CN105954011A - 一种光纤宏弯损耗测试方法及测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的是一种光纤宏弯损耗测试方法及测试系统。由光纤宏弯损耗测试仪器和计算机组成；光纤宏弯损耗测试仪器包含光源控制模块、光开关控制器、光源通讯接口、光功率通讯模块、光功率计、模式控制器和外接端口；计算机包含计算机主机和显示器；光纤宏弯损耗测试仪器具有仪器外壳，仪器外壳内装配有光源控制模块、光开关控制器、光源通讯接口、光功率通讯模块、光功率计、模式控制器、外接端口；光源控制模块与光开关控制器通过光纤跳线连接，光源控制模块及光开关控制器位于设备内部左前侧；光源通讯接口位于设备中央位置；光功率通讯模块和光功率计位于设备右前侧；模式控制器位于设备上部分；外端接口位于设备的背面。

Description

一种光纤宏弯损耗测试方法及测试系统

技术领域

本发明涉及的是一种光纤宏弯损耗测试方法及测试系统。

背景技术

光纤在制作成光缆以及光缆在敷设使用过程中都会有弯曲损耗的引入。宏弯损耗是指有整个光纤轴线的弯曲造成的损耗。光束在光纤的直或平的部分与光纤的轴线成临界传播角；但是同一光束射到光纤弯曲部分的边界处所形成的传播角大于临界值。其结果就是在弯曲的光纤中不能满足全内反射条件，这也就意味着光束的一部分会从光纤的纤芯中逃离出去。所以，到达目的地的光功率比从光源发出的进入光纤时的光功率小。即将光纤弯曲后会产生光功率的损耗。这是造成光在光纤中传播时所产生的总衰减的最主要原因之一。

多模光纤以其结构简单、芯径较大、耦合效率高而被广泛的应用，但普通多模光纤的宏弯损耗性能相应较差。近几年随着FTTD的建设、光纤传感技术的进步、光无源器件的需求增加，系统对多模光纤的宏弯损耗要求更高，以减少多模光纤在弯曲状态下的宏弯损耗的引入，降低系统的损耗。

多模光纤宏弯损耗测试结果主要受到引纤状态、光注入模式、光源状态的影响，因此如想获得较为准确的测试结果，需要不断的实验以确定引纤状态和光注入模式输入的限制要求，在确定了引纤状态和光注入模式后，才可进行测试。

目前多模光纤宏弯损耗数值大多是使用简单的光源和光功率，在光纤弯曲状态下测试衰减变化来进行计算，随着目前弯曲损耗不敏感多模光纤的逐渐使用和推出，这种方法逐渐不再适用。但目前市场上还没有专门用于测试多模光纤宏弯损耗的测试仪表。

发明内容

本发明目的是针对上述不足之处提供一种光纤宏弯损耗测试方法及测试系统，满足目前光纤宏弯损耗的测试，本发明实现了模式稳定的控制方法、光源稳定的要求以及输出环形光通量（EF）分布满足IEC 61280-1-4-2009标准的要求，制作一种光纤宏弯损耗测试仪器和计算机。

一种光纤宏弯损耗测试方法及测试系统是采取以下技术方案实现：

一种光纤宏弯损耗测试系统由光纤宏弯损耗测试仪器和计算机组成；光纤宏弯损耗测试仪器包含光源控制模块、光开关控制器、光源通讯接口、光功率通讯模块、光功率计（市售）、模式控制器、外接端口；计算机包含计算机主机、显示器。显示器与计算机主机相连。

光纤宏弯损耗测试仪器具有仪器外壳，仪器外壳内装配有光源控制模块、光开关控制器、光源通讯接口、光功率通讯模块、光功率计、模式控制器、外接端口。

光源控制模块与光开关控制器通过光纤跳线（市售）连接，光源控制模块及光开关控制器位于设备内部左前侧；光源通讯接口联通光源、光开关，位于设备中央位置；光功率通讯模块和光功率计可实现光功率的探测及波长的切换功能，位于设备右前侧；模式控制器用于输出稳定的多模模式，位于设备上部分；外端接口实现设备与外置计算机的连接，外端接口位于设备的背面。

