GB-T18311.4-2003纤维光学互连器件和无源器件基本试验和测量程序第3-4部分检查和测量-衰减.pdf

GB / T 1 8 31 1 . 4 -2 0 0 3 / I E C 6 1 3 0 0 - 3 - 4 : 2 0 0 1前言 本部分为GB / T 1 8 3 1 1的第 4 部分， 并隶属于 G B / T 1 8 3 0 9 . 1 -2 0 0 1 纤维光学互连器件和无源器件基本试验和测量程序第 1 部分: 总则和导则 本 部分等同采用I E C 6 1 3 0 0 - 3 - 4 : 2 0 0 1 纤维光学互连器件和无源器件基本试验和测量 程序 第3 - 4 部分: 检查和测量衰减 ( 英文版) 。 为便于使用， 对于 I E C 6 1 3 0 0 - 3 - 4 : 2 0 0 1 还作了下列编辑性修改: a ) 删除 I E C 6 1 3 0 0 - 3 - 4 : 2 0 0 1 的前言; b ) I E C 6 1 3 0 0 - 3 - 4 : 2 0 0 1 中5 . 5 . 3中列项5 所引用的5 . 5 . 3 . 2 不存在， 本部分改为引用列项 2 , 纤维光学互连器件和无源器件基本试验和测址程序 是系列国家标准， 下面列出了这些国家标准的预计结构及其对应的 I E C标准: a ) G B / T 1 8 3 0 9 . 1 -2 0 0 1 纤维光学互连器件和无源t 9 件基本试验和测量程序第 1 部分: 总 则和导则 ( i d t I E C 6 1 3 0 0 - 1 : 1 9 9 5 ) , b ) G B / T 1 8 3 1 0 纤维光学互连器件和无源器件基本试验和测量程序第 2 部分: 试验 G B / T 1 8 3 1 0 . 1 -2 0 0 2 纤维光学互连器件和无源器件基本试验和测量程序第 2 - 1 部 分: 试验振动( 正弦) ) ( I E C 6 1 3 0 0 - 2 - 1 : 1 9 9 5 , I D T ) G B / T 1 8 3 1 0 . 2 -2 0 0 1 纤维光学互连器件和无源器件基本试验和测量程序第 2 - 2 部 分: 试验配 接耐久 性 ( id t I E C 6 1 3 0 0 - 2 - 2 : 1 9 9 5 ) G B / T 1 8 3 1 0 . 3 -2 0 0 1 纤维光 学互连器件和无vl 4 器 件 基本试验和测量程序 第2 - 3 部 分: 试验静态剪切力 ( id t I E C 6 1 3 0 0 - 2 - 3 : 1 9 9 5 ) G B / T 1 8 3 1 0 . 4 -2 0 0 1 纤维光学互连器件和无源器件基本试验和测量程序第 2 - 4 部 分: 试验光纤/ 光缆保持力 ( i d t I E C 6 1 3 0 0 - 2 - 4 : 1 9 .9 5 )c ) G B / T 1 8 3 1 1 纤维光学互连器件和无源器件基本试验和测量程序第 3 部分: 检查和测量 G B / T 1 8 3 1 1 . 1 -2 0 0 3 纤维光学互连器件和无源器件基本试验和测量程序第 3 - 1 部 分: 检查和测量 外观检查) ( I E C 6 1 3 0 0 - 3 - 1 : 1 9 9 5 , I D T ) G B / T 1 8 3 1 1 . 2 -2 0 0 1 纤维光学互连器件和无源器件基本试验和测量程序第 3 - 2 部 分: 检查和测量 单模纤维光学器件偏振依赖性) ( i d t I E C 6 1 3 0 0 - 3 - 2 : 1 9 9 5 ) G B / T 1 8 3 1 1 . 3 -2 0 0 1 纤维光学互连器件和无源器 件基本试验和测量程序 第3 - 3 部 分: 检查和测量 监测衰减和回波损耗变化( 多 路) ) ( i d t I E C 6 1 3 0 0 - 3 - 3 : 1 9 9 7 ) G B / T 1 8 3 1 1 . 4 -2 0 0 3 纤维光学互连器件和无源器件基本试验和测量程序第 3 - 4 部 分: 检查和测量 衰减 ( I E C 6 1 3 0 0 - 3 - 4 : 2 0 0 1 , I D T )本部分由中华人民共和国信息产业部提出。