光纤测试基Ⅱ知识光传输基本原理I光传输基本概念(传输损耗光纤通信是以光波为载波,以光纤(光导纤维)为传输媒体,将信号从某一点传送到另一点的通信方式。具有传输距离远小)、通信容量大(传输频带宽)、抗干扰性能好(不受电磁干扰)、保密性好(不产生光泄漏)、重量轻、体积小等优点。光纤传输系统主要由三部分组成:光源(又称光发送机),传输介质、检测器(又称光接收机计算机网络之间的光纤传输中,光源和检测器的工作一般都是用光纤收发器完成的,光纤收发器简单的来说就是实现双绞线与光纤连接的设备,其作用是将双绞线所传输的信号转换成能够通过光纤传输的信号(光信号)。当然也是双向的,同样能将光纤传输的信号转换能够在双绞线中传输的信号,实现网络间的数据传输。光纤光缆■光纤是用石英玻璃、塑料或晶体等对某个波长范围透明的材料制造的能传输光的纤维。由纤芯和包层组成,纤芯的折射率比包层的高。·光纤的特征和性能I影响光传输的指标 有三个主要的因素能够影响光通信系统中的光传输:衰减、色 散、光回损。·衰减光波在光纤中传输,随着距离的增加光功率逐渐下降,这就是光纤的传输损耗,该损耗直接关系到光纤通信系统传输距离的长 1,几何和结构参数:芯径、外径、数值孔径、折射率分布等。2.光传输特性:工作波长、传输损耗和带宽、色散、偏振特性 短,是光纤最重要的传输特性之° 衰减以每单位距离上的损耗(dB/km)来表示等。3.环境特性:高低温特性、抗微弯和弯曲特性、抗辐射特性、抗 造成光纤损耗的主要因素有:本征,弯曲,挤压,杂质,不均疲劳特性、机械筛选强度等。匀和对接等。1.本征:是光纤的固有损耗,包括:瑞利散射, 固有吸收等。2.杂质:光纤内杂质吸收和散射在光纤中传播的光,造成的损失。3.不均匀:光纤材料的折射率不均匀造成的损耗。·常用光纤规格1,自自模: 8/125um, 9/125um, 1O/125um4,弯曲:光纤弯曲时部分光纤内的光会因散射而损失掉,造成的损耗。2.多模:5O/125um, 欧洲标准;62引125um,美国标准3,工业,医疗和低速网络:1OO/14Oum,2OO/Pr3Oum4.塑料:9S/1OOOum,用于汽车控制一个光系统的性能与其传输波长直接相关。在不同的波长上光纤会显示不同的损耗特性。奥型艽纤摺钚类型5,挤压:光纤受到挤压时产生微小的弯曲而造成的损耗。6.对接:光纤对接时产生的损耗如:不同轴,端面与轴心不垂直,端面不平,对接心径不匹配裒蘑(dB/κm)和熔接质量差等。咖Ⅱ钳岬■光纤测试基本概念分贝的特性。分贝数等于功率变化对数的十倍,它是两个功率电平之间的比率(以W表示)。1。g贵(dB)经常被用于确定增益或者光纤或网络的光功率损失右面的列表提供了一组由W转化为 d:=1。dBm的绝对功率电平比较以W和dBm表示的绝对功率电平。右面的列表提供了dB与以百分比表示的功率损耗之间的关系。弘蜗姊豳辆鄱姊匦dBm是相对于1mw参考功率的dB数。它经常被用于定义绝对功率电平。因此,上述公式变为 P(d:m)=10L°g石币而功率损耗可以被计算为两个功率电平(输出与输入)之间的差异,以dB表示。Loss(dB)=气￠t-RnoTDR基础介绍I OTDR原理OTDR的工作原理类似雷达,通过激光二极管与脉冲发生器将光能量入射到光纤内,脉冲信号在光纤传送中遇到断点、接头等强反射物时会向OTDR反射很强的回波信号。反射光能量由入射光信号内分离出来,并被送到光电二极管。光信号被转换为电数值、被放大、采样并在显示屏上显示。● Rayleigh笮玫身寸向散射信号会返回OTDR,OTDR收到散射信号后会根据散射信号的强弱计算出光纤的衰减特性。这是OTDR测量衰减的原理。脉冲信号在光纤中传送,由于光纤本身的散射特性,很弱的后oTDR的原理框图Fresne丨背向反射1起源于折射率的突变例如: (玻璃/空气2光纤断裂,机械连接,法兰盘和活动连接器3OTDR收到回波信号后会根据回波时间计算出断点与接头的距离,这是OTDR测距原理。”