光纤宏弯损耗测试仪表连接方式：光源控制模块与光开关进行连接，便于光波长的相互切换；输出的光通过FC/PC接口，与模式控制器相连，保证输出的环形光通量（EF）分布满足IEC61280-1-4-2009的标准要求；被测光纤的一端与模式控制器的输出端相连，被测光纤另一端通过FC/PC接口与光功率计相连，光源模块、模式控制器、FC/PC接口、光功率计形成环路，可用于测试光源经过光纤后的光功率变化；外置计算机主机通过通讯模块控制光源模块和光功率计，同时通过通讯模块将光功率计的功率值进行采集，并显示在与计算机主机相连显示器上。

光源控制模块内含两个高精度的光源，可提供不同波长的稳定光源；光开关控制器采用市售光开关控制器，通过测试需求不同光源的切换；光功率计采用市场上现有的台式稳定光功率计，此功率计使用光敏面的探测方法，探测范围较大，探测的波长范围较宽，满足800nm~1600nm波长的功率探测；光功率通讯模块有两种功能，通过计算机控制，实时控制光功率计测试波长的选择，同时可将光功率计探测到的光功率数据采集并显示在显示器上；模式控制器采用市场上现有的模式控制单元，满足光源输入后，输出光的环形光通量（EF）分布满足IEC61280-1-4-2009的标准要求；外接端口为电脑主机与设备的通讯和控制接口。

此光纤弯曲损耗测试仪器中配套有稳压直流电源，以保证电压的稳定性，确保光源、光功率计的正常使用。

此光纤弯曲损耗测试仪器中配套有温度控制装置，保证温度在变化过程中，光源输出的光稳定性与常温下一致。

光纤宏弯损耗测试方法如下：

1、将多模光纤接到多模控制器的输出端和光功率计上，保持光纤处于平直的状态，待功率稳定后，测试程序自动记录不同波长的初始光功率数值，850nm功率记为A0dBm，1300nm功率记为B0 dBm；

2、保持光纤与设备的连接处状态不变，按照要求弯曲光纤，测试程序自动记录光纤弯曲后不同波长的功率，此时850nm功率记为A1 dBm，1300nm功率记为B1 dBm；

3、测试仪表自动计算光纤弯曲后与光纤平直状态下的功率差值，此数值即为宏弯损耗结果：850nm宏弯损耗A2dB，1300nm宏弯损耗B2dB。宏弯损耗结果：

A2=A0-A1

B2=B0-B1。

一种光纤宏弯损耗测试方法及测试系统的优点：

1、此弯曲损耗测试仪表具备灵活的扩展性，实现单、多模测试兼容；

2、波长可选择范围较宽，可满足800nm~1650nm的功率探测，满足客户测试不同波长附加衰减的需求；

3、光纤宏弯损耗测试仪器设计合理，便于操作，同时便于操作人员及时调整光纤的连接状态；

4、此设备输出光源的环形光通量（EF）分布满足IEC61280-1-4-2009的要求，且状态稳定，符合光纤的长期测试。

附图说明

以下将结合附图对本发明作进一步的说明：

图1是本发明光纤宏弯损耗测试系统的光纤宏弯损耗测试仪器示意图。

图2是本发明光纤宏弯损耗测试系统的原理图。

具体实施方式

图1中：1、为光源控制模块及光源，光源控制模块通过计算机实现对光源模块的控制，实现不同波长之前的切换； 2、为光功率通讯模块及光功率计，用于光功率的检测及不同被测波长之间的切换； 3、为供电模块及通讯模块，主要通过控制板实现，可保证供电电压的稳定性以保护光源的持续工作，同时配有两个通讯模块，一个通讯模块为实现光功率的通讯，另一个模块为提供数据的转存；4、为模式控制器，用于控制注入模式的稳定性及模式的限制，保证测试结果的准确性； 5、为通讯、电源的转接口和仪表与电脑之间的连接。

参照附图1、2，一种光纤宏弯损耗测试方法及测试系统由光纤宏弯损耗测试仪器和计算机组成；光纤宏弯损耗测试仪器包含光源控制模块、光开关控制器、光源通讯接口、光功率通讯模块、光功率计（市售）、模式控制器、外接端口；计算机包含计算机主机、显示器。显示器与计算机主机相连。