本部分由中国电子技术标准化研究所( C E S I ) 归口。本部分起草单位: 上海传输线研究所。本部分起草人: 程万茂、 汤钧、 樊鹤峰、 马磊、 怀向芳、 王锐臻。免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t )免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载GB / T 1 8 3 1 1 . 4 -2 0 0 3 / I EC 6 1 3 0 0 - 3 - 4 : 2 0 01纤维光学互连器件和无源器件 基本试验和测量程序第 3 - 4 部分: 检查和测量衰减范围本部分规定了测量光学器件衰减的各种方法。本部分不适用于密集波分复用( D WD M) 器件。2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过 G B / T 1 8 3 1 1 的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件， 其随后所有的修改单( 不包括勘误的内容) 或修订版均不适用于本部分， 然而， 鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注 日期的引用文件， 其最新版本适用于本部分 。 G B / T 1 8 3 0 9 . 1 -2 0 0 1 纤维光学互连器件和无源器件基本试验和测量程序第 1 部分: 总则和导则( i d t I E C 6 1 3 0 0 - 1 : 1 9 9 5 ) G B / T 1 8 3 1 1 . 1 -2 0 0 3 纤维光学互连器件和无源器件基本试验和测量程序第 3 - 1 部分: 检查和测量外观检查( I E C 6 1 3 0 0 - 3 - 1 : 1 9 9 5 , I D T) I E C 6 0 7 9 3 - 1 ( 所有部分) 光纤第 1 部分: 总规范3概述 衰减是用于表示由于被试器件( D U T ) 接人到一段光缆后导致的有用功率的减少， 以d B表示。术语插人损耗有时用来替代衰减。 D UT可能不止有两个光学端 口。但是， 衰减只能跨接两个端口测量， 所以本部分中的 D U T都认为具有两个端口。共有七种不同结构的 D U T， 这些结构之间的差异主要在于光学端口的尾端。尾端可以由光纤、 连接器插头或插座构成。 测量衰减的基准方法为光功率计法。替代方法是光时域反射仪法( O T D R ) 测量作为。采用功率计进行衰减测量有三种组合形式。各 D UT结构的衰减测量的基准方法和替代方法见表 5 , 注1 : 不同的测试配置和方法会导致所测的衰减具有不同的准确度。若有争议， 应使用基准方法 注 2 : 在多模测量中， 由光纤扰动引起的测量系统的模式分布变化会影响衰减的测量3 . 1 注意事项 应满足以下测量要求3 . 1 . 1 注人光纤中的光功率应不足以产生非线性散射效应3 . 1 . 2 测量P 。 和 P , 时， 光纤的位置应固定不变， 以避免由于弯曲损耗引起衰减变化。4装置4 . 1 注入条件和光源( S ) 除非另有规定， 注人条件按GB / T 1 8 3 0 9 . 1 -2 0 0 1 附录 B的规定。 光源包括光辐射源、 相关驱动电子系统和尾纤( 如存在) 。优先采用的光源和注人条件见表免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t )免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载GB / T 1 8 3 1 1 . 4 -2 0 0 3 / I E C 6 1 3 0 0 - 3 - 4 : 2 0 0 1表 1 优先采用的光源和注入条件代 号类 型中心波长/ n m谱宽/ n m2 3 时稳定性/ d B / h输出功率 注人 条 件( G B / T 1 8 3 0 9 . 