CN110535526B - 一种光纤通信传输损耗测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光纤通信传输损耗测试方法，所述方法包括：在水平台面搭建光纤传输损耗测试系统或在水平台面固定衰减谱测量仪，对待测光纤进行预处理，包括：切除待测光纤两端预设部分的保护层和被覆层，露出用于连接的纤芯；将露出的纤芯端面进行平整处理；将预处理后的待测光纤除露出的纤芯部分放入光纤夹具中，对待测光纤进行夹持固定，夹持后的待测光纤呈直线状；然后进行两次测试；本方法基于传统的截断法进行测试，并对传统的截断法进行了改进，对光纤端面平整进行了检测，在测试时保障光纤处于直线状态，实现了改进后测试方法精度得到提高，测量结果更加准确的技术效果。

Description

一种光纤通信传输损耗测试方法

技术领域

本发明涉及光纤损耗测量领域，具体地，涉及一种光纤通信传输损耗测试方法。

背景技术

光纤是光导纤维的简写，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具。传输原理是“光的全反射”。

光纤的参数中一个重要的参数为光纤损耗，因此，需要对光纤损耗的进行测量，光纤损耗是指光功率随着传输距离的增加而按指数规律衰减。通常用衰减系数来表示，即单位长度光纤引起的光功率衰减称为衰减系数。

光纤损耗的测量方法：

根据原CCITT规定，衰减系数的测量方法以截断法为基准法，插入法和后向散射法为替代法。

1)截断法：截断法是一种测量精度最好的方法，但其缺点是要截断光纤，截斯法的测量方框图如图1所示；在测量过程中要求图1中的光源保持位置、波长及输出光功率稳定，光电检测器的灵敏度与线性要好，且与光源的谱线特性相匹配；注入系统将光源发出的光耦合进光纤，并使之满足一定的注入条件。斩波器（又称截光器）是一种能使光束周期断续的器件．例如是一个有径向开缝的转盘，它将直流信号变为交变的光信号，作为参考光信号送到锁相放大器中，与通过被测光纤的光信号锁定，以克服直流漂移和暗电流等影响，确保测量精度。 传统的测量步骤如下：取一条被测的长光纤接人测量系统中，并在图1中“2”点位置用光功率计测出该点的光功率P(z2)；然后，保持光源的输入状态不变，在离被测光纤输入端2m的“1”点处，将光纤截断，测量“1”点处的光功率P(z1)；知道了“1”，“2”点间的距离z2-z1，将它以及P( Zl)，P(z2)值代入计算公式中，即可算出这段光纤的平均衰减系数。

2)插入法。

3)后向散射法。

因为截断法相对于其他方法的测量精度较高，通常使用截断法进行测量，但是发明人在使用截断法进行测量的过程中发现现有的截断法测量精度仍然不满足高精度的测量需求，测量精度不足。

发明内容

本发明提供了一种光纤通信传输损耗测试方法，本方法基于传统的截断法进行测试，并对传统的截断法进行了改进，实现了改进后测试方法精度得到提高，测量结果更加准确的技术效果。

为实现上述发明目的，本申请提供了一种光纤通信传输损耗测试方法，本方法对传统的截断法进行了改进，提高了测试方法的准确率，所述方法包括：

步骤1：在水平台面搭建光纤传输损耗测试系统或在水平台面固定衰减谱测量仪，在水平台面进行测试，可以降低测试环境不平整导致的测量结果误差，提高测量的准确性，本方法中的光纤传输损耗测试系统与传统的光纤传输损耗测试系统一致，光纤传输损耗测试系统包括：驱动电路、光源、斩波器、注入系统、第一光纤接入端、第二光纤接入端、光电检测器、锁相放大器、光功率计；驱动电路与光源连接，光源与斩波器连接，斩波器与注入系统和锁相放大器连接，注入系统与第一光纤接入端连接，光电检测器连接与锁相放大器连接，锁相放大器与光功率计连接；

步骤2：对待测光纤进行预处理，包括：切除待测光纤两端预设部分的保护层和被覆层，露出用于连接的纤芯，其中，光纤由外到内依次是光纤保护层、光纤被覆层、纤芯；切除保护层和被覆层的目的是露出纤芯用于连接，若不进行切除则连接效果不稳定，导致测量的准确性会受到影响；将露出的纤芯端面进行平整处理，发明人在研究的过程中发现，若纤芯端面不平整，如果断裂端面不平整，则会使光信号产生不规则散射，则测试曲线就不会出现菲涅耳反射峰，则会导致测试不准确，本测试方法中增加了纤芯端面平整处理步骤，使得进行测试的纤芯端面平整，进而提高了测试方法的准确性；

步骤3：将预处理后的待测光纤除露出纤芯之外的部分放入光纤夹具中，对待测光纤进行夹持固定，夹持后的待测光纤呈直线状，发明人在研究的过程中发现，若光纤处于弯曲状态，将会造成光纤衰减，使得最终测量的光纤平均衰减系数不准确，本方法利用夹具将光纤在测量时将光纤处于直线状态，避免其弯曲对测量结果的影响，提供了测试方法的准确性；

步骤4：将夹持后的待测光纤两端分别接入光纤传输损耗测试系统的第一光纤接入端和第二光纤接入端，将第二光纤接入端与光电检测器连接；或将夹持后的待测光纤两端分别接入衰减谱测量仪的第三光纤接入端和第四光纤接入端中；

