免缠绕型光回波损耗测试仪在双工光纤跳线测试中的应用

2018-01-09何如龙

科技与创新 2018年2期

关键词：测试仪极性端口

何如龙，孙强

（1.海军工程大学，湖北武汉 430033；2.中国电子科技集团公司第四十一研究所，山东青岛 266555）

免缠绕型光回波损耗测试仪在双工光纤跳线测试中的应用

何如龙1，孙强2

（1.海军工程大学，湖北武汉 430033；2.中国电子科技集团公司第四十一研究所，山东青岛 266555）

介绍了免缠绕型光回波损耗测试仪测试光插入损耗和光回波损耗工作原理，结合光耦合器给出了双工光纤跳线快速测试插回损的装置和判断极性的方法。实验结果表明，该装置和方法能显著提高产品测试效率，且测试结果具有较好的重复性。

双工光纤跳线；光插入损耗；光回波损耗；极性判断

1 概述

当前，双工光纤跳线广泛应用于大多数光纤系统中，用于传输不同方向的信号，完成信号的发送和接收，双工光纤跳线的平行连接方式被看作极性相同，反之，如果是交叉连接，被看作极性相反[1-2]。为了确保光信号正常传输和光纤系统正常工作，要求双工光纤跳线产品性能指标应满足行业标准要求，包括双工光纤跳线具有低插入损耗，端面具有高回波损耗，同时具有正确的发送和接收极性。

传统测试技术中，双工光纤跳线的光插入损耗测试、光回波损耗测试和极性判断分开进行。光插入损耗测试采用光源和光功率计，首先，用参考跳线连接光源和光功率计，并设置光功率参考，然后接入待测件，可测出其光插入损耗；光回波损耗测试仪经过参考测试之后，可依次测试双工光纤跳线4个端面的光回波损耗；对于双工光纤跳线极性的判断，可通过测试单根光纤跳线的光插入损耗是否正常来确定，如果光插入损耗很大，说明极性接反，否则，极性相同。

从双工光纤跳线的插回损测试和极性判断的方法中可以看出，该方法存在测试工序繁多、测试过程中涉及多次光纤插拔、费时费力、测试效率低等缺点，影响产品检测的速度。本文采用免缠绕型光回波损耗测试仪，结合不同分光比光耦合器，搭建双工光纤跳线的插回损测试的装置，并给出极性判断的方法。

2 仪器工作原理

免缠绕光回波损耗测试仪测试光插入损耗基于接入待测件前后光功率变化计算得出，测试光回波损耗采用光时域反射技术，也称为后向散射法，是一种基于光脉冲反射的时域测试技术[3-4]。测试过程中仪器发射具有一定重复周期和宽度的窄脉冲光并注入被测光纤，光在光纤中传输时会产生散射现象，即在光纤中产生四面八方各个方向的散射光。光纤的几何缺陷或断裂面会使折射率突变，产生菲涅尔反射，其中一部分向后传输的后向瑞利散射光和菲涅尔反射光可沿光纤传回到入射端。不同时刻对应于光纤链路不同位置，通过控制采样时刻，实现光纤链路不同位置处的后向瑞利散射和菲涅尔反射光功率检测。

图1 插回损参考测试连接示意图

图2 插回损待测件测试连接示意图

图3 后向反射光信号示意图

仪器首先进行参考测试，如图1所示，用参考光纤连接仪器输出和光功率计输入，激光光源发射一定重复周期的窄脉冲光，功率由光功率计模块采集，用作光插入损耗和光回波损耗计算的参考功率；然后接入待测件，如图2所示，将待测光纤分别连接参考光纤和光功率计，驱动激光器发出脉冲光信号，由2个光功率计模块分别采集经过待测件和由待测件反射的光功率。前向光功率计模块采集的光功率与参考光功率做差，可计算出待测光纤的光插入损耗，后向反射光信号的功率随距离的变化情况如图3所示。从图中可以看出，在前面板和2个待测接头位置处有较强的菲涅尔反射光信号，利用电平和光功率对应关系，可以测得2个待测接头处反射光功率，将其与参考测试的参考光功率进行比较，可以分别计算出2个接头的光回波损耗。

3 双工跳线测试

通常，免缠绕光回波损耗测试仪为了测试双芯甚至多芯跳线的光插入损耗和光回波损耗，仪器通过内置或外置光开关的方案进行处理[5]。测试选用中国电子科技集团公司第四十一研究所生产的6332A型光回波损耗测试仪，该仪器内置多路光开关，可以选择从2个不同端口输出光，方便双工光纤跳线的测试。参考测试的连接示意图如图4所示，（a）表示光从A端口输出，设置测试参数，测出A端口输出的脉冲光功率；（b）表示光从B端口输出，设置测试参数，测出B端口输出的脉冲光功率；（c）表示光分别从A端口和B端口输出脉冲光，设置测试参数，分别测出从A端口和B端口输出的脉冲光功率。图中分光比40∶60的1×2光耦合器用于双工光纤跳线的极性判断，分光比比值依据光插入损耗的阈值1 dB确定。待测件测试的连接示意图如图5所示，测试得出双工光纤跳线的光插入损耗和4个接头光回波损耗结果，根据光插入损耗的测试结果可以判断出极性相同。

需要指出的是，为了对双工光纤跳线极性进行判断，引入光耦合器的分光比不能为50∶50，否则不能区分，分光比比值可根据光插入损耗阈值进行选择，阈值不同，分光比相应不同。理论上，光插入损耗有负值，可判定为极性相反，光插入损耗都为正值，且数值上比光耦合器两路插入损耗差值还小，可判定为极性相同。如果光插入损耗值超过光耦合器两路插入损耗差值，需要进一步通过红光源或者测试单路插入损耗等方式验证其极性情况。

光时域反射技术存在所谓的事件盲区，即分辨出光纤中2个相邻事件的最短距离。通常待测光纤跳线的长度相对较短，为保证2个接头的光回波损耗测试，仪器输出的脉冲光宽度较窄，一般不超过10 ns，如果待测光纤跳线的长度短于仪器事件盲区，测试待测接头光回波损耗需要进行缠绕处理。为保证光插入损耗和光回波损耗准确测试，要求参考光纤为测试级别，同时待测双工光纤跳线一端的光纤端面类型与另一端的类型保持一致，否则，测试时需要引入转接跳线，从而给测试结果带来误差。