【电子行业标准(SJ)】 纤维光学开关 第１部分：总规范

1范图
中华人民共和国电子工业推荐性部标准纤维光学开关
第一部分：总规范
Fibre Optic Switches
Part1:GenericSpecification
第1章总则
SJ/Z9023.2—87
IEC876-1(1986)
本标准适用于纤维光学开关，包括质量评定程序以及被认为是实用的标准的光学、机械和环境性能试验和测量方法，在本标准公布之日起采用。2目的
制订本规范的目的在于对下列各项内容确定统一的要求：一光学、环境和机械性能，
—试验方法，
一一纤维光学开关的分类和分级，安全事宜。
规范体系
本总规范与所属的各规范的关系在附录A中给出。引用文件
IECQC001001（1981）：《IEC电子元器件质量评定体系（IECQ）基本章程》IECQC001002（1981）：《IEC电子元器件质量评定体系（IECQ）程序规则》IEC27-1标准（1971）：《电工技术用文字符号》第一部分：总则CB421084《电子设备用机电元件名词术语》（IEC50（581）标准（1978）《国际电工技术词汇》第581章电子设备用机电元件）IEC50（845）标准（1986）《国际电工技术词汇》第845章照明SJ/Z9001.1一87《基本坏境试验规程第一部分总则和导则》（1982）《基本环境试验规程第一部分总则和导则》）中华人民共和国电子工业部1987—10--12批准1
（IEC68-1标准
SJ/Z9023.2-87
SJ/Z9001.2-87《基本环境试验规程第二部分各种试验试验A；寒冷（低温）》（IEC68一2一1标准（1974）《基本环境试验规程第二部分各种试验试验A，寒冷》，第一次修订（1983)）
IEC68-2—1A标准（1976）《对IEC68-2—1标准的第—次补充》）SJ/Z9001.3-87《基本环境试验规程第二部分各种试验试验B：于热（高温）》（IEC68—2-2标准（1974）《试验B：千热》）（IEC68-2-2A标准（1976）《对IEC68—2—2标准的第—次补充》）SJ/Z9001.5-87《基本环境试验规程第二部分各种试验试验Ca：恒定湿热》（IEC68—2--3标准（1969)试验Ca：恒定湿热，第一次修订（1984））SJ/Z9001.12一87《基本环境试验规程第二部分各种试验试验Sa：模拟地面上的太阳辐射》
（IEC682—5标准（1975）试验Sa：模拟地面上的太阳辐射）SJ/Z9001.18—87《基本环境试验规程第二部分各种试验试验Fc：正弦振动》(IEC68-2-6标准（1982）试验Fc和导则：正弦装动，第二次修订（1985)）SJ/Z9001.43一87《基本环境试验规程第二部分各种试验太阳辐射试验导则》（IEC--68—2—9标准（1975）太阳辐射试验导则，第—次修订（1984））SJ/Z9001.13一97《基本环境试验规程第二部分各种试验试验J：长霉》（IEC68-2--10标准（1984）试验J：长）SJ/Z9001,14—87《基本环境试验规程第二部分各种试验试验Ka：盐雾》（IEC68-2-11标准（1981）试验Ka：盐雾）SJ/Z9001.7一87《基本环境试验规程第二部分各种试验试验M，低气压》（IEC68-—2--13标准（1983）试验M：低气压）SJ/Z9001.4-87《基本环境试验规程第二部分各种试验试验N：温度变化》（IEC68-2--14标准（1984）试验N：温度变化）SJ/Z9001.23一87《基本环境试验规程第二部分各种试验试验Ea：冲击》（IEC68一2一27标准（1972）试验Ea：冲击，第一次修订（1982）和第二次修订（1983））
SJ/Z9001.24-87《基本环境试验规程第二部分各种试验试验Eb：碰撞》（IEC68一2—29标准（1968）试验Eb：碰撞，第一次修订（1982）和第二次修订（1983））
