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光纖測(cè)量?jī)x的應(yīng)用
常用光纖測(cè)試表有：光功率計(jì),、穩(wěn)定光源、光萬(wàn)用表,、光時(shí)域反射儀（OTDR）和光故障定位儀,。
光功率計(jì): 用于測(cè)量光功率或通過(guò)一段光纖的光功率相對(duì)損耗。在光纖系統(tǒng)中,，測(cè)量光功率是zui基本的,。非常像電子學(xué)中的萬(wàn)用表，在光纖測(cè)量中,，光功率計(jì)是重負(fù)荷常用表,，光纖技術(shù)人員應(yīng)該人手一個(gè)。通過(guò)測(cè)量發(fā)射端機(jī)或光網(wǎng)絡(luò)的功率,，一臺(tái)光功率計(jì)就能夠評(píng)價(jià)光端設(shè)備的性能,。用光功率計(jì)與穩(wěn)定光源組合使用，則能夠測(cè)量連接損耗,、檢驗(yàn)連續(xù)性,，并幫助評(píng)估光纖鏈路傳輸質(zhì)量。
穩(wěn)定光源: 對(duì)光系統(tǒng)發(fā)射已知功率和波長(zhǎng)的光,。穩(wěn)定光源與光功率計(jì)結(jié)合在一起,，可以測(cè)量光纖系統(tǒng)的光損耗。對(duì)現(xiàn)成的光纖系統(tǒng),，通常也可把系統(tǒng)的發(fā)射端機(jī)當(dāng)作穩(wěn)定光源,。如果端機(jī)無(wú)法工作或沒(méi)有端機(jī)，則需要單獨(dú)的穩(wěn)定光源,。穩(wěn)定光源的波長(zhǎng)應(yīng)與系統(tǒng)端機(jī)的波長(zhǎng)盡可能一致,。在系統(tǒng)安裝完畢后，經(jīng)常需要測(cè)量端到端損耗,，以便確定連接損耗是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求,，如：測(cè)量連接器、接續(xù)點(diǎn)的損耗以及光纖本體損耗,。
光萬(wàn)用表: 用來(lái)測(cè)量光纖鏈路的光功率損耗,。有以下兩種光萬(wàn)用表：
１,、由獨(dú)立的光功率計(jì)和穩(wěn)定光源組成,。
２,、光功率計(jì)和穩(wěn)定光源結(jié)合為一體的集成測(cè)試系統(tǒng),。
在短距離局域網(wǎng)(LAN)中，端點(diǎn)距離在步行或談話(huà)之內(nèi),，技術(shù)人員可在任意一端成功地使用經(jīng)濟(jì)性組合光萬(wàn)用表,，一端使用穩(wěn)定光源另一端使用光功率計(jì),。對(duì)長(zhǎng)途網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，技術(shù)人員應(yīng)該在每端裝備完整的組合或集成光萬(wàn)用表,。
當(dāng)選擇儀表時(shí),，溫度或許是zui嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。Bellcore推薦現(xiàn)場(chǎng)便攜式設(shè)備應(yīng)在
光時(shí)域反射儀(OTDR)及故障定位儀(Fault Locator): 表現(xiàn)為光纖損耗與距離的函數(shù),。借助于OTDR,，技術(shù)人員能夠看到整個(gè)系統(tǒng)輪廓，識(shí)別并測(cè)量光纖的跨度,、接續(xù)點(diǎn)和連接頭,。在診斷光纖故障的儀表中，OTDR是zui經(jīng)典的,，也是zui昂貴的儀表,。與光功率計(jì)和光萬(wàn)用表的兩端測(cè)試不同，OTDR僅通過(guò)光纖的一端就可測(cè)得光纖損耗,。OTDR軌跡線(xiàn)給出系統(tǒng)衰減值的位置和大小,，如：任何連接器、接續(xù)點(diǎn),、光纖異形,、或光纖斷點(diǎn)的位置及其損耗大小。OTDR可被用于以下三個(gè)方面：
?。?、在敷設(shè)前了解光纜的特性（長(zhǎng)度和衰減）。
?。?、得到一段光纖的信號(hào)軌跡線(xiàn)波形。
?。?、在問(wèn)題增加和連接狀況每況愈下時(shí)，定位嚴(yán)重故障點(diǎn),。
故障定位儀（Fault Locator）是OTDR的一個(gè)特殊版本,，故障定位儀可以自動(dòng)發(fā)現(xiàn)光纖故障所在，而不需OTDR的復(fù)雜操作步驟,，其價(jià)格也只是OTDR的幾分之一,。
