【电子行业标准(SJ)】 光纤光缆衰减测量方法

中华人民共和国电子工业部部标准SJ2668-86
光纤光缆衰减测量方法
1986-01-24发布
1986-07-01实施
中华人民共和国电子工业部批准1引言
中华人民共和国电子工业部部标准光纤光缆衰减测量方法
SJ2668--86
1.1本标准规定了光纤通信领域中光纤光缆衰减测量方法，主要适用于多模光纤光缆的衰减测量，是光纤光缆生产、销售和使用中的检验依据之一。1.2光纤光缆衰减测量的目的在于得到各段光纤光缆确定的衰减常数，据此可推算出由各段光纤光缆连接成的总长度的衰减值。1.3本标准规定了三种测量方法，其中截断法为基准测量方法，插入损耗法、后向散射法为替代方法。
2名词求语
2.1本标准的专业名词术语符合下例标准：SJ1677—30光纤光缆名词术语
SJ1678-30纤维光学连接器名词术语2.2衰减和衰减常数
2.2.1衰减
在波长入下，光纤光缆上相距L的两横截面1和2之词的衰减A（入）为：\A（入)100 0g0
式中P,和Pa分别为截面1和截面2处的光功率。2.2.2衰减常数
(B)......(1)
在波长入下，在稳态模式分布条件下对均勾一致的光纤可计算出单位长度的衰减即衰减常数：
(入)=A(入)
α（入)值与选择的光纤长度L无关。2.3A1类光纤
(dB/km)......(2)
系指玻璃纤芯／玻璃包层渐变型多模光纤，折射率分布参数1≤g<3。2.4稳态模式模拟器
系指用以保证在一段光纤光缆中产生稳态模式分布条件的器件，一般可由搅模器、模器、包层模消除器组成。
2.5包层模消除器
系指用以消除沿包层传播的、经过短段光纤后仍能被探测到的辐射模的器件。2.6近似稳态模式分布
系指光纤输出场的功率分布基本上与光纤长度无关时所存在的一种分布，可用近场法和电子工业部1986-01-24发布
1986-07-01实施
远场法判断。
2.7满注入
SJ2668-86
系指注入光锥孔径大于被测光纤的最大理论数值孔径，注入光斑直径与被测光纤纤芯直径相当。应保证注入系统输出端面上的能量分布基本上恒定，并且与它同光源的耦合无关，使全部导模被均匀激励。
2.8限制条件
系指选择光斑尺寸和光锥角以模拟长光纤线路的光斑尺寸和光锥角。注入系统立使光纤中的模式分布因轴线对中质量导致的变化保持最小。3测盈要求
3.1应有能测量单一波长下光纤光缆衰减的测量方法，也应有能测量光纤光缆光谱衰减特性的测量方法。
3.2注入条件
3.2.1稳态模式注入条件
注入条件应为近似稳态模式分布，即当光纤输出功率场分布基本上与光纤长度无关时存在的那种分布。下述方法之一均有可能实现近似稳态模式分布：a。稳态模式模似器。
b。透镜系统限制注入。
C。有足够长度和一定芯径、数值孔径的注入光纤系统。3.2.2对A1类光纤的近似稳态模式注入条件3.2.2.1对芯径为50μm、最大理论数值孔径（NA）为0.20的渐变形多模光纤，当采用注入系统时，光在被测的A1类光纤中传输2m后达到稳态模式分布的条件推荐为：a，近场中心最大光强50%处的光斑直径为26土2μm。b。远场中心最大光强50%处对应的数值孔径为0.11土0.02。此处定近场及远场图均近似为高斯分布。上述典型条件已被证明适用于波长为850μm的场合。3.2.2.2限制注入系统
系指光斑直径为被测光纤纤芯的70士5%，数值孔径为被测光纤的70十5%的注入系统。可用透镜系统实现，也可用一段芯径为35μm、数值孔径为0.14的突变型注入光纤实现。注入光束形成的光斑位于光纤纤芯中心。3.2.2.3推荐的稳态模式模拟器
a。芯轴式。
光纤以小张力排绕在直径为D的芯轴上，共绕n圈。对一定种类、型号的光纤，D值和n值根据3.2.2.1项稳态模式条件确定。如无其他规定，n=5。
b，芯柱式（见图1）
对一定种类，型号的光纤、芯柱直径D、芯柱中心距B及芯柱数n均根据3.2.2.1项稳态模式条件确定。
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被测光纤（亦意）
图1芯柱式稳态模式模拟器示意图稳态模式模拟器的入射光束须为满注入或过注入。当被测光纤芯径为50μm、最大理论值孔径为0.25时，过注入系统指近场中心最大光强的50%处光斑直径不小于70μm、中心最大光强的50%处的数值孔径不小于0.3，注入光束形成的光斑位于光纤纤芯中心。