光纤宏弯损耗测试仪器具有仪器外壳，仪器外壳内装配有光源控制模块、光开关控制器、光源通讯接口、光功率通讯模块、光功率计、模式控制器、外接端口。

光源控制模块与光开关控制器通过光纤跳线（市售）连接，光源控制模块及光开关控制器位于设备内部左前侧；光源通讯接口联通光源、光开关，位于设备中央位置；光功率通讯模块和光功率计可实现光功率的探测及波长的切换功能，位于设备右前侧；模式控制器用于输出稳定的多模模式，位于设备上部分；外端接口实现设备与外置计算机的连接，外端接口位于设备的背面。

光纤宏弯损耗测试仪表连接方式：光源控制模块与光开关进行连接，便于光波长的相互切换；输出的光通过FC/PC接口，与模式控制器相连，保证输出的环形光通量（EF）分布满足IEC61280-1-4-2009的标准要求；被测光纤的一端与模式控制器的输出端相连，被测光纤另一端通过FC/PC接口与光功率计相连，光源模块、模式控制器、FC/PC接口、光功率计形成环路，可用于测试光源经过光纤后的光功率变化；外置计算机主机通过通讯模块控制光源模块和光功率计，同时通过通讯模块将光功率计的功率值进行采集，并显示在与计算机主机相连显示器上。

光源控制模块内含两个高精度的光源，可提供不同波长的稳定光源；光开关控制器采用市售光开关控制器，通过测试需求不同光源的切换；光功率计采用市场上现有的台式稳定光功率计，此功率计使用光敏面的探测方法，探测范围较大，探测的波长范围较宽，满足800nm~1600nm波长的功率探测；光功率通讯模块有两种功能，通过计算机控制，实时控制光功率计测试波长的选择，同时可将光功率计探测到的光功率数据采集并显示在显示器上；模式控制器采用市场上现有的模式控制单元，满足光源输入后，输出光的环形光通量（EF）分布满足IEC61280-1-4-2009的标准要求；外接端口为电脑主机与设备的通讯和控制接口。

此光纤弯曲损耗测试仪器中配套有稳压直流电源，以保证电压的稳定性，确保光源、光功率计的正常使用。稳压直流电源采用市售稳压直流电源。

此光纤弯曲损耗测试仪器中配套有温度控制装置，保证温度在变化过程中，光源输出的光稳定性与常温下一致。温度控制装置采用市售温度控制器。

光纤宏弯损耗测试方法如下：

1、将多模光纤接到多模控制器的输出端和光功率计上，保持光纤处于平直的状态，待功率稳定后，测试程序自动记录不同波长的初始光功率数值，850nm功率记为A0dBm，1300nm功率记为B0 dBm；

2、保持光纤与设备的连接处状态不变，按照要求弯曲光纤，测试程序自动记录光纤弯曲后不同波长的功率，此时850nm功率记为A1 dBm，1300nm功率记为B1 dBm；

3、测试仪表自动计算光纤弯曲后与光纤平直状态下的功率差值，此数值即为宏弯损耗结果：850nm宏弯损耗A2dB，1300nm宏弯损耗B2dB。宏弯损耗结果：

A2=A0-A1

B2=B0-B1。

外置计算机（电脑）主机

计算机（电脑）主机功能包括：功率的检测和显示、信号的参考和清零、计算弯曲损耗测试结果、设备参数的设置及设备状态的监控等。

1、多模光纤的功率监测及显示

显示器可以实时显示光功率情况，同时在功率bar上显示。此信号为探测模块所探测到的绝对信号，通过功率bar的显示，可以很直观的显示出功率的波动情况，便于员工根据功率bar的显示及时调整光纤连接状态。

2、系统参考信号的清零

光纤连接后，通过计算机将功率数值清零，清零后的光功率作为基准功率，便于监控功率波动情况及数据的计算。

3、实现多模光纤的宏弯损耗测试

根据要求创建测试文件，系统可以根据测试文件要求，进行设备的设置，光纤参数的测试。

A、光源波长的选择

B、测试流程的配置

C、光源可以通过光开关控制模块进行测试光源的选择，根据测试文件的要求依次进行光源选择。实现测试数据的保存及导出

D、测试数据可以进行保存到数据库中，也可以进行测试结果文件的输出， 具体输出格式可灵活选择。

4、校准流程

对于系统的校准，由计算机完成。

A、计算机实现对短接光纤时，不同光源信号及时间对初始信号的读取。此信号作为系统基准信号，用于测试信号的参考零位；

B、 设置功率显示条，用于直观的显示功率变化情况；

C、实现850窗口和1300窗口的切换，提供双波长的校准。

5、其他功能

在计算机中可实现数据的保存、传输、打印、设备状态查看、远程管理等功能，主要功能： 数据、图形另存为、数据保存路径设置、结果、图形打印和设备状态查看；包含运行时间、平均频率设置、温度显示和报警等。