1-2 0 0 1 附录 B )光 源类 型S 1多 模6 6 0 士3 0妻 5 0士 0 . 0 5aB . 2 . 1 . 2形 式 2发光二极管( L E D )S 2多 模8 5 0 土3 0 5 0士 0 . 0 5aB . 2 . 1 . 2形式2单色仪或L E DS 3多 模1 3 1 0士 3 0 5 0士 0 . 0 5B . 2 . 1 . 2形式2单色仪或L E DS 4单 模1 3 1 0 士3 0( 1 0士 0 . 0 5B . 2 . 2激光二极管、 单色仪 或 L E DS 5单 模1 5 5 0 士3 0落 1 0士 0 . 0 5aB . 2 . 2激光二极管、 单色仪 或 L E D注 1 :由于相干长度很长， 激光光源会在多模光纤纤芯中形成不稳定的散斑图案， 这将致使对多模器件实现形式 2的注人条件产生困难或不可能。因此， 测量多模器件时， 应使用 L E D或其他非相干光源， 包含有 0 丁D R 光源的激光器应避免使用注 2 : 对于 S 4 和 S 5 ， 使用 L E D光源时， 谱宽的典型值应不大于1 5 0 n m.注 3 : 一般认为， 新型器件可能需要用到其他类型光源， 诸如可调激光器等。因此， 建议在这些情况下优先采用 的光源特性应根据被测器件作出规定。 光源输出功率应大于等于最小可测功率电平2 0 d B a4 . 2光功 率计( D) 光功率计包括光检测器、 连接机构和相关电子系统。与光检测器的连接可以用光纤适配器或合适结构的插头连接器。 在测 P 。 和 P , 所需的时间周期内， 测量系统应稳定在规定范围内。当测量 P 。 和P , 必须断开与检测器的连接时， 测量重复性应在。 . 0 5 d B以内。可以使用具有较大光敏面的光检测器来满足这个要求。 光检测器的准确度应与测量要求相适应。光功率计的动态范围应足以测量 D U T在测量波长上输出的功率电平。 优先采用的光功率计参数如表 2 所示。 表 2 优先采用的功率计参数编 号类 型线性度/ d B精度D 1多模 ( 士 0 . 2 5( 一5 d B .到一6 0 d B m)(士5 %D2单 模 ( 士 0 . 2 5( 一5 d B -到一6 0 d B -)士5 % 注 1 :为确保光功率计检测到光纤中所有输出光， 其光敏面以及光纤与光敏面相对位置应与光纤的数值孔径相 适 应 。 注 2 : 光功率计的线性度应以工作波长下一” d B m功率电平为基准。 注3 : 光功率计应进行校准， 以保证在工作波长下一2 3 d B m功率电平时的响应度偏差不大于士5 % 注 4 : 在整个测量期间和工作温度范围内， 光功率计的稳定性应优于。 . 0 5 d B o4 . 3临时接点( T i) 这是指将两根光纤端面临时对准形成稳定、 可重复性和低损耗接点的一种方法、 器件或机械装置。当用标准连接器不能将DU T直接接人测量系统时， 使用 T 。例如， 它可以是精密V型槽、 真空吸盘、微调装置、 熔接或机械式接头。在测量 P 。 和 P , 所需的整个时间内， T J 应保证测量准确度( d B ) 稳定在免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t )免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载GB / T 1 8 3 1 1 .4 -2 0 0 3 / I EC 6 1 3 0 0 - 3 - 4 : 2 0 01士1 0 %以内。可使用合适的折射率匹配材料来提高 T J 的稳定性。4 . 4光纤 光源到 T i 之间的光纤以及测试跳线和替换跳线中的光纤都应与D UT中的光纤具有相同的几何和光学特性。 注 光纤应符合 I E C 6 0 7 9 3 - 1 中 A类多模光纤和s类单模光纤的规定。4 . 5基准插头( RP ) 测量衰减的测试方法中需要使用 R P形成完整的连接器组合时， R P即成为 D U T的有效部分。R P应在相关规范中规定。4 . 6 墓准转接器( A r ) 若衰减的测试方法中需要使用 A r 形成完整的连接器组合时， A r 即成为 D U T的有效部分。