選擇光纖測(cè)試儀表，一般需考慮以下四個(gè)方面的因素：即確定你的系統(tǒng)參數(shù),、工作環(huán)境,、比較性能要素、儀表的維護(hù)
確定你的系統(tǒng)參數(shù)
工作波長(zhǎng)（nm）三個(gè)主要的傳輸窗口為850nm,，1300nm 及 1550nm,。
光源種類(lèi)（LED或激光）：在短距離應(yīng)用中,，由于經(jīng)濟(jì)實(shí)用的原因，大多數(shù)低速局域網(wǎng)LAN(<100Mbs)通常使用LED光源,。大多數(shù)高速系統(tǒng)>100Mbs使用激光光源長(zhǎng)距離傳輸信號(hào),。
光纖種類(lèi)（單模/多模）以及芯/涂覆層直徑（um）：標(biāo)準(zhǔn)單模光纖（SM）為9/125um，盡管某些其它特殊單模光纖應(yīng)該仔細(xì)辨認(rèn),。典型的多模光纖（MM）包括50/125、 62.5/125,、100/140 和 200/230 um,。
連接器種類(lèi)：國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的連接器包括：FC-PC，FC-APC,，SC-PC,，SC-APC，ST等,。的連接器則有：LC,，MU，MT-RJ等
可能的zui大鏈路損耗,。
損耗估算/系統(tǒng)的容限,。
明確你的工作環(huán)境
對(duì)用戶(hù)/購(gòu)買(mǎi)者來(lái)講，選擇一臺(tái)野外現(xiàn)場(chǎng)用儀表,，溫度標(biāo)準(zhǔn)或許是zui嚴(yán)格的,。通常，野外現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量必須在嚴(yán)峻的環(huán)境中使用,，BELLCORE推薦現(xiàn)場(chǎng)便攜式儀表的工作溫度應(yīng)該從
不像實(shí)驗(yàn)室儀表能夠采用交流供電,，現(xiàn)場(chǎng)便攜式儀表對(duì)儀表電源通常要求較為苛刻，否則會(huì)影響工作效率,。另外,，儀器的電源供電問(wèn)題還經(jīng)常是引起儀器故障或損壞的一個(gè)重要誘因。因此,，用戶(hù)應(yīng)該考慮和權(quán)衡如下因素：
?。薄?nèi)裝電池的位置應(yīng)便于用戶(hù)更換,。
?。病⑿码姵鼗驖M(mǎn)充電池的zui少工作時(shí)間要達(dá)到10小時(shí)(一個(gè)工作日),。然而電池工作壽命的目標(biāo)值應(yīng)在40~50小時(shí)(一周)以上,，以確保技術(shù)人員和儀器的*工作效率,。
３,、使用電池的型號(hào)越普通越好,，如通用9V或1.5V五號(hào)干電池等，因?yàn)檫@些通用電池非常容易就地找到或購(gòu)得,。
?。础⑵胀ǜ呻姵貎?yōu)于可充電電池（如：鉛-酸,、鎳鎘電池）,，因?yàn)槌潆婋姵卮蠖啻嬖?/SPAN>“記憶"問(wèn)題、包裝不標(biāo)準(zhǔn),、不容易買(mǎi)到,、環(huán)保問(wèn)題等。
以前,，要找到符合上述所有四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的便攜式測(cè)試儀器幾乎是不可能的?，F(xiàn)在，采用zui現(xiàn)代CMOS電路制造技術(shù)的藝術(shù)化光功率計(jì),，僅用一般五號(hào)干電池(隨處可得）,，即可工作100小時(shí)以上OPM-706功率計(jì)可工作600個(gè)小時(shí)。另外一些實(shí)驗(yàn)室型號(hào)提供雙電源（AC和內(nèi)部電池）以增加其適應(yīng)性,。
如同手提一樣,，光纖測(cè)試儀表同樣具有眾多的外觀包裝形式。低于
比較性能要素：這里是選擇步驟的第三步，包括每種光測(cè)試設(shè)備的詳細(xì)分析,。
光功率計(jì)
對(duì)于任何光纖傳輸系統(tǒng)的生產(chǎn)制造,、安裝、運(yùn)行和維護(hù),，光功率測(cè)量是*的,。在光纖領(lǐng)域，沒(méi)有光功率計(jì),，任何工程,、實(shí)驗(yàn)室、生產(chǎn)車(chē)間或維護(hù)設(shè)施都無(wú)法工作。例如：光功率計(jì)可用于測(cè)量激光光源和LED光源的輸出功率,；用于確認(rèn)光纖鏈路的損耗估算,；其中zui重要的是，它是測(cè)試光學(xué)元器件(光纖,、連接器,、接續(xù)子、衰減器等)的性能指標(biāo)的關(guān)鍵儀器,?！ ?/SPAN>