SJ/Z9001.6-87《基本环境试验规程第二部分各种试验试验Db：循环湿热（12+12h循环）》
（IEC68-2—30标准（1980）试验Db和导则：循环湿热（12h+12h循环））SJ/Z9001.10一87《基本环境试验规程第二部分各种试验试验Z/AD：温度/湿度组合循环试验》
（IEC68—2--38标准（1974）试验Z/AD：温度/湿度组合循环试验）SJ/Z9001.16一87《基本环境试验规程第二部分各种试验试验Kc：接触点和连接件的二氧化硫试验》
SJ/Z9023.2—87
（IEC68-2—42标准（1982）试验Kc：接触点和连接件的二氧化硫试验）IEC102导则（1979）《电子元器件质量评定的规范结构》SJ/Z9007~—87《计数检查抽样方案和程序》（IEC410标准（1973）计数检查抽样方案和程序）SJ/Z9006一87《电子元器件（或部件）规范中逐批检查和周期检查程序指南》（IEC419标准（1973）电子元器件（或部件）规范中逐批检查与周期检查指南）IEC617标准《图形符号》
SJ/Z9004.4一87《着火危险试验，第二部分：试验方法，针焰试验》（IEC695一2一2标准（1980）着火危险试验第二部分：试验方法：针焰试验）其它标准：
ISO129标准（1959）《工程制图——尺寸标准》ISO286标准（1962）《
《公差和配合的ISO体系一一第一部分：总论公差与偏差》ISO370标准（1975）免费标准bzxz.net
《尺寸公差一英寸和毫米的相互换算》ISO1000标准（1981）《国际单位制和推荐使用的该单位制倍数以及某些其它单位》ISO1101标准（1983）《工程制图一何公差，形位公差一一总则、定义、符号和图示方法》
ISO2015标准（1976）《星期编号》5参照文件
IEC7931标准（1984）《光纤第一部分：总规范》IEC794-1标准（1984）《光缆第一部分：总规范》6名词术语，单位和符号，尺寸
6.1名词术语
下列各条包括适用于纤维光学开关的名词术语。6.1.1开关Switch
指能根据要求将来自一个端口的光辐射耦合至一个或多个其它端口的纤维光学器件。6.1.2型式Type
指设计用以完成分规范所规定的特定的光换接功能的一类纤维光学开关类别。6.1.3品种Style
品种是按照详细规范规定的某种给定型式中的一种特定式样、形状或工作原理。6.1.4规格Variant
规格是按照详细规范规定的某一品种在特定细节上（例如连接器）的变化。6.1.5光学名词术语Opticalterminology正在考患中。
6.2单位和符号
凡有可能，单位和图形符号从IEC27标准和IEC617标准中选用。6.8尺寸
SJ/Z9023.2-87
6.8.1在分规范和详细规范中的细节分规范应提供工作原理、端口数、掷数、波长依赖性、端口型式（光纤或连接器或二者组合）等方面的细节。
分规范还应根据尺寸、体积及预定用途（军用，室外，无防护等等）详述开关的分类。详细规范应提供最大尺寸及诸如插入损耗、转换速度、功率要求等工作参数容许偏差方面的资料，以使用户将开关设计得能装进系统或设备中，或者能将开关装进管道或光缆敷设通道中。
6.3.2在分规范和详细规范中的尺寸单位注应当同时给出尺寸及其公差的毫米值。尺寸要求的最高精度应是这样的值：第一位数字为1或2时应不大于五位数字，第位数字为3至9时，应不大于四位数字。如果原始尺寸为英制，导出尺寸为公制，可以保留英制，在图中英制尺寸应用括号括起来。6.3.3英寸和毫米尺寸的换算（注）在尺寸换算中，其值一般应圆整到最接近于0，01mm。当然，如在机械和光学性能方面的考虑允许时，则通常应将该值圆整到最接近于0,01mm。按照ISo370标准作精确换算后，单位制之间的换算也应保持良好的精度。6.3.4关于带公差的英寸尺寸换算成毫米尺寸时在详细规范中的说明（注）在每个详细规范中应加一条说明*…诸尺寸系由…*换算而来，但无必要精确地按照ISO370标准进行换算，不过在精度方面它与原始尺寸的差异是可以接受的。了纤维光学开关的分类
