如(rú)何選擇光纖測試儀表

常用光纖測試表有：光功率計、穩定光源、光萬用表、光時域反射儀（OTDR）和(hé)光故障定位儀。

　　光功率計:用于測量絕對光功率或通過一(yī)段光纖的(de)光功率相對損耗。在光纖系統中，測量光功率是最基本的(de)。非常像電子(zǐ)學(xué)中的(de)萬用表，在光纖測量中，光功率計是重負荷常用表，光纖技術人員應該人手一(yī)個。通過測量發射端機或光網絡的(de)絕對功率，一(yī)台光功率計就能夠評價光端設備的(de)性能。用光功率計與穩定光源組合使用，則能夠測量連接損耗、檢驗連續性，并幫助評估光纖鏈路傳輸質量。

　　穩定光源:對光系統發射已知功率和(hé)波長(cháng)的(de)光。穩定光源與光功率計結合在一(yī)起，可(kě)以測量光纖系統的(de)光損耗。對現成的(de)光纖系統，通常也可(kě)把系統的(de)發射端機當作穩定光源。如(rú)果端機無法工作或沒有端機，則需要單獨的(de)穩定光源。穩定光源的(de)波長(cháng)應與系統端機的(de)波長(cháng)盡可(kě)能一(yī)緻。在系統安裝完畢後，經常需要測量端到端損耗，以便确定連接損耗是否滿足設計要求，如(rú)：測量連接器、接續點的(de)損耗以及光纖本體損耗。

　　光萬用表: 用來測量光纖鏈路的(de)光功率損耗。有以下兩種光萬用表：

　　１、由獨立的(de)光功率計和(hé)穩定光源組成。

　　２、光功率計和(hé)穩定光源結合為(wèi)一(yī)體的(de)集成測試系統。

　　在短(duǎn)距離(lí)局域網(LAN)中，端點距離(lí)在步行或談話之內(nèi)，技術人員可(kě)在任意一(yī)端成功地(dì)使用經濟性組合光萬用表，一(yī)端使用穩定光源另一(yī)端使用光功率計。對長(cháng)途網絡系統，技術人員應該在每端裝備完整的(de)組合或集成光萬用表。

　　當選擇儀表時，溫度或許是最嚴格的(de)标準。Bellcore推薦現場便攜式設備應在-18℃（無濕度控制）至50℃（95%濕度）

　　光時域反射儀(OTDR)及故障定位儀(FaultLocator):表現為(wèi)光纖損耗與距離(lí)的(de)函數。借助于OTDR，技術人員能夠看到整個系統輪廓，識别并測量光纖的(de)跨度、接續點和(hé)連接頭。在診斷光纖故障的(de)儀表中，OTDR是最經典的(de)，也是最昂貴的(de)儀表。與光功率計和(hé)光萬用表的(de)兩端測試不同，OTDR僅通過光纖的(de)一(yī)端就可(kě)測得光纖損耗。OTDR軌迹線給出系統衰減值的(de)位置和(hé)大小，如(rú)：任何連接器、接續點、光纖異形、或光纖斷點的(de)位置及其損耗大小。OTDR可(kě)被用于以下三個方面：

　　１、在敷設前了解光纜的(de)特性（長(cháng)度和(hé)衰減）。

　　２、得到一(yī)段光纖的(de)信号軌迹線波形。

　　３、在問題增加和(hé)連接狀況每況愈下時，定位嚴重故障點。

　　故障定位儀（FaultLocator）是OTDR的(de)一(yī)個特殊版本，故障定位儀可(kě)以自(zì)動發現光纖故障所在，而不需OTDR的(de)複雜操作步驟，其價格也隻是OTDR的(de)幾分之一(yī)。

　　選擇光纖測試儀表，一(yī)般需考慮以下四個方面的(de)因素：即确定你的(de)系統參數、工作環境、比較性能要素、儀表的(de)維護

　　确定你的(de)系統參數

　　工作波長(cháng)（nm）三個主要的(de)傳輸窗口為(wèi)850nm，1300nm 及 1550nm。

　　光源種類（LED或激光）：在短(duǎn)距離(lí)應用中，由于經濟實用的(de)原因，大多數低(dī)速局域網LAN(<100Mbs)通常使用LED光源。大多數高(gāo)速系統>100Mbs使用激光光源長(cháng)距離(lí)傳輸信号。

