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(ge) 固態光電二極管,它從(cong) 光纖網絡中接收耦合光,並將之轉換為(wei) 電信號。可以使用專(zhuan) 用的連接器接口(僅(jin) 適用一種連接類型)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(ye) 標準連接器。基於(yu) 選定波長的校準因子,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等於(yu) 1 mW, 0dBm=1mW)在屏幕上。圖一是一個(ge) 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型與(yu) 預期的工作波長範圍相匹配。下表匯總了基本的選擇。值得一提的是,在進行測量時,InGaAs在三個(ge) 傳(chuan) 輸窗口都有上佳表現,與(yu) 鍺相比InGaAs具有在所有三個(ge) 窗口更為(wei) 平坦的頻譜特性,在1550nm窗口有更高的測量精度,同時具有優(you) 越的溫度穩定性和低噪聲特性。
光功率測量是任何光纖傳(chuan) 輸係統的製造、安裝、運行和維護中必不可少的部分。
下一個(ge) 因素與(yu) 校準精度息息相關(guan) 。功率計是與(yu) 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(yu) 你的係統要求相一致。應分析是什麽(me) 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(美國國家標準技術研究所)建立了美國標準,但是來自不同生產(chan) 廠家相似的光源、光探頭類型、連接器的頻譜是不確定的。
第三個(ge) 步驟是確定符合你測量範圍需求的光功率計型號。以dBm為(wei) 單位表示,測量範圍(量程)是全麵的參數,包括確定輸入信號的最小/最大範圍(這樣光功率計可以保證所有精度,線性度(BELLCORE 確定為(wei) +0.8dB)和分辨率(通常0.1 dB or 0.01 dB)是否滿足應用要求。
光功率計的最重要選擇標準是光探頭類型與(yu) 預期的工作範圍相匹配。
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用。低成本的光功率計通常不提供此功能。沒有dB功能,技術人員必須記下單獨的參考值和測量值,然後計算其差值。所以dB功能給使用者以相對損耗測量,因而提高生產(chan) 率,減少人工計算錯誤。
現在,用戶對光功率計具有的基本特性和功能的選擇已經減少,但是,部分用戶要考慮特殊需求----包括:計算機采集數據紀錄、外部接口等。
穩定光源
在測量損耗過程中,穩定光源(SLS)發射已知功率和波長的光進入光係統。對特定波長光源(SLS)校準的光功率計/光探頭,從(cong) 光纖網絡中接收光,將之轉換為(wei) 電信號。為(wei) 確保損耗測量精度,盡可能使光源仿真所用傳(chuan) 輸設備特性:
1、波長相同,並采用相同的光源類型(LED,激光)。
2、在測量期間,輸出功率和頻譜的穩定性(時間和溫度穩定性)。
3、提供相同的連接接口,並采用同類型光纖。
4、輸出功率大小滿足最壞情況下係統損耗的測量。
當傳(chuan) 輸係統需要單獨穩定光源時,光源的最優(you) 選擇應模擬係統光端機的特性和測量需求。選擇光源應考慮如下方麵:
激光管 (LD) 來自LD發射的光,波長帶寬窄,幾乎是單色光,即單波長。與(yu) LED相比,通過其光譜波段(小於(yu) 5nm)的激光不是連續的,在中心波長的兩(liang) 邊,還發射幾個(ge) 較低峰植的波長。與(yu) LED光源相比,雖然激光光源提供更大功率,但價(jia) 格高於(yu) LED。激光管常用於(yu) 損耗超過10dB的長途單模係統。應盡量避免用激光光源測量多模光纖。
發光二極管(LED):
LED具有比LD 更寬的光譜,通常範圍為(wei) 50~200nm。另外,LED光是非幹涉光,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絡和多模光纖的局域網LAN中。LED可以用於(yu) 激光光源單模係統進行精確損耗測量,但前提條件是要求其輸出足夠功率。
光萬(wan) 用表
將光功率計和穩定光源組合在一起被稱為(wei) 光萬(wan) 用表。光萬(wan) 用表 用來測量光纖鏈路的光功率損耗。這些儀(yi) 表可以是兩(liang) 個(ge) 單獨的儀(yi) 表,也可以是單一的集成單元。總之,兩(liang) 類光萬(wan) 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(wan) 用表通常功能成熟、具有各種性能但價(jia) 格較高。
從(cong) 技術的角度來評價(jia) 各種光萬(wan) 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、工作波長、光功率計探頭以及動態範圍。
光時域反射儀(yi) 和故障定位儀(yi)
OTDR是最經典的光纖儀(yi) 器裝備,它提供測試時相關(guan) 光纖最多的信息。OTDR本身是一維的閉環光學雷達,測量僅(jin) 需光纖的一個(ge) 端頭。發射高強度、窄的光脈衝(chong) 進入光纖,同時高速光探頭紀錄返回信號。此儀(yi) 器給出有關(guan) 光鏈路的可視化解釋。在OTDR曲線上反映出接續點、連接器和故障點的位置以及損耗大小。
OTDR評價(jia) 過程與(yu) 光萬(wan) 用表有許多相似點。事實上, OTDR 可以被認為(wei) 是一個(ge) 非常專(zhuan) 業(ye) 的測試儀(yi) 表組合:由一個(ge) 穩定高速脈衝(chong) 源和一個(ge) 高速光探頭組成。OTDR的選擇過程可關(guan) 注下列屬性:
1、確認工作波長,光纖類型和連接器接口。
2、預期連接損耗和需要掃描的範圍。
3、空間分辨率。
故障定位儀(yi) 大多是手持式儀(yi) 器,適用於(yu) 多模和單模光纖係統。利用 OTDR (光時域反射儀(yi) ) 技術,用於(yu) 對光纖故障的點定位,測試距離大多在20公裏以內(nei) 。儀(yi) 器直接以數字顯示至故障點的距離。適用於(yu) :廣域網(WAN)、20 km範圍的通訊係統、 光纖到路邊(FTTC)、單模和多模光纖光纜的安裝和維護、以及軍(jun) 用係統。在單模及多模光纜係統中,要定位帶故障的連接頭、壞的接續點,故障定位儀(yi) 是一種優(you) 異的工具。故障定位儀(yi) 操作簡單,隻需單鍵操作,可探測多達7個(ge) 多重事件。
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