4在OTDR曲线上可以看到“刺状峰5 ∪PC反射自-55dB, APC-65dB(|T∪标冫勺典型催蔓隹siⅡca partic丨esRay of\"ghtI OTDR主要指标·动态范围动态范围是OTDR主要性能指标之一、它决定光纤的最大可测量长度动态范围越大,曲线线型越好,可测距离也越长动态范围目前还没有一个统一的标准计算方法,常用的动态范围定义主要有以下四种RangeMea$uregllentlEC oynall,IcRangt·98%Nolsp Leˇdl〈RMs Dyna扌Rδnge~6,6dB动态范圈的定义81IEC定义(BELLCORE)常用的动态范围定义之一取始端后向散射电平与噪声峰值电平间的dB差j测量条件为取OTDR最大脉冲宽度,18O秒的测量时间。衰减盲区衰减盲区或非反射盲区是指可以测量随后的一个反射或非反射事件衰减的最小距离 2RMs定义最常用的动态范围定义取始端后向散射电平与RMS噪声电平间EC定义值高约的dB差若噪声电平呈高斯分布、则RMS的定义值比丨钿 156dB。创3N〓0.1dB定义最实用的定义方法取可以测量损耗为O1dB事件时的最大允许衰减值N=O1dB定义值比信噪比SNR=1的RMS定义值小大约66dB,这意味着若OTDR有3OdB的RMS动态范围,则N=O1dB定义的动态范围只有234dB,即只能在234dB衰减范围内测量损耗为O1dB的事件。4端探测(END DETECTION)光纤始端的4%菲涅耳反射峰与RMS噪声电平的dB差,此值比丨EC定义值高约12dB。”“如果一个反射或非反射事件在 衰减盲区之外,则该事件可以被定位,损耗也可以测量。·盲区蹶舻OTDR设计用于检测整个光纤链路的后向散射电平。它测量后向散射信号,这些信号比入射到光纤内的信号要小得多。接收信号的器件一光电二极管,设计用于接收一个给定的电平范围。当存在强反射时,光电二极管所接收到的功率可以比后向散射功率大4,OOO倍以上,使得光电二极管饱和。光电二极管需要一定时间由其饱和状态中恢复。在这—时间内,它将不会精确地检测后向散射信号。在这—过程(脉冲宽度+恢复时间)中,没有被确定的光纤长度被称为盲区。盲区分为事件盲区和衰减盲区两种。事件盲区定义为低于一个反射事件的不饱和峰值15dB(或者FWHM)的两个点之间的距离邃鼹番与熔攘点的距藏比ADz雉,0YD啷能辑到瓣攮点邃接器埯熔穰点的踵豳比ADZ长,0TDR能够鞴到熔攮点·分辨率有四种主要类型的分辨力参数:显示(光标平)、采样(数据点)与距离。)、损耗(电1显示分辨率^显示分辨率是仪器可显示的最小值。OTDR通过微处理系统将每个取样间隔细分,使光标可在取样间隔内移动,光标移动的最短距离为水平显示分辨率,所显示的最小衰减量垂直显示分辨率。\\2损耗分辨率k0 |损耗分辨率是指OTDR对被测链路中事件点的分辨门限,也就是事件域值(探测阈),OTDR把小于这个阈值的事件变化当作曲线中斜率均匀变化点来处理损耗分辨率由光电二极管的分辨阈决定,根据两接近的功率电平,指定可被测量的最小衰减。1事件盲区只与反射事件有关。2事件盲区描述的是能够分辩开的两个反射事件的最短距离。”3如果一个反射事件在“事件盲区之外,则该事件可以被定位,距离可以计算出来。3采样分辨率采样分辨率是两取样点之间最小距离,此指标决定了OTDR定位—事件的能力采样分辨率与脉宽和距离范围大小的选取有关。般地,数据点越多,采样分辨力越好。因此,OTDR可以获得的数据点数是一个重要的性能参数。踯筢筢4距离分辨率距离分辨率指仪器所能分辨的两个相邻事件点间的最短距离,此指标类似于事件盲区,与脉宽,折射率参数有关。此技术指标不能与距离精度混淆,距离精度将在下面讨论。·精度两个反射聃侔比EDz更近。R不能分珥这两个薪件。0π冫第二个反射蘸件出现在EDz之后。oTE,R能够僭到这两个魏妯的藜侔。精度是OTDR的测量值与参考值的接近程度,包括衰减精度和距离精度。衰减精度主要是由光电二极管的线性度决定的。读取电路的线性度决定在整个范围内一个光电平多么接近于对应一个电平。大部分OTDR具有OO5dB/dB的衰减精度。有些OTDR具有OO3dB/dB的更高的衰减精度。