几种常用光纤测试仪器的性能介绍 (2)

几种常用光纤测试仪器的性能介绍 (2)
几种常用光纤测试仪器的性能介绍 (2)

几种常用光纤测试仪器的性能介绍 (2)
几乎在光功率计所有性能中,光探头是最应仔细选择的部件.光探头是一个固态光电二极管,它从光纤网络中接收耦合光,并将之转换为电信号.可以使用专用的连接器接口(仅适用一种连接类型)输入到探头,或用通用接口UCI(使用螺扣连接)适配器.UCI能接受绝大多数工业标准连接器.基于选定波长的校准因子,光功率计电路将探头输出信号转换,把光功率读数以dBm方式显示(绝对dB等于1 mW, 0dBm=1mW)在屏幕上.图一是一个光功率计的方块图.
　　选择光功率计最重要的标准是使光探头类型与预期的工作波长范围相匹配.下表汇总了基本的选择.值得一提的是,在进行测量时,InGaAs在三个传输窗口都有上佳表现,与锗相比InGaAs具有在所有三个窗口更为平坦的频谱特性,在1550nm窗口有更高的测量精度,同时具有优越的温度稳定性和低噪声特性.
　　光功率测量是任何光纤传输系统的制造、安装、运行和维护中必不可少的部分.
　　下一个因素与校准精度息息相关.功率计是与你应用相一致的方式校准的吗?即：光纤和连接器的性能标准与你的系统要求相一致.应分析是什么原因导致用不同的连接适配器测量值不确定?充分考虑其它的潜在误差因素是很重要的,虽然NIST(美国国家标准技术研究所)建立了美国标准,但是来自不同生产厂家相似的光源、光探头类型、连接器的频谱是不确定的.
　　第三个步骤是确定符合你测量范围需求的光功率计型号.以dBm为单位表示,测量范围(量程)是全面的参数,包括确定输入信号的最小/最大范围(这样光功率计可以保证所有精度,线性度(BELLCORE 确定为+0.8dB)和分辨率(通常0.1 dB or 0.01 dB)是否满足应用要求.
　　光功率计的最重要选择标准是光探头类型与预期的工作范围相匹配.
　　第四,大多数光功率计具备dB 功能(相对功率),直接读取光损耗在测量中非常实用.低成本的光功率计通常不提供此功能.没有dB功能,技术人员必须记下单独的参考值和测量值,然后计算其差值.所以dB功能给使用者以相对损耗测量,因而提高生产率,减少人工计算错误.
　　现在,用户对光功率计具有的基本特性和功能的选择已经减少,但是,部分用户要考虑特殊需求----包括：计算机采集数据纪录、外部接口等.
　　稳定光源
　　在测量损耗过程中,稳定光源(SLS)发射已知功率和波长的光进入光系统.对特定波长光源(SLS)校准的光功率计/光探头,从光纤网络中接收光,将之转换为电信号.为确保损耗测量精度,尽可能使光源仿真所用传输设备特性：
　　1、波长相同,并采用相同的光源类型(LED,激光).
　　2、在测量期间,输出功率和频谱的稳定性(时间和温度稳定性).
　　3、提供相同的连接接口,并采用同类型光纤.
　　4、输出功率大小满足最坏情况下系统损耗的测量.
　　当传输系统需要单独稳定光源时,光源的最优选择应模拟系统光端机的特性和测量需求.选择光源应考虑如下方面：
　　激光管 (LD) 来自LD发射的光,波长带宽窄,几乎是单色光,即单波长.与LED相比,通过其光谱波段(小于5nm)的激光不是连续的,在中心波长的两边,还发射几个较低峰植的波长.与LED光源相比,虽然激光光源提供更大功率,但价格高于LED.激光管常用于损耗超过10dB的长途单模系统.应尽量避免用激光光源测量多模光纤.
　　发光二极管(LED)：
　　LED具有比LD 更宽的光谱,通常范围为50~200nm.另外,LED光是非干涉光,因而输出功率更加稳定.LED光源比LD光源要便宜的多,但对最坏情况损耗测量显得功率不足.LED光源典型应用在短距离网络和多模光纤的局域网LAN中.LED可以用于激光光源单模系统进行精确损耗测量,但前提条件是要求其输出足够功率.　　光万用表　　将光功率计和稳定光源组合在一起被称为光万用表.光万用表 用来测量光纤链路的光功率损耗.这些仪表可以是两个单独的仪表,也可以是单一的集成单元.总之,两类光万用表具有相同的测量精度.所不同的通常是成本和性能.集成光万用表通常功能成熟、具有各种性能但价格较高.
　　从技术的角度来评价各种光万用表配置,基本的光功率计和稳定光源标准仍然适用.注意选择正确的光源种类、工作波长、光功率计探头以及动态范围.　　光时域反射仪和故障定位仪
　　OTDR是最经典的光纤仪器装备,它提供测试时相关光纤最多的信息.OTDR本身是一维的闭环光学雷达,测量仅需光纤的一个端头.发射高强度、窄的光脉冲进入光纤,同时高速光探头纪录返回信号.此仪器给出有关光链路的可视化解释.在OTDR曲线上反映出接续点、连接器和故障点的位置以及损耗大小.
　　OTDR评价过程与光万用表有许多相似点.事实上, OTDR 可以被认为是一个非常专业的测试仪表组合：由一个稳定高速脉冲源和一个高速光探头组成.OTDR的选择过程可关注下列属性：
　　1、确认工作波长,光纤类型和连接器接口.
　　2、预期连接损耗和需要扫描的范围.
　　3、空间分辨率.
　　故障定位仪大多是手持式仪器,适用于多模和单模光纤系统.利用 OTDR (光时域反射仪 ) 技术,用于对光纤故障的点定位,测试距离大多在20公里以内.仪器直接以数字显示至故障点的距离.适用于：广域网(WAN)、20 km范围的通讯系统、 光纤到路边(FTTC)、单模和多模光纤光缆的安装和维护、以及军用系统.在单模及多模光缆系统中,要定位带故障的连接头、坏的接续点,故障定位仪是一种优异的工具.