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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监测衰减和回波损耗变化多路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为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监测衰减和回波损耗变化多路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当器件经受环境试验基本试验时测量它衰减变化和回波损耗变化的程序因为通常这类试验在某些时间周期内对一组器件进行试验所以就将这种测量程序和相关的设备设计为在同一程序中对许多器件进行监测并采用自动数据采集装置而且由于器件衰减变化和回波损耗变化可能很小而系统中这些器件的性能又很重要因此强调本测量程序应始终保持测量的高稳定性引用标准下列标准所包括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检查和测量回波损耗概述本程序规定四种衰减变化和回波损耗变化监测方法方法和方法通过测量经由器件或由器件反射的功率变化来测得这些参数方法和方法是采用来测量衰减和回波损耗因此相关的装置分别规定仅当信号平均时间比试验环境条件变化时间短得多时后两个方法才可能被采用这四种方法在测量单模光纤被试验器件时被采用方法应作为基准方法装置方法和方法本程序的装置和对被试器件进行测量的配置如图和图所示装置包括光源激励单元能分别将测量所规定波长的光注入试验光纤的多路光源如适用还包括激励单元获取这多路光源的方法就是采用由图所示的光开关相连接的若干独立的光源多路光源还能通过其他几种方法来获取例如由星形分路器连接的并各自接通或关断的若干独立光源或单个经可以开关控制的带通滤光器与光纤耦合的白光光源本试验必须考虑的光源性能包括下列组成部分始终稳定虽然本试验方法对每组测量都进行基准光功率测量但仍要求绝对光功率输出的高稳定性因为每一组测量可能在几分钟时间内进行这种稳定性通常与光检测器测量平均技术一起考虑偏振无关通常要进行衰减变化的监测这种衰减变化与被试器件和诸如分路器开关和检测器之类装置组成部分插入损耗的偏振依赖性相比是较小的因此通常规定低偏振度的光源是必要的如白炽灯白光光源或发光二极管这些光源采用低偏振感应的光学系统与光纤耦合或者可采用包括去偏振或偏振稳定化激光器的足够稳定的试验装置随时间变化的光谱纯度和光谱稳定性特别在测量波长依赖性器件如多路复用器或衰减器时有必要采用一种不发射无关波长光的光源这种无关波长光功率大小可能影响测量准确度输出功率水平因回波损耗测量通常涉及高度衰减的信号所以为使测得的信号保持在光功率计测量范围之内需要具有至少输出功率的光源监测设备一个能监测经对应于被试器件和基准光路多个光路传输光的装置在方法中通过一个分路器将光分成路并形成各监测通道图以框图显示了该装置图中为多路光源为方向性分路器以及和是光检测器在该装置中分路器通道引出端所示的器件组合配置在个通道中的每一个光路上重复出现对于被试器件通道数目少本方法是可用的因为本方法需要多个分路器和检测器图方法装置在方法中采用了经由被试器件的光路转换开关如图所示的装置由方向性分路器和两个的计算机控制的光开关组成这些开关的通道数多到足以将被试器件通道一个或多个基准光路和基准反射通道互连起来图方法通过光功率监测进行衰减和回波损耗监测的装置本试验应考虑的开关性能包括重复性开关每个通道插入损耗应具有高重复性因为该参数会直接降低被试器件衰减或回波损耗测量的准确度而且因环境试验通常在持续的时间周期内进行所以应在整个试验期间考虑开关的重复性回波损耗方法和方法的回波损耗测量可能会受诸如分路器开关和光纤这样的装置部件过度的光反射限制检测器工作波长范围与被试器件一致的检测器应具有高动态范围并具有将基准电平调至零的性能应按详细规范的规定采用将来自检测器和图和图的反射功率减小至可接受程度的程序滤模器在单模光纤的情况下采用沿每一个测量通道施加的滤模器以消除高阶模不希望出现有关的测量不准确性应采取措施避免包层模影响测量须靠光纤长度固有的作用或加包层模消除器来消除包层模临时接点将被试器件接入试验通道的临时接点通常试验的稳定性要求会对采用机械式接头或熔接式接头提出要求方法和方法这些程序对应的装置和进行被试器件测量的配置如图和图所示它由下列器件构成是一种自动试验装置采用能产生一个或多个脉冲宽度和脉冲重复率的准确度应适合于测量要求并应在详细规范中规定包括中心波长谱宽空间分辨率图采用监测衰减和回波损耗的装置方法双向注意回波损耗测量所要求的长平均时间可能限制连续测量的最小时间周期缓冲光纤光纤段应足够长以使能在空间上分辨被试器件图采用监测衰减和回波损耗的装置方法单向光开关一个或两个计算机控制的光开关这些光开关的关键特点如本程