步骤5：设置光源的预设输入状态，开启光纤传输损耗测试系统或衰减谱测量仪进行一次测试，光纤传输损耗测试系统或衰减谱测量仪输出待测光纤的第一光功率；

步骤6：取下夹具，在待测光纤预设截取位置处，将待测光纤截取为两段；将截取后的两段光纤段取下，保留与第一光纤接入端或第三光纤接入端连接的光纤段，将保留光纤段的截取端进行二次处理，包括：切除预设部分的保护层和被覆层，露出用于连接的纤芯；将露出的纤芯端面进行平整处理，同理，进行平整处理可以提高测试方法的准确性；将二次处理后的光纤段中除露出纤芯之外的部分放入光纤夹具中进行二次夹持，对待测光纤进行二次夹持固定，二次夹持后的待测光纤呈直线状，同理保持直线状态可以提高测试方法的准确性；当为利用光纤传输损耗测试系统进行测试时，将二次夹持后的待测光纤两端分别接入光纤传输损耗测试系统的第一光纤接入端和第二光纤接入端，将第二光纤接入端与光电检测器连接；当为利用衰减谱测量仪进行测试时，将二次夹持后的待测光纤两端分别接入衰减谱测量仪的第三光纤接入端和第四光纤接入端中；

步骤7：保持光源处于相同的预设输入状态，保持相同的输入状态，是为了设置相同的实验条件，保障测试结果的准确性，避免外界的影响，开启光纤传输损耗测试系统或衰减谱测量仪进行二次测试，光纤传输损耗测试系统或衰减谱测量仪输出待测光纤的第二光功率，其中，第一光功率和第二光功率均采用光纤传输损耗测试系统或衰减谱测量仪获得；

步骤8：基于待测光纤的第一光功率、第二光功率、待测光纤预设截取位置信息，计算出待测光纤的平均衰减系数。

其中，本方法基于传统的截断法进行测试，原理大致相同，截断法可参考以下公开专利，截断法为现有的方法，本申请对截断法不进行赘述，如：CN201710043180.5、CN201510104224.1、CN201580056022.2。

其中，本方法的改进点为：在测量前对待测光纤进行预处理，将露出的纤芯端面进行平整处理，发明人在研究的过程中发现，若纤芯端面不平整，如果断裂端面不平整，则会使光信号产生不规则散射，则测试曲线就不会出现菲涅耳反射峰，则会导致测试不准确，本测试方法中增加了纤芯端面平整处理步骤，使得进行测试的纤芯端面平整，进而提高了测试方法的准确性。以及对待测光纤进行夹持固定，夹持后的待测光纤呈直线状，发明人在研究的过程中发现，若光纤处于弯曲状态，将会造成光纤衰减，使得最终测量的光纤平均衰减系数不准确，本方法利用夹具将光纤在测量时将光纤处于直线状态，避免其弯曲对测量结果的影响，提供了测试方法的准确性。

优选的，本方法中将露出的纤芯端面进行平整处理，具体包括：

使用光纤切割刀对纤芯端面进行切割，使用光纤切割刀切割光纤可以保障切割面较为平整，切割效果较高，并且切割的效率较高对光纤的损坏程度也较低；检测切割后的纤芯端面平整是否满足预设要求，若纤芯端面平整不满足预设要求，则继续切割，切割后继续进行检测；若纤芯端面平整满足预设要求，则停止切割，由于每次切割时，切割的角度和方向以及转速均有可能不同，因此，不是每次切割出的端面平整均符合要求，因此，为了保障方法最终测试的准确性，需要对端面平整进行检测。

其中，本方法提供的纤芯端面平整检测方式包括两种，第一种为：采用深度卷积神经网络图像分类模型对纤芯端面图像进行分类，分类结果为纤芯端面平整符合预设要求和纤芯端面平整不符合要求，利用深度卷积神经网络图像分类模型对纤芯端面图像进行分类识别可以快速获得纤芯端面图像的分类结果，进而快速获得纤芯端面是否平整的结果，本方式快速，效率较高，因为利用训练好后的深度卷积神经网络图像分类模型，利用计算机进行运算，可以在很短的时间输出分类结果。

纤芯端面平整的第二种检测方式为：使用干涉显微式光纤端面检测仪对纤芯端面进行检测；干涉显微式光纤端面检测仪可以参考纤端面检测方法的实验研究-牛文学-文章编号:1009-671X(2002)03-0020-03中的介绍，本发明不再赘述。当两种检测方式的检测结果均为符合预设要求时，则该纤芯端面平整满足预设要求，本方法通过两种检测方式同时合格来保障最终方式的准确率，来满足高精度光纤测试的需求，本方法在实施的过程中首先利用第一种方式进行检测，检测通过后使用第二种方式进行检测。本方法采用了两种检测方式，目的是为了提高检测的准确率，第一种检测方式是基于深度卷积神经网络图像分类模型，属于人工智能中的图像处理技术，第二种是基于光学系统的测试仪器，两种测试方式的原理和结构均不相同，两个方式能够形成互补，第一种方式检测效率快，但是容易忽略细节，因此，用第二种方式来对第一种方式进行补充，相当于利用第一种方式进行粗筛选，提高效率，然后利用第二种方式来对粗筛选出的进行细筛选保障准确率。通过上述两个方式的配合使用，能够保障检测效率的同时保障检测准确率。

优选的，本方法中采用深度卷积神经网络图像分类模型对纤芯端面图像进行分类，具体包括：

采集若干纤芯端面图像，对纤芯端面图像按照纤芯端面平整是否满足预设要求进行标注分类，此处的标注分类采用人工进行标注，根据纤芯端面是否平整来标注其图像，基于标注后的图像构建训练集和测试集；

依次构建深度卷积神经网络图像分类模型的输入层、多个卷积层和输出层，并预设输入层与相邻卷积层之间的前端连接权重初始值、相邻两卷积层之间的中间连接权重初始值、输入层与相邻卷积层之间的后端连接权重初始值；

利用训练集对构建的深度卷积神经网络图像分类模型进行训练，计算出输入层与相邻卷积层之间的前端连接权重实际值、相邻两卷积层之间的中间连接权重实际值、输入层与相邻卷积层之间的后端连接权重实际值，得到训练后的深度卷积神经网络图像分类模型；