如果一个OTDR是非线性的,则光纤段损耗值将会大大改变。距离精度距离精度取决于下列参数B:时基误差时基误差是由于定时系统中的石英晶体的不精确而造成的,它可以在1O-4到1O-5秒内变化。为了计算距离误差,时基误差必须乘以被测试的距离。一:A:折射率该数值被用于计算距离测量,折射率值影响所有距离测量,不同厂家、不同类型的光纤其折射率是不同的,因此OTDR距离测试的精度首先取决于群折射率的精度。率C:采样分辨率采样分辨率越小,精度越高。(1M+O OO5%×距离+采样分辨),可见距离精度都是要相对于长度而言的,距离越长,相应的一个典型的距离精度为:±误差范围就越大。Ⅱ各种参数对OTDR迹线的影响●入射电平入射电平被定义为OTDR入射到被测光纤内的功率电平。入射电平越高,动态范围越高。如果入射电平低,则OTDR迹线将会包含噪声,测量精度将会被降低。发射条件不好,结果造成入射电平低,这是精度降低的主要原因。连接器端面出现灰尘以及光纤尾纤被损坏或者质量低是入射电平低的主要原因。非常重要的一点是一个光系统内的所有物理链接点都要无灰尘。单模光纤系统中,芯径小于1Oum,即使是4um的灰尘点(大约是香烟烟雾中的特定物质的尺寸)都会引起严重的入射电平的劣化。·OTDR波长一个光系统的性能与其传输波长直接相关。在不同的波长上光纤会显示不同的损耗特性。·脉冲宽度选择的脉宽越小,动态范围越小,测试距离越短;盲区也相应变小,分辨率变好·范围TDR的范围是OTDR能够获得数据采样的最大距离。范围越○大,OTDR能够将脉冲沿着光纤发送的距离越长。范围通常被设置为与光纤端面之间距离的2倍。如果范围设置不正确,则迹线波形可能会包含测试的人工影响,例如鬼影。●平均平均是—个过程,通过此过程,每个读取点被重复采样,结果被平均,以便提高信噪比。通过选择读取时间或者平均数,技术人员能够控制OTDR内的平均过程。时间越长,或者平均数越高,在随机噪声条件下,迹线波形将会显示更多的信号。·光纤参数几个与光纤有关的其它参数,可以影响OTDR结果。·折身料旨数折射指数(N)与距离测量直接相关。当比较两次读取的距离选择的脉宽越大,动态范围越大,测试距离越远;盲区也相应变大,分辨率变差。结果时,技术人员必须输入所使用的合适折射指数。如果使用光纤生产厂家所报告的折射指数,则OTDR将精确地报告光纤的质量。·后向散射系数后向散射系数(K)为OTDR提供一个给定光纤的相对后向散射电平。后向散射系数在出厂进行设置,通常,技术人员不改变这一参数。改变后向散射系数将会影响所报告的反射值以及光回损。测量Ⅱ测量一般有自动测量、手动测量、实时测量三种模式,曲线上显示出的突变点统称为事件10us脉宽·事件解释通常,有两种类型的事件:反射事件与非反射事件。●反射事件反射事件出现于光纤中存在不连续,引起折射指数的突然改变时。反射事件可以出现在断点、连接器连接处、机械接头或者光纤的不确定端点。对于反射事件,连接器损耗通常在O5dB左右。但是,对于机械接头,损耗通常在O1dB到O2dB之间。·非反射事件非反射事件通常是由于熔接损耗或者弯曲损耗,例如,宏弯曲所生成的。典型的损耗值范围为OO2dB到O1dB,取决于熔接设备与操作者。对于非反射事件,事件损耗可能会作为一个事件增益出现,在OTDR迹线上显示为一个阶跃。20us脉宽10EPON基础介绍≡△I EPON原理以太网无源光网络种,采用点到多点802·3ah标准简介■(EPON)是无源光网络(PON)中的一(P2MP)结构的单纤双向光接入架构实现数据、语音和视频的全业务接入。它在物理层采用了PON技术,在链路层使用以太网协议,因此,它综合了PON技术和以太网技术的优点。一个典型的EPON无源光网络系统由光线路终端(OLT:Optica|光网络单元(ON∪:Optica NetwOrk∪n it/n)、 丿“分酉己网络(ODN: Optica|ONT: Optica|NetwOrk Term丨nat丨⊙D stribution NetXA/Ork)组成。