幾種常用光纖測試儀器的性能介紹

　　幾乎在光功率計所有性能中，光探頭是最應仔細選擇的部件。光探頭是一個(gè)固態(tài)光電二極管，它從光纖網(wǎng)絡(luò )中接收耦合光，并將之轉換為電信號?？梢允褂脤?zhuān)用的連接器接口(僅適用一種連接類(lèi)型)輸入到探頭，或用通用接口UCI(使用螺扣連接)適配器。UCI能接受絕大多數工業(yè)標準連接器?；谶x定波長(cháng)的校準因子，光功率計電路將探頭輸出信號轉換，把光功率讀數以dBm方式顯示(絕對dB等于1 mW, 0dBm=1mW)在屏幕上。圖一是一個(gè)光功率計的方塊圖。

　　選擇光功率計最重要的標準是使光探頭類(lèi)型與預期的工作波長(cháng)范圍相匹配。下表匯總了基本的選擇。值得一提的是，在進(jìn)行測量時(shí)，InGaAs在三個(gè)傳輸窗口都有上佳表現，與鍺相比InGaAs具有在所有三個(gè)窗口更為平坦的頻譜特性，在1550nm窗口有更高的測量精度，同時(shí)具有優(yōu)越的溫度穩定性和低噪聲特性。

　　光功率測量是任何光纖傳輸系統的制造、安裝、運行和維護中必不可少的部分。

　　下一個(gè)因素與校準精度息息相關(guān)。功率計是與你應用相一致的方式校準的嗎?即：光纖和連接器的性能標準與你的系統要求相一致。應分析是什么原因導致用不同的連接適配器測量值不確定?充分考慮其它的潛在誤差因素是很重要的，雖然NIST(美國國家標準技術(shù)研究所)建立了美國標準，但是來(lái)自不同生產(chǎn)廠(chǎng)家相似的光源、光探頭類(lèi)型、連接器的頻譜是不確定的。

　　第三個(gè)步驟是確定符合你測量范圍需求的光功率計型號。以dBm為單位表示，測量范圍(量程)是全面的參數，包括確定輸入信號的最小/最大范圍(這樣光功率計可以保證所有精度，線(xiàn)性度(BELLCORE 確定為+0.8dB)和分辨率(通常0.1 dB or 0.01 dB)是否滿(mǎn)足應用要求。

　　光功率計的最重要選擇標準是光探頭類(lèi)型與預期的工作范圍相匹配。

　　第四，大多數光功率計具備dB 功能(相對功率)，直接讀取光損耗在測量中非常實(shí)用。低成本的光功率計通常不提供此功能。沒(méi)有dB功能，技術(shù)人員必須記下單獨的參考值和測量值，然后計算其差值。所以dB功能給使用者以相對損耗測量，因而提高生產(chǎn)率，減少人工計算錯誤。

　　現在，用戶(hù)對光功率計具有的基本特性和功能的選擇已經(jīng)減少，但是，部分用戶(hù)要考慮特殊需求----包括：計算機采集數據紀錄、外部接口等。

　　穩定光源

　　在測量損耗過(guò)程中，穩定光源(SLS)發(fā)射已知功率和波長(cháng)的光進(jìn)入光系統。對特定波長(cháng)光源(SLS)校準的光功率計/光探頭，從光纖網(wǎng)絡(luò )中接收光，將之轉換為電信號。為確保損耗測量精度，盡可能使光源仿真所用傳輸設備特性：

