免纏繞型光回波損耗測試儀在雙工光纖跳線測試中的應用

何如龍，孫 強

（1.海軍工程大學，湖北 武漢 430033；2.中國電子科技集團公司第四十一研究所，山東 青島 266555）

免纏繞型光回波損耗測試儀在雙工光纖跳線測試中的應用

何如龍1，孫 強2

（1.海軍工程大學，湖北 武漢 430033；2.中國電子科技集團公司第四十一研究所，山東 青島 266555）

介紹了免纏繞型光回波損耗測試儀測試光插入損耗和光回波損耗工作原理，結合光耦合器給出了雙工光纖跳線快速測試插回損的裝置和判斷極性的方法。實驗結果表明，該裝置和方法能顯著提高產品測試效率，且測試結果具有較好的重復性。

雙工光纖跳線；光插入損耗；光回波損耗；極性判斷

1 概述

當前，雙工光纖跳線廣泛應用于大多數光纖系統中，用于傳輸不同方向的信號，完成信號的發送和接收，雙工光纖跳線的平行連接方式被看作極性相同，反之，如果是交叉連接，被看作極性相反[1-2]。為了確保光信號正常傳輸和光纖系統正常工作，要求雙工光纖跳線產品性能指標應滿足行業標準要求，包括雙工光纖跳線具有低插入損耗，端面具有高回波損耗，同時具有正確的發送和接收極性。

傳統測試技術中，雙工光纖跳線的光插入損耗測試、光回波損耗測試和極性判斷分開進行。光插入損耗測試采用光源和光功率計，首先，用參考跳線連接光源和光功率計，并設置光功率參考，然后接入待測件，可測出其光插入損耗；光回波損耗測試儀經過參考測試之后，可依次測試雙工光纖跳線4個端面的光回波損耗；對于雙工光纖跳線極性的判斷，可通過測試單根光纖跳線的光插入損耗是否正常來確定，如果光插入損耗很大，說明極性接反，否則，極性相同。

從雙工光纖跳線的插回損測試和極性判斷的方法中可以看出，該方法存在測試工序繁多、測試過程中涉及多次光纖插拔、費時費力、測試效率低等缺點，影響產品檢測的速度。本文采用免纏繞型光回波損耗測試儀，結合不同分光比光耦合器，搭建雙工光纖跳線的插回損測試的裝置，并給出極性判斷的方法。

2 儀器工作原理

免纏繞光回波損耗測試儀測試光插入損耗基于接入待測件前后光功率變化計算得出，測試光回波損耗采用光時域反射技術，也稱為后向散射法，是一種基于光脈沖反射的時域測試技術[3-4]。測試過程中儀器發射具有一定重復周期和寬度的窄脈沖光并注入被測光纖，光在光纖中傳輸時會產生散射現象，即在光纖中產生四面八方各個方向的散射光。光纖的幾何缺陷或斷裂面會使折射率突變，產生菲涅爾反射，其中一部分向后傳輸的后向瑞利散射光和菲涅爾反射光可沿光纖傳回到入射端。不同時刻對應于光纖鏈路不同位置，通過控制采樣時刻，實現光纖鏈路不同位置處的后向瑞利散射和菲涅爾反射光功率檢測。

圖1 插回損參考測試連接示意圖

圖2 插回損待測件測試連接示意圖

圖3 后向反射光信號示意圖

儀器首先進行參考測試，如圖1所示，用參考光纖連接儀器輸出和光功率計輸入，激光光源發射一定重復周期的窄脈沖光，功率由光功率計模塊采集，用作光插入損耗和光回波損耗計算的參考功率；然后接入待測件，如圖2所示，將待測光纖分別連接參考光纖和光功率計，驅動激光器發出脈沖光信號，由2個光功率計模塊分別采集經過待測件和由待測件反射的光功率。前向光功率計模塊采集的光功率與參考光功率做差，可計算出待測光纖的光插入損耗，后向反射光信號的功率隨距離的變化情況如圖3所示。從圖中可以看出，在前面板和2個待測接頭位置處有較強的菲涅爾反射光信號，利用電平和光功率對應關系，可以測得2個待測接頭處反射光功率，將其與參考測試的參考光功率進行比較，可以分別計算出2個接頭的光回波損耗。