利用测试集对训练后的深度卷积神经网络图像分类模型进行测试；

基于测试通过的深度卷积神经网络图像分类模型，对待识别的纤芯端面图像进行分类，分为：纤芯端面平整满足预设要求的图像和纤芯端面平整不满足预设要求的图像，通过深度卷积神经网络图像分类模型对纤芯端面图像进行分类，可以保障一定分类准确率的同时提高检测的效率。

优选的，采集的纤芯端面图像包括：纤芯端面的侧视图和纤芯端面的正视图，发明人在研究的过程中发现，纤芯端面的侧视图和纤芯端面的正视图均能够反映光纤端面是否平整，因此，对纤芯端面的侧视图和纤芯端面的正视图均进行考虑，保障了训练和测试数据的准确性和全面性，进而使得最终训练出的深度卷积神经网络图像分类模型更加全面和准确。

优选的，本方法中使用的夹具包括：

上夹板和下夹板，下夹板底面均匀设有若干高度可调的支撑柱，利用高度可调的支撑柱可以调节夹具距离平面的高度，使得在测试时能够调节光纤与光纤接入端的高度差，使得调节后光纤与光纤接入端水平，使得光纤水平接入，测试准确率更高。

上夹板下表面一侧通过合页或铰链与下夹板上表面一侧连接，上夹板下表面另一侧通过锁扣与下夹板上表面另一侧连接，利用铰链或合页连接，方便开启夹具和合并夹具，当需要取放光纤时开启夹具，当需要测试时关闭夹具并利用锁扣进行锁定。

上夹板下表面设有若干尺寸不同的贯穿上夹板下表面两端的凹槽，设置不同尺寸的凹槽目的是对不同型号的光纤进行检测时使用，传统的光纤检测时夹具为夹子，夹持时会对光纤施加过大的压力，会导致最终测试的结果不准确，发明人研究发现，挤压也是造成光纤衰减的因素，本发明设计的夹具不仅满足不同型号的光纤进行使用，且没有对光纤进行相应的挤压，不会造成光纤受到外界因素影响的光纤衰减，使得最终测量的结果准确。

其中，夹具中下夹板上表面与上夹板下表面对称设有相应的凹槽，凹槽呈直线形，凹槽设计为直线形，可以保障光纤在夹具夹持过程中呈直线形，进而保障最终光纤测试的准确性，发明人研究发现，弯曲也是造成光纤衰减的主要因素，呈直线形不会造成光纤受到外界因素影响的光纤衰减，使得最终测量的结果准确。

其中，凹槽的横截面为半圆形，上夹板下表面的若干半圆凹槽和下夹板上表面的若干半圆凹槽在上夹板与下夹板合并时形成若干圆形凹槽，每个圆形凹槽的直径与其对应型号的光纤直径尺寸匹配，光纤在测试时穿过与其尺寸匹配的圆形凹槽，利用本方法中的夹具能够进行夹持固定，又不会造成过大的压力导致测试结果不准确，且能够保持光纤的直线状态，保障测试结果的准确性。

其中，每个凹槽的内壁均匀分布有若干压力传感器，压力传感器与处理器连接，处理器与显示器连接；在对光纤进行测试时，若干压力传感器用于测量光纤表面所受压力信息，并将测量的压力信息传递给处理器，处理器对信息进行处理后在显示器中进行显示；根据显示器中显示的若干压力传感器测量的压力值，获得测量压力值中的最大值与最小值之间的差值，当差值大于第一阈值时，则停止测量，对夹具和光纤进行调整，直至差值小于或等于第一阈值时继续进行测量；当测量压力值中的最大值大于第二阈值时，则停止测量，对夹具和光纤进行调整，直至测量压力值中的最大值小于或等于第二阈值时继续进行测量。

为了保障测试结果的准确性，因为挤压是造成光纤衰减的主要因素，因此，本方法中对光纤在夹具中挤压情况进行了监测，当挤压压力过大时则停止测试，或挤压压力不均匀时停止测试，保障最终测试的准确性。

并且，每个凹槽的内壁均安装有温度传感器，温度传感器与处理器连接，处理器与显示器连接；在对光纤进行一次测量和二次测量时，测量所用凹槽的温度值差异控制在预设范围内，发明人研究发现，温度值的大小差异同样会影响光纤衰减系数，因此，在夹具内设计了温度传感器，使得每次测量时的温度差异在预设范围内，保障最终测量的准确性。

进一步的，凹槽内设有安装孔，压力传感器和温度传感器安装在安装孔内，且压力传感器的测量端面和温度传感器的测量端面均与凹槽内表面重合，压力传感器和温度传感器均通过无线方式与处理器连接，这样设计的目的是避免压力传感器和温度传感器延伸入凹槽内对光纤造成挤压，进而导致测量的结果不准确。

优选的，本方法中当使用衰减谱测量仪对待测光纤进行测试时，待测光纤两端分别接入衰减谱测量仪的第三光纤接入端和第四光纤接入端中后，判断衰减谱测量仪屏幕中显示的光纤测量曲线是否在屏幕的中央或光纤测量曲线是否清晰，若否则对待测光纤的位置或对衰减谱测量仪的测量焦距进行调整，使得光纤测量曲线位于屏幕的中央或使得光纤测量曲线清晰，这样使得最终测量的结果准确，若光纤测量曲线没有位于屏幕的中央或光纤测量曲线不清晰，那么测量的结果均会不准确。

优选的，在待测光纤两端接入对应的光纤接入端前，在待测光纤的注入端打一个半径30mm的小环，用于滤除LP11模的影响，使得最终测量的结果准确。

优选的，上夹板和下夹板均通过若干子板拼接而成，上夹板和下夹板的长度通过拼接的子板数量确定，这样设计的目的是使得夹具的长度能够灵活调整，使得在光纤截取后，夹具能够相应调整缩短，满足相应的使用要求，即夹具能够根据光纤的长度进行灵活调整。

