通信用光回波损耗仪校准规范

JJF1325—20111通信用光回波损耗仪校准规范1范围本规范适用于通信用光回波损耗仪(以下简称光回波损耗仪)回损参数的校准。对光回波损耗仪的功率参数的校准可参照JJG965《通信用光功率计》执行。2引用文件JJG965—2001通信用光功率计使用本规范时,应注意使用上述引用文件的现行有效版本。3概述光回波损耗仪是用于光通信行业及科研单位的重要仪表,是用来测量光纤通信器件或链路中反射光功率的计量器具。光回波损耗仪可以测量光纤、光纤连接器等器件的光回波损耗,也可测量可调光衰减器、光谱分析仪等仪表的端口光回波损耗。光回波损耗仪主要原理如图1所示,通过光源在测试端口输出一束信号光,同时探测出由被测样品所反射回的光信号功率值,从而计算出被测样品的回波损耗值。光回波损耗的计算方法为:RL=-10lg(Pr/Pj)式中:Pj———入射到输入端的光功率,mW;Pr———从同一输入端接收到返回的光功率,mW。图1光回波损耗仪原理图目前光回波损耗仪主要有两种:具有内置光源型和无内置光源型。具有内置光源型的主要优点是仪表可直接进行光回波损耗测量;无内置光源型的主要优点是可根据外部光源的不同,选择相应的测试波长。4计量特性4.1光回波损耗测量范围JJF1325—201120dB~60dB。4.2光回波损耗示值误差优于或等于2dB(0dB~60dB)。仪表说明书指标高于此要求时,以仪表说明书指标为性能要求。建议采用符合国家标准的FC/APC型光纤连接器。以上技术指标不用于合格性判别,仅供参考。5校准条件5.1环境条件a)环境温度:(23±5)℃;b)相对湿度:≤80%RH;c)电源电压:(220±22)V;频率:(50±1)Hz;d)实验室应无剧烈振动和影响测量结果的电磁场干扰。5.2校准用设备5.2.1稳定激光光源a)中心波长:(1310±10)nm或(1550±10)nm激光器;b)输出功率:≥0dBm;c)输出功率稳定度优于:±0.005dB(15min);d)输出方式:光纤连接器型,建议采用符合国家标准的FC/APC型光纤连接器。5.2.2可变光衰减器a)工作波长:(1310±20)nm或(1550±20)nm;b)衰减量:0dB~60dB,连续可调;c)插入损耗:≤3.5dB;d)最大允许误差:不超过±3.0dB(全量程);e)输入输出方式:光纤连接器型,建议采用符合国家标准的FC/APC型光纤连接器。5.2.3光电型光功率计a)定标波长:(1310±20)nm或(1550±20)nm;b)光功率测量范围:+3dBm~-70dBm;c)定标点光功率值:-10dBm;d)最大允许误差:≤5%;e)线性度优于1%;f)输出方式:光纤连接器型,建议采用符合国家标准的FC/APC型光纤连接器。5.2.4光环形器a)工作波长:(1310±20)nm或(1550±20)nm;b)插入损耗:≤1.5dB;c)隔离度优于:50dB;d)输入输出方式:光纤连接器型,建议采用符合国家标准的FC/APC型光纤连JJF1325—20113接器。5.2.5光纤终结器a)工作波长:(1310±20)nm或(1550±20)nm;b)光回波损耗:≥60dB;c)输入输出方式:光纤连接器型,建议采用符合国家标准的FC/APC型光纤连接器。5.2.6校准器a)工作波长:(1310±20)nm或(1550±20)nm;b)回波损耗示值:15dB,30dB,45dB或其他值;c)输入输出方式:光纤连接器型,建议采用符合国家标准的一端为FC/APC型校准器。5.2.7光纤跳线a)工作波长:1100nm~1600nm;b)插入损耗:≤0.5dB;c)输入输出方式:光纤连接器型,建议采用符合国家标准的一端为FC/PC型光纤连接器,另一端为FC/APC型光纤连接器。5.2.8工作平台平稳、抗振动。