　　1、波長(cháng)相同，并采用相同的光源類(lèi)型(LED，激光)。

　　2、在測量期間，輸出功率和頻譜的穩定性(時(shí)間和溫度穩定性)。

　　3、提供相同的連接接口，并采用同類(lèi)型光纖。

　　4、輸出功率大小滿(mǎn)足最壞情況下系統損耗的測量。

　　當傳輸系統需要單獨穩定光源時(shí)，光源的最優(yōu)選擇應模擬系統光端機的特性和測量需求。選擇光源應考慮如下方面：

　　激光管 (LD) 來(lái)自L(fǎng)D發(fā)射的光，波長(cháng)帶寬窄，幾乎是單色光，即單波長(cháng)。與LED相比，通過(guò)其光譜波段(小于5nm)的激光不是連續的，在中心波長(cháng)的兩邊，還發(fā)射幾個(gè)較低峰植的波長(cháng)。與LED光源相比，雖然激光光源提供更大功率，但價(jià)格高于LED。激光管常用于損耗超過(guò)10dB的長(cháng)途單模系統。應盡量避免用激光光源測量多模光纖。

　　發(fā)光二極管(LED)：

　　LED具有比LD 更寬的光譜，通常范圍為50~200nm。另外，LED光是非干涉光，因而輸出功率更加穩定。LED光源比LD光源要便宜的多，但對最壞情況損耗測量顯得功率不足。LED光源典型應用在短距離網(wǎng)絡(luò )和多模光纖的局域網(wǎng)LAN中。LED可以用于激光光源單模系統進(jìn)行精確損耗測量，但前提條件是要求其輸出足夠功率。

　　光萬(wàn)用表

　　將光功率計和穩定光源組合在一起被稱(chēng)為光萬(wàn)用表。光萬(wàn)用表 用來(lái)測量光纖鏈路的光功率損耗。這些儀表可以是兩個(gè)單獨的儀表，也可以是單一的集成單元?？傊?，兩類(lèi)光萬(wàn)用表具有相同的測量精度。所不同的通常是成本和性能。集成光萬(wàn)用表通常功能成熟、具有各種性能但價(jià)格較高。

　　從技術(shù)的角度來(lái)評價(jià)各種光萬(wàn)用表配置，基本的光功率計和穩定光源標準仍然適用。注意選擇正確的光源種類(lèi)、工作波長(cháng)、光功率計探頭以及動(dòng)態(tài)范圍。

　　光時(shí)域反射儀和故障定位儀

　　OTDR是最經(jīng)典的光纖儀器裝備，它提供測試時(shí)相關(guān)光纖最多的信息。OTDR本身是一維的閉環(huán)光學(xué)雷達，測量?jì)H需光纖的一個(gè)端頭。發(fā)射高強度、窄的光脈沖進(jìn)入光纖，同時(shí)高速光探頭紀錄返回信號。此儀器給出有關(guān)光鏈路的可視化解釋。在OTDR曲線(xiàn)上反映出接續點(diǎn)、連接器和故障點(diǎn)的位置以及損耗大小。

　　OTDR評價(jià)過(guò)程與光萬(wàn)用表有許多相似點(diǎn)。事實(shí)上， OTDR 可以被認為是一個(gè)非常專(zhuān)業(yè)的測試儀表組合：由一個(gè)穩定高速脈沖源和一個(gè)高速光探頭組成。OTDR的選擇過(guò)程可關(guān)注下列屬性：

　　1、確認工作波長(cháng)，光纖類(lèi)型和連接器接口。

　　2、預期連接損耗和需要掃描的范圍。

　　3、空間分辨率。

　　故障定位儀大多是手持式儀器，適用于多模和單模光纖系統。利用 OTDR (光時(shí)域反射儀 ) 技術(shù)，用于對光纖故障的點(diǎn)定位，測試距離大多在20公里以?xún)?。儀器直接以數字顯示至故障點(diǎn)的距離。適用于：廣域網(wǎng)(WAN)、20 km范圍的通訊系統、 光纖到路邊(FTTC)、單模和多模光纖光纜的安裝和維護、以及軍用系統。在單模及多模光纜系統中，要定位帶故障的連接頭、壞的接續點(diǎn)，故障定位儀是一種優(yōu)異的工具。故障定位儀操作簡(jiǎn)單，只需單鍵操作，可探測多達7個(gè)多重事件。