光分配网络包括光分路器(Sp|itter)和Line Terminati⊙n)、EPON为以太网PON(Ethernd_PON)的简称,是以太网技术和PON技术结合的产物,综合了以太网和PON各自的优势,因此具EEE8O23ah之下有较强的竞争力。|EEE于2OOO年11月,成立了在丨的EFM(Ethemetin the First Mi|e task fOrce)工作组,负责开发有关EPON的标准。包栝Cisc⊙、3Com、|nte、SBC等69个公司参与了这项工作,重点是规范EPON的MAC层协议,其它方面的工作仍T SG15来完成。标准中定义了EPON的物理层、由FSAN组织和|T∪—MPCP(多点控制协议1OOOBASE-PX2O。口不)、OAM(运行管理维护)等相关内容。光纤,OLT位于中心局,提供EPON系统与服务提供商核心数据、视频和电话网络之间的接口。ONU位于用户端,提供用户的数据、视频和电话网络与EPON之间的接口。Sp|itter是一个简单设备,它不需要电源,可以置于全天候的环境中,—般一个Sp丨itter的分线率为8、16或32,并可以多级连接。在EPON中,OLT到ONU间的距离最大可达2Okm。8O23ah标准规定EPON采用固定的125Gbit/s(标称为1OOOM bit/s)上/下行对称速率。定义了两种EPON接口,即1OOOBASE-PX1O|EEE制定EPON标准的基本原则是尽量在8O23体系结构内进行EPON的标准化工作,最小程度地扩充标准以太网的MAC协议。这就最大程度的继承了以太网经过长期、大规模实践检验积累下来的宝贵技术经验。EPON在下行方向采用广播技术,上行方向执行时分复用相关接入协议。由于上行方向上的给定时刻只允许一个用户传输,为了避免不同用户的冲突,采用了多点控制协议(Mu|ti pointcontrd prOtocd,MPCP)。EPON系统架构基本图如下N物理层测量主要技术指标定义和测试辶I晏中心机滂l 变:I1兆缀 ∷ 配线光缀 1n,户光缆 l 朋户攒入(-)平均发射功率平均发射功率是光发射机耦合到光纤的伪随机数据序列的平均功率在S参考点(紧靠光发射机OLT或ON∪的光连接器后的光纤点咖的测试值。圃纛鳓OLT下行平均发射功率沮J试的难点是当下行方向有149Onm和155Onm时,就需要将两种波长光分开,再进行测量。上行131Onm信号只有在某些预定时刻被激活,即突发模式,所以测试上行信号要求OLT与ON∪之间必须保持连通状态,同时也要求测试方法或设备具备测量突发信号功率的能力。平均发射功率指标见表1(不包含EPON技术采用单纤波分复用技术(下行149O nm,上行131Onm)实现单纤双向传输。当提供CATV业务时,下行方向就会有155Onm,但是不包含在EPON架构内,当采用数字T∨尤其是|PTV时,二者就可以合成一体了。在物理编码子层,EPON系统继承了吉比特以太网的原有标准,采用8B/1OB线路编码和标准的上下行对称1Gb〃s数据速率(线路速率为125GbⅣs)。155Onm):EPON以与现有以太网的兼容性而容易被市场接受。以太网技术,是迄今为止最成功和成熟的局域网技术。EPON只是对现有|EEE8O23协议作一定的补充,基本上是与其兼容的。考虑到以太网的市场优势,EPON与以太网的兼容性是其最大的优势之一。以太网技术也是不断更新和发展的。百兆/干兆以太网是继承原来以太网的核心遗传因子,使得以太网的速率提高了一两个数量级。EPON的思想也是继承以太网的核心遗传因子,将以太网最核心的最本质部分保存下来,添加多址接入和远距离传送的成分,使得传输距离和接入拓扑上取得突破。EPON协议简单,对光收发模块技术指标要求低,因此系统成本较低。另外,它继承了以太网的可扩展性强、对ntemet接入、语音、丨P数据业务适配效率高等优点,同时支持高速丨|PT∨1O00BASE_P×1O_D10O0BAsE-P×1O_∪10OOBASE_P×20-D100OBAsE_P×20_∪测试方法1.