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光纤衰减及平均性的帮助测试东西

日期:2010年10月22日 08:38
光纤衰减及其平均性的帮助测试东西
袁 健 成都中住光纤有限公司 610042
王 胜 成都天仁科技有限公司 610031太阳集团x33138
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[择要]光纤的衰减平均性愈来愈多地被人们所存眷。本文引见了一种操纵OTDR测试成果阐发衰减平均性的办法和基于该办法的测试东西。颠末近两年时间的利用,该东西被证实是精确、高效的。

一.概述

    通讯光纤的衰减目标是评判光纤传输特性的最重要目标之一。它暗示了光纤对光能的传输消耗,对光纤的质量评定和在通讯体系和网络设想中起着十分重要的感化。跟着制造工艺的不竭进步,各次要光纤制造商所到达的衰减目标曾经逐步靠近实际极限,相互之间的差异也日趋减小。普通以为,到达有竞争力的衰减目标对光纤制造商曾经不是一个艰难的成绩。但同时,在工程理论中,光纤强度和光纤平均性等成绩,正日趋为光纤、光缆厂商和运营商们所存眷。

    光纤传输特性的不均匀性表示为三种状况。一种是OTDR曲线有不持续点,即所谓“台阶”;第二种是从光纤两头测得的OTDR衰减系数不不异,存在表里端差。第三种是OTDR曲线固然持续,但曲线存在颠簸;在光纤出厂测试时,第一种状况的测试和断定相对简朴,比方,当台阶值超越0.05dB时,凡是作分段处置。第二种状况的测试和断定与第一种相似,当表里两头衰减系数差大于0.05dB/km时,即作端差超标处置。针对第三种状况,因算法繁复,计较量大,要停止完备的测试需求引入帮助测试东西,并订定响应的评判尺度。今朝仅有部门厂家和客户援用各自的内定尺度对此停止比力体系的查验和测试。

    衰减平均性反应了细分的衰减系数的变革状况。本文不合错误形成光纤衰减不均匀的缘故原由停止阐述,而只是存眷衰减平均性的测试和测试办法自己。但要说明的是,形成不均匀性的缘故原由相称庞大。不管在制棒、拉丝、成缆,仍是敷设、利用历程中,都能够对光纤的谱消耗曲线形成畸变。光纤折射率剖面参数和芯径沿轴向的随机颠簸,光纤的杂质散布、残存应力、光缆构造、质料老化、析氢、温度和外力都能够招致衰减系数的漂移及不均匀性发生。不像光纤的其它一些目标,如与光纤构造亲密相干的NA、色散、λc、MFD等,次要只与制棒和拉丝工艺相干。测试和包管光纤衰减系数及其平均性的成绩,涉及到从光纤制造到利用的各个环节和各个时段。因而,光纤衰减的平均性成绩不只遭到光纤厂家的存眷,也一样遭到光缆厂家和运营商们的存眷。作为光纤制造和利用的第一个环节,光纤厂有义务起首对光纤的不均匀性停止研讨、挑选和消弭。

    关于OTDR曲线的颠簸状况,在国家标准 (如GB/T9771.1-2000) 中没有明白划定。同时GB/T15972.4-1998《光纤总标准*传输特性和光学特性尝试办法》中也称,“用双向均匀的后向散射曲线形貌和肯定衰减平均性的办法尚在思索当中”。在邮电尺度中,对部门光缆所利用光纤的形貌中要求,关于随便500米光纤,其实测衰减值与全长上均匀500米的衰减值之差的最坏值不大于0.05dB。海内一些标书中,对光纤传输特性平均性的要求与此相似。关于光纤衰减的表里端差,在行业标准“YD/T629.2-93光纤传输衰耗变革的监测办法后向散射监测法”中划定,假如有必要,应从两头停止测试时,终极成果应是两头测试成果的平均值。

    光纤厂的发运盘长较长,如25.2Km或50.4Km,而光缆的发运盘长凡是要小于该长度,如2km。对光缆厂来讲,光纤厂供给的光纤衰减值不能包管每一个发运段的成缆纤的衰减值,以至能够呈现很大的偏向,招致不能托付。其能够缘故原由,一是光纤自己的不均匀,二是仪器尾纤与被测光纤的MFD不婚配所招致的测试偏向。

    如前所述,因为缺少明白的尺度、测试办法和条件,加上测试自己的不容易操作性,使得光纤衰减的平均性成绩持久存在,成为下一工序质量掌握的隐患之一。一些次要光纤供应商们为削减或消弭这一隐患,开辟了一些合用的东西,并设置各自的内控尺度,对出厂光纤停止挑选。一些光缆厂和运营商也增强了对该成绩的存眷和监测。

二.丈量根底和数据传输

    OTDR操纵瑞利散射和菲涅耳反射效应丈量光纤的衰减、长度等参数。它经由过程发送一个光脉冲到光纤,操纵光纤存在的后向散射特性丈量光纤内部一系列点上的传输衰耗,从而在显现屏幕上构成长度与旌旗灯号强度的一条特性曲线或轨迹。光脉冲的宽度和周期取决于光纤的长度和需求测试的精度。

    光纤特性曲线可停止现场阐发,或打印出来,或保留到磁盘上,或操纵仪器供给的传输端口传到计算机上以供阐发。一个训练有素的操纵职员能够精确肯定光纤端口、地区和讨论衰减以及整段光纤衰减系数。今朝很多新型OTDR装备多数供给了主动阐发原始曲线数据的功用,因而削减了对操纵职员的妙技要求。