优选的，本发明中的方法还包括：

步骤9：基于测量获得的待测光纤的平均衰减系数，生成对应的测量结果标识，如条形码二维码等，便于后续人员扫描相应的标识获得测量结果，将测量结果标识印刷在标识贴上，将标识贴通过贴合结构安装在相应完成测量的光纤上；发明人在实施的过程中发现，将标识贴直接贴在光纤表面时，由于光纤是柱体，标识贴需要绕一圈或者缠绕然后利用胶水或黏贴层进行贴合，这样贴合存在的问题是无法直接扫描，因为无法从一个角度直接获得完整的标识，扫描机或者智能设备都无法扫描到相应的信息，此时操作人员只有将标识扯下，然后扫描，然后再贴上，如此反复撕扯后，容易造成标识贴损坏。本发明利用创新设计的贴合结构，可以解决上述问题，在需要的时候将标识贴拉出进行扫描识别，能够扫描识别出测量结果，在不需要的时候将标识贴收回，不会造成撕扯，不会对标识贴造成损坏。

其中，贴合结构包括：上圆板、下圆板、弹簧、标识贴固定杆、第一限位块、第二限位块；上圆板、下圆板均开设有圆孔，光纤从2个圆孔中穿过，弹簧两端分别与上圆板和下圆板连接，利用弹簧可以在需要扫描标识时将弹簧拉伸，使得标识贴固定杆上端与上圆板下表面分离，然后将磁铁片从标识贴固定杆上取下，转动标识贴固定杆，将标识贴展开进行扫描，扫描完成后反转标识贴固定杆，将标识贴收回继续缠绕在标识贴固定杆上，然后将磁铁片继续贴合在标识贴固定杆上，扫描完成后将弹簧收回，使得标识贴固定杆上端与上圆板下表面接触，防止标识贴固定杆转动；下圆板设有旋转孔，利用旋转孔便于标识贴固定杆进行转动，标识贴固定杆下端穿过旋转孔后与第二限位块固定连接，标识贴固定杆与第一限位块固定连接，第一限位块位于旋转孔上方，第一限位块、第二限位块的尺寸均大于旋转孔的孔径，标识贴固定杆能够在旋转孔内转动，利用第一限位块和第二限位块可以防止标识贴固定杆从旋转孔中脱落，标识贴固定杆上端向上圆板下表面延伸，标识贴固定杆的长度大于弹簧处于自然状态下的长度，标识贴一端与标识贴固定杆侧面固定连接，标识贴另一端固定有磁铁片，标识贴固定杆为金属杆，标识贴缠绕在标识贴固定杆杆身上，并通过磁铁片吸附固定在标识贴固定杆上。

本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本方法基于传统的截断法进行测试，并对传统的截断法进行了改进，实现了改进后测试方法精度得到提高，测量结果更加准确的技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定；

图1是截断法测试的原理示意图；

图2是本方法中使用的夹具的结构示意图；

图3为夹具中上夹板下表面的示意图；

图4为夹具中上夹板的拼接示意图

图5是本方法中贴合结构的结构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

本申请提供了一种光纤通信传输损耗测试方法，本方法对传统的截断法进行了改进，提高了测试方法的准确率，所述方法包括：

步骤1：在水平台面搭建光纤传输损耗测试系统或在水平台面固定衰减谱测量仪，本方法中的光纤传输损耗测试系统与传统的光纤传输损耗测试系统一致，光纤传输损耗测试系统包括：驱动电路、光源、斩波器、注入系统、第一光纤接入端、第二光纤接入端、光电检测器、锁相放大器、光功率计；驱动电路与光源连接，光源与斩波器连接，斩波器与注入系统和锁相放大器连接，注入系统与第一光纤接入端连接，光电检测器连接与锁相放大器连接，锁相放大器与光功率计连接；

步骤2：对待测光纤进行预处理，包括：切除待测光纤两端预设部分的保护层和被覆层，露出用于连接的纤芯，其中，光纤由外到内依次是光纤保护层、光纤被覆层、纤芯；切除保护层和被覆层的目的是露出纤芯用于连接，若不进行切除则连接效果不稳定，导致测量的准确性会受到影响；将露出的纤芯端面进行平整处理，发明人在研究的过程中发现，若纤芯端面不平整，如果断裂端面不平整，则会使光信号产生不规则散射，则测试曲线就不会出现菲涅耳反射峰，则会导致测试不准确，本测试方法中增加了纤芯端面平整处理步骤，使得进行测试的纤芯端面平整，进而提高了测试方法的准确性；

步骤3：将预处理后的待测光纤除露出纤芯之外的部分放入光纤夹具中，对待测光纤进行夹持固定，夹持后的待测光纤呈直线状，发明人在研究的过程中发现，若光纤处于弯曲状态，将会造成光纤衰减，使得最终测量的光纤平均衰减系数不准确，本方法利用夹具将光纤在测量时将光纤处于直线状态，避免其弯曲对测量结果的影响，提供了测试方法的准确性；

步骤4：将夹持后的待测光纤两端分别接入光纤传输损耗测试系统的第一光纤接入端和第二光纤接入端，将第二光纤接入端与光电检测器连接；或将夹持后的待测光纤两端分别接入衰减谱测量仪的第三光纤接入端和第四光纤接入端中；

步骤5：设置光源的预设输入状态，开启光纤传输损耗测试系统或衰减谱测量仪进行一次测试，光纤传输损耗测试系统或衰减谱测量仪输出待测光纤的第一光功率；

步骤6：取下夹具，在待测光纤预设截取位置处，将待测光纤截取为两段；将截取后的两段光纤段取下，保留与第一光纤接入端或第三光纤接入端连接的光纤段，将保留光纤段的截取端进行二次处理，包括：切除预设部分的保护层和被覆层，露出用于连接的纤芯；将露出的纤芯端面进行平整处理，同理，进行平整处理可以提高测试方法的准确性；将二次处理后的光纤段中除露出纤芯之外的部分放入光纤夹具中进行二次夹持，对待测光纤进行二次夹持固定，二次夹持后的待测光纤呈直线状，同理保持直线状态可以提高测试方法的准确性；当为利用光纤传输损耗测试系统进行测试时，将二次夹持后的待测光纤两端分别接入光纤传输损耗测试系统的第一光纤接入端和第二光纤接入端，将第二光纤接入端与光电检测器连接；当为利用衰减谱测量仪进行测试时，将二次夹持后的待测光纤两端分别接入衰减谱测量仪的第三光纤接入端和第四光纤接入端中；