下行平均发射功率测试测试步骤0LT/0NU发射功率及发射机平均关断发射功率测试配置图(a)、TDM专线甚至CAT∨等多种业务综合接入,并具有很好的QoS保证和组播业务支持能力,是目前建设高质量接入网的重要备选技术之一。按图1搭建测试配发射功率(b)光功率计设置在被测波长上,待输出功率稳定后读出平均(c)如有1550nm光,需要在S点加入高隔离度滤波器分离149Onm和155Onm光再分别测量,则平均发射功率P=P1+P2,其中P1为功率计读出的功率,P2为高隔离度滤波器的插入损耗(dB)。注:高隔离度滤波器使用前要进行校准2.上行平均发射功率测试配置(三(c) 调整光谱分析仪(或光波长计),找到并读出主模中心波长。)MLM激光器的最大RMS谱宽最大RMS谱宽是MLM(多纵横)激光器的光谱特性参数。σ‰s表示规定光谱积分区内的总功率,积分区的边界功率相对于主峰跌落2OdB。 具体指标见表3, 表4:ψ∶∷盂嵬婴觊=禹酎婴0NU突发模式发射功率测试配置图2127O128O25235O1722492803502591761297:△ 黠图3搀Ⅰ百婴曩曩纛忍35O13501360148O-150OO88oNU突发模式发射功率测试配置表3 1OOOBASE-PX1O-D不口|OOOBASE-∪X1O-∪发射+Jl频谱限值(MLM激光器)126O1270129O测试步骤(a) 如ON∪支持连续光发射状态,可以参照下行光测量方法进行测量O720862O025O255075O93(b)如ON∪工作在突发模式下,可按图2搭建测试配置从光功率计读出平均发射功率P1,断开光功率计连接上光示波器,测量ON∪总的发射周期T1和实际发送信号时长T2,则242P=P1+1O|og2N+P2,其中N=T1厅2,P2为加入的⒈2光分路器的插入损耗出发射功率。注:1∶2光分路器使用前要进行校准(二)激光器工作波长(dB);(c) 如使用突发模式光功率计可按图3搭建测试配置并直接读130813171320220135OO77148O-150O激光器工作波长指它的主纵模中心波长。工作波长受模式噪声、光纤衰减、光纤色散等的限制。EPON系统的激光器可以工作在131Onm和149Onm两个窗口。131Onm窗口的工作波长应在表4 1OOOBASE_PX2O-D乔口丨OOOBASE-∪X2O-∪发射+Jl频谱限值(MLM激光器)测试步骤(al 按图4所示搭建OLT和ONU的测试配置126O~136Onm之间。而149Onm窗口的工作波长应在148O~15OOnm之间。具体指标见表2。1OOOBASE-P×10~D1O0OBASE-P×1O_∪(b) 调整光衰减器,使输出光功率在光谱分析仪要求的范围内10OOBASE_PX20-D1O00BASE-P×2O-∪1480-1500(c) 定义积分区边界λ1和λ2OdB2,通常选取光功率下降到一的点对应的波长λ1和λ2;(d)计算最大均方根谱宽σ(四`淞=冗0)。/,l冗)r/,L/∫龙)泷〃测试配置如图4所示)SLM激光器的最大-20dB谱宽婴岭婴哀轻龉唰”婴最大-2OdB谱宽是SLM(单纵模)激光器的光谱特性参数,它表示光谱积分区的宽度,而积分区边界功率相当于主峰跌落2OdB。具体指标见表5:丬0OOBAsE-P×OLT激光器工作波长测试配置1O-D | ○LT s | 11OOOBASE-P×10_∪1O0OBASE-PX20-D婴测试步骤10O0BASE_P×2O-∪oNU激光器工作波长测试配置图4表5 最大-2OdB谱宽测试步骤(al 按图4所示搭建OLT和ON∪的测试配置(a) 按图4所示搭建⊙LT和ON∪的测试配置要求的范围内(b) 调整光衰减器,使输出光功率在光谱分析仪要求的范围内(或光波长计)(b)调整光衰减器,使输出光功率在光谱分析仪(c) 定义积分区边界λ1和λ2OdB2,通常选取光功率下降到一的点对应的波长λ1和λ2;12(d) 计算最大-2OdB谱I充: σ~2。=λ2-λ(五)sLM激(d)测试ON∪时,调整示波器,使示波器能够锁定突发信号(e) 按照模框参数记录相应的值。