至最低图所示的环路中反射功率源为分路器端接耦合器右边的光纤耦合器右边光纤长度差异会改变值临时接点检测器采用的回波损耗测量测量环路以测量回波损耗的环路如图所示图采用测量回波损耗的装置大多数都要求有一个光纤段以在和被测物之间提供一个间距光纤段和提供了所要求的空间以分辨被试器件回波损耗的测量信号点和间的光纤应具有相同的后向散射信号见公式在被试器件以连接器端接的情况下连接器是被试器件的组成部分它们处于和之间在临时接点和处于和之间时由一路测得的这些接点损耗绝对值小于见为了达到这些要求可能有必要利用几种不同光纤组合与被测器件尾纤的后向散射特性相匹配以取得低值测量测量的单个点处反射就是该点处的反射率存在多个反射点并且它们之间具有足够距离的情况下测量的是各个点的反射率存在多个间隔很近的反射点的情况下测量的是这些反射点总和的有效反射率测量程序在一个点处产生反射的典型响应曲线如图所示图在一个反射点处的典型响应曲线式中显示在显示屏上的回波损耗脉冲高度常数它包括光纤瑞利后向散射和脉冲宽度大多数在回波信号显示前已除以在本式中屏上显示的脉冲幅值乘以以弥补已进行的除法