A : 应在相关规范中规定。4 . 7 滤模器( mf ) mf 的作用是去除不希望有的瞬态高次模， 从而消除测量不准确度。 多模光纤 mf 由光纤在光滑的芯轴上紧密卷绕 5 圈构成， 此芯轴直径大小的选取要确保衰减瞬态高次模， 从而达到稳态条件。 芯轴直径可因被测光纤而异， 取决于被测光纤和其涂覆层类型。以下是典型芯轴直径: 表 3芯轴直径尺寸光纤尺寸/ ,. m芯轴直径/ mm5 01 86 2 .52 01 0 02 5注:如果用的是成缆光纤， 芯轴直径相应减去光缆半径 对于测量单模光纤， mf 应包括至少 2m长的光纤， 且此段光纤上应绕两个直径为 5 0 m m的圆圈。 mf 应处于 T i和D UT之间， 但在测试方法规定时也可放在光检测器之前 测 P ; 时， 重要的是如图 1 和图 3所示在 D U T和光检测器之间加上 m f 而不增大所测 D UT的衰减 。 验证 mf 是否会影响测量的方法如下: 在测 尸 。时， 不要从光检测器上取出光纤， 然后在第一个 m f和光检测器之间增加第二个 mf 。如果测得的功率值没变， 那么增加的mf 就没有影响到衰减测量。4 . 8 严格限制注入装I 在相关规范要求稳态模式注人条件时， 应使用严格限制注人装置。对多模光纤建立严格限制注人条件时. 注人装置在 D U T端产生的输出注人条件如表 4 所示。 表 4 严格限制注入条件光纤尺寸/ 1-光斑尺寸/ V .数 值 孔 径藕合功率比/ d B8 5 0 n m1 3 0 0 .m5 03 50 .1 51 3. 51 0 . 062 .54 4勺 ，1 91 7 . 51 4 . 5注 1 : 溯合功率比( C P R ) 的偏差土1 d B,注2 光斑尺寸和数值孔径的偏差分别小于 1 0 %和5 %.免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t )免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载GB / T 1 8 3 1 1 . 4 -2 0 0 3 / I EC 61 3 0 0 - 3 - 4: 2 0 0 15程序5 . 1 预处理 D UT的光学界面上应清洁， 使其没有任何可能影响测试操作和测量结果的碎屑。清 洁程序 。 测试前 D UT应至少在室温下放置 1 h , 注: 在整个测试过程中都要确保光配接面不被油或油脂污染， 一般认为手指上带有一层油脂。5 . 2 外观检查 光配接面上应没有可能影响到测试操作的进行和测量结果 的缺陷或损伤。G B / T 1 8 3 1 1 . 1 -2 0 0 3的规定进行 D UT光配接面的外观检查5 . 3 D U T结构和测试方法 D U丁结构和测试方法见表 5 , 表 5DU T结构应遵循制造厂 的建议 在 测试 前按类 型说 明DU T测试方法基 准替代1光纤 到 光 纤 ( 器 件 )一仁二卜一截 断 法OT DR2 光 纤 到 光 纤( 接头或现场安装连接器对)气减1卜插 入 法 ( A)截断法或O TD R3光 纤 到 插 头一 一一仁习截 断 法OT DR4插 头 到 插 头 ( 器 件 )口- 一 仁二一月插人法( C )替换法或 O T D R5插 头 到 插 头 ( 跳 线 )二 -一 一户 气二习插 人 法 ( C )插人法( B ) 或 O T D R6单 插 头( 尾 纤 ) 二 卜 一 一 一 - - 一 二 )插 人 法 ( B )OT DR7插 座 到插 座 ( 器 件 )屯 二3插 人 法 ( C)替换法或 O T D R8插座到插头 ( 器 件 )口。卜 一插入法( C )替换法或O TD R注 1 ; C表示可能有多个端口的光无源器件注 2 : 对于第 2 类 D U T， 可期望插人法测量和截断法测量是等效的。对于第4 , 5 , 6 , 7类 D UT ， 替换法测量的衰 减值要比插人法测量的略小。这是因为在替换法中基准功率尸 。包括连接到测量系统上去的“ 替换跳线” 的衰减。