針對(duì)用戶(hù)的具體應(yīng)用，要選擇適合的光功率計(jì),，應(yīng)該關(guān)注以下各點(diǎn)：
?。薄⑦x擇*的探頭類(lèi)型和接口類(lèi)型
?。病⒃u(píng)價(jià)校準(zhǔn)精度和制造校準(zhǔn)程序,，與你的光纖和接頭要求范圍相匹配,。
?。?、確定這些型號(hào)與你的測(cè)量范圍和顯示分辨率相一致?！ ?/SPAN>
?。础⒕邆渲苯硬迦霌p耗測(cè)量的 dB功能,?！ ?/SPAN>
幾乎在光功率計(jì)所有性能中，光探頭是zui應(yīng)仔細(xì)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(zhuǎn)換為電信號(hào),?？梢允褂玫倪B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(shù)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)連接器,。基于選定波長(zhǎng)的校準(zhǔn)因子,，光功率計(jì)電路將探頭輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換,，把光功率讀數(shù)以dBm方式顯示(dB等于1 mW, 0dBm=1mW)在屏幕上。
選擇光功率計(jì)zui重要的標(biāo)準(zhǔn)是使光探頭類(lèi)型與預(yù)期的工作波長(zhǎng)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(cè)量時(shí)，InGaAs在三個(gè)傳輸窗口都有上佳表現(xiàn),，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(cè)量精度，同時(shí)具有*的溫度穩(wěn)定性和低噪聲特性,。
光功率測(cè)量是任何光纖傳輸系統(tǒng)的制造,、安裝、運(yùn)行和維護(hù)中*的部分,?！ ?/SPAN>
下一個(gè)因素與校準(zhǔn)精度息息相關(guān)。功率計(jì)是與你應(yīng)用相一致的方式校準(zhǔn)的嗎,？即：光纖和連接器的性能標(biāo)準(zhǔn)與你的系統(tǒng)要求相一致,。應(yīng)分析是什么原因?qū)е掠貌煌倪B接適配器測(cè)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(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所)建立了美國(guó)標(biāo)準(zhǔn),，但是來(lái)自不同生產(chǎn)廠家相似的光源、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(cè)量范圍需求的光功率計(jì)型號(hào),。以dBm為單位表示,，測(cè)量范圍（量程）是全面的參數(shù)，包括確定輸入信號(hào)的zui小/zui大范圍（這樣光功率計(jì)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(yīng)用要求,。
光功率計(jì)的zui重要選擇標(biāo)準(zhǔn)是光探頭類(lèi)型與預(yù)期的工作范圍相匹配,?！ ?/SPAN>
第四，大多數(shù)光功率計(jì)具備dB 功能（相對(duì)功率）,，直接讀取光損耗在測(cè)量中非常實(shí)用,。低成本的光功率計(jì)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(dú)的參考值和測(cè)量值,，然后計(jì)算其差值。所以dB功能給使用者以相對(duì)損耗測(cè)量,，因而提高生產(chǎn)率,，減少人工計(jì)算錯(cuò)誤。
現(xiàn)在,，用戶(hù)對(duì)光功率計(jì)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(jì)算機(jī)采集數(shù)據(jù)紀(jì)錄,、外部接口等,。
穩(wěn)定光源