    OTDR还供给了在整段光纤中对特定长度段的丈量功用。将光标A和B分设在待测试段的两头,设置相干参数,便可得到该段光纤的衰减值。假如要得到整段光纤中“随便段”衰减的变革状况,需按上述办法逐段测试。对一盘25.2km光纤,以1km为单元细分,则将得到25个点的数据。考虑到表里端和差别的事情窗口,需求测试100个点的数据。我们已经做过测试,由纯熟职员测试光纤双波长、表里端的4个均匀衰减值,耗时约20分钟。另外测试数据的保留、传输、繁复的仪器面板操纵、测试单元长度的变革等等身分,服从和正确性都难于包管。能够以为,用人工办法停止大量的衰减平均性测试阐发和记载是不现实的。

    凡是OTDR为数据传输供给了GPIB和RS-232接口。GPIB(通用接口总线)也叫HP-IB,最后是由HP公司提出,于1975年被采用为IEEE-488尺度。其数据传输受三根信号线的制约,为“三线挂钩”应对方法的异步数据传输。该总线由8根双向数据线DIO1~DIO8,3根旌旗灯号交流线DAN、NRFD、NDAC,5根通用掌握线ATN、IFC、SRQ、REN、EOZ以及8根地线(此中一根为机壳地线)共24根线构成。总线上可毗连的仪器、装备多达15个。连于总线上的装备统称为器件,向总线发送数据的装备称为“讲者”,从总线上领受数据的装备称为“听者”,掌握总线的装备称为“控者”。在GPIB的数据传输历程中,三根旌旗灯号交流线,此中DAV数据线上数据有用由讲者(即源方)利用,NRFD(未筹办好领受数据)和NDAC(未收到数据)由听者(即受方)利用,因听者在数据传输中利用了两根应对线,以是可便利地实现播送式传输,即一对多传输。其传输历程以下:

    DAV=0,暗示数据线上没有数据或数据还没有有用。讲者必需在所有听者均已筹办好领受数据的状况下,即NRFD=0,才会令DAV=1。听者在得知数据有用,即DAV=1时,一方面将NRFD规复为1,以筹办下一个数据的传送,另一方面在数据领受终了当前,立刻以NDAC=0来见告讲者。讲者裁撤原数据,即令DAV=0,听者在讲者裁撤数据当前,以NDAC=1来应对,完毕一次数据传输。若还无数要传送,则讲者换上新数,反复上述历程。

    在此丈量体系的微机中,我们利用了一块GPIB掌握卡来适配OTDR所供给的GPIB接口,并与其停止掌握通讯。

    从GPIB这类三线挂钩方法的数据传送历程能够看出,它是一种双向全互锁的异步传输历程,其特定不单包管了主动顺应差别传输速率的装备,更包管了数据传输的可靠停止。由因而8位数据并行传输,因而其传输速度较高,这些特性使GPIB在产业使用中优于其它接口情势的数据传输。

三.测试成果

    操纵本辅助工具,能够对OTDR停止面板上的险些局部操纵。所有的参数都可经由过程计算机便利地设置并显现,并且一台计算机能够同时掌握多台仪器停止操纵和测试。一些参数,如光纤编号,能够操纵条码输入,提高了服从和可靠性。


图 1
 

    图1是一盘光纤的测试成果。能够看到OTDR曲线、光纤编号、两个标杆的精确位置和衰减值,以及OTDR的测试参数。利用鼠标能够便利地改动图形的纵横显现比例和挪动标杆的位置。所有数据都毗连到中央数据库,以备同享和查阅。

    图2显现了对两标杆之间的光纤段停止分段阐发(如1km段长阐发)的情况。图形显现了细分的每单元段长上的衰减系数,并同时利用图形和数值显现,并出格指出最大值和最小值。在超越设定值时用警戒色显现,以便利操纵职员。
    要指出的是,在某些文献中,对光纤衰减的平均性阐发较多地利用“两点法”计较和阐发,我们以为在工程使用中,选用最小二乘法似更适宜,以较好地消弭噪声的影响。但为了便利比照,也供给了两种办法的选项。

四.结论

    光纤的传输特性平均性问题是今朝业内存眷较多的成绩,它涉及到从光纤制造到利用的各个环节和时段,是光纤、光缆厂商和运营商配合存眷的成绩之一。因为尺度和计算方法不敷明白,以及测试自己的不容易操作性,为了向用户供给恰当的产物,部门光纤厂商利用自定办法和尺度停止测

    

图 2
试和判定。本文引见的帮助测试东西具有快速、适用、精确,所测数据简单追溯和同享,操纵了计算机系统优良的可扩充性。利用近两年来,被证实不管对光纤品格阐发和规模化消费都具有重要作用。
   
参考文献

1. 对光纤平均性及熔接消耗的解释,邹林森,第十次光纤通信学术会议交换论文,2001
2. 在光纤消费和利用历程中光纤断裂和特性变革阐发,王德荣,成都中住光纤学术研讨会交换论文,2001

 

     作者简历:

    袁健 工学硕士。1990年参加成都电缆厂。成都中住光纤有限公司电气高级工程师,现任该公司总经理。
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   王胜 工学硕士。曾任重庆建筑工程学院计算中心讲师,德阳农行计算中心高级工程师,现任成都天仁科技有限公司总经理。

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