光纤通信系统常用仪表简介

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1、光纤通信系统常用仪表简介要保证光纤通信系统的质量，就必须有严格的检测手段，而检查和测试又离不开专门的光电检测仪器仪表。为了更好地理解光纤通信系统，本实验教程对光纤通信的常用仪器和仪表进行简要介绍。包括光功率计、稳定光源、光时域反射仪、误码分析仪和光纤熔接机。1、光功率计通信用光功率计是通信干线铺设、设备维护、科研和生产中使用的重要仪器，主要用于测量光发射机的输出功率及输出功率稳定度，光传输线路中的平均传输功率，光收端机的灵敏度，各种无源器件的插入损耗和衰减量。光功率计主要是用来测量光功率的，可用W、dBm表示。测量光功率有热学法和光电法。热学法在波长特性，测量

2、精度等方面较好，但响应速度慢，灵敏度低，设备体积大。光电法有较快的响应速度、良好的线性特性而且灵敏度高，测量范围大，但其波长特性和测量精度方面不如热学法。因此，根据热学法制成的光功率计一般均作为标准光功率计，因此光通信测量中一般很少采用此类光功率计。光通信中的光功率较微弱，范围大约从nW级到mW级。这里重点介绍光通信测量中普遍采用的光电法制作的光功率计，一般有通用型和高灵敏度型。其中高灵敏度型光功率计利用斩波器（通常和功率计的传感器装在一起）将被测光信号调制成一定频率的交流信号，以利于放大器放大，改善信噪比，可使灵敏度比通用型提高20～30dB。光电法就是用光

3、电检测器检测光功率，实质上是测量光电检测器在受光辐射后产生的微弱电流，该电流与入射到光敏面上的光功率成正比，因此，此类光功率计实际上是半导体光电传感器（即检测器，亦称探测器）与电子电路组成的放大、数据处理单元的组合。被测光光电变换器I-V变换低通滤波器波长矫正电路A-D变换数字显示图F-1光电光功率计原理图电子电路部分一般称为主机，半导体光电传感器称为探头。基本原理方框图如图F-1所示。光功率计的主要技术指标有：一、波长范围：主要由探头的特性所决定，由于不同半导体材料制成的光电二极管对不同波长的光强响应度不同，所以一种探头只能在某一波长范围内适用，而且每种探头

4、都是在其中心响应波长上校准的，为了覆盖较大的波长范围，一台主机往往配备几个不同波长范围的探头。例如ZY601B型光功率计，采用InGaAs材料制成的光电检测二极管，检测波长范围是600nm～1650nm。二、光功率测量范围：主要由探头的灵敏度和主机的动态范围所决定。使用不同的探头有不同的光功率测量范围，例如ZY601B测量范围为－70～＋10dBm（0.1nW～10mW）。三、为了从强背景噪声中提取很弱的信号，以提高灵敏度，主机都设有平均处理功能。为了消除暗电流的影响，主机还设有自动偏差校准，自动设置传感器暗电流至0（只对连续光传感器作用）。使用光功率计时注意

5、事项：（1）选择与待测光源相匹配的波长范围的探头。（2）如果待测光由活动连接器输出，应将活动连接器端面清洗干净，如果是裸光纤，应制作一个平整的垂直于轴线的端面，垂直对准传感器镜面，或者配用相应的纤维附加器（亦称裸光纤适配器）和连接器附加器，光纤插入适配器并处理好端面后，即可直接和装有活动连接器的探头相耦合。选购光功率计时，应根据需要选购探头连接器的型号，以便和待测设备的活动连接器适配。目前常用的光纤活动连接器的型号有FC型（也是我国最通用的规格）。以ZY601B型光功率计为例，其技术指标如下所示。1、测量范围：－70～＋10dBm（0.1nW～10mW）2、测

6、量精度：3、显示分辨率：线性显示为0.1%～1%；对数显示为0.01dB（m）；相对测量为0.001dB4、使用温度：0～40℃此型号光功率计有如下功能特点：1、四位液晶显示，W、W(REL)、dBm、dB(REL)四种显示方式2、自动量程转换3、自动关机4、自动清零5、850、1300、1310、1480、1550nm五种波长检测6、电池不足告警2、稳定光源在光纤通信技术中，进行光纤衰耗的测量，连接损耗的测量、活动连接器损耗以及光电器件或光收端机灵敏度的测量，光源和光功率计一样，都是不可缺少的仪表。光源大体可分为三类：可见光源、稳定光源和宽谱线光源（白色光源

7、、卤素灯光源等）。本节主要介绍其中的稳定光源。其发光器件大都是半导体激光器或半导体发光二极管。湖北众友科技实业股份有限公司研制的便携式稳定光源ZY602采用自动功率控制（APC），输出功率稳定度高，功能完善，操作简单，是便携式测量工具系统配套中的理想产品，尤其适用于实验测量及野外作业。该稳定激光光源的基本功能是提供一个稳定的光信号，和其它的仪器配合使用测量光通信系统的指标。该光源光功率有四种输出模式，可用于光纤损耗测量、器件衰减检测等基于光强度测量的领域。一、稳定光源原理方框图所谓稳定光源，顾名思义，其输出光功率、波长及光谱宽度等特性（主要是光功率）应当是稳定

8、不变的，当然，绝对稳定不变是不可能的，