在分规范或详细规范中对纤维光学开关特性的全面阐述或对纤维光学开关的分类应如以下所述：
7.1光学性能
正在考虑中。
7.2机械结构
7.2.1外罩设计
端口数目，
一端口型式（光纤型和（或）连接器型），材料和表面处理，
尺寸分类，
一光缆，光纤或连接器的固定方法一在外罩上端口的方向
一外罩形状，
密封，
安装方法，
一实现接口的方法。
7.2.2内部设计
注：根据国内有关规定，对原文作了适当修改。4
工作原理，
实现方法。
7.3气候类别
气候类别用下列格式表示：
低温（℃）
SJ/Z9023.2—87
高温（℃）
按照SJ/Z9001.1~-87标准附录A的要求。7.4评定水平
恒定湿热持续时间(d)
应对经质量评定的全部纤维光学开关在分规范中选定一个字母标志，以表明满足鉴定批准要求所适用的试验及其严酷度。7.5额定值和特性
在有关分规范中应对每种型式的纤维光学开关可被接受的最低额定值和特性加以规定。在有关详细规范中应说明适用于每个具体品种和规格的纤维光学开关的额定值和特性。8标志
8.1器件的标志
当空间允许时，在每个纤维光学开关上均应有清晰和耐久的标志。标志的顺序如下：器件识别号，
制造厂识别标志，
制造日期标志（年/星期）。
8.2密封包装的标志
每一密封包装上应标有下列内容，一型号命名
一一表示评定水平的一个字母，一分规范和（或）详细规范要求的任何附加标志。9型号命名
正在考虑中。
安全事宜
正在考虑中。
订货资料
对符合本标准的产品，在采购合同中应列入下列订货资料：一详细规范号，
评定水平标志字母，
一如在详细规范中列有不止一种表面处理时，应列出开关的表面处理，5
一任何附加的资料或特殊要求。12在分规范和详细规范中的图
SJ/Z9023.2-—87
给出这些图的主要目的是为了保证机械互换性。这些图对那些不影响互换性的结构细节并不加以限制，也不作为制造图纸使用。设备的设计人员应掌握阐明的尺寸权限，而不是具体试样的尺寸。第2章质量评定程序
待将来考虑。
第3章试验和测量程序
13概述
本章概述试验和测量程序，业列出优先的试验严酷度，它们适用于IEC质量评定体系所包括的纤维光学开关。分规范阐明适合于所考虑的开关品种或规格的试验，也阑明对下列参数的详细分类：
——光学性能，
一机械结构。
14标准的试验条件
试验应在SJ/Z9001.1一87标准中规定的试验的标准大气条件下进行。测量前，开关应在试验的标准大气条件下进行预先处理，放置的时间应足以使整个器件达到热稳定状态。除非在分规范和(或)详细规范中另有规定，均应遵循上述要求。被配用的任何连接器（如为纤维光学开关的一部分）相互间均应正确连接。应以分规范中闻明的额定连接转矩拧紧螺纹连接的连接器。当某一试验中规定“安装”时，应把器件牢固地安装到适当材料制成的刚性平板上。对自由式器件采用夹持件，对固定式器件则采用正常的固定件。安装板的尺寸应超过试样的外廓尺寸。要求的与标准大气条件的任何偏离均应在分规范和（或）详细规范中加以规定。除非在分规范和（或）详细规范中另有规定，条牛试验后停顿时的恢复条件均应符合有关标准中的试验方法。
15外观检查
标志应符合81条的规定，经过任何规定的试验之后标志应清晰。应以仔细和精巧的方式进行制造。如无其它规定，经机械试验和气候试验之后，器件应无可见的损伤。
SJ/Z9023.2-87
包装的标志应符合8，2条的规定。应检查所包装的开关组件的完整性和正确性。16尺寸
16.1外形尺寸和体积
外形尺寸应符合有关详细规范的规定。体积应不超过规定的最大值。
17光学试验
17.1插入损耗