(七)消光器的最小边模抑制比最小边模抑制比(SMsR)是单纵模(SLM)激光器在最坏全反射条件下,全调制时,主纵模的平均光功率M1与最显著边模M2的光功率之比的最小值,定义:SMSR=1O|g(M1/M2),具体指标见表6:10OOBAsE-P×1O_D1O0OBASE—P×10-∪光比消光比是最坏反射条件下,在全调制情况下,传号P1(发射光信号)平均光功率与空号PO(不发射光信号)平均光功率的比值定义: ER=10|g(P1/P0), 指+/TxJmb表8:1OOOBASE-P×1O_D | OLT S10O0BASE-P×1O-∪10OOBAsE_P×20-D1OOOBASE-P×20_∪测试步骤(a) 按图4所示搭建OLT和ON∪的测试配置消光比测试配置如图7:(b) 调整光衰减器,使输出光功率在光谱分析仪要求的范围内(c) 测量主纵横的功率M1;(d)测量最显著边横的功率M2;(e) 计算最小边模抑制比:SMSR=1O|g(M1/M2)(六)发射机眼图鹬禹婴曩u椤耐oLT消光比例测试配置为了防止接收机灵敏度过分劣化,要对发送信号的波形加以控制,通常是用在S点上发射机眼图模框来规范发射机送出的光发送信号的脉冲形状。发射机的眼图配置如图5:枷:舾踽鼽馐￡婴躔曩旨弘黠〕oNU消光比测试配置图6测试步骤ˉ躞惚踟婴+婴黝二I了(a) 按图6所示搭建OLT和ONU的测试配置(b) 调整光衰减器,使输出光功率在光谱分析仪要求的范围内(c) 调整示波器获得稳定的波形0NU发射机眼图测试配置图5(d)读出传号和空号的功率P1和P0;(e) 计算消光比: ER=1O|g(P1/PO)。发射机的眼图模板如图6所示,具体指标见表7。l,k)发射光调制幅度(OMA)“1”光调制幅度(OMA)定义为位可为dBm或mw,指标见表9:幅度, “O”光功率间的差值,单 1γ’ so1000BASE_P×10-D10OOBAsE_P×1O_∪-22(O6)-022(095)28(19)-022(O95)|—————ˉ1UI ~|图6测试配置如图8:100OBASE_P×10-D1OOOBAsE-P×1O_∪1000BASE_P×20-D10OOBASE_P×20_∪OLT sON∪SOLT SON∪S22,O375jO20,O20,O30}{O22,0375,020,O2O,030}{O22,O375,02O,02O,03O}{O22,O375,020,O20,O3O)嘞婴¨婴扌0LT的oAM测试配置表7测试步骤(a) 按图5所示搭建○LT和ONU的测试配置鳓j)禹觊测试步骤0NU的0MA测试配置图7(b)调整光衰减器,使输出光功率在光谱分析仪要求的范围内(c)测试OLT日寸,调整示波器,根据线路速率调整出相应的模框,获得稳定的波形,并由人工调整或仪表自动对准,使波形与模框之间的位置最佳(al 按图7所示搭建OLT和ON∪的测试配置(b) 调整示波器获得稳定的波形13(c) 读出传号和空号的功率P1和P。(d) 计算OMA=P1_P。。(九)接收机灵敏度丢包率尽量接近但小于1O9,观察丢包率基本稳定后记录此时的丢包率(d)如果按图9所示搭建测试配置,从光功率计读出并记录接收光功率,将其值设置为P平均;接好示波器,测量ON∪的总发射周期T1和实际发送信号的时长T2,则P灵敏度=P平均+1O丨og2N+P2,其中N=T1厅2,P2为加入的1:2光分路器的插入损耗接收机灵敏度作为衡量光接收机性能的首要指标,与其它指标密切相连。对EPON系统的实现和应用有重要影响。其定义为在R参考点(紧靠光接收机OLT或ON∪的光连接器后的光纤点)上,达到规定的BER(BER<1O12)时所能收到的最低平均光功率,指标见表1O:(dB);(e) 如果按图1O所示搭建测试配置,用具有突发模式测量功能的光功率计直接测量ON∪的突发功率。(十)接收机过载功率∷∷1OOOBAsE-P×10_D1O0OBASE_PX1O-∪10OOBASE_P×20_D1OOOBAsE-P×2O_∪表1O1.下行方向ONU的接收灵敏度测试测试配置如图1O所示接收机过载功率是指在R参考点(紧靠光接收机OLT或ONU的光连接器后的光纤点)上,达到规定的BER(BER(1O12)时所能收到的最大平均光功率。