　　光纖種類（單模/多模）以及芯/塗覆層直徑（um）：标準單模光纖（SM）為(wèi)9/125um，盡管某些其它特殊單模光纖應該仔細辨認。典型的(de)多模光纖（MM）包括50/125、62.5/125、100/140和(hé)200/230um。

　　連接器種類：國(guó)內(nèi)常見的(de)連接器包括：FC-PC，FC-APC，SC-PC，SC-APC，ST等。最新的(de)連接器則有：LC，MU，MT-RJ等

　　可(kě)能的(de)最大鏈路損耗。

　　損耗估算/系統的(de)容限。

　　明确你的(de)工作環境

　　對用戶/購買者來講，選擇一(yī)台野外現場用儀表，溫度标準或許是最嚴格的(de)。通常，野外現場測量必須在嚴峻的(de)環境中使用，BELLCORE推薦現場便攜式儀表的(de)工作溫度應該從-18℃~50℃，同時儲運溫度為(wèi)-40~+60℃(95%RH)。實驗室的(de)儀器僅需在較窄的(de)控制範圍5~50℃工作。

　　不像實驗室儀表能夠采用交流供電，現場便攜式儀表對儀表電源通常要求較為(wèi)苛刻，否則會影響工作效率。另外，儀器的(de)電源供電問題還經常是引起儀器故障或損壞的(de)一(yī)個重要誘因。因此，用戶應該考慮和(hé)權衡如(rú)下因素：

　　１、內(nèi)裝電池的(de)位置應便于用戶更換。

　　２、新電池或滿充電池的(de)最少工作時間要達到10小時(一(yī)個工作日)。然而電池工作壽命的(de)目标值應在40~50小時(一(yī)周)以上，以确保技術人員和(hé)儀器的(de)最佳工作效率。

　　３、使用電池的(de)型号越普通越好，如(rú)通用9V或1.5V五号幹電池等，因為(wèi)這些通用電池非常容易就地(dì)找到或購得。

　　４、普通幹電池優于可(kě)充電電池（如(rú)：鉛-酸、鎳镉電池），因為(wèi)充電電池大多存在“記憶”問題、包裝不标準、不容易買到、環保問題等。

　　以前，要找到符合上述所有四個标準的(de)便攜式測試儀器幾乎是不可(kě)能的(de)。現在，采用最現代CMOS電路制造技術的(de)藝術化光功率計，僅用一(yī)般五号幹電池(随處可(kě)得），即可(kě)工作100小時以上。另外一(yī)些實驗室型号提供雙電源（AC和(hé)內(nèi)部電池）以增加其适應性。

　　如(rú)同手提電話一(yī)樣，光纖測試儀表同樣具有衆多的(de)外觀包裝形式。低(dī)于1.5公斤的(de)手持式表一(yī)般沒有許多虛飾，隻提供基本功能和(hé)性能；半便攜式儀表(大于1.5公斤)通常具備更複雜的(de)或擴展的(de)功能；實驗室儀器是專為(wèi)控制實驗室/生産場合設計的(de)，具備AC供電。

　　比較性能要素：這裏是選擇步驟的(de)第三步，包括每種光測試設備的(de)詳細分析。

　　光功率計

　　對于任何光纖傳輸系統的(de)生産制造、安裝、運行和(hé)維護，光功率測量是必不可(kě)少的(de)。在光纖領域，沒有光功率計，任何工程、實驗室、生産車間或電話維護設施都無法工作。例如(rú)：光功率計可(kě)用于測量激光光源和(hé)LED光源的(de)輸出功率；用于确認光纖鏈路的(de)損耗估算；其中最重要的(de)是，它是測試光學(xué)元器件(光纖、連接器、接續子(zǐ)、衰減器等)的(de)性能指标的(de)關鍵儀器。