开关插入损耗的测量自在给出由于在一段光缆中插入一个开关而引起的有用功率降低的数值，以分贝（dB）表示。然而，注入光纤中的光功率有可能与经过一段长光纤传输后所获得的稳态分布相比具有较宽或较窄的模式分布，同时对某些光纤类型，光功率可能也被注入包层并沿包层传输，因此测量结果并不一定代表在长光纤系统或短光纤系统两种情况下产生的损耗。此外，在光纤几何参数和光学特性（例如：纤芯椭圆度，纤芯不同心度误差，数值孔径的变化等）方面的偏差也可导致插入损的变化，而这种变化不能归结为由开关质量缺陷所引起的。
注入条件应当使在开关接口处能获得满注入或者稳态模式分布。在IEC793--1标准的33.2条a）项和29.3条中分别阐述了这些注入条件。对测量方法I（基本插入损耗和试验方法）来说，经挑选的试验光纤应能用于评定纤维光学开关的固有质量。
凡有可能，在上述基本试验方法之外的试验方法也应采用经过挑选的光纤。本标准不规定完整系统中插入损耗的测量。有两种类型的测量可供选用：
类型I：光纤末端便于设备连接并进行测量。光纤
类型：光纤末端不便于进行测量，例如，每个端口装有连接器的开关。开关
所采用的测量方法应按照分规范和（或）详细规范中的规定。注：（1）注入光纤的光功率不高互能产生非线性散射效应的程度。7
SJ/z9023.2--87
（2）检测器系统的响应特性应不劣于规定的线性度。(3）测逐系统的总稳定度在整个测蛋期间不出现规定以外的变化。(4）剩盘结果可能与传输方向有关。应当注意保证使包层模式不影响测量结果。应按分规范和（或）详细规范的规定滤除包层模式，这可以靠光纤的自然作用，或者靠增加一个包层模式滤除器。应当考虑到连接界面处的斑纹类型可能会影响插入损耗测量。对光纤的要求：
应当采用与装入被测开关中的光纤同一类型并经过挑选的光纤或光缆，后者在几何尺寸和光学参数方面的偏差应保持在分规范和（或）详细规范给定的范围之内。考虑到光纤的应力和最小弯曲半径的影响，由开关或临时接点上引出的光纤或光缆的位置在整个测量过程中应保持固定。
一光纤段，和L
在分规范和（或）详细规范中应对被试开关前后的光纤段L，和L作出规定。对临时接点的要求：
临时接点应具有低的插入损耗，有重复性，并在输出端具有最小的菲涅尔反射。可采用某种折射率园配材料。
17.1.1具有便于连接的光纤末端的纤维光学开关的插入损耗测量测量步骤(基本测量方法）
在选定纤维光学开关任意二个有关的尾纤端口之后：a）按照下列简图测量并记录功率电平P1。当光纤与检测器单元耦合和分离后，功率电平的重复性应在有关分规范和（或）详细规范规定的范围之内，应调节临时接点使检测器处有最大的功率电平。
临时接点
光源。
激励单元
“检测单元
光源（S）、激励单元（E）、检测单元（D）以及光纤参数、光纤设L,和Z，的长度应符合有关分规范和（或）详细规范的规定。为了避免测量误差，在测量过程中激励单元、检测单元及临时接点（TJ）处的光纤末端应不发生位移。当开关端口的连接点不可利用时，测临时接点作为一个接合点以便评价激励单元E。注：临时接点（TJ）可以是一个微调架，一个机械接头等。b）在保证P，的稳定性之后，截断临时接点（TJ）和开关之间的光纤。此截断点的位置8
S3/Z 9023.2-87
（L，）应由有关分规范和（或）详细规范加以规定。临时接点
激励单元
截断处
检测单
c）从测量装置上去掉开关及其所附光纤，应注意不使临时接点（TJ）中的光纤发生位移。
d）制备临时接点（TJ）中光纤的自由端，使其平滑、基本为平面，并与光纤轴线垂直。
e）与a）项所述相类似，使制备好的光纤自由端相对于检测单元定位。临的接点
激励单元
检测单元
f）测量并记录功率电平P。，当光纤与检测单元耦合和分离时，功率电平的重复性应在有关分规范和（或）详细规范规定的范围之内。g）穿过开关的这一特定通路的插入损耗（&sw）按下列公式计算：P (dB)
dsw=-101og1oP。
注：由于在测量功率电平P1和功率电平Po。这段时间内临时接点的位置不改变，因此本方法不受临时接点的影响。17.1.2具有不便于连接的光纤末端的纤维光学开关的插入损耗测量在本测量方法中采用一个标准参照连接器组（R）（按分规范和（或）详细规范中的定义）。