步骤7：保持光源处于相同的预设输入状态，保持相同的输入状态，是为了设置相同的实验条件，保障测试结果的准确性，避免外界的影响，开启光纤传输损耗测试系统或衰减谱测量仪进行二次测试，光纤传输损耗测试系统或衰减谱测量仪输出待测光纤的第二光功率，其中，第一光功率和第二光功率均采用光纤传输损耗测试系统或衰减谱测量仪获得；

步骤8：基于待测光纤的第一光功率、第二光功率、待测光纤预设截取位置信息，计算出待测光纤的平均衰减系数。

其中，本方法基于传统的截断法进行测试，原理大致相同，截断法可参考以下公开专利，截断法为现有的方法，本申请对截断法不进行赘述，如：CN201710043180.5、CN201510104224.1、CN201580056022.2。

其中，本方法的改进点为：在测量前对待测光纤进行预处理，将露出的纤芯端面进行平整处理，发明人在研究的过程中发现，若纤芯端面不平整，如果断裂端面不平整，则会使光信号产生不规则散射，则测试曲线就不会出现菲涅耳反射峰，则会导致测试不准确，本测试方法中增加了纤芯端面平整处理步骤，使得进行测试的纤芯端面平整，进而提高了测试方法的准确性。以及对待测光纤进行夹持固定，夹持后的待测光纤呈直线状，发明人在研究的过程中发现，若光纤处于弯曲状态，将会造成光纤衰减，使得最终测量的光纤平均衰减系数不准确，本方法利用夹具将光纤在测量时将光纤处于直线状态，避免其弯曲对测量结果的影响，提供了测试方法的准确性。

其中，在本发明的实施例中，本方法中将露出的纤芯端面进行平整处理，具体包括：

使用光纤切割刀对纤芯端面进行切割，使用光纤切割刀切割光纤可以保障切割面较为平整，切割效果较高，并且切割的效率较高对光纤的损坏程度也较低；检测切割后的纤芯端面平整是否满足预设要求，若纤芯端面平整不满足预设要求，则继续切割，切割后继续进行检测；若纤芯端面平整满足预设要求，则停止切割，由于每次切割时，切割的角度和方向以及转速均有可能不同，因此，不是每次切割出的端面平整均符合要求，因此，为了保障方法最终测试的准确性，需要对端面平整进行检测。

其中，本方法提供的纤芯端面平整检测方式包括两种，第一种为：采用深度卷积神经网络图像分类模型对纤芯端面图像进行分类，分类结果为纤芯端面平整符合预设要求和纤芯端面平整不符合要求，利用深度卷积神经网络图像分类模型对纤芯端面图像进行分类识别可以快速获得纤芯端面图像的分类结果，进而快速获得纤芯端面是否平整的结果，本方式快速，效率较高，因为利用训练好后的深度卷积神经网络图像分类模型，利用计算机进行运算，可以在很短的时间输出分类结果。

纤芯端面平整的第二种检测方式为：使用干涉显微式光纤端面检测仪对纤芯端面进行检测；干涉显微式光纤端面检测仪可以参考纤端面检测方法的实验研究-牛文学-文章编号:1009-671X(2002)03-0020-03中的介绍，本发明不再赘述。当两种检测方式的检测结果均为符合预设要求时，则该纤芯端面平整满足预设要求，本方法通过两种检测方式同时合格来保障最终方式的准确率，来满足高精度光纤测试的需求，本方法在实施的过程中首先利用第一种方式进行检测，检测通过后使用第二种方式进行检测。本方法采用了两种检测方式，目的是为了提高检测的准确率，第一种检测方式是基于深度卷积神经网络图像分类模型，属于人工智能中的图像处理技术，第二种是基于光学系统的测试仪器，两种测试方式的原理和结构均不相同，两个方式能够形成互补，第一种方式检测效率快，但是容易忽略细节，因此，用第二种方式来对第一种方式进行补充，相当于利用第一种方式进行粗筛选，提高效率，然后利用第二种方式来对粗筛选出的进行细筛选保障准确率。通过上述两个方式的配合使用，能够保障检测效率的同时保障检测准确率。

其中，在本发明的实施例中，本方法中采用深度卷积神经网络图像分类模型对纤芯端面图像进行分类，具体包括：

采集若干纤芯端面图像，对纤芯端面图像按照纤芯端面平整是否满足预设要求进行标注分类，此处的标注分类采用人工进行标注，根据纤芯端面是否平整来标注其图像，基于标注后的图像构建训练集和测试集；

依次构建深度卷积神经网络图像分类模型的输入层、多个卷积层和输出层，并预设输入层与相邻卷积层之间的前端连接权重初始值、相邻两卷积层之间的中间连接权重初始值、输入层与相邻卷积层之间的后端连接权重初始值；

利用训练集对构建的深度卷积神经网络图像分类模型进行训练，计算出输入层与相邻卷积层之间的前端连接权重实际值、相邻两卷积层之间的中间连接权重实际值、输入层与相邻卷积层之间的后端连接权重实际值，得到训练后的深度卷积神经网络图像分类模型；

利用测试集对训练后的深度卷积神经网络图像分类模型进行测试；

基于测试通过的深度卷积神经网络图像分类模型，对待识别的纤芯端面图像进行分类，分为：纤芯端面平整满足预设要求的图像和纤芯端面平整不满足预设要求的图像，通过深度卷积神经网络图像分类模型对纤芯端面图像进行分类，可以保障一定分类准确率的同时提高检测的效率。