因此， 替换法中所侧 尸 。的值要比插人法中所测的大。注 3 : 出于侧量考虑, OT D R法相对其他测量方法准确度较低， 只能用于合适的测试注 4 ; O 丁 DR能用在多个端口的器件上 但此时应抑制非测量端口在衰减区的反射功率注 5 : 在多模情况下要求严格限制注人条件时， 从注人装置上输出到D UT上的注人条件应使用C P R测试法来 测 定 。5 . 4 采用光功率计的衰减测量 截断法、 替换法或插人法测量衰减都是使用光功率计。光功率计由光检测器和处理信号的相关电免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t )免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载G B/ T 1 8 3 1 1 . 4 -2 0 0 3 / I E C 6 1 3 0 0 - 3 - 4: 2 0 0 1子设备组成。 用功率计分别测量 P 。 和 P ， 并按公式( 1 ) 计算衰减: 尸、 。八 = 一 i u tg a r s 工 n。 “ . 。 ， ， ( 1 ) 式中 : P , D U T接人测量线路时所测得的光功率; P o -D U T未接人测量线路时所测得的光功率 光纤和光检测器之间应采用合适的连接方式。可以用光纤适配器或者用与连接器相配的转接器。5 . 4 . 1 截断法5 . 4 . 1 . 1 对第 1 类和第 2 类 D U T, D U T的一端引出线用 T J 接上光源另一端接光检测器， 测得 P ,( 见图 l a ) ) 。在C P处截断光纤测得 P o a注意mf 所处的位置。巨 二 口 -H T .r 二 习 一 一Tr m f 月 P. b ) 图 1 截断法第 1 类、 第2类和第3类D U T5 . 4 . 1 . 2 对第 3 类 D U T， 光纤到插头的D UT， 在 D UT上接 A r 和一个带尾纤的R P， 构成一个完整的连接器组合。第 3 类 D UT的衰减就是带尾纤的完整连接器组合的衰减， 按照第 1 类 D UT测量。5 . 4 . 2 替换法 替换法中， D U T接在测量环路时测得 P , , D U T由一段替换跳线替代时测得 P o ( 见图 2 ) 05 . 4 . 2 .1 对第 4举 DUT, 3 F f引出线 Mil 试跳线 F的 RP都要榕 Ar ( n. 图 2 )卜 一0 A YA R 洲卜- N A ?A kt 卜， s 一朴寸琪卜一一仁Ar 一 f， s 卜E -j 寸仁卯一 c 仁护一 寸一 om f A r Ar m f b ) 图 2 替换法第4类D U T5 . 4 . 2 . 2 对第 7 类 D U T， 除了测P , 时不需接A: 外， 完全按照插头到插头型D U T进行测量( 见图2 )5 . 4 . 2 . 3 对第 8 类 D UT ， 除了测 P ， 时只需接一个基准转换器外， 完全按照插头到插头型 D U T进行测量( 见图 2 ) 。该情况下， Ar 应是离光源最近的一个。5 . 4 . 3擂入法 ( A) 对第 2 类光纤到光纤型D UT ( 接头或现场安装连接器对) ， 在 T i和光检测器间接上一段光纤测得尸 。 ， 截断光纤， 装上接头或现场安装连接器对， 测得 尸( 见图 3 ) ,免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t )免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载GB / T 1 8 3 1 1 . 4 -2 0 0 3 / I EC 61 3 0 0 - 3 - 4: 2 0 0 1I s一 份 -N rm f 一一 -一 汇 习. s 、 斗 寸兰燃 一 P, ggH mf mf L D b 图 3 插入法( A ) 第2类 D U T5 . 4 . 4 插入 法( B ) 对第5类和第 6 类 D U T， 将T i引出光纤上的R P连接到光检测器， 测得 P o 。