测量步骤
在选定纤维光学开关任意二个有关的端口之后：a）按照下列简图测量并记录功率电平P。。当光纤与检测单元合和分离后，标准参照连接器组（R）被分离和连接后，功率电平的重复性应在有关分规范和（或）详细规范规定的范围之内。
SJ/Z9023.2—87
在分规范和（或）详细规范中应对标准参照连接器组和光纤段L，作出定义。光源
激励单元
连接器
R标准参照连接器组
连接器
检测单元
光源（S）、激励单元（E）、检测器（D）、标准参照连接器组（R）以及光纤参数和光纤段L1L，的长度应符合有关分规范才「（或）详细规范的规定。b）在保证P。的稳定性之后，将连接器组R分离并利用连接器R和RB把开关插入，以便与合适的端口相接合。
测量并记录功率电平P1。
欧劲学元
达接器
连按器
检测单元
当连接器和R和R=被分离和连接时，并且当开关被驱动或回复时，功率电平P，的重复性应在有关分规范和（或）详细规范规定的范围之内。c）通过纤维光学开关的这一特定通路的插入损耗按下列公式计算：P (dB)
&gw=-1010g10P
17.2串音和隔离度
在诸如开关这伴的多路器件中，存在着光由一个光路跨接耦合进入另一光路的可能性。本测量方法考虑了任意两个光路之间串音的所有原因。17.2.1测量方法
下图表明本测量方法的原理。
临时接点
激励单元
SJ/Z9023.2-87
检测单元
端接器
检单元
在分规范中应对光源（S）、激励单元（E）、光检测器（D）及端接器（T)作出规定。17.2.2功率符号（P）
P。=光纤1中的光输入功率
P，=光纤2的正向功率输出
P，=光纤2的后向功率输出
17,2.3测量步骤
光纤的自由端应平滑、基本上为一平面，并与光纤轴线垂直。应清洁光纤端。所有被测光缆应保持直线状态，以便因串音引起的作为包层模的合光不被失散。串音测量
选择一根光纤作为输入光纤，并用光源（S）和激励单元（E）注入，测量第二根光纤自由端处的光功率P，和Pb。
在距离输入激励点约20cm处截断输入光纤，测定输入功率P。，由此可以确定正向申音和后向串音。
采用下列公式计算正向串音和后向串音：IP
正向串音=—10log1。
后向串音=-101og1o
当串音耦合的光功率超出检测系统的检测范围时（亦即好的开关），则说明串音低于某一确定值。
17.8对环境光耦合的敏感性
测量纤维光学开关对环境光耦合敏感性的目的在于确定当开关接入工作位置后从外部光源能够耦合进波导通路中的光功率数值。由于在实际的光学系统中环境光对给定器件的照射方向是未知的，因此试验方法应在环境光从所有方向上照射器件时来评定环境光合。通过采用一个积分球可获得这样的照射条件。
SJ/Z9023.2-87
一个直接的方法就是从各个方向照射器件。在本试验中，假定通过光缆耦合进来的环境光可忽略不计。
17.3.1测量方法
斩波器
积分球
端接ton
光散射板
锁相放大器
检测器
葛口W
检测器
在分规范和（或）详细规范中应规定光源（S）、光散射板（F）、积分球（IS）、窗口（W）处的检测器（D.）和检测器（Dt）。斩波器(C)
采用一个频率为313Hz或939Hz，或频率不是50Hz或60Hz整数倍的方波斩波器。测量步骤
测量装置的推备：
a）接通设备电源，约经1h使达到稳定状态，b）如以上图7所示，将纤维光学开关置于积分球中。一在相应于一个通路的两个端口间连接上光缆，全部其它端口用不透明的连接器蓝、帽端接，或将各尾纤端通过光缆孔引到积分球外面并加以端接，测量积分球中的光功率电平P。
测量由被试开关引出的光纤中的光功率电平P.。开关对外部光的不敏感性I按下列公式计算；PL(dB)
Ie=-1010g1P。
17.4回波损耗
正在考虑中。
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