　　針對用戶的(de)具體應用，要選擇适合的(de)光功率計，應該關注以下各點：

　　１、選擇最優的(de)探頭類型和(hé)接口類型

　　２、評價校準精度和(hé)制造校準程序，與你的(de)光纖和(hé)接頭要求範圍相匹配。

　　３、确定這些型号與你的(de)測量範圍和(hé)顯示分辨率相一(yī)緻。

　　４、具備直接插入損耗測量的(de) dB功能。

　　幾乎在光功率計所有性能中，光探頭是最應仔細選擇的(de)部件。光探頭是一(yī)個固态光電二極管，它從光纖網絡中接收耦合光，并将之轉換為(wèi)電信号。可(kě)以使用專用的(de)連接器接口（僅适用一(yī)種連接類型）輸入到探頭，或用通用接口UCI(使用螺扣連接)适配器。UCI能接受絕大多數工業标準連接器。基于選定波長(cháng)的(de)校準因子(zǐ)，光功率計電路将探頭輸出信号轉換，把光功率讀數以dBm方式顯示(絕對dB等于1mW,0dBm=1mW)在屏幕上。圖一(yī)是一(yī)個光功率計的(de)方塊圖。

　　選擇光功率計最重要的(de)标準是使光探頭類型與預期的(de)工作波長(cháng)範圍相匹配。下表彙總了基本的(de)選擇。值得一(yī)提的(de)是，在進行測量時，InGaAs在三個傳輸窗口都有上佳表現，與鍺相比InGaAs具有在所有三個窗口更為(wèi)平坦的(de)頻譜特性，在1550nm窗口有更高(gāo)的(de)測量精度，同時具有優越的(de)溫度穩定性和(hé)低(dī)噪聲特性。

　　光功率測量是任何光纖傳輸系統的(de)制造、安裝、運行和(hé)維護中必不可(kě)少的(de)部分。

　　下一(yī)個因素與校準精度息息相關。功率計是與你應用相一(yī)緻的(de)方式校準的(de)嗎？即：光纖和(hé)連接器的(de)性能标準與你的(de)系統要求相一(yī)緻。應分析是什麽原因導緻用不同的(de)連接适配器測量值不确定？充分考慮其它的(de)潛在誤差因素是很重要的(de)，雖然NIST(美國(guó)國(guó)家标準技術研究所)建立了美國(guó)标準，但是來自(zì)不同生産廠家相似的(de)光源、光探頭類型、連接器的(de)頻譜是不确定的(de)。

　　第三個步驟是确定符合你測量範圍需求的(de)光功率計型号。以dBm為(wèi)單位表示，測量範圍（量程）是全面的(de)參數，包括确定輸入信号的(de)最小/最大範圍（這樣光功率計可(kě)以保證所有精度，線性度（BELLCORE确定為(wèi)+0.8dB）和(hé)分辨率（通常0.1dBor0.01 dB）是否滿足應用要求。

　　光功率計的(de)最重要選擇标準是光探頭類型與預期的(de)工作範圍相匹配。

　　第四，大多數光功率計具備dB功能（相對功率），直接讀取光損耗在測量中非常實用。低(dī)成本的(de)光功率計通常不提供此功能。沒有dB功能，技術人員必須記下單獨的(de)參考值和(hé)測量值，然後計算其差值。所以dB功能給使用者以相對損耗測量，因而提高(gāo)生産率，減少人工計算錯誤。

　　現在，用戶對光功率計具有的(de)基本特性和(hé)功能的(de)選擇已經減少，但是，部分用戶要考慮特殊需求----包括：計算機采集數據紀錄、外部接口等。

　　穩定光源

　　在測量損耗過程中，穩定光源(SLS)發射已知功率和(hé)波長(cháng)的(de)光進入光系統。對特定波長(cháng)光源(SLS)校準的(de)光功率計/光探頭，從光纖網絡中接收光，将之轉換為(wèi)電信号。為(wèi)确保損耗測量精度，盡可(kě)能使光源仿真所用傳輸設備特性：

