何如龍，孫 強(qiáng)

（1.海軍工程大學(xué)，湖北 武漢 430033；2.中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所，山東 青島 266555）

免纏繞型光回波損耗測(cè)試儀在雙工光纖跳線測(cè)試中的應(yīng)用

何如龍1，孫 強(qiáng)2

（1.海軍工程大學(xué)，湖北 武漢 430033；2.中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所，山東 青島 266555）

介紹了免纏繞型光回波損耗測(cè)試儀測(cè)試光插入損耗和光回波損耗工作原理，結(jié)合光耦合器給出了雙工光纖跳線快速測(cè)試插回?fù)p的裝置和判斷極性的方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該裝置和方法能顯著提高產(chǎn)品測(cè)試效率，且測(cè)試結(jié)果具有較好的重復(fù)性。

雙工光纖跳線；光插入損耗；光回波損耗；極性判斷

1 概述

當(dāng)前，雙工光纖跳線廣泛應(yīng)用于大多數(shù)光纖系統(tǒng)中，用于傳輸不同方向的信號(hào)，完成信號(hào)的發(fā)送和接收，雙工光纖跳線的平行連接方式被看作極性相同，反之，如果是交叉連接，被看作極性相反[1-2]。為了確保光信號(hào)正常傳輸和光纖系統(tǒng)正常工作，要求雙工光纖跳線產(chǎn)品性能指標(biāo)應(yīng)滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，包括雙工光纖跳線具有低插入損耗，端面具有高回波損耗，同時(shí)具有正確的發(fā)送和接收極性。

傳統(tǒng)測(cè)試技術(shù)中，雙工光纖跳線的光插入損耗測(cè)試、光回波損耗測(cè)試和極性判斷分開(kāi)進(jìn)行。光插入損耗測(cè)試采用光源和光功率計(jì)，首先，用參考跳線連接光源和光功率計(jì)，并設(shè)置光功率參考，然后接入待測(cè)件，可測(cè)出其光插入損耗；光回波損耗測(cè)試儀經(jīng)過(guò)參考測(cè)試之后，可依次測(cè)試雙工光纖跳線4個(gè)端面的光回波損耗；對(duì)于雙工光纖跳線極性的判斷，可通過(guò)測(cè)試單根光纖跳線的光插入損耗是否正常來(lái)確定，如果光插入損耗很大，說(shuō)明極性接反，否則，極性相同。

從雙工光纖跳線的插回?fù)p測(cè)試和極性判斷的方法中可以看出，該方法存在測(cè)試工序繁多、測(cè)試過(guò)程中涉及多次光纖插拔、費(fèi)時(shí)費(fèi)力、測(cè)試效率低等缺點(diǎn)，影響產(chǎn)品檢測(cè)的速度。本文采用免纏繞型光回波損耗測(cè)試儀，結(jié)合不同分光比光耦合器，搭建雙工光纖跳線的插回?fù)p測(cè)試的裝置，并給出極性判斷的方法。

2 儀器工作原理

免纏繞光回波損耗測(cè)試儀測(cè)試光插入損耗基于接入待測(cè)件前后光功率變化計(jì)算得出，測(cè)試光回波損耗采用光時(shí)域反射技術(shù)，也稱為后向散射法，是一種基于光脈沖反射的時(shí)域測(cè)試技術(shù)[3-4]。測(cè)試過(guò)程中儀器發(fā)射具有一定重復(fù)周期和寬度的窄脈沖光并注入被測(cè)光纖，光在光纖中傳輸時(shí)會(huì)產(chǎn)生散射現(xiàn)象，即在光纖中產(chǎn)生四面八方各個(gè)方向的散射光。光纖的幾何缺陷或斷裂面會(huì)使折射率突變，產(chǎn)生菲涅爾反射，其中一部分向后傳輸?shù)暮笙蛉鹄⑸涔夂头颇鶢柗瓷涔饪裳毓饫w傳回到入射端。不同時(shí)刻對(duì)應(yīng)于光纖鏈路不同位置，通過(guò)控制采樣時(shí)刻，實(shí)現(xiàn)光纖鏈路不同位置處的后向瑞利散射和菲涅爾反射光功率檢測(cè)。

圖1 插回?fù)p參考測(cè)試連接示意圖

圖2 插回?fù)p待測(cè)件測(cè)試連接示意圖

圖3 后向反射光信號(hào)示意圖

儀器首先進(jìn)行參考測(cè)試，如圖1所示，用參考光纖連接儀器輸出和光功率計(jì)輸入，激光光源發(fā)射一定重復(fù)周期的窄脈沖光，功率由光功率計(jì)模塊采集，用作光插入損耗和光回波損耗計(jì)算的參考功率；然后接入待測(cè)件，如圖2所示，將待測(cè)光纖分別連接參考光纖和光功率計(jì)，驅(qū)動(dòng)激光器發(fā)出脈沖光信號(hào)，由2個(gè)光功率計(jì)模塊分別采集經(jīng)過(guò)待測(cè)件和由待測(cè)件反射的光功率。前向光功率計(jì)模塊采集的光功率與參考光功率做差，可計(jì)算出待測(cè)光纖的光插入損耗，后向反射光信號(hào)的功率隨距離的變化情況如圖3所示。從圖中可以看出，在前面板和2個(gè)待測(cè)接頭位置處有較強(qiáng)的菲涅爾反射光信號(hào)，利用電平和光功率對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以測(cè)得2個(gè)待測(cè)接頭處反射光功率，將其與參考測(cè)試的參考光功率進(jìn)行比較，可以分別計(jì)算出2個(gè)接頭的光回波損耗。