c：注入光纤。
3.2.3非稳态模式注入条件Www.bzxZ.net
在光纤光缆衰减测量的许多场合下允许注入条件不同于稳态模式。当在被测光纤光缆上的模式分布远离稳态模式条件时，因功率分布与光纤光缆长度有关，不能用来测量衰减常数，在特定条件下，可以规定在非稳态模式注入条件下测量衰减值，但应说明测量条件，例如：a，光源波长，
b，谱线宽度：
c.辐射场图；
d.被测光纤光缆长度：
e。光源与被测光纤光缆间的耦合。3.3测量重复性
如无其他规定，系统的测量重复性应优于o.15dB。3.4对光纤端面和临时接点的要求3.4.1本标准规定的测量方法中用的临时接点，可以用多维精密微调架实现，也可以由机械接头等其他方法构成。
精密微调架应能无损伤地固定被对接的光纤，调整后应能可靠地自锁。对接式临时接点可加折射率匹配材料。
3.4.2光纤端面应制备得清洁、平整，并于光纤轴线垂直。3.4.3如无其他规定，临时接点的插入损耗Ac应不大于0:5dB，A的重复性应优于0.12dB
3.5检测器对中
光纤输出端应与检测器探测表面对中，以便全部辐射功率能被检测器接收。3.6光源、注入系统、检测单元等均应符合本标准的相应要求，如有其他要求，应在产品标准中列出。
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3.7对测量系统应定期进行计量，以确定测量系统是否符合测量要求。3.8测量中的安全事项应按照有关标准的规定。4方法一：截断法
本方法直接从衰减定义出发，不改变注入条件在光纤光缆两处测得功率P1及P2。P1是截断光纤光缆后靠近注入端的出射功率，P2是光纤光缆终端出射功率。4.1试样制备
被测光纤端面的制备应符合3，4.2款的要求。光纤应尽量避免由微弯引起的辐射损耗。4.2测童装置
4.2.1.适用的测量装置例图见图2、图3。偏置电路
检测器
注入系统
放大器
电子对量（
图2单一波长下衰减装置例图
卤媳灯
单色仪
4.2.2光源
注入来苑
渐疲片
被测光纤
参考信号
波长控制
图3光谱衰减特性测量装置例图
锁捐放大
控制仪
完录仪
应根据测量类型和测量要求选择适当的光源，如卤钨灯、半导体激光器（LD）、发光二极管（LED）。光源位置、辐射功率和波长在测量时间内应保持足够的稳定度。如无其他规定，功率稳定度应优于0.05dB：光源谱线宽度的选择应足够窄以反映光纤光谱衰减特性的一些细节。如无其他规定，光源的中心波长和光谱线宽度应不超过表1所列数值。可以：对光信号进行调制，以使检测单元能把信号与杂散光分开。4
心波长
800~900
1200~1300
4.2.3检测器
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谱线宽度（峰值功率的50%）△入：nmLED
应采用大面积检测器，使得输出光锥全部被接收。检测器光谱响应与光源光谱特性相适应，检测器表面的探测灵敏度应均勾一致，检测器应具有线性特性或具有已知的特性。4.2.4信号处理装置
通常对光源进行调制来提高检测单元的信噪比。当采用这种方式时，检测器应同一个与光源调制频率同步的信号处理系统相连接。检测系统应具有足够的线性度或具有已知的特性。4.3测量步骤
4.3.1将被测光纤光缆端面制备后安放在测量装暨上，记录光纤光缆末端的输出功率电平p2。
保持注入条件不变，在距注入点约2m处切断光纤，记录截留段的掩出功率电平4.3.2
4.3.3由P2、P：可按照2.2.1款中的公式（1)计算出图2或图3中所示截面1截面2之间光纤光缆段的衰减值。
4.4结果
应当记录下列内容：
a。测量类型和特点：
b．注入方法；
c.测量装置；
d环境温度和相对湿度
被测光纤光缆标志：
f，被测光纤光缆长度和截留长度：g，在所选择波长下测得的衰减值。衰减值以分贝表示，有时可能要求换算成衰减常数(dB/Km）:
h。对光谱衰减特性的测量，应给出衰减与波长的函数曲线或感兴趣的各波长下的衰减值：
i.光源波长和谱线宽度。
5方法二：插入损耗法
5.1试样制备
见4.1条。
5.2测量装置
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5.2.1适用的测量装置例图见图4、图5。偏置电路