　　１、波長(cháng)相同，并采用相同的(de)光源類型（LED，激光）。

　　２、在測量期間，輸出功率和(hé)頻譜的(de)穩定性（時間和(hé)溫度穩定性）。

　　３、提供相同的(de)連接接口，并采用同類型光纖。

　　４、輸出功率大小滿足最壞情況下系統損耗的(de)測量。

　　當傳輸系統需要單獨穩定光源時，光源的(de)最優選擇應模拟系統光端機的(de)特性和(hé)測量需求。選擇光源應考慮如(rú)下方面：

　　激光管(LD)來自(zì)LD發射的(de)光，波長(cháng)帶寬窄，幾乎是單色光，即單波長(cháng)。與LED相比，通過其光譜波段（小于5nm）的(de)激光不是連續的(de)，在中心波長(cháng)的(de)兩邊，還發射幾個較低(dī)峰植的(de)波長(cháng)。與LED光源相比，雖然激光光源提供更大功率，但價格高(gāo)于LED。激光管常用于損耗超過10dB的(de)長(cháng)途單模系統。應盡量避免用激光光源測量多模光纖。

　　發光二極管（LED）：

　　LED具有比LD更寬的(de)光譜，通常範圍為(wèi)50~200nm。另外，LED光是非幹涉光，因而輸出功率更加穩定。LED光源比LD光源要便宜的(de)多，但對最壞情況損耗測量顯得功率不足。LED光源典型應用在短(duǎn)距離(lí)網絡和(hé)多模光纖的(de)局域網LAN中。LED可(kě)以用于激光光源單模系統進行精确損耗測量，但前提條件是要求其輸出足夠功率。

　　光萬用表

　　将光功率計和(hé)穩定光源組合在一(yī)起被稱為(wèi)光萬用表。光萬用表用來測量光纖鏈路的(de)光功率損耗。這些儀表可(kě)以是兩個單獨的(de)儀表，也可(kě)以是單一(yī)的(de)集成單元。總之，兩類光萬用表具有相同的(de)測量精度。所不同的(de)通常是成本和(hé)性能。集成光萬用表通常功能成熟、具有各種性能但價格較高(gāo)。

　　從技術的(de)角度來評價各種光萬用表配置，基本的(de)光功率計和(hé)穩定光源标準仍然适用。注意選擇正确的(de)光源種類、工作波長(cháng)、光功率計探頭以及動态範圍。

　　光時域反射儀和(hé)故障定位儀

　　OTDR是最經典的(de)光纖儀器裝備，它提供測試時相關光纖最多的(de)信息。OTDR本身是一(yī)維的(de)閉環光學(xué)雷達，測量僅需光纖的(de)一(yī)個端頭。發射高(gāo)強度、窄的(de)光脈沖進入光纖，同時高(gāo)速光探頭紀錄返回信号。此儀器給出有關光鏈路的(de)可(kě)視(shì)化解釋。在OTDR曲線上反映出接續點、連接器和(hé)故障點的(de)位置以及損耗大小。

OTDR評價過程與光萬用表有許多相似點。事實上，OTDR可(kě)以被認為(wèi)是一(yī)個非常專業的(de)測試儀表組合：由一(yī)個穩定高(gāo)速脈沖源和(hé)一(yī)個高(gāo)速光探頭組成。OTDR的(de)選擇過程可(kě)關注下列屬性：

　　１、确認工作波長(cháng)，光纖類型和(hé)連接器接口。

　　２、預期連接損耗和(hé)需要掃描的(de)範圍。

　　３、空間分辨率。

　　故障定位儀大多是手持式儀器，适用于多模和(hé)單模光纖系統。利用OTDR(光時域反射儀)技術，用于對光纖故障的(de)點定位，測試距離(lí)大多在20公裏以內(nèi)。儀器直接以數字顯示至故障點的(de)距離(lí)。适用于：廣域網(WAN)、20km範圍的(de)通訊系統、光纖到路邊（FTTC）、單模和(hé)多模光纖光纜的(de)安裝和(hé)維護、以及軍用系統。在單模及多模光纜系統中，要定位帶故障的(de)連接頭、壞的(de)接續點，故障定位儀是一(yī)種優異的(de)工具。故障定位儀操作簡單，隻需單鍵操作，可(kě)探測多達7個多重事件