3 雙工跳線測(cè)試

通常，免纏繞光回波損耗測(cè)試儀為了測(cè)試雙芯甚至多芯跳線的光插入損耗和光回波損耗，儀器通過(guò)內(nèi)置或外置光開(kāi)關(guān)的方案進(jìn)行處理[5]。測(cè)試選用中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所生產(chǎn)的6332A型光回波損耗測(cè)試儀，該儀器內(nèi)置多路光開(kāi)關(guān)，可以選擇從2個(gè)不同端口輸出光，方便雙工光纖跳線的測(cè)試。參考測(cè)試的連接示意圖如圖4所示，（a）表示光從A端口輸出，設(shè)置測(cè)試參數(shù)，測(cè)出A端口輸出的脈沖光功率；（b）表示光從B端口輸出，設(shè)置測(cè)試參數(shù)，測(cè)出B端口輸出的脈沖光功率；（c）表示光分別從A端口和B端口輸出脈沖光，設(shè)置測(cè)試參數(shù)，分別測(cè)出從A端口和B端口輸出的脈沖光功率。圖中分光比40∶60的1×2光耦合器用于雙工光纖跳線的極性判斷，分光比比值依據(jù)光插入損耗的閾值1 dB確定。待測(cè)件測(cè)試的連接示意圖如圖5所示，測(cè)試得出雙工光纖跳線的光插入損耗和4個(gè)接頭光回波損耗結(jié)果，根據(jù)光插入損耗的測(cè)試結(jié)果可以判斷出極性相同。

需要指出的是，為了對(duì)雙工光纖跳線極性進(jìn)行判斷，引入光耦合器的分光比不能為50∶50，否則不能區(qū)分，分光比比值可根據(jù)光插入損耗閾值進(jìn)行選擇，閾值不同，分光比相應(yīng)不同。理論上，光插入損耗有負(fù)值，可判定為極性相反，光插入損耗都為正值，且數(shù)值上比光耦合器兩路插入損耗差值還小，可判定為極性相同。如果光插入損耗值超過(guò)光耦合器兩路插入損耗差值，需要進(jìn)一步通過(guò)紅光源或者測(cè)試單路插入損耗等方式驗(yàn)證其極性情況。

光時(shí)域反射技術(shù)存在所謂的事件盲區(qū)，即分辨出光纖中2個(gè)相鄰事件的最短距離。通常待測(cè)光纖跳線的長(zhǎng)度相對(duì)較短，為保證2個(gè)接頭的光回波損耗測(cè)試，儀器輸出的脈沖光寬度較窄，一般不超過(guò)10 ns，如果待測(cè)光纖跳線的長(zhǎng)度短于儀器事件盲區(qū)，測(cè)試待測(cè)接頭光回波損耗需要進(jìn)行纏繞處理。為保證光插入損耗和光回波損耗準(zhǔn)確測(cè)試，要求參考光纖為測(cè)試級(jí)別，同時(shí)待測(cè)雙工光纖跳線一端的光纖端面類(lèi)型與另一端的類(lèi)型保持一致，否則，測(cè)試時(shí)需要引入轉(zhuǎn)接跳線，從而給測(cè)試結(jié)果帶來(lái)誤差。

4 結(jié)論

結(jié)合1×2不同分光比光耦合器的免纏繞型光回波損耗測(cè)試儀，可以實(shí)現(xiàn)雙工光纖跳線的光插入損耗和光回波損耗快速測(cè)試以及極性快速判斷，相較于以前分開(kāi)測(cè)試的傳統(tǒng)測(cè)試方案，本方法顯著縮短了測(cè)試時(shí)間。

圖4 雙工光纖跳線參考測(cè)試連接示意圖

圖5 雙工光纖跳線待測(cè)件測(cè)試連接示意圖

［1］龍海，劉鵬.全雙工光纖無(wú)線通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)研究［J］.通信技術(shù)，2009，42（05）：60-62.

［2］郭爽.相位調(diào)制器的全雙工光纖無(wú)線通信系統(tǒng)［J］.激光雜志，2016，37（9）：35-38.

［3］張昆.基于光反射鑒別技術(shù)的回波損耗測(cè)量［J］.電子質(zhì)量，2010（6）：16-17.

［4］楊家桂.基于光時(shí)域反射技術(shù)的回波損耗測(cè)量［J］.光纖與電纜及其應(yīng)用技術(shù)，2008（6）：21-24.

［5］Buerli，Richard.How toMeasureLossesin Multiple-Channel Systems.Laser Focus World，1999，16（10）：6.

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10.15913/j.cnki.kjycx.2018.02.138

2095－6835（2018）02－0138－02

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