注入系统
偏量电路
5.2.2光源
见4.2.2款。
5.2.3检测器
见4.2.3款。
注入系境
5.2.4信号处理装置
见4.2.4款。
5.3测量步骤
放大器
检测器
电平测量
插入损耗法测量装置例图（校准）被测光料
检测器
放大器
电平别量
插入损耗法测量装置例图（测量）5.3.1校准测量装置，以测量输入参照功率电平p1（见图4）。5.3.2将被测光纤光缆连接到测量装置上（见图5），调整耦合装置，使光功率计指示最大，记录输出功率电平P2。
5.3.3由P2、P可按照2.2.1款中的公式（1)计算出衰减值，但此值为图5所示截面1和截面2之间光纤光缆段的衰减值与临时接点1插入损耗A。之和，因此必须对计算出的衰减值按公式(3)进行修正。
A（入）=iologtoPl-A。
(dB)...(3)
5.4结果
应当记录下例内容：
测量类型和特点：
注入方法；
测量装置；
d，环境温度和相对湿度：
被测光纤光缆标志；
被测光纤光缆长度
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在所选择波长下测得的衰减值。衰减值以分贝表示，有时可能要求换算成衰减常数(dB/Km);
h，对计算出的衰减进行修正用的A。值1.光源波长和谱线宽度。
方法三：后向散射法
后向散射法可用于测量光纤光缆衰减，也可用来检查光纤光缆的光学连续性、物理缺陷、接头性能及整条光纤的后向散射光。6.1试样制备
见3.4条及4.1条。
6.2注入条件
当进行光纤光缆衰减测量时，一般可采用3，2条规定的注入条件。对于其他测量项目，注入条件取决于试验的性质。在所有情况下，为了减少光纤输入端菲湿尔反射的影响，可以采用诸如偏摄片、折射率匹配液等手段，插入损耗应减到最小。6.3测量装置
6.3.1后向散射光的信号电平一般很低，为了改善信噪比，扩大动态范围，通常采用高功率光源与信号检测处理系统相连接。有可能要求脉冲宽度可调，以便在分辨率、脉冲能量间加以选择，使菲涅尔反射的影响减到最小。应在被测光纤中消除光的非线性效应。测量装置例图见图6。
先光源
光学装置
耦合郡件
光学获暨
光学芙置
检测零
7放大器
图6后向散射法测量装置方框图
被涮光纤
示波器
记录仪
6.3.2光源
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应采用波长合适的、稳定的大功率光源，如半导体数光器。应记录光源的波长和谱线宽度。脉冲宽度及重复频率应与所希望的分辨率及最大动态范围相适应。6.3.3
耦合器件
应能避免菲涅尔反射引起的检测器和放大电路的饱和，同时应尽量减小插入损耗。6.3.4
检测器
应采用能全部接收后向散射功率的检測器。检测器的响应应与被检测信号的大小和波长相适应。测量衰减时，检期器的响应应有足够的线性度。63.5
信号处理装置
要求信号处理能改善信噪比。检测系统宜有对数响应。6.4测量步骤
将被测光纤对准稠合装置。
b。对后向散时功率进行记录与分析。c.
一毁应进行双向测量，取其平均值。6.5结染：
6.5.1对记录曲线的分析
当采用对数放大器时测量的曲线一般如图7所示，图中曲线上可划分为下列典型区域由合器件、光纤输入端引起的反射及模混合长度：a.
h，当脉冲沿光纤传输时的典型后向散射曲线：。由于不完善的接头或耦合造成的损耗：q：出于介质缺陷造成的反射，
e。光纤末端的反射。
当曲线中b段斜率大致为常数时，则可按公式（4）和公式（5）由该斜率计算出光纤的衰减和衰减常数：
A(入)A-BXE=一
—(PA-PB)(dB) ....(4)
α(入)= A(入)
(dB/km)......(5)
式中P和P:为对数座标中给出的相应点的相对功率，以分贝表示。除给出上述曲线外，还应记录下列内容，仪器型号；
b.光源光功率；
光源波长和谱线宽度：
环境温度；
光纤光缆包装；
注入参数（数值孔径、光斑直径）：g.
脉冲上升时间、宽度和重复频率。8
附加说明
a）有
SJ2668-86
光纤长度
后向散射功率沿光纤的分布
本标准由电子工业部标准化研究所提出。本标准由电子工业部第二十三研究所负责起草。9
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