6校准项目和校准方法校准项目见表1。表1校准项目校准项目首次校准后续校准使用中检验外观+++光回波损耗测量范围+--光回波损耗示值误差+++光回波损耗测量重复性+++注:“+”表示必校项目,“-”表示选校项目。6.1校准前检查a)有规格、型号、制造厂名、设备编号及相应的警示标志等;b)被校光回波损耗仪应带有必要的附件、说明书及前次校准证书;c)被校光回波损耗仪各部件应安装牢固,能确保正常工作;d)被校光回波损耗仪通电后显示功能正常。6.2校准准备所有校准用设备和被测光回波损耗仪均置于工作台上,并按照说明书的要求进行预热。被校光回波损耗仪应首先按照说明书进行自校准,各段连接光纤(或光缆)的位置在整个测试过程中应保持固定,光纤接头应保持清洁。JJF1325—201146.3光回波损耗测量范围校准6.3.1按图2连接测量设备。图2光回波损耗测量范围测试装置框图6.3.2如被测光回波损耗仪为无内置光源型,则连接激光光源并调整输出功率,使其小于光回波损耗仪所允许的最大接收光功率,否则需用光衰减器。式读取(1)3光:回波损耗RTj(j=1,2,3),(1)6.4光回波损耗示值误差校准6.4.1光环形器法校准光回波损耗示值误差6.4.1.1按图3连接校准设备。图3光环行器法光回波损耗示值误差测量装置框图6.4.1.2如被测光回波损耗仪为无内置光源型,则连接激光光源A并调整输出功率,使其小于光回波损耗仪所允许的最大接收光功率,否则需用光衰减器。6.4.1.3检查整套装置工作是否正常,确定工作正常后,读取3次被测光回波损耗仪的示值Ri(i=1,2,3),根据公式(2)计算其算术平均值作为被校光回波损耗仪的示值RORL,并记录测试结果。RORL=(2)6.4.1.4读取3次标准光功率计A的示值Pi(i=1,2,3),根据公式(3)计算其算术平均值作为光环形器输出光功率值PA,并记录测试结果。5(3)6.4.1.5读取3次标准光功率计B的示值Pj(j=1,2,3),根据公式(4)计算其算术平均值作为光环形器输入光功率值PB,并记录测试结果。(4)根据公式(5)计算回波损耗标准值RSTD:RSTD=(PA+P2-3)-(PB-P1-2)(5)式中:P2-3———光环形器2-3端口间的插入损耗;P1-2———光环形器1-2端口间的插入损耗。根据公式(6)计算回波损耗示值误差:ΔR=RORL-RSTD(6)6.4.1.6改变可调光衰减器衰减量值,至少取j个以上不同光回波损耗值,j不小于3,在测量范围内测量功率点尽可能均匀分布,重复测试步骤6.4.1.4~6.4.1.5,根据公式(7)记录测试结果。ΔRj=RORLj-RSTDj(7)6.4.2校准器法校准光回波损耗示值误差6.4.2.1按图4连接测量设备。图4校准器法光回波损耗示值误差测量装置框图6.4.2.2如被测光回波损耗仪为无内置光源型,则连接激光光源并调整输出功率,使其小于光回波损耗仪所允许的最大接收光功率,否则需用光衰减器。6.4.2.3读取3次由被测光回波损耗所测光回波值Rk(k=1,2,3),根据公式(8)计算其算术平均值作为该标准器的光回波损耗测量值RA,并记录测试结果。(8)6.4.2.4将不同的回波损耗标准器[回波损耗值分别为:(15±3)dB,(30±3)dB,(45±3)dB]分别连接在被测光回波损耗仪上,回波损耗标准器的标称值为RB,则根据公式(9)计算被校仪器回波损耗示值误差:ΔR=RA-RB(9)6.5光回波损耗测量重复性校准6.5.1按图5连接测量设备。JJF1325—20116图5光回波损耗测量重复性校准装置框图6.5.2如被测光回波损耗仪为无内置光源型,则连接激光光源并调整输出功率,使其小于光回波损耗仪所允许的最大接收光功率,否则需用光衰减器。