其中，在本发明的实施例中，采集的纤芯端面图像包括：纤芯端面的侧视图和纤芯端面的正视图，发明人在研究的过程中发现，纤芯端面的侧视图和纤芯端面的正视图均能够反映光纤端面是否平整，因此，对纤芯端面的侧视图和纤芯端面的正视图均进行考虑，保障了训练和测试数据的准确性和全面性，进而使得最终训练出的深度卷积神经网络图像分类模型更加全面和准确。

其中，在本发明的实施例中，请参考图2，图2为夹具的结构示意图，其中，1-上夹板，2-下夹板，3-圆形凹槽，4-支撑柱，5-合页或铰链，6-锁扣；本方法中使用的夹具包括：

上夹板和下夹板，下夹板底面均匀设有若干高度可调的支撑柱，利用高度可调的支撑柱可以调节夹具距离平面的高度，使得在测试时能够调节光纤与光纤接入端的高度差，使得调节后光纤与光纤接入端水平，使得光纤水平接入，测试准确率更高。

上夹板下表面一侧通过合页或铰链与下夹板上表面一侧连接，上夹板下表面另一侧通过锁扣与下夹板上表面另一侧连接，利用铰链或合页连接，方便开启夹具和合并夹具，当需要取放光纤时开启夹具，当需要测试时关闭夹具并利用锁扣进行锁定。

请参考图3，图3为上夹板下表面的示意图，其中，7-半圆凹槽；上夹板下表面设有若干尺寸不同的贯穿上夹板下表面两端的凹槽，设置不同尺寸的凹槽目的是对不同型号的光纤进行检测时使用，传统的光纤检测时夹具为夹子，夹持时会对光纤施加过大的压力，会导致最终测试的结果不准确，发明人研究发现，挤压也是造成光纤衰减的因素，本发明设计的夹具不仅满足不同型号的光纤进行使用，且没有对光纤进行相应的挤压，不会造成光纤受到外界因素影响的光纤衰减，使得最终测量的结果准确。

其中，夹具中下夹板上表面与上夹板下表面对称设有相应的凹槽，凹槽呈直线形，凹槽设计为直线形，可以保障光纤在夹具夹持过程中呈直线形，进而保障最终光纤测试的准确性，发明人研究发现，弯曲也是造成光纤衰减的主要因素，呈直线形不会造成光纤受到外界因素影响的光纤衰减，使得最终测量的结果准确。

其中，凹槽的横截面为半圆形，上夹板下表面的若干半圆凹槽和下夹板上表面的若干半圆凹槽在上夹板与下夹板合并时形成若干圆形凹槽，每个圆形凹槽的直径与其对应型号的光纤直径尺寸匹配，光纤在测试时穿过与其尺寸匹配的圆形凹槽，利用本方法中的夹具能够进行夹持固定，又不会造成过大的压力导致测试结果不准确，且能够保持光纤的直线状态，保障测试结果的准确性。

其中，每个凹槽的内壁均匀分布有若干压力传感器，压力传感器与处理器连接，处理器与显示器连接；在对光纤进行测试时，若干压力传感器用于测量光纤表面所受压力信息，并将测量的压力信息传递给处理器，处理器对信息进行处理后在显示器中进行显示；根据显示器中显示的若干压力传感器测量的压力值，获得测量压力值中的最大值与最小值之间的差值，当差值大于第一阈值时，则停止测量，对夹具和光纤进行调整，直至差值小于或等于第一阈值时继续进行测量；当测量压力值中的最大值大于第二阈值时，则停止测量，对夹具和光纤进行调整，直至测量压力值中的最大值小于或等于第二阈值时继续进行测量。

为了保障测试结果的准确性，因为挤压是造成光纤衰减的主要因素，因此，本方法中对光纤在夹具中挤压情况进行了监测，当挤压压力过大时则停止测试，或挤压压力不均匀时停止测试，保障最终测试的准确性。

并且，每个凹槽的内壁均安装有温度传感器，温度传感器与处理器连接，处理器与显示器连接；在对光纤进行一次测量和二次测量时，测量所用凹槽的温度值差异控制在预设范围内，发明人研究发现，温度值的大小差异同样会影响光纤衰减系数，因此，在夹具内设计了温度传感器，使得每次测量时的温度差异在预设范围内，保障最终测量的准确性。

其中，在本发明的实施例中，凹槽内设有安装孔，压力传感器和温度传感器安装在安装孔内，且压力传感器的测量端面和温度传感器的测量端面均与凹槽内表面重合，压力传感器和温度传感器均通过无线方式与处理器连接，这样设计的目的是避免压力传感器和温度传感器延伸入凹槽内对光纤造成挤压，进而导致测量的结果不准确。

其中，在本发明的实施例中，本方法中当使用衰减谱测量仪对待测光纤进行测试时，待测光纤两端分别接入衰减谱测量仪的第三光纤接入端和第四光纤接入端中后，判断衰减谱测量仪屏幕中显示的光纤测量曲线是否在屏幕的中央或光纤测量曲线是否清晰，若否则对待测光纤的位置或对衰减谱测量仪的测量焦距进行调整，使得光纤测量曲线位于屏幕的中央或使得光纤测量曲线清晰，这样使得最终测量的结果准确，若光纤测量曲线没有位于屏幕的中央或光纤测量曲线不清晰，那么测量的结果均会不准确。

其中，在本发明的实施例中，在待测光纤两端接入对应的光纤接入端前，在待测光纤的注入端打一个半径30mm的小环，用于滤除LP11模的影响，使得最终测量的结果准确。

其中，在本发明的实施例中，请参考图4，图4为上夹板的拼接示意图；其中，8-子板；上夹板和下夹板均通过若干子板拼接而成，上夹板和下夹板的长度通过拼接的子板数量确定，这样设计的目的是使得夹具的长度能够灵活调整，使得在光纤截取后，夹具能够相应调整缩短，满足相应的使用要求，即夹具能够根据光纤的长度进行灵活调整。