在測(cè)量損耗過(guò)程中，穩(wěn)定光源(SLS)發(fā)射已知功率和波長(zhǎng)的光進(jìn)入光系統(tǒng),。對(duì)特定波長(zhǎng)光源(SLS)校準(zhǔn)的光功率計(jì)/光探頭,，從光纖網(wǎng)絡(luò)中接收光，將之轉(zhuǎn)換為電信號(hào),。為確保損耗測(cè)量精度,，盡可能使光源仿真所用傳輸設(shè)備特性：
１,、波長(zhǎng)相同,，并采用相同的光源類(lèi)型（LED，激光）,?！ ?/SPAN>
２,、在測(cè)量期間，輸出功率和頻譜的穩(wěn)定性（時(shí)間和溫度穩(wěn)定性）,?！ ?/SPAN>
３,、提供相同的連接接口,，并采用同類(lèi)型光纖?！ ?/SPAN>
?。础⑤敵龉β蚀笮M(mǎn)足zui壞情況下系統(tǒng)損耗的測(cè)量,?！ ?/SPAN>
當(dāng)傳輸系統(tǒng)需要單獨(dú)穩(wěn)定光源時(shí)，光源的*選擇應(yīng)模擬系統(tǒng)光端機(jī)的特性和測(cè)量需求,。選擇光源應(yīng)考慮如下方面：
激光管 (LD) 來(lái)自LD發(fā)射的光,，波長(zhǎng)帶寬窄，幾乎是單色光,，即單波長(zhǎng),。與LED相比，通過(guò)其光譜波段（小于5nm）的激光不是連續(xù)的，在中心波長(zhǎng)的兩邊,，還發(fā)射幾個(gè)較低峰植的波長(zhǎng),。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(zhǎng)途單模系統(tǒng)。應(yīng)盡量避免用激光光源測(cè)量多模光纖,?！ ?/SPAN>
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(wěn)定,。LED光源比LD光源要便宜的多,，但對(duì)zui壞情況損耗測(cè)量顯得功率不足。LED光源典型應(yīng)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(tǒng)進(jìn)行損耗測(cè)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(jì)和穩(wěn)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(cè)量光纖鏈路的光功率損耗,。這些儀表可以是兩個(gè)單獨(dú)的儀表，也可以是單一的集成單元,?？傊瑑深?lèi)光萬(wàn)用表具有相同的測(cè)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,?！ ?/SPAN>
從技術(shù)的角度來(lái)評(píng)價(jià)各種光萬(wàn)用表配置，基本的光功率計(jì)和穩(wěn)定光源標(biāo)準(zhǔn)仍然適用,。注意選擇正確的光源種類(lèi),、工作波長(zhǎng)、光功率計(jì)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zui經(jīng)典的光纖儀器裝備,，它提供測(cè)試時(shí)相關(guān)光纖zui多的信息。OTDR本身是一維的閉環(huán)光學(xué)雷達(dá),，測(cè)量?jī)H需光纖的一個(gè)端頭,。發(fā)射高強(qiáng)度,、窄的光脈沖進(jìn)入光纖，同時(shí)高速光探頭紀(jì)錄返回信號(hào),。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(xù)點(diǎn)、連接器和故障點(diǎn)的位置以及損耗大小,?！ ?/SPAN>
OTDR評(píng)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(rèn)為是一個(gè)非常專(zhuān)業(yè)的測(cè)試儀表組合：由一個(gè)穩(wěn)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(rèn)工作波長(zhǎng),，光纖類(lèi)型和連接器接口?！ ?/SPAN>
?。病㈩A(yù)期連接損耗和需要掃描的范圍,?！ ?/SPAN>
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(tǒng),。利用 OTDR (光時(shí)域反射儀 ) 技術(shù)，用于對(duì)光纖故障的點(diǎn)定位,，測(cè)試距離大多在