Claims (9)

1.一种光纤宏弯损耗测试系统，其特征在于：由光纤宏弯损耗测试仪器和计算机组成；光纤宏弯损耗测试仪器包含光源控制模块、光开关控制器、光源通讯接口、光功率通讯模块、光功率计、模式控制器和外接端口；计算机包含计算机主机和显示器；显示器与计算机主机相连；

光纤宏弯损耗测试仪器具有仪器外壳，仪器外壳内装配有光源控制模块、光开关控制器、光源通讯接口、光功率通讯模块、光功率计、模式控制器、外接端口；

光源控制模块与光开关控制器通过光纤跳线连接，光源控制模块及光开关控制器位于设备内部左前侧；供电模块、光开关，位于设备中央位置；光功率通讯模块和光功率计可实现光功率的探测及波长的切换功能，位于设备右前侧；模式控制器用于输出稳定的多模模式，位于设备上部分；外端接口实现设备与外置计算机的连接，外端接口位于设备的背面；

光源控制模块与光开关进行连接，便于光波长的相互切换；输出的光通过FC/PC接口，与模式控制器相连，保证输出的环形光通量分布满足IEC61280-1-4-2009的标准要求；被测光纤的一端与模式控制器的输出端相连，被测光纤另一端通过FC/PC接口与光功率计相连，光源模块、模式控制器、FC/PC接口和光功率计形成环路，可用于测试光源经过光纤后的光功率变化；外置计算机主机通过通讯模块控制光源模块和光功率计，同时通过通讯模块将光功率计的功率值进行采集，并显示在与计算机主机相连显示器上。

2.根据权利要求1所述的一种光纤宏弯损耗测试系统，其特征在于：光源控制模块内含两个高精度的光源，提供不同波长的稳定光源。

3.根据权利要求1所述的一种光纤宏弯损耗测试系统，其特征在于：光开关控制器采用市售光开关控制器，通过测试需求不同光源的切换。

4.根据权利要求1所述的一种光纤宏弯损耗测试系统，其特征在于：光功率计采用台式稳定光功率计，此功率计使用光敏面的探测方法，满足800nm~1600nm波长的功率探测。

5.根据权利要求1所述的一种光纤宏弯损耗测试系统，其特征在于：光功率通讯模块通过计算机控制，实时控制光功率计测试波长的选择，同时将光功率计探测到的光功率数据采集并显示在显示器上。

6.根据权利要求1所述的一种光纤宏弯损耗测试系统，其特征在于：外接端口为电脑主机与设备的通讯和控制接口。

7.根据权利要求1所述的一种光纤宏弯损耗测试系统，其特征在于：光纤弯曲损耗测试仪器中配套有稳压直流电源。

8.根据权利要求1所述的一种光纤宏弯损耗测试系统，其特征在于：光纤弯曲损耗测试仪器中配套有温度控制装置。

9.一种光纤宏弯损耗测试方法，其特征在于：

（1）将多模光纤接到多模控制器的输出端和光功率计上，保持光纤处于平直的状态，待功率稳定后，测试程序自动记录不同波长的初始光功率数值，850nm功率记为A0dBm，1300nm功率记为B0 dBm；

（2）保持光纤与设备的连接处状态不变，按照要求弯曲光纤，测试程序自动记录光纤弯曲后不同波长的功率，此时850nm功率记为A1 dBm，1300nm功率记为B1 dBm；

（3）测试仪表自动计算光纤弯曲后与光纤平直状态下的功率差值，此数值即为宏弯损耗结果：850nm宏弯损耗A2dB，1300nm宏弯损耗B2dB；宏弯损耗结果：

A2=A0-A1

B2=B0-B1 。