其中，在本发明的实施例中，本发明中的方法还包括：

步骤9：基于测量获得的待测光纤的平均衰减系数，生成对应的测量结果标识，如条形码二维码等，便于后续人员扫描相应的标识获得测量结果，将测量结果标识印刷在标识贴上，将标识贴通过贴合结构安装在相应完成测量的光纤上；发明人在实施的过程中发现，将标识贴直接贴在光纤表面时，由于光纤是柱体，标识贴需要绕一圈或者缠绕然后利用胶水或黏贴层进行贴合，这样贴合存在的问题是无法直接扫描，因为无法从一个角度直接获得完整的标识，扫描机或者智能设备都无法扫描到相应的信息，此时操作人员只有将标识扯下，然后扫描，然后再贴上，如此反复撕扯后，容易造成标识贴损坏。本发明利用创新设计的贴合结构，可以解决上述问题，在需要的时候将标识贴拉出进行扫描识别，能够扫描识别出测量结果，在不需要的时候将标识贴收回，不会造成撕扯，不会对标识贴造成损坏。

其中，在本发明的实施例中，请参考图5，图5为本方法中贴合结构的结构示意图，其中，9-光纤，16-磁铁片，17-标识贴；贴合结构包括：上圆板10、下圆板11、弹簧12、标识贴固定杆13、第一限位块14、第二限位块15；上圆板、下圆板均开设有圆孔，光纤从2个圆孔中穿过，弹簧两端分别与上圆板和下圆板连接，利用弹簧可以在需要扫描标识时将弹簧拉伸，使得标识贴固定杆上端与上圆板下表面分离，然后将磁铁片从标识贴固定杆上取下，转动标识贴固定杆，将标识贴展开进行扫描，扫描完成后反转标识贴固定杆，将标识贴收回继续缠绕在标识贴固定杆上，然后将磁铁片继续贴合在标识贴固定杆上，扫描完成后将弹簧收回，使得标识贴固定杆上端与上圆板下表面接触，防止标识贴固定杆转动；下圆板设有旋转孔，利用旋转孔便于标识贴固定杆进行转动，标识贴固定杆下端穿过旋转孔后与第二限位块固定连接，标识贴固定杆与第一限位块固定连接，第一限位块位于旋转孔上方，第一限位块、第二限位块的尺寸均大于旋转孔的孔径，标识贴固定杆能够在旋转孔内转动，利用第一限位块和第二限位块可以防止标识贴固定杆从旋转孔中脱落，标识贴固定杆上端向上圆板下表面延伸，标识贴固定杆的长度大于弹簧处于自然状态下的长度，标识贴一端与标识贴固定杆侧面固定连接，标识贴另一端固定有磁铁片，标识贴固定杆为金属杆，标识贴缠绕在标识贴固定杆杆身上，并通过磁铁片吸附固定在标识贴固定杆上。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种光纤通信传输损耗测试方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1：在水平台面搭建光纤传输损耗测试系统或在水平台面固定衰减谱测量仪；

步骤2：对待测光纤进行预处理，包括：切除待测光纤两端预设部分的保护层和被覆层，露出用于连接的纤芯；将露出的纤芯端面进行平整处理；

步骤3：将预处理后的待测光纤除露出纤芯之外的部分放入光纤夹具中，对待测光纤进行夹持固定，夹持后的待测光纤呈直线状；

步骤4：将夹持后的待测光纤两端分别接入光纤传输损耗测试系统的第一光纤接入端和第二光纤接入端；或将夹持后的待测光纤两端分别接入衰减谱测量仪的第三光纤接入端和第四光纤接入端；

步骤5：设置光源的预设输入状态，开启光纤传输损耗测试系统或衰减谱测量仪进行一次测试，光纤传输损耗测试系统或衰减谱测量仪输出待测光纤的第一光功率；

步骤6：取下夹具，在待测光纤预设截取位置处，将待测光纤截取为两段；将截取后的两段光纤段取下，保留与第一光纤接入端或第三光纤接入端连接的光纤段，将保留光纤段的截取端进行二次处理，包括：切除预设部分的保护层和被覆层，露出用于连接的纤芯；将露出的纤芯端面进行平整处理；将二次处理后的光纤段中除露出纤芯之外的部分放入光纤夹具中进行二次夹持，对待测光纤进行二次夹持固定，二次夹持后的待测光纤呈直线状；当为利用光纤传输损耗测试系统进行测试时，将二次夹持后的待测光纤两端分别接入光纤传输损耗测试系统的第一光纤接入端和第二光纤接入端；当为利用衰减谱测量仪进行测试时，将二次夹持后的待测光纤两端分别接入衰减谱测量仪的第三光纤接入端和第四光纤接入端中；

步骤7：保持光源处于相同的预设输入状态，开启光纤传输损耗测试系统或衰减谱测量仪进行二次测试，光纤传输损耗测试系统或衰减谱测量仪输出待测光纤的第二光功率，其中，第一光功率和第二光功率均采用光纤传输损耗测试系统或衰减谱测量仪获得；

步骤8：基于待测光纤的第一光功率、第二光功率、待测光纤预设截取位置信息，计算出待测光纤的平均衰减系数；

步骤9：基于测量获得的待测光纤的平均衰减系数，生成对应的测量结果标识，将测量结果标识印刷在标识贴上，将标识贴通过贴合结构安装在相应完成测量的光纤上；

其中，贴合结构包括：上圆板、下圆板、弹簧、标识贴固定杆、第一限位块、第二限位块；上圆板、下圆板均开设有圆孔，光纤穿过上圆板和下圆板的圆孔，弹簧两端分别与上圆板和下圆板连接；下圆板设有旋转孔，标识贴固定杆下端穿过旋转孔后与第二限位块固定连接，标识贴固定杆与第一限位块固定连接，第一限位块位于旋转孔上方，第一限位块、第二限位块的尺寸均大于旋转孔的孔径，标识贴固定杆能够在旋转孔内转动，标识贴固定杆上端向上圆板下表面延伸，标识贴固定杆的长度大于弹簧处于自然状态下的长度，标识贴一端与标识贴固定杆侧面固定连接，标识贴另一端固定有磁铁片，标识贴固定杆为金属杆，标识贴缠绕在标识贴固定杆杆身上，并通过磁铁片吸附固定在标识贴固定杆上。

