<p><strong>概述</strong> 常用光纤测试表有：光功率计、稳定光源、光万用表、可变光衰减器、光时域反射仪（OTDR）和光故障定位仪。 </p><p>选择<strong>光纤测试仪表</strong>，一般需考虑以下<strong>四个方面的因素</strong>：确定你的<font color="#ee3d11">系统参数、工作环境、比较性能要素、仪表的维护</font>。</p><p><strong>光功率计:</strong> 用于测量绝对光功率或通过一段光纤的光功率相对损耗。在光纤系统中，测量光功率是最基本的。非常像电子学中的万用表，在光纤测量中，光功率计是重负荷常用表，光纤技术人员应该人手一个。通过测量发射端机或光网络的绝对功率，一台光功率计就能够评价光端设备的性能。用光功率计与稳定光源组合使用，则能够测量连接损耗、检验连续性，并帮助评估光纤链路传输质量。</p><p><strong>稳定光源:</strong> 对光系统发射已知功率和波长的光。稳定光源与光功率计结合在一起，可以测量光纤系统的光损耗。对现成的光纤系统，通常也可把系统的发射端机当作稳定光源。如果端机无法工作或没有端机，则需要单独的稳定光源。稳定光源的波长应与系统端机的波长尽可能一致。在系统安装完毕后，经常需要测量端到端损耗，以便确定连接损耗是否满足设计要求，如：测量连接器、接续点的损耗以及光纤本体损耗。</p><p><strong>光万用表:</strong> 用来测量光纤链路的光功率损耗。有以下两种光万用表： １、由独立的光功率计和稳定光源组成。 ２、光功率计和稳定光源结合为一体的集成测试系统。 在短距离局域网(LAN)中，端点距离在步行或谈话之内，技术人员可在任意一端成功地使用经济性组合光万用表，一端使用稳定光源另一端使用光功率计。对长途网络系统，技术人员应该在每端装备完整的组合或集成光万用表。 当选择仪表时，温度或许是最严格的标准。</p><p><strong>可变光衰减器:</strong> 用于仿真系统损耗，以便测量系统容限、接收机工作范围及线性度。系统容限是实际收到功率与保证系统可靠运行的最小接收功率之差。对高端系统，通常需要定性系统在各种条件下的性能。其系统性能可靠性通常由误码率（BER）来表示。误码率（BER）表示为每比特错码数。</p><p><strong> 光时域反射仪(OTDR)及故障定位仪(Fault Locator):</strong> 表现为光纤损耗与距离的函数。借助于OTDR，技术人员能够看到整个系统轮廓，识别并测量光纤的跨度、接续点和连接头。在诊断光纤故障的仪表中，OTDR是最经典的，也是最昂贵的仪表。与光功率计和光万用表的两端测试不同，OTDR仅通过光纤的一端就可测得光纤损耗。OTDR轨迹线给出系统衰减值的位置和大小，如：任何连接器、接续点、光纤异形、或光纤断点的位置及其损耗大小。OTDR可被用于以下三个方面： １、在敷设前了解光缆的特性（长度和衰减）。 ２、得到一段光纤的信号轨迹线波形。 ３、在问题增加和连接状况每况愈下时，定位严重故障点。 故障定位仪（Fault Locator）是OTDR的一个特殊版本，故障定位仪可以自动发现光纤故障所在，而不需OTDR的复杂操作步骤，其价格也只是OTDR的几分之一。</p><p></p><p><br/>选择光纤测试仪表，一般需考虑以下四个方面的因素：即确定你的系统参数、工作环境、比较性能要素、仪表的维护<br/>确定你的系统参数</p><p><br/> <strong>工作波长（nm）</strong>三个主要的传输窗口为850nm，1300nm 及 1550nm。 光源种类（LED或激光）：在短距离应用中，由于经济实用的原因，大多数低速局域网LAN(<100Mbs)通常使用LED光源。大多数高速系统>100Mbs使用激光光源长距离传输信号。<br/> <strong>光纤种类（单模/多模）以及芯/涂覆层直径（um）：</strong>标准单模光纤（SM）为9/125um，尽管某些其它特殊单模光纤应该仔细辨认。典型的多模光纤（MM）包括50/125、 62.5/125、100/140 和 200/230 um。<br/> <strong>连接器种类</strong>：国内常见的连接器包括：FC-PC，FC-APC，SC-PC，SC-APC，ST等。最新的连接器则有：LC，MU，MT-RJ等<br/> 可能的最大链路损耗。<br/> 损耗估算/系统的容限。<br/> 明确你的工作环境</p><p><br/> <br/> 不像实验室仪表能够采用交流供电，现场便携式仪表对仪表电源通常要求较为苛刻，否则会影响工作效率。另外，<font color="#e6421a">仪器的电源供电问题</font>还经常是引起仪器故障或损坏的一个重要诱因。因此，用户应该考虑和权衡如下因素：</p><p><br/> １、内装电池的位置应便于用户更换。<br/> ２、新电池或满充电池的最少工作时间要达到10小时(一个工作日)。然而电池工作寿命的目标值应在40~50小时(一周)以上，以确保技术人员和仪器的最佳工作效率。<br/> ３、使用电池的型号越普通越好，如通用9V或1.5V五号干电池等，因为这些通用电池非常容易就地找到或购得。<br/> ４、普通干电池优于可充电电池（如：铅-酸、镍镉电池），因为充电电池大多存在“记忆”问题、包装不标准、不容易买到、环保问题等。</p><p><br/> 以前，要找到符合上述所有四个标准的便携式测试仪器几乎是不可能的。现在，采用最现代CMOS电路制造技术的艺术化光功率计，仅用一般五号干电池(随处可得），即可工作100小时以上。另外一些实验室型号提供双电源（AC和内部电池）以增加其适应性。</p><p><br/> 如同手提电话一样，光纤测试仪表同样具有众多的外观包装形式。低于1.5公斤的手持式表一般没有许多虚饰，只提供基本功能和性能；半便携式仪表(大于1.5公斤)通常具备更复杂的或扩展的功能；实验室仪器是专为控制实验室/生产场合设计的，具备AC供电。 <br/> <br/>比较性能要素：这里是选择步骤的第三步，包括每种光测试设备的详细分析。