3 雙工跳線測試

通常，免纏繞光回波損耗測試儀為了測試雙芯甚至多芯跳線的光插入損耗和光回波損耗，儀器通過內置或外置光開關的方案進行處理[5]。測試選用中國電子科技集團公司第四十一研究所生產的6332A型光回波損耗測試儀，該儀器內置多路光開關，可以選擇從2個不同端口輸出光，方便雙工光纖跳線的測試。參考測試的連接示意圖如圖4所示，（a）表示光從A端口輸出，設置測試參數，測出A端口輸出的脈沖光功率；（b）表示光從B端口輸出，設置測試參數，測出B端口輸出的脈沖光功率；（c）表示光分別從A端口和B端口輸出脈沖光，設置測試參數，分別測出從A端口和B端口輸出的脈沖光功率。圖中分光比40∶60的1×2光耦合器用于雙工光纖跳線的極性判斷，分光比比值依據光插入損耗的閾值1 dB確定。待測件測試的連接示意圖如圖5所示，測試得出雙工光纖跳線的光插入損耗和4個接頭光回波損耗結果，根據光插入損耗的測試結果可以判斷出極性相同。

需要指出的是，為了對雙工光纖跳線極性進行判斷，引入光耦合器的分光比不能為50∶50，否則不能區分，分光比比值可根據光插入損耗閾值進行選擇，閾值不同，分光比相應不同。理論上，光插入損耗有負值，可判定為極性相反，光插入損耗都為正值，且數值上比光耦合器兩路插入損耗差值還小，可判定為極性相同。如果光插入損耗值超過光耦合器兩路插入損耗差值，需要進一步通過紅光源或者測試單路插入損耗等方式驗證其極性情況。

光時域反射技術存在所謂的事件盲區，即分辨出光纖中2個相鄰事件的最短距離。通常待測光纖跳線的長度相對較短，為保證2個接頭的光回波損耗測試，儀器輸出的脈沖光寬度較窄，一般不超過10 ns，如果待測光纖跳線的長度短于儀器事件盲區，測試待測接頭光回波損耗需要進行纏繞處理。為保證光插入損耗和光回波損耗準確測試，要求參考光纖為測試級別，同時待測雙工光纖跳線一端的光纖端面類型與另一端的類型保持一致，否則，測試時需要引入轉接跳線，從而給測試結果帶來誤差。

4 結論

結合1×2不同分光比光耦合器的免纏繞型光回波損耗測試儀，可以實現雙工光纖跳線的光插入損耗和光回波損耗快速測試以及極性快速判斷，相較于以前分開測試的傳統測試方案，本方法顯著縮短了測試時間。

圖4 雙工光纖跳線參考測試連接示意圖

圖5 雙工光纖跳線待測件測試連接示意圖

［1］龍海，劉鵬.全雙工光纖無線通信系統中的關鍵技術研究［J］.通信技術，2009，42（05）：60-62.

［2］郭爽.相位調制器的全雙工光纖無線通信系統［J］.激光雜志，2016，37（9）：35-38.

［3］張昆.基于光反射鑒別技術的回波損耗測量［J］.電子質量，2010（6）：16-17.

［4］楊家桂.基于光時域反射技術的回波損耗測量［J］.光纖與電纜及其應用技術，2008（6）：21-24.

［5］Buerli，Richard.How toMeasureLossesin Multiple-Channel Systems.Laser Focus World，1999，16（10）：6.

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10.15913/j.cnki.kjycx.2018.02.138

2095－6835（2018）02－0138－02

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