6.5.3读取n次(n=5)由被测光回波损耗所测光回波值Rk(k=1,2,…,n),计算5次测量结果的算术平均值Rk,根据公式(10)计算测量重复性:(10)7校准结果的处理校准后的光回波损耗仪发给校准证书,校准证书应至少包含以下信息:a)标题,如“校准证书”或“b)实验室名称和地址;c)进行校准的地点(如果不在实验室内进行校准);d)证书或报告的唯一性标识(如编号),每页及总页数的标识;e)送校单位的名称和地址;f)被校对象的描述和明确标识;g)进行校准的日期,如果与校准结果的有效性和应用有关时,应说明被校对象的接收日期;h)如果与校准结果的有效性和应用有关时,应对抽样程序进行说明;i)对校准所依据的技术规范的标识,包括名称及代号;j)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明;k)校准环境的描述;l)校准结果及其测量不确定度的说明;m)校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识,以及签发日期;n)校准结果仅对被校对象有效的声明;o)未经实验室书面批准,不得部分复制证书或报告的声明。原始记录格式见附录A,校准证书内页格式见附录B,校准结果不确定度评定实例见附录C。8复校时间间隔送校单位可根据实际使用情况自主决定,一般建议为1年。JJF1325—20117附录A原始记录格式原始记录编号证书编号型号/规格校准依据出厂编号送检单位校准器号制造厂校准前检查:工作波长:nm光环形器插入损耗值:1#端口至2#端口P1-2:dB2#端口至3#端口P2-3:dB光回波损耗测量范围:测量值RTj/dB平均值RT/dB其中其中:ΔR=RORL-(PA+P2-3)-(PB-P1-2)回波损耗示值Ri/dB平均值RORL/dB输出光功率Pi/dB平均值PA/dB输入光功率值Pj/dB平均值PB/dB示值误差ΔR/dB光回波损耗示值误差(校准器法):回波损耗示值Rk/dB平均值RA/dB校准器回波损耗值RB/dB示值误差ΔR/dB(ΔR=RA-RB)光回波损耗测量重复性:测量值Rk/dB测量重复性校准日期:年校准员:核验员:温度:℃湿度:%RH8附录B校准证书内页格式光回波损耗测量范围(dB):光回波损耗测量重复性:光回波损耗示值误差:光回波损耗测量值/dB光回波损耗标准值/dB示值误差/dB说明:示值误差=测量值-标准值测量不确定度:校准员核验员JJF1325—2011附录C通信用光回波损耗仪回损参数校准不确定度评定实例依据通信用光回波损耗仪校准规范的各项计量特性及校准条件与校准项目的规定,对某公司的光回波损耗仪的回损参数进行了校准。下面主要针对光回波损耗仪的光回波损耗示值误差的不确定度进行分析。C.1不确定度来源a)光源输出功率的稳定性引入的不确定度;b)被校光回波损耗仪设置的分辩力引入的不确定度;c)标准光功率计测量误差引入的不确定度;d)光环形器插入损耗测量误差引入的不确定度;e)由于测量重复性引入的不确定度;f)由于输出光源波长(被校光回损仪输出)与输入光源波长(由校准设备输出)不同引入的不确定度。C.2校准不确定度评定C.2.1光源输出功率的稳定性引入的不确定度u1(B类评定)光源输出功率稳定度优于a1=0.005dB(15min),按照均匀分布,u1=..。分辨力引入的不确定度u2(B类评定)C.2.3标准光功率计测量误差引入的不确定度u3(B类评定)a2等于被测仪器分辨力一半,设为x=0.01dB,按照均匀分布,则u2==0.01dB/C.2.3标准光功率计测量误差引入的不确定度u3(B类评定)标准光功率计测量不确定度为1%(0.05dB),包含因子k=2,则u3=0.05dB/2=0.025dB。C.2.4光环形器插入损耗测量误差引入的不确定度u4(B类评定)光环形器插入损耗测量误差为±0.2dB,按照均匀分布,