10OOBAsE_P×1O_D1O00BASE_P×1O_∪100OBAsE-P×20-D10OOBASE_P×2O-∪表111.下行接收端过载功率测试,测试配置参见图8测试步骤下行接收灵敏度和过载功率测试配置图8(al 按图8所示搭建测试配置(b) 配置ON∪的允许带宽为最大,网络分析仪发送上行测试信号测试步骤(a) 按图8所示搭建测试配置(c)调整光衰减器,使丢包率大于1O9,然后逐渐减小衰减值,使网络分析仪检测到的丢包率尽量接近但小于1O9,观察丢包率基本稳定后纪录此时的丢包率(b) 配置ON∪的允许带宽为最大,网络分析仪发送下行测试信号lc) 调整光衰减器,逐渐增加衰减值,使网络分析仪检测到的丢包率尽量接近但小于1O9,观察丢包率基本稳定后记录此时的丢包率(d)断开R点,将光衰减器的输出与光功率计相连,记录此时对应的接收光功率。2.上行接收端过载功率测试,测试配置参见图10和图Ji测试步骤(a) 按图9和图1O所示搭建测试配置(d)断开R点,将光衰减器的输出与光功率计相连,记录此时对应的接收光功率。2.上行方向OLT突发光接收灵敏度测试测试配置如图9,图1O所示(b)配置ON∪的允许带宽为最大,网络分析仪发送上行测试信号;调整光衰减器,逐渐减小衰减值,使网络分析仪检测到的丢包率尽量接近但小于1Oˉ9,观察丢包率基本稳定后记录此时的丢包率(c) 如果按图9所示搭建测试配置,从光功率计读出并记录接受光功率,将其值设为P平均;接好示波器,测量ON∪总的发送周期T1和实际发送信号的时长T2,则P灵敏度=P平均+1O|og2N7+P2,其中N=T1厅2,P2为加入的⒈2光分路器的插入损耗(dB)上行突发信号接收灵敏度和过载功率测试配置一图9(d)如果按图1O所示搭建测试配置,用具有突发模式测量功能的光功率计直接测量ONU的突发功率。(十一)接收机反射系数接收机反射系数是在R参考点(紧靠光接收机OLT或ONU的光连接器后的光纤点)的反射光功率Pr和入射光功率P|之比,定义:接收机反射系数=1O|g(P「/Pi),具体指标见表12:上行突发信号接收灵敏度和过载功率测试配置二图10测试步骤(a) 按图9或图1O所示搭建测试配置10OOBAsE_P×1O_D1OO0BASE_PX1O-∪1O00BASE-P×20_D10OOBAsE_P×2O-∪表12lb) 配置ON∪的允许带宽为最大,网络分析仪发送上行测试信号测试配置如图12所示(c) 调整光衰减器,逐渐增加衰减值,使网络分析仪检测到的14醌…铷J¨黠接收反射系数测试配置图11光谱仪■光谱仪(SpectrOscope)是将成分复杂的光分解为光谱线的科学仪器,一部典型的光谱仪由入射狭缝(或光纤入射)、色散元件、聚焦光学系统和探测器组成,与计算机技术相结合,可以集信息采集、处理、显示、存储诸功能于一体。(一)光谱仪简介测试步骤(a)按图11所示搭建测试配置(b)调整光连续波反射仪(c) 读出反射系数。I EPON光功率计EPON下行信号采用广播方式发送149Onm和155Onm光信号目前应用于光纤通信系统光波长范围8OOnm-16O0nm的主流”“红外光谱仪是光栅型光谱仪,它的核心器件光栅能够将不同波长光子分拣出来,反射到探测器上进行光电转换,信号再经过电路放大、AD转换后送入处理器显示或存储,从而实现光谱的测量和分析。随着光子探测器(CCD)、光电二极管阵列(PDA)等技术的出现,光谱仪已经不再采用机械旋转光栅选择波长进入探测器了,分光后不同波长的光可以直接照射到探测器阵列上进行光电转换,从而实现快速测量。光栅型光谱仪结构简图如下上行方向131Onm光信号只在149Onm信号分配的特定时刻发送,及突发模式。这就意味着只有当OLT(光线路终端)和ON∪(光网络单元)链路建立连接时才能激发131Onm光信号。EPON光功率计是根据以上EPON光路系统特点而开发的光功率计,它具有以下四个特点:1可以直接连接到网络中进行测量,不影响上下行光信号的传输;2同时测量131Onm,149Onm和155Onm三路光的功率;3正确测量131Onm突发模式信号光功率;4可以插入网络中的任何一点进行测量。