——EXFO公司測(cè)試方案介紹

簡(jiǎn)介

     對(duì)高性能 UPC 和 APC 連接器執(zhí)行精確和可重復(fù)的反射系數(shù)測(cè)量始終是一個(gè)挑戰(zhàn)。這些連接器產(chǎn)生的菲涅爾反射非常低（一般分別為 ?55 dB 到 ?70 dB 甚至更?。?。傳統(tǒng)的連續(xù)波反射計(jì)（光源、功率表和耦合器）已被與干涉有關(guān)的穩(wěn)定性問題所困擾，而使用脈沖反射計(jì)（OTDR 的變體）則靈敏度較差，重復(fù)性也不好。由于這些原因，測(cè)量低反射連接器的反射值的變化和漂移幾乎是不可能。

使用 IQS-12001B 測(cè)量反射系數(shù)

     EXFO的 IQS-12001B 光纖跳線測(cè)試系統(tǒng)，在反射系數(shù)測(cè)量的穩(wěn)定性和重復(fù)性方面取得了顯著的性能改進(jìn)?；诟呒?jí)時(shí)域技術(shù)，已開發(fā)了 IQS-3250B 損耗測(cè)試模塊來執(zhí)行無纏繞反射系數(shù)測(cè)量。在儀器的反射側(cè)集成了內(nèi)部反射參考、功率監(jiān)視和 Rayleigh 反向散射 (RBS) 校正運(yùn)算器。由于采用窄的脈沖寬度和快速的平均，大大改善了反射系數(shù)測(cè)量性能。

     在 IQS-12001B 系統(tǒng)的檢驗(yàn)階段，EXFO 工程師和計(jì)量學(xué)家在各種設(shè)備上執(zhí)行了大量測(cè)量，以確定測(cè)量重復(fù)性。顯而易見，在此測(cè)量中，被測(cè)器件具有穩(wěn)定的反射是至關(guān)重要的，以保證被測(cè)器件不會(huì)在測(cè)試期間內(nèi)發(fā)生變化。經(jīng)過幾次初始探索性測(cè)試后，我們得出的結(jié)論是：不能將剛剛適配的連接器馬上用作穩(wěn)定反射器。

    
圖 1：UPC 連接器的反射系數(shù)測(cè)量

圖 1中所示的數(shù)據(jù)說明在最初的 10 分鐘內(nèi)適配的連接器的反射系數(shù)有很大的漂移；實(shí)際上，經(jīng)過 15 分鐘后，觀察到偏差為 ~ 4 dB。

    
圖 2：五個(gè) FC/UPC 連接器的反射系數(shù)測(cè)量

     在上述示例中，我們可以看到幾乎在所有情況下，反射系數(shù)在連接后的前 5 分鐘內(nèi)變化顯著。在某些情況下值提高，而在其它情況下，值稍有降低。使用不同波長(zhǎng)和不同連接器進(jìn)行的其它測(cè)試證實(shí)了這些觀察。

反射系數(shù)初始漂移的重要性

     EXFO 尚未對(duì)該初始反射系數(shù)瞬態(tài)變化的來源進(jìn)行大量研究，但我們確實(shí)知道 IQS-12001B 系統(tǒng)非常適合于此類型問題的調(diào)查研究。影響可能是許多不同變量的組合，如：
● 插針壓縮—彈簧材料和力
● 插針直徑公差
● 插針長(zhǎng)度
● 適配器—套管材料和公差
● 適配的壓縮力
● 端面清潔度
● 其它因素…

     光纖連接器和適配器制造商應(yīng)該有關(guān)于本主題的大量信息。本應(yīng)用說明的目的是提高光纖器件制造商對(duì)此潛在現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)，并從生產(chǎn)測(cè)試的觀點(diǎn)來分析可能的影響。

     大多數(shù)生產(chǎn)測(cè)試工程師都不希望等待 5 分鐘后才執(zhí)行反射系數(shù)測(cè)量。但在生產(chǎn)線檢驗(yàn)過程中，對(duì)此問題予以考慮并在可控條件下進(jìn)一步評(píng)估其影響是非常重要的。如果考慮此瞬態(tài)現(xiàn)象，則可能在時(shí)間上需要測(cè)量保護(hù)時(shí)間帶。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，等待 30 到 60 秒會(huì)明顯改善此狀況，然而這顯然不是一種可以達(dá)到高吞吐量測(cè)量的有效方法。

     在測(cè)量一些貴重設(shè)備，以檢驗(yàn)其反射系數(shù)測(cè)量的準(zhǔn)確性和精度時(shí)，等待標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定時(shí)間則顯得非常重要。為了解決此問題，EXFO 已開發(fā)了一個(gè)反射系數(shù)測(cè)量校準(zhǔn)套件 (CKT-30) 和專用軟件程序，它可以用作質(zhì)量保證程序的一部分，以確保測(cè)量系統(tǒng)符合規(guī)范。

測(cè)量重復(fù)性與連接重復(fù)性

     我們已經(jīng)了解了關(guān)于適配的連接器的反射系數(shù)如何隨時(shí)間變化,那么就知道如何去正確評(píng)估測(cè)量系統(tǒng)重復(fù)性。如果已經(jīng)確認(rèn)測(cè)量系統(tǒng)能夠提供可重復(fù)的結(jié)果,我們就可以進(jìn)一步確定連接器的重復(fù)性。我們將看到測(cè)量重復(fù)性和連接重復(fù)性之間存在很大的差異。

     
圖 3：穩(wěn)定設(shè)備 (FC/UPC) 10 次連續(xù)測(cè)量的數(shù)據(jù) (dB)

      
   圖 4：10 次連續(xù)測(cè)量的數(shù)據(jù) (dB)，每次測(cè)量之前 (FC/UPC) 重新連接和清潔的

     
     圖 5：10 次連續(xù)測(cè)量的數(shù)據(jù) (dB)，每次測(cè)量之間 (FC/UPC) 重新連接的。
請(qǐng)注意，對(duì)于此系列數(shù)據(jù)，每次連接之間沒有清潔光纖端面。

圖 3、4 和 5 中的這三個(gè)系列的數(shù)據(jù)都是使用同一 FC/UPC 連接器對(duì)獲取的。圖 3 常見于 IQS-12001B 測(cè)量重復(fù)性，而圖 4 和 5 則常見于連接重復(fù)性（即每次測(cè)量之間連接器未適配及重新適配的位置）。這說明了許多重要概念：
IQS-12001B 反射系數(shù)測(cè)量完全可以重復(fù)。
測(cè)量重復(fù)性和連接重復(fù)性之間存在差異。
IQS-12001B 系統(tǒng)能夠測(cè)量小的反射率變化。
在每次適配時(shí)清潔連接器很重要，即使只是臨時(shí)斷開它們的連接。

結(jié)論

     測(cè)量低反射連接器是一個(gè)挑戰(zhàn)。應(yīng)對(duì)該挑戰(zhàn)需要可靠的測(cè)試設(shè)備，同時(shí)能夠深入地了解影響反射系數(shù)測(cè)量的原因。本文的目的并不是全面研究造成連接器反射系數(shù)發(fā)生變化的原因，而是說明 IQS-12001B 光纖跳線測(cè)試系統(tǒng)是進(jìn)行連接器評(píng)估和檢驗(yàn)以及對(duì)光跳線進(jìn)行生產(chǎn)測(cè)試的極好工具。