三波長一體化插回損測試儀的設計與實現

徐瑞+張一琪

摘 要：現今光纖通信網絡已普及，而鏈路損耗測試是光纖通信網絡研制鋪設與日常維護中的必測項目。針對當前光纖通信網絡中鏈路損耗測試儀表功能單一、效率低下問題，設計并實現了三波長一體化的插回損測試儀，波長覆蓋1 310 nm、1 490 nm、1 550 nm，可快速實現光纖鏈路的插損、回損及光纖長度測試。試驗結果表明，該測試儀操作簡便、測試效率高，具有一定的推廣應用價值。

關鍵詞：插入損耗；回波損耗；光纖通信；長度測試

中圖分類號：TN29 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.11.132

近年來，隨著FTTH網絡技術的飛速發展，光纖通信網絡已遍及各個領域，對網絡運營商而言，光纖網絡日常維護測試與故障排查壓力越來越大，對高集成度、高效率的專用測試儀表的需求也越來越強烈。

光纖鏈路損耗測試是光纖通信網絡研制鋪設與日常維護中的必測項目，而傳統的光纖損耗測試儀表波長單一、測試效率低下，不夠方便、智能。針對上述問題，本文設計了一款三波長一體化的插回損測試儀，其具備快速測試功能，可一鍵實現光纖鏈路中1 310 nm、1 490 nm、1 550 nm三波長的插入損耗、回波損耗以及光纖長度的測試，可有效提高光纖通信網絡參數測試效率。

1 系統設計

基于損耗測試原理，本系統主要從光路和電路2個方面進行設計。

1.1 光路設計

系統光路設計如圖1所示，LD1為1 490 nm光源，LD2為1 550 nm光源，C1為波分復用器，C2為Y型耦合器，C3為1∶1的2×2耦合器，PD1和PD2為光電探測器。C1用于將LD1的輸出光P1 490和LD2的輸出光P1 550耦合進C2，LD3的輸出光P1 310通過C2的另一端進入C2耦合器，3個波段的一部分輸出光通過耦合器C3傳輸到端口S1進入待測光纖，一部分進入PD2，用于監測輸出光源的穩定性。待測光纖的回波光功率和插損測試時的透射光功率由PD1接收。

光路系統中耦合器等無源器件優選方向性大于60 dB的器件，以減小回波對損耗測試精度的影響；激光器采用內置隔離器設計，進一步降低回波對輸出光穩定性的干擾；探測器件選擇暗電流高于1 nA、響應效率高于0.9 A/W的器件，以提高弱信號探測能力。

1.2 電路設計

圖2為電路設計原理圖，儀器系統控制模塊由嵌入式ARM工控板和FPGA器件組成。其中，工控板實現數據處理與顯示，FPGA器件實現數據采集與控制。激光器驅動電路采用受控驅動模式設計，由FPGA具體管腳控制激光器驅動電路的通斷，進而決定3個光源的輸出時序。功率接收電路采用復用設計，既可接收數字信號，又可進行功率測試，由控制系統控制，由此可實現快速測試時數據信號的接收與光功率的測試。

2 試驗與測試結果

如圖3所示，對本測試儀器進行連接。光纖長度為5.091 km，三波段波長由低到高的平均插入損耗依次為0.329 dB/km、

0.205 dB/km、0.186 dB/km。操作儀器進入損耗測試界面，單擊啟動測試后，測試結果如表1所示。試驗共進行3次測試。測試結果表明，本文設計的三波長一體化插回損測試儀可實現一鍵快速插損、回損及長度測試。

3 結束語

本文設計了一款可快速實現光纖通信網絡三波段插回損測試的儀表。試驗表明，儀表測試結果準確、測試速度快，可有效提高光纖通信網絡中光參數測試效率，具有較好的市場推廣應用價值。

參考文獻

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[2]張洪喜.一種新穎的光回波損耗測量方法[J].測試與校準，2006，26（2）.

[3]王延恒，賀家禮，徐剛.光纖通信技術及其在電力系統中的應用[M].北京：中國電力出版社，2005.

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作者簡介：徐瑞（1986—），男，長期從事光纖通信測試儀器的研制研發工作。

〔編輯：劉曉芳〕