接上 A r 和D UT, 测得 P, ( 见图 4 ) e巨 二 一T 1HR P P Q一卜T1 俐 RP- - P-tf A, 一一 A:E l b 图 4 插入法( B ) 第 5 类和第 6 类 D U T 本测量仅包括 D UT在测量中靠近光源端的插头。若 D UT两端都要测量， 则应将该跳线换向后重复进行测量。5 . 4 . 4 . 1 对第6 类 D UT, 需要在光检测器上配接光纤适配器进行测量。5 . 4 . 5 插 入法( C)5 . 4 . 5 . 1 对第4 类插头到插头( 器件) 型或第 5 类插头到插头( 跳线) 型D UT， 用测试跳线连接光检测器和 T i引出的端头测得 P o ， 再接入 D U T和一个 A r , 测得P , ( 见图5 ) .， s 、Ti 一 RP RPH .f A mf卜 DU T一一 卜 W A tt 一一。 5 、 今甲RP一扭卜 RP - 礁一 ps E j mf C, EA r P.r mf b ) 图 5 插入法( C ) 第 4 类、 第5类、 第 7 类和第 8 类 D U T5 . 4 . 5 . 2 对第 7 类插座对插座型 D U T, 测量 P 时不需接 Ar e5 . 4 . 5 . 3 对第 8 类插座对插头型 D U T, 测量 P 时仅需接一个 Ar .5 . 5 O T D R测量衰减5 . 5 . 1 测量说明5 . 5 . 1 . 1 O T D R测量后向散射光的辐射强度( 由光路产生并由接收仪器采集) 。由光无源器件诸如接头、 连接器和衰减器等引起的点事件， 或者端接无源器件的光纤段的衰减引起的损耗， 都可以使用 s免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t )免费标准下载网( w w w . f r e e b z . n e t ) 无需注册 即可下载GB/ T 1 8 3 1 1 . 4 -2 0 0 3 / I E C 6 1 3 0 0 - 3 - 4: 2 0 0 1O T D R 来测量和评估。5 . 5 . 1 . 2 依据D UT结构主要有两种测量方法( 见表 5 ) : 方法 1 : 一个注人段( 见图6 ) ， 适用于第 1 , 2 , 3 类 D UT , 方法 2 : 两个注人段( 见图 7 ) ， 适用于第 4 , 5 , 6 , 7 , 8 类 D UT ,图 6方法 1 一个 注入段 圈 7方法 2 两个注入段5 . 5 . 1 . 3 光纤段L 1和L 2形成 O T D R和被测事件之间的隔离， 并确保稳定的测量条件。它们的最小长度由O T D R测量衰减的分辨能力决定， 通常称为衰减测量盲区( D Z a t t ) 。降低 O T D R距离分辨率和测量线路光学损耗的要求限制了注人段的最大长度。5 . 5 . 1 . 4 如果D UT段长度L X大于O TD R分辨率( 即: L X O T DR D Z a t t ) ， 那么a 事件和 b 事件的衰减将分别显示。当L X GOT D R的分辨率， O T D R将不能分辨出 a 事件和 b事件， D U T将被显示为一次衰减事件。5 . 5 . 1 . 5 若 D UT端接连接插头和插座， 那么需要接上 R P和插座来形成完整的连接器组合。这些连接器组合视作 D U T的一部分。5 . 5 . 1 . 6 若器件带尾纤， 则需要多个连接点， 尾纤的长度应保证 O T D R分别显示出每个事件的分辨率。5 . 5 . 2 测量 原理5 . 5 . 2 . 1 O T D R测量的衰减值应以 O T D R在 D UT的两个方向上测量所得的平均值为依据。5 . 5 . 2 . 2 D UT两端光纤的后向散射系数不同会导致 O T D R单向测量出现误差。在一个方向上所进行的测量误差为正值而另一个方向上所进行的测量误差为负值。取双向测量所得结果的平均值消除了由于两个光纤后向散射系数差异所带来的测量误差。5 . 5 . 3 测量方法 按图6和图7所示配置好设备， 将 O T D R连接到a 端。 设定 O T D R的测量特性。 在a - b 方向上进行衰减测量