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1、光光 缆缆 的的 测测 试试 1 1 光缆线路测试类型及测试项目光缆线路测试类型及测试项目 2 2 光纤衰减的测量光纤衰减的测量 3 3 光纤长度的测量光纤长度的测量 4 4 光光 缆缆 工工 程程 测测 试试 1 1 光缆线路测试类型及测试项目光缆线路测试类型及测试项目 1.1 1.1 测试类型测试类型 1 1 光缆线路工程测试光缆线路工程测试 光缆线路工程测试是指在工程建设阶 段，对单盘光缆和中继段光缆进行的性能 指标检测。 （ 1 1 ）单盘测试）单盘测试 单盘测试是单盘检验的组成部分。单 盘测试是对运输到现场的光缆传输、技术 特性进行检验，以确定运输到分屯点上的 光缆是否达到设计文件的
2、要求。 （ 2 2 ）竣工测试（中继段测试）竣工测试（中继段测试） 光缆线路工程竣工测试又称光缆的中 继段测试，这是光缆线路施工过程中较为 关键的一项工序。竣工测试是从光电特性 方面全面地测量、检查线路的传输指标。 竣工测试还应包括光缆线路工程的竣 工验收。 2 2 光缆线路维护测试光缆线路维护测试 通过对光缆线路的光电特性测试， 可以了解光缆的工作状态，掌握光缆线 路实际运行状况，正确判断可能发生障 碍的位置和时间，为光缆线路提供可靠 的技术资料。 1.2 1.2 测试项目测试项目 1 1 工程测试项目工程测试项目 2 2 维护测试项目维护测试项目 2 2 光纤衰减的测量光纤衰减的测量 2.
3、1 2.1 光纤衰减的概念光纤衰减的概念 衰减是光纤中光功率减少的一种度 量，它取决于光纤的工作（波长）类型 和长度，并受测量条件的影响。 在波长l处，一段光纤上相距距离为L 的两个横截面1和2之间的衰减A(l)定义为 通常，对于均匀光纤来说，可用单位 长度的衰减，即衰减系数反映光纤衰减性 能的好坏。衰减系数a(l)定义为 a(l)A(l)/L (dB/km) 2.2 2.2 光纤衰减的测量方法光纤衰减的测量方法 常用的光纤衰减测量方法有截断法、后向 散射法和插入损耗法。 1 1 截断法截断法 （ 1 1 ）测量原理）测量原理 在不改变注入条件下，分别测出通过光纤 两个点的光功率P1和P2，再
4、按定义计算出 光纤的衰减系数a。 （ 2 2 ）测量装置及各部分作用）测量装置及各部分作用 图1.1 截断法测量衰减的测量装置 图1.2 截断法测量衰减谱的测量装置 光源光源 调制调制 滤模器滤模器 注入系统注入系统 a单模光纤注入条件 b多模光纤注入条件 滤模器 图1.3 采用滤模器的衰减测量注入装置 几何光学注入 图1.4 空间状态限制衰减测量的几何注入装置 包层模剥除器。包层模剥除器促使 包层转换成辐射模，从而使包层模从光纤 中被剥除。 光探测器。 （ 3 3 ）测量方法）测量方法 2 2 后向散射法后向散射法 （ 1 1 ）测量原理）测量原理 后向散射法是测量光纤衰减的第一替 代法。它
5、基于能从光纤中双向后向散射光 信号提取光纤衰减或衰减系数、光纤长度 、衰减均匀性、点不连续性、光学连续性 、物理缺陷和接头损耗等信息。 经过往返两次衰减的值，所以曲线斜 率为常数的AB段光纤的衰减为 A(l)AB = 0.5(PAPB) (dB) a(l) = A(l)AB/LAB (dB/km) 图1.5 后向散射法测得的衰减曲线 AB间的长度（距离）为 （ 2 2 ）测量装置及各部分作用）测量装置及各部分作用 后向散射法所用的装置就是光时域反 射计OTDR组成如图1.6所示。 图1.6 OTDR的组成方框图 （ 3 3 ）测量方法）测量方法 图1.7 OTDR衰减曲线 3 3 插入损耗法插
6、入损耗法 （ 1 1 ）测量原理）测量原理 测量原理类似于截断法，只不过插入 损耗法用带活接头的连接软线代替短光纤 进行参考测量，计算在预先相互连接的注 入系统和接收系统之间（参考条件）因插 入被测光纤引起的功率损耗。 插入损耗法有两个可供选择的参考条 件下的测量原理方案，如图6.8所示。 图1.8 典型的插入损耗法测试装置 （ 2 2 ）测量装置及各部分的作用）测量装置及各部分的作用 （ 3 3 ）测量方法）测量方法 方案1：被测光纤段的总衰减可按 下式计算。 式中：Cr，C1，C2分别是在参考条件 下，被测光纤输入端和输出端连接器的标 称平均损耗（dB）。 - 方案2：被测光纤段的总衰减
7、计算式如下。 4.“44.“4P”P”法测接头损耗法测接头损耗 图1.9 光纤连接损耗测量（“四功率值”法） 永久性连接的附加损耗为 - 3 3 光纤长度的测量光纤长度的测量 3.1 3.1 传输脉冲时延法传输脉冲时延法 设光脉冲经长度为L(m)，平均折射率 为n的光纤传输后，其传输时延Dt为 DtnL/c (s) 式中，c为真空中光速（3108m/s）， 此式可改写为 LcDt/n (m) 图1.10 传输脉冲时延测量光纤长度 可见，只要测得Dt，便能求得已知n 值的光纤的长度，这就是传输脉冲时延法 的原理。 3.2 3.2 反射脉冲时延法反射脉冲时延法 光纤长度便可由下式求得 Lc2t/2
