回损测量方法的比较

1光回损测量方法的比较光回损测量有两种方法：OTDR法和OCWR法，这两种方法都是IEC61300-3-6建议的方法。下面描述了两种方法的测量灵敏度差异和如何使用两种方法得到相同测试的结果。OCWR(OpticalContinuousWaveReflectometry)回损测量法具有很长的历史，是最接近RL定义的测试方法，根据IEC61300-3-6的描述，OCWR法适合测量≤55dB的回损类型。OTDR法由于使用方便，无需缠绕，可以测量更大动态范围（55dB），测试速度快等优点受到更多欢迎。在讨论任何RL测试结果前必须强调，适当的检查和清洁是取得准确测试结果的前提，连接问题是我们大多数时间得到得到异常结果的原因。只有在恰当的连接下才能准确测量到RL，RL的值会由于每次连接时连接表面的微小变化而受到影响。图1:JDSU基于OTDR法的插回损仪表回损来源回损是指在器件输入端、光纤接头或者定义的某一段光路上反射光与入射光功率的比值。对于所有的RL测量，对于所有测量方法，DUT长度的定义是关键。举例如下：对于两种方法，长度或者光路径的定义不同，反射反射是由于光从一种介质进入另一种折射率不同的介质造成的。菲涅尔现象描述了这种反射因此通常称为菲涅尔反射。对于光接头，造成反射的原因是机械接头的空气气隙、中心对齐误差和污2染造成的微小颗粒。图1是两个个光纤接头通过适配器连接，接头连接的地方产生了由于局部不连续引起的回损。图2:光纤接头的局部，连接处产生了菲涅尔反射散射光束在光纤中前向传播时，遇到光纤中的不连续点会产生散射，产生不连续点的可能是制作光纤材料的杂质、微小的空气气隙甚至机械拉伸。散射有许多种，最常见的是瑞利散射，其强度与光波长的4次方成反比。瑞利散射和菲涅尔反射的主要差别是瑞利散射存在于整个光路径上。举例说明：普通的2米长SMF-28单模光纤的回损是69~70dB.当我们比较两种回损测量方法时这个特征对于我们的比较十分重要（1）。图3:光束在纤芯中传播时，遇到不连续点和拉伸会产生回损3回损测量方法下面是两种回损测量方法的介绍，详细介绍可参考IEC61300-3-6.OCWR法：OCWR是普通的光功率测量法，比较无被测件接入时的发射光功率和接入被测件后的反射光功率，下面是测量连接：图4:OCWR法为了准确到测量被测件的回损需要在连接被测件的前后进行人工缠绕这种方法需要将光终结掉。终结点决定了RL测量的长度或者光路径，如图4：图5:光的终结是OCWR测量方法的关键，第一个MANDRELBR0和第二个MANDREL决定了测量区域，BR0做参考用于消除测量引入纤对测量结果的影响。4很明显，OCWR法不能区分瑞利散射和菲涅尔反射。在多数情况下OCWR法使用不超过1.5m的测试导入纤，由于我们无法分开A部分瑞利散射光的影响，测试结果中包含A部分的散射光，因此OCWR法可以测量到的最小RL极限值是70dB（1）.时域法时域法来源于大家熟悉的OTDR，但时域法的校准方法不同于OTDR。OTDR反射测量的参考点是被测段的前一点，这一点的功率作为RL测量的入射功率。图6是基本的测量设置。图6:OTDR法测量图示OTDR法由于无需缠绕，基本设置很简单，只需要两个步骤，如图6.定义RL测量的区域是OTDR法测量的关键。图7:软件设置OTDR法的测量区域OTDR法的一个显著优点是可以区分瑞利散射和菲涅尔反射，可以让用户自己选择测量某个接头的RL，可以去除测试引入纤的影响，因此测量范围可以从70dB提高到80dB.JDSUDiscreteMode(离散模式)离散模式可以找到光路经上的单个反射峰，并根据该反射峰计算RL的值。由于分辨率的限制，离散模式RL测量窗口的长度设置最小是0.5m，如果这个区域内有两个以上的反射峰，测试结果只记录最大的那个反射点的回损。在离散模式下，在DUT周围的改变测试窗口的位置不影响测量结果。5JDSUIntegralMode(积分模式)积分模式测量定义的窗口区域光路经上的所有的反射功率，跟OCWR法类似。在连接器的RL超过60dB的情况下，瑞利后向散射会影响测量结果。由于分辨率的限制，积分模式的测试窗口设置应该大于1.5m。值得注意的是瑞利后向散射随着路径长度变大，如果在光路上移动一个固定长度的测试窗口，RL的测试结果会有变化，变化范围会达到±0.5dB.JDSU设置建议下面是一般测量设置建议光连接器对于光连接器，JDSU推荐“DiscreteMode”，用预先设定的默认测试条件。这种测量消除了瑞利散射的影响，测量到的是光连接器真正的RL值。图8:光连接器测量时ORL的设置光纤，无源器件和分布反射对于光纤、大型光无源器件和具备分布反射特性的被测器件，JDSU推荐使用“IntegralMode”并采用预先设定的默认测试条件。预先设置的默认测试窗口可以消除用于测试连接的光连接器和光纤的影响。如果测试跳纤太长，也可以手动移动测试窗口，使测试窗口更靠近被测件。6图9:“Integral”模式测量时ORL的设置用OCWR和OTDR法取得相同的测试结果比较OCWR和OTDR法的测试结果时需要考虑下列条件，1.连接器前的开始窗口长度不小于0.25m2.窗口总宽度不小于1.5m3.测试窗口的总长度必须与OCWR法相同7图9:OCWR法和OTDR法进行比较测试的设置测量距离最后一部分是一些测试结果的举例：线性度下面是JDSU做的测试结果比较试验，VBR是一个可编程的反射计。OTDR法设置的测试窗口长度等于OCWR法的MANDRAL定义长度。MTJ测试跳线终结–作为参考值BR0在DUT后终结用JDSUmORL进行对等的测量设置8总结OTDR法测量光回损由于操作简单、灵活已经成为回损测量的主要方法。它的另一个优势是可以分开菲涅尔反射和瑞利散射造成的回损。通过适当的操作和准确理解、设置测试窗口，可以得到和OCWR法相同的测量结果。对于光接头，使用OTDR法的“discretemode”模式，可以得到真正的不受测试跳纤影响的RL结果。PCT&RxORLComparison-Window22530354045505560657020304050607080VBRSettings(dB)ORL(dB)PCTWindow2Rx-CH2Rx-CH4