EPON光功率计由分光光组、光探测器、模拟信号处理、单片机数字处理及数字显示等部分组成。使用时将它插入光线路中提取部分光功率进行测量,利用WMD技术将单纤上的两路光(155O/149Onm)分开,如图1所示,并可以接收突发光(131Onm)信号,再应用光电转换技术将光辐射强度变化线性地转换为可测量的电压信号,经过处理后显示。其方框图如图2。光栅型光谱仪结构简图(二)光谱仪在光通信系统中的应用图一分光光组法→白激光器光谱仪测量图光纤通信系统中由激光器谱宽带来的色散等问题极大地影响光信号在光纤中的传输质量,所以需要使用光谱仪对激光器光谱进行测量。上图为法→白激光器的光谱图,从图中可以看到法→白激光器发射的131Onm光的中心波长和众多边模,以及它们之间的相对强图2EP○N光功率计框图EEE8O23ah协议规定的EPON发射接收光功率范为满足测量丨围的要求,EPON光功率计测量范围在+1OdBm~-4OdBm(155O,149Onm和131Onm连续光测量模式)之间,以及+1OdBm~_3OdBm(131Onm突发光测量模式)之间。EP⊙N光功率计可以作为普通光功率计使用,不过应注意它只能测量三种波长光功率,并且测量时应检查接口是否选择正确。度关系。在通信系统中,通过光谱仪可以测量发射中心波长、激光器谱宽和边模抑制比等相关指标,以检测光信号的光谱是否符合要求。(三)光谱仪主要光学指标㈠)波长范围光谱仪应用广泛,选用光谱仪时应首先考虑探测对象的波长范围,如光纤通信系统中波长范围8OOnm-16OOnm。决定波长范围的核心器件是光栅,一般而言,在购买时可以由用户选择。EPON光功率计大部分指标与普通光功率计相同,但是由于采用了WMD技术分离不同波长的光信号,其隔离度指标是一个非常重要的参数,它表明不同光之间的串扰程度,直接影响到测量的准确性。目前市场上的各类EPON光功率计隔离度一般是在4OdB以上。指(2)光学分辨率光学分辨率指光谱仪所能分辨出的最小波长差,一般来说,光栅线对数越高,分辨率也越高。如果使用光谱仪测量激光器谱宽等指标,应该选择合适的分辨率,分辨率越高,测量也越准确,但是成本上升,分辨率低于谱宽,也就可能测量不到谱宽了。另外,对光栅来说,分辨率越高,其波长范围也相对较窄,因此选用时应特别注意。 标功率范围指标直通插损db光谱频带dbm连续光突发光10~-408~ˉ3012~-401525~ˉ40<151260-1360>50)501550<151540-15601490 丨 >40nm1480-1500光隔离度db○RL db光纤类型)40-55单模光纤(3)灵敏度灵敏度是光谱仪所能探测到的最小信号强度,这项指标与探测波长和探测器类型均有关。15oTDR测试常见问题I仪表问题·一般问题∷1问题:屏幕黑屏或者设备无法开机可能的原因2问题:启动后显示屏几乎空白或者屏幕上字符摸糊可能的原因电池电量已耗尽解决方法亮度设置不正确解决方法为电池充电,通过交流适配器/充电器将设备连接到外部电源●光纤连接器问题不当的光纤连接会引起的测量迹线故障说明如下进入设置菜单,调整屏幕亮度1当测量迹线如图一所示时2当测量迹线如图二所示时可能的原因有可能的原因有①使用不当的光跳纤接头②连接器清洁不良③连接器老化解决方法①连接不可靠②连接器对位偏③定位销未对准解决方法①更换光跳纤②清洁连接器③更换连接器①重新连接②更换连接器测试设置问题Ⅱ·问题:轨迹曲线显示过短,测量时间过长问题:测量事件不全可能的原因可能的原因脉宽太大解决的方法设置的测试距离过长解决方法根据光纤实际长度或自动测量模式测得的长度设置合适的长度范围。●问题①选择小一级的脉宽量程。②增加测试时间问题:轨迹噪声太大可能的原因:轨迹显示不全,测试失败可能的原因设置的测试距离过短解决的方法脉宽太小,扫描时间不够解决的方法将测试距离设置为大于等于光纤的实际长度①增加测试时间②适当增大脉宽③将平滑功能设置为高16