序方法和方法所规定具有下列差异重复性方法和方法中不太需要每个通道衰减均具有非常高的长期重复性因为能区分开关和被试器件回波损耗在方法和方法中要求很高的光开关回波损耗因为这些反射可能使测量信号难以分辨光开关回波损耗取决于所采用的具体滤模器在单模光纤的情况下采用沿每一个测量通道施加的滤模器以消除高阶模不希望出现有关的测量不准确性应采用措施避免包层模影响测量须靠光纤长度固有的作用或加包层模消除器来消除包层模临时接点将被试器件接入试验通道的临时接点这些接点可为机械式接头或熔接式接头但应特别注意降低来自接点的反射使其不影响测量程序方法本方法由测量通过的功率在图中处测得和反射的功率在图中处测得并将他们与图中处测得的基准功率相比较来对应力箱中被试器件组的衰减和回波损耗进行周期性监测光源和分路器的组合应使每个输出端口的分光比恒定因为这种恒定的分光比将决定监测准确度衰减监测方法供选择对分路器的每一个端口周期性地取和的读数这些读数比率的对数与对应的被试器件衰减以为单位成正比周期性地监测和计算该比率的变化以确定连接到分路器每个端口上的被试器件衰减的偏差试验结果表示的一般方法是对和读数比率的变化作为时间的函数作图回波损耗监测方法对分路器的每一个端口周期性地取和的读数这些读数比率的对数与对应的被试器件回波损耗以为单位成正比周期性地监测和计算该比率的变化以确定连接到分路器每个端口上的被试器件回波损耗的偏差试验结果表示的一般方法是对和读数比率的变化作为时间的函数作图方法通常在图所示的试验装置各部分处于计算机控制的情况下按开关的步进逐一对每一个被试器件进行基准测量和衰减回波损耗测量并在器件经受应力的环境试验期间周期性地重复上述测量程序衰减监测方法在时间通道中被试器件的衰减测量如下式中归一化功率经由监测通道的功率开关和设置在通道所测得的功率通道的常数当采用一个以上基准通道时值为所有基准通道的平均值图中显示了应力箱外基准通道这是一条光功率基准通道它被用于监测过度的光源功率漂移注意大写字母用于表示归一化功率小写字母用于表示测得的功率通道中的归一化功率是经通道传输的功率减去经基准通道传输的功率平均值采用归一化功率就能确定与光源强度变化无关的损耗还应注意脚注系指一组测量即在一具体试验条件下的测量组须加小心以使在确定的一组测量进行期间不产生什么变化这种变化可能改变系统的功率大小以试验程序完成时所进行的截断测量来确定常数式中在光纤点处见图的截断测量功率在光纤点处见图的截断测量功率进行截断测量时刻的值图截断测量定位传输确定的测量程序是首先进行测量然后进行截断测量再进行截断测量采用带裸光纤转接器的功率计进行和的测量回波损耗监测方法将开关设在通道开关设在通道通道时刻被试器件回波损耗测量如下式中通道的归一化功率注意在回波损耗计算中归一化功率为通道功率减去通道功率开关设在通道开关设在通道时测得的功率式中以开关和开关通道的光纤直接接在一起而开关之间无器件测得的归一化反射功率常数对开关通道以基准回波损耗进行端接的光纤进行测量来对常数求值基准回波损耗就是其一端被端接回波损耗为已知的一段光纤式中基准回波损耗作为基准回波损耗进行端接的通道的归一化功率式中归一化反射功率其在作为基准回波损耗的端接点和之间采用如芯轴卷绕的光纤中具有大的衰减当时可采用下列回波损耗近似方法通常和开关处于计算机控制之下被试器件衰减和回波损耗测量按开关步进逐一在双向进行在被试器件经受应力的环境试验期间周期性地重复测量程序衰减监测方法通常中的被试器件在时刻的衰减测量如下式中开关设在通道被试器件在显示器上的功率变化见图与相同但开关设在通道开关设在通道通道的常数图对被试器件的响应注在图的装置中采用标为的基准监测通道来监测相对于应力箱中被试器件的光纤本身可能发生的功率变化因这是监测所以认为只有衰减变化才有意义因此初始测量的的变化是重要的指标而不是的绝对值确定的测量程序首先是进行和测量以双波长光源替换进行截断测量然后进行截断测量和测量采用裸光纤转接器和功率计进行这些是不采用进行的测量图截断测量定位和是正向和反向传输损耗与临时接点及模式消除器的损耗之和以试验程序完成时进行的截断测量来确定常数式中在光纤点处截断测量功率见图在光纤点处截断测量功率见图和在回截测量时进行的测量回波损耗监测方法开关设在进行回波损耗测量的通道按下列规定进行回波损耗测量注意对窄光脉冲宽度小于检测器的响应带宽可能会限制测量准确度在这种情况下回波损耗应对照基准后向反射元件进行校准通道中的被试器件在时刻的回波损耗如下式中曲线上反射信号高度见图通道的常数常数可采用下列公式进行求值式中光纤的后向散射系数对大多数单模光纤在波长下大致为在波长下大致为对的准确求值参见中脉冲时间宽度当时对回波损耗可采用下列近似对求值的一个替代方法是将具有已知回波损耗的接头接入开关通道光纤上基准回波损耗就是其一端被端接回波损耗为已知的一段光纤式中基准回波损耗值方法本方法作用类似于方法但说明在监测时不进行双向测量也能得到令人满意的测量结果在上单向测得的被试器件衰减和回波损耗的变化可作为被