8、n 图1.11 反射脉冲时延测量光纤长度 4 4 光光 缆缆 工工 程程 测测 试试 4.1 4.1 中继段测试（竣工测试）中继段测试（竣工测试） 1 1 光缆线路衰减测试光缆线路衰减测试 （ 1 1 ）光缆线路衰减定义）光缆线路衰减定义 可将一个单元光缆段中的总衰减定义为 式中：an为中继段中第n根光纤的衰减 系数（dB/km）； Ln为中继段中第n根光纤的长度（km ）；as为固定接头的平均损耗（dB）； X为中继段中固定接头的数量； ac为连接器的平均插入损耗（dB）； Y为中继段中连接器的数量（光发送 机至光接收机数字配线架（ODF）间的活 接头）。 图1.12 中继段光纤线路损耗构成
9、示意图 （ 2 2 ）测量方法）测量方法 有插入法和后向散射法。 插入法插入法 核心网光缆线路，应采用插入法 测量。从中继段光缆线路衰减要求在带 已成端的连接插件状态下进行测量来说 ，插入法是唯一能够反映带连接插件线 路衰减的方法。 插入法可以采用光纤衰减测试仪（分 多模和单模），也可以用光源和功率计进 行测量。 插入法的测量偏差，主要来自仪表本 身以及被测线路连接器插件的质量，如某 个长途光缆工程，据3个中继段光缆线路的 衰减测量统计，平均偏差为0.3dB。 后向散射法后向散射法 后向散射法虽然也可以测量带连接插 件的光缆线路衰减，但由于一般的OTDR 仪都有盲区，使近端光纤连接器插入损耗
10、、成端连接点接头损耗无法反映在测量值 中；同样对成端的连接器尾纤的连接损耗 由于离尾部太近也无法定量显示。因此， 用OTDR仪所得到的测量值实际上是未包 括连接器在内的光缆线路损耗。为了按光 缆线路衰减的定义测量，可以通过假纤测 量或采用对比性方法来检查局内成端质量 。 （ 3 3 ）测量方法的选择）测量方法的选择 若偏差较大，则可用后向散射法作辅 助测量。 2 2 光缆线路衰减曲线测量光缆线路衰减曲线测量 （ 1 1 ）目的）目的 光缆线路衰减曲线测量指的是对光缆 中光纤后向散射曲线的测量。 （ 2 2 ）测量仪器）测量仪器 光缆线路衰减曲线测量仪器采用的是 光时域反向射仪，即OTDR仪。
11、（ 3 3 ）衰减曲线要求）衰减曲线要求 双向测量双向测量 测量记录测量记录 线路衰减测量结果的比较线路衰减测量结果的比较 光缆线路衰减的计算方法光缆线路衰减的计算方法 4.2 4.2 系统光性能参数测试系统光性能参数测试 1系统光性能参数主要是指光缆线 路的衰减与色散、系统发送光功率、系统 接收灵敏度、动态范围及系统富裕度等。 2中继段衰减与色散的测试 （ 1 1 ）色散的定义）色散的定义 光纤中色散主要是指光信号经过光纤 传输后在光纤输出端发生能量分散，导致 传输信号畸变。 （ 2 2 ）色散的测量方法）色散的测量方法 脉冲时延法脉冲时延法 测量原理测量原理 脉冲时延法是单模光纤色散测量的
12、第 二替代测量法。这种测量方法的测量原理 是，使不同波长的窄光脉冲分别通过已知 长度的受试光纤时，测量不同波长下产生 的相对群时延，再由群时延差计算出被测 光纤的色散系数。 测量装置测量装置 图1.13 脉冲时延法的测量装置 测试步骤测试步骤 a参考光纤的测量 b被测光纤的测量 单位长度的群时延为 T (l)Tout(li)Tin(li)/L （ps/km） 式中： Tout(li)输出脉冲时间差（ps）； Tin(li)输入脉冲时间差（ps）； L减去参考光纤长度后的被测光 纤长度（km）。 （ 3 3 ）偏振模色散的定义）偏振模色散的定义 偏振模色散（Polarization Mode D
13、ispersion，PMD）是指单模光纤中的两 个正交偏振模之间的差分群时延，它在数 字系统中使脉冲展宽产生误码（尤其在 WDM和DWDM系统中）。 （ 4 4 ）PMDPMD的测试方法的测试方法干涉法干涉法 测量原理测量原理 干涉法的测量原理是，当光纤一端用宽 带光源照明时，在输出端测量电磁场的自相 关函数或互相关函数，从而确定PMD。 干涉法的主要优点是测量速度非常快， 测量设备体积小，特别适合于现场使用。 测量装置测量装置 图1.14 光纤参考通道的Michelson干涉法的测量装置 图1.15 空气参考通道的Michelson干涉仪法的测量装置 图1.16 空气参考通道的Mach-Ze
14、hnder型干涉仪测量装置 图1.17是对弱偏振模耦合（上方）和 强偏振模耦合（下方）光纤，分别用自相 关型仪器（a，b）和互相关型仪器（c，d ）测得的干涉条纹图。 图1.17 自相关型仪器（a，b） 和互相关型仪器（c，d）测得的干涉条纹图 3 3 系统发送功率的测试系统发送功率的测试 图1.18 系统发送光功率的测试连接图 图1.19 发送光功率测试方法 4 4 系统接收灵敏度与动态范围系统接收灵敏度与动态范围 的测试的测试 图1.20 系统接收灵敏度与动态范围的测试 图1.21 光接收灵敏度（动态范围）测试 5 5 系统富裕度及其测试系统富裕度及其测试 图1.22 中继段光链路的富余度分配