</p><p><br/><strong>光功率计</strong><br/> 对于任何光纤传输系统的生产制造、安装、运行和维护，光功率测量是必不可少的。在光纤领域，没有光功率计，任何工程、实验室、生产车间或电话维护设施都无法工作。例如：光功率计可用于测量激光光源和LED光源的输出功率；用于确认光纤链路的损耗估算；其中最重要的是，它是测试光学元器件(光纤、连接器、接续子、衰减器等)的性能指标的关键仪器。</p><p><br/> 针对用户的具体应用，要选择适合的光功率计，应该关注以下各点：<br/> １、选择最优的探头类型和接口类型<br/> ２、评价校准精度和制造校准程序，与你的光纤和接头要求范围相匹配。<br/> ３、确定这些型号与你的测量范围和显示分辨率相一致。<br/> ４、具备直接插入损耗测量的 dB功能。<br/> 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。</p><p><br/>固态光电管<br/>（硅，锗，铟镓砷） 信号处理<br/>和<br/>数据储存 数字显示<br/>（LCD，LED） <br/> <br/> 选择光功率计最重要的标准是使<font color="#e61a1a">光探头类型与预期的工作波长范围相匹配</font>。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。<br/>工作波长 最佳探头选择 <br/>850nm 硅（Si） <br/>850/1300nm 锗（Ge）或铟镓砷（InGaAs） <br/>1300/1550nm 铟镓砷（InGaAs） <br/>850/1300/1550nm 铟镓砷（InGaAs） </p><p><br/> 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。</p><p><br/> 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：<font color="#e6421a">光纤和连接器的性能标准与你的系统要求相一致</font>。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。</p><p><br/> 第三个步骤是确定符合你<font color="#e61a1a">测量范围需求</font>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，线性度和分辨率（通常0.1 dB or 0.01 dB）是否满足应用要求。</p><p><br/> 光功率计的最重要选择标准是<font color="#e6421a">光探头类型与预期的工作范围相匹配</font>。</p><p><br/> 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。</p><p><br/> 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。</p><p><br/><strong>稳定光源</strong><br/> 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：<br/> １、波长相同，并采用相同的光源类型（LED，激光）。<br/> 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）。<br/> ３、提供相同的连接接口，并采用同类型光纤。<br/> ４、输出功率大小满足最坏情况下系统损耗的测量。<br/> 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：<br/> 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。<br/> 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。</p><p><br/><strong>光万用表</strong><br/> 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。<br/> 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。<br/>可变光衰减器<br/> 在测试光接收机时，可变光衰减器是必要的。系统安装后，系统工程师使用衰减器确定系统是否在特定的范围工作。借助于误码仪，通过可变光衰减器调整光功率以测量光接收机的误码性能。<br/> 衰减器的评价需要关注以下性能参数：<br/> １、工作波长，光纤类型/尺寸和连接器接口。<br/> ２、冗余损耗和衰减范围。<br/> ３、精度和分辨率。<br/> ４、光反射。</p><p><br/><strong>光时域反射仪和故障定位仪</strong><br/> 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说明。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。<br/> 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：<br/> １、确认工作波长，光纤类型和连接器接口。<br/> ２、预期连接损耗和需要扫描的范围。<br/> ３、空间分辨率。<br/> 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。故障定位仪操作简单，只需单键操作，可探测多达7个多重事件。</p>
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发表于 2007-4-6 11:13:00