- 2022-02-28 11:29:34 来源:武汉东隆科技有限公司 浏览量:447次
- 【导读】光频域反射技术(OFDR)可通过背向散射法测量整段光纤的回损曲线,利用回损和插损之间的关系可以得到整条曲线各个点的损耗。
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OFDR插损测量原理
光频域反射技术(OFDR)可通过背向散射法测量整段光纤的回损曲线,利用回损和插损之间的关系可以得到整条曲线各个点的损耗。
图1.背向散射法测量原理
如图1所示,假定DUT前后测量位置为1、2,其对应的光功率分别为P₁、P₂,对应的散射系数分别为α₁、α₂,则其对应的反射光功率分别为:Pr₁=P₁×α₁、Pr₂=P₂×α₂。
①DUT的插损为:IL=-10lg (P₂/P₁)
②1、2处的回损分别为:RL₁=-10lg(Pr₁/P0)、RL₂=-10lg(Pr₂/P0)。
当1、2处光纤的散射系数相同时,可推导出IL=(RL₁-RL₂)/2背向散射法是反射式测量,光信号往返两次经过DUT,因此需除以2。
光纤连接损耗出现负值现象
光纤连接处只能引起损耗而不能引起“增益”,OFDR是通过对比连接处前后位置的回损强度来对连接处的损耗进行计算,当连接处前面光纤的回损强度大于后面光纤的回损强度时,会引起连接处插损出现负值的现象,从而引起所谓的“伪增益”。
如图2所示,两种不同的光纤熔接后,正向测试为-0.2dB的损耗(0.2dB的增益),反向测为0.4dB的损耗,实际上连接处始终会存在损耗,不可能出现增益情况。图2.两种不同光纤的熔接损耗图
导致“伪增益”的主要原因是由于连接处前后两种光纤的瑞利散射系数、模场直径和折射率等有差异,此种情况经常出现在不同型号的两种光纤熔接在一起时。这种“伪增益”会导致使用OFDR测得的损耗不准确,为了准确测量连接处的损耗,我们做了以下测试。
测试验证
将单模光纤、保偏光纤、直径125μm和80μm的聚酰亚胺光纤、特种光纤等五种光纤两两熔接在一起,如图3所示,A、B为五种光纤中的任意两种,使用双向平均法测试连接点损耗。图3.光纤连接示意图
假设x表示瑞利散射强度差,y表示连接损耗。
▪ 当正向测量时,熔接点处的插损为a,则x+y=a(公式1);
▪当反向测量时,熔接点处的插损为b,公式变为-x+y=b(公式2)。
通过公式1、2的加减,可以测出两种损耗的真实大小。
图4、5为单模光纤与特种光纤连接时正向和反向测量得到的结果示意图。图4.正向测量
图5.反向测量
5种光纤两两连接进行测量,每组测量5组数据,取其平均值,用上述公式进行计算,得到测量结果如下表1、2所示。
同时,我们使用功率计测量两两光纤熔接时的真实损耗。首先将功率计直接连接设备出光口,测得出光口光功率为1.636mW,然后按图6进行连接,这里例举单模光纤和特种光纤。功率计测得光功率为1.012mW,通过公式10lg(Pout/Pin)计算出损耗为-2.086dB,由于链路中有两个连接点,则一个连接点的损耗为-1.043dB,与表1中单模光纤和特种光纤连接损耗仅差0.106dB。
图6.功率计测试连接点损耗示意图
结论
由此得出,使用OFDR测量不同种类光纤连接损耗有两种方法:
1.使用双向平均法测量不同种类光纤的连接损耗,将两次测量结果取平均后就是熔接处真实损耗;
2.通过提前测量不同种类光纤之间的瑞利散射强度差,然后用背向散射法测得的损耗减去(或加上)瑞利散射强度差,即可得到真实连接损耗。 - 标签:光频域反射技术
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如何使用光频域反射技术测量不同种类光纤连接损耗
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