2.根据权利要求1所述的光纤通信传输损耗测试方法，其特征在于，将露出的纤芯端面进行平整处理，具体包括：

使用光纤切割刀对纤芯端面进行切割；检测切割后的纤芯端面平整是否满足预设要求，若纤芯端面平整不满足预设要求，则继续切割，切割后继续进行检测；若纤芯端面平整满足预设要求，则停止切割；其中，纤芯端面平整检测方式包括两种，第一种为：采用深度卷积神经网络图像分类模型对纤芯端面图像进行分类，分类结果为纤芯端面平整符合预设要求和纤芯端面平整不符合要求；第二种为：使用干涉显微式光纤端面检测仪对纤芯端面进行检测；本方法的检测方式为首先使用第一种检测方式进行检测，检测符合要求后，使用第二种方式进行检测，当两种检测方式的检测结果均为符合预设要求时，则该纤芯端面平整满足预设要求。

3.根据权利要求2所述的光纤通信传输损耗测试方法，其特征在于，所述采用深度卷积神经网络图像分类模型对纤芯端面图像进行分类，具体包括：

采集若干纤芯端面图像，对纤芯端面图像按照纤芯端面平整是否满足预设要求进行标注分类，基于标注后的图像构建训练集和测试集；

依次构建深度卷积神经网络图像分类模型的输入层、多个卷积层和输出层，并预设输入层与相邻卷积层之间的前端连接权重初始值、相邻两卷积层之间的中间连接权重初始值、输入层与相邻卷积层之间的后端连接权重初始值；

利用训练集对构建的深度卷积神经网络图像分类模型进行训练，计算出输入层与相邻卷积层之间的前端连接权重实际值、相邻两卷积层之间的中间连接权重实际值、输入层与相邻卷积层之间的后端连接权重实际值，得到训练后的深度卷积神经网络图像分类模型；

利用测试集对训练后的深度卷积神经网络图像分类模型进行测试；

基于测试通过的深度卷积神经网络图像分类模型，对待识别的纤芯端面图像进行分类，分为：纤芯端面平整满足预设要求的图像和纤芯端面平整不满足预设要求的图像。

4.根据权利要求3所述的光纤通信传输损耗测试方法，其特征在于，采集的纤芯端面图像包括：纤芯端面的侧视图和纤芯端面的正视图。

5.根据权利要求1所述的光纤通信传输损耗测试方法，其特征在于，所述夹具包括：

上夹板和下夹板，下夹板底面设有若干高度可调的支撑柱，上夹板下表面一侧通过合页或铰链与下夹板上表面一侧连接，上夹板下表面另一侧通过锁扣与下夹板上表面另一侧连接；上夹板下表面设有若干尺寸不同的贯穿上夹板下表面两端的凹槽，下夹板上表面与上夹板下表面对称设有相应的凹槽，凹槽呈直线形，凹槽的横截面为半圆形，上夹板下表面的若干半圆凹槽和下夹板上表面的若干半圆凹槽在上夹板与下夹板合并时形成若干圆形凹槽，每个圆形凹槽的直径与其对应型号的光纤直径尺寸匹配；

每个凹槽的内壁均匀分布有若干压力传感器，压力传感器与处理器连接，处理器与显示器连接；

在对光纤进行测试时，若干压力传感器用于测量光纤表面所受压力信息，并将测量的压力信息传递给处理器，处理器对信息进行处理后在显示器中进行显示；

根据显示器中显示的若干压力传感器测量的压力值，获得测量压力值中的最大值与最小值之间的差值，当差值大于第一阈值时，则停止测量，对夹具和光纤进行调整，直至差值小于或等于第一阈值时继续进行测量；当测量压力值中的最大值大于第二阈值时，则停止测量，对夹具和光纤进行调整，直至测量压力值中的最大值小于或等于第二阈值时继续进行测量；

每个凹槽的内壁均安装有温度传感器，温度传感器与处理器连接，处理器与显示器连接；在对光纤进行一次测量和二次测量时，测量所用凹槽的温度值差异控制在预设范围内。

6.根据权利要求5所述的光纤通信传输损耗测试方法，其特征在于，凹槽内设有安装孔，压力传感器和温度传感器安装在安装孔内，且压力传感器的测量端面和温度传感器的测量端面均与凹槽内表面重合，压力传感器和温度传感器均通过无线方式与处理器连接。

7.根据权利要求1所述的光纤通信传输损耗测试方法，其特征在于，当使用衰减谱测量仪对待测光纤进行测试时，待测光纤两端分别接入衰减谱测量仪的第三光纤接入端和第四光纤接入端中后，判断衰减谱测量仪屏幕中显示的光纤测量曲线是否在屏幕的中央或光纤测量曲线是否清晰，若否则对待测光纤的位置或对衰减谱测量仪的测量焦距进行调整，使得光纤测量曲线位于屏幕的中央或使得光纤测量曲线清晰。

8.根据权利要求1所述的光纤通信传输损耗测试方法，其特征在于，在待测光纤两端接入对应的光纤接入端前，在待测光纤的注入端打一个半径30mm的小环。

9.根据权利要求5所述的光纤通信传输损耗测试方法，其特征在于，上夹板和下夹板均通过若干子板拼接而成，上夹板和下夹板的长度通过拼接的子板数量确定。

Images