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1.簡述
由于在光纜系統(tǒng)的實施過程中,涉及光纜的敷設(shè)、光纜的彎曲半徑、光纖的熔接、跳線,更由于設(shè)計方法及物理布線結(jié)構(gòu)的不同,導(dǎo)致兩網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間的光纖路徑上光信號的傳輸衰減有很大不同,為了確保通信暢通,所以需要對光纖進行測試。無論是布線施工人員,還是網(wǎng)絡(luò)維護人員,都有必要掌握光纖鏈路測試的技能。
在光纖的應(yīng)用中,光纖本身的種類很多,但光纖及其系統(tǒng)的基本測試方法,大體上都是一樣的,所使用的設(shè)備也基本相同。對光纖或光纖系統(tǒng),其基本的測試內(nèi)容有:連續(xù)性和衰減/損耗。測量光纖輸入功率和輸出功率,分析光纖的衰減/損耗,確定光纖連續(xù)性和發(fā)生光損耗的部位等。
光纖的衰減是光信號沿光纖傳輸時,光功率的損失即為光纖的衰減,衰減A以分貝(dB)為單位。
A=101gPl/P2(dB)
其中Pl和P2分別是注入端和輸出端的光功率。
光纖衰減常數(shù)的標準為:在1310mm波長上,衰減平均值應(yīng)小于等于0.36dB/km,衰減最大值應(yīng)小于等于0.4dB/km;在1550mm波長上,衰減平均值應(yīng)小于等于0,22dB/km,衰減最大值應(yīng)小于等于0.25dB/km;光纖接續(xù)時,其雙向平均接頭損耗不得大于0.08dB。
測量光纖的各種參數(shù)之前,必須做好光纖與測試儀器之間的連接。目前,有各種各樣的接頭可用,但如果選用的接頭不合適,就會造成損耗,或者造成光學(xué)反射。例如,在接頭處,光纖不能太長,即使長出接頭端面l^m,也會因壓縮接頭而使之損壞。反過來,若光纖太短,則又會產(chǎn)生氣隙,影響光纖之間的耦合。因此,應(yīng)該在進行光纖連接之間,仔細地平整及清潔端面,并使之適配。
目前,絕大多數(shù)的光纖系統(tǒng)都采用標準類型的光纖、發(fā)射器和接收器。如纖芯為62.5pm的多模光纖和標準發(fā)光二極管LED光源,工作在850nm的光波上。這樣就可以大大減少測量中的不確定性。而且,即使是用不同廠家的設(shè)備,也可以很容易地將光纖與儀器進行連接,可靠性和重復(fù)性也很好。
2.測試儀器精確度
光纖測試儀由兩個裝置組成:一個是光源,它接到光纖的一端發(fā)送測試信號;另一個是光功率計,它接到光纖的另一端,測量發(fā)來的測試信號。測試儀器的動態(tài)范圍是指儀器能夠檢測的最大和最小信號之間的差值,通常為60dB。高性能儀器的動態(tài)范圍可達100dB甚至更高。在這一動態(tài)范圍內(nèi)功率測量的精確度通常被稱為動態(tài)精確度或線性精度。
功率測量設(shè)備有一些共同的缺陷:高功率電平時,光檢測器呈現(xiàn)飽和狀態(tài),因而增加輸入功率并不能改變所顯示的功率值;低功率電平時,只有在信號達到最小閾值電平時,光檢測器才能檢測到信號。
在高功率和低功率之間,功率計內(nèi)的放大電路會產(chǎn)生三個問題。常見的問題是偏移誤差,它使儀器恒定地讀出一個稍高或稍低的功率值。大多數(shù)情況下,最值得注意的問題是量程的不連續(xù),當放大器切換增益量程時,它使功率顯示值發(fā)生跳變。無論是在手動,還是在更經(jīng)常遇到的自動(自動量程)狀態(tài)下,典型的切換增量為10dB。一個較少見的誤差是斜率誤差,它導(dǎo)致儀器在某種輸入電平上讀數(shù)值偏高,而在另一些點上卻偏低。
3.測量儀器校準
為了使測量的結(jié)果更準確,首先應(yīng)該對功率計進行校準。但是,即使是經(jīng)過了校準的功率計也有大約±5%(0.2dB)的不確定性。這就是說,用兩臺同樣的功率計去測量系統(tǒng)中同一點的功率,也可能會相差10%。
其次,在確保光纖中的光有效地耦合到功率計中去,最好是在測試中采用發(fā)射電纜和接收電纜。但必須使每一種電纜的損耗低于0.5dB.這時,還必須使全部光都照射到檢測器的接收面上,又不使檢測器過載。光纖表面應(yīng)充分地平整清潔,使散射和吸收降到最低。
值得注意的是,如果進行功率測量時所使用的光源與校準時所用的光譜不相同,也會產(chǎn)生測量誤差。
4.光纖的連續(xù)性
光纖的連續(xù)性是對光纖的基本要求,因此對光纖的連續(xù)性進行測試是基本的測量之一。
進行連續(xù)性測量時,通常是把紅色激光、發(fā)光二極管(LED)或者其他可見光注入光纖,并在光纖的末端監(jiān)視光的輸出。如果在光纖中有斷裂或其他的不連續(xù)點,在光纖輸出端的光功率就會下降或者根本沒有光輸出。