常见仪器仪表和工具的用途、功能(精品)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,湖北省电信有限公司,中国电信湖北分公司,武汉电信规划设计有限公司李延电话,:18907189636,邮箱,:,常见仪器仪表和工具的用途、功能,提纲,一、前言,二、光通信仪器仪表的,分类,三、常用光通信仪器仪表的用途、功能,3.1,光功率计,3.2,光源,3.3,可变光衰耗器,3.4,光纤识别器,/,故障跟踪器,3.5 PON,功率计,3.6,光时域反射仪,(OTDR),四、,冷接技术及工具操作,五、通信仪器表的维护,2,目标,1,、熟悉光通信仪表的分类,2,、掌握光功率计,/PON,功率计,/,光时域反射仪,(OTDR),的操作,3,、掌握冷接技术的操作,4,、熟悉通信仪器仪表的维护,3,一、,前言,光通信是以光波作载波以光纤为传输媒介的通信方式。光纤通信由于传输距离远、信息容量大且通信质量高等特点而成为当今信息传输的主要手段，是,“,信息高速公路,”,的基石。,光通信产业的发展依赖市场的驱动，同时也必须依靠技术的发展来支撑。近年来光通信技术的主要发展趋势包括,:,提高容量、进一步智能化、电信级以太网的光传输和光纤到户,(FTTH),等。而涉及的技术标准则包括：,DWDM,、,ASON,、,GPON,、,EPON,等。与这些技术的发展相同步，光通信测试技术也发展迅速。目前，光通信测试的仪器仪表已被广泛应用于光通信网络的维护、施工之中。,4,二、,光通信仪器,仪表的分类,目前，光通信仪器仪表有：光功率计、光源、光衰耗器、光通信测量仪器、信号,/,频谱仪等五类。,5,三、常用光通信仪器仪表的用途、功能,3.1,光功率计,3.1.1,用途,光功率计用于测量绝对光功率或通过一段光纤的光功率相对损耗。,在光纤系统中，测量光功率是最基本的。非常像电子学中的万用表，在光纤测量中，光功率计是重负荷常用表，光纤技术人员应该人手一个。,光功率计可用于测量激光光源和,LED,光源的输出功率；,用于确认光纤链路的损耗估算；其中最重要的是，它是测试光学元器件,(,光纤、连接器、接续子、衰减器等,),的性能指标的关键仪器。,通过测量发射端机或光网络的绝对功率，一台光功率计就能够评价光端设备的性能。用光功率计与稳定光源组合使用，则能够测量连接损耗、检验连续性，并帮助评估光纤链路传输质量。,光通信测量中常用的光功率计有,:,台式光功率计、便携式光功率计、带光源光功率计、,PON,网络测试光功率计。,6,三、常用光通信仪器仪表的用途、功能,3.1.2,选择适合的型号,光功率计分为不同的型号、精度、接口等参数，使用时应根据实际的不同使用需求选择合适的光功率计，主要应该参照：,1).,确定这些型号与你的测量范围和显示分辨率相一致。,2).,具备直接插入损耗测量的,dB,功能。,3).,选择最优的探头类型和接口类型,4).,评价校准精度和制造校准程序，与你的光纤和接头要求范围相匹配。,mW/dBm/dB,间的关系,dBm,是功率单位，表示以,mW,计数的功率取对数乘,10,。,比如说,0.1 mW,的功率，就是,10*lg0.1=-10,dBm,。,dB,是一个无量纲的的单位，表示两个数据的差距。,比如一个信号是,20,mW,，一个信号是,200,mW,，那么它们相差就是,10*lg(200/20)=10,dB,。,7,三、常用光通信仪器仪表的用途、功能,3.1.3,操作方法及注意事项,1).,光功率的单位是,dbm,，在光纤收发器或交换机的说明书中有它的发光和接收光功率,通常发光小于,0dbm,。接收端能够接收的最小光功率称为,灵敏度,，能接收的最大光功率减去灵敏度的值的单位是,db,称为,动态范围,。发光功率减去接收灵敏度是允许的光纤衰耗值。测试时实际的发光功率减去实际接收到的光功率的值就是光纤衰耗,(db),。接收端接收到的光功率最佳值,=,能接收的最大光功率,-(,动态范围,/2),。由于每种光收发器和光模块的动态范围不一样,所以光纤具体能够允许衰耗多少要看实际情形。一般来说允许的衰耗为,15,30db,左右。,2).,有的说明书会只有发光功率和传输距离两个参数,有时会说明以每公里光纤衰耗多少算出的传输距离,一般,0.5db/km,。,用最小传输距离除以,0.5,，就是能接收的最大光功率，如果接收的光功率高于这个值,光收发器可能会被烧坏；,用最大传输距离除以,0.5,就是灵敏度,如果接收的光功率低于这个值,链路可能会不通。,3).,光纤测试,TX,与,RX,必须分别测试。在单纤情况下由于仅使用一纤,(,单纤的实现原理是波分复用,),，故只需测试一次。,光纤的连接有两种方式,:,一种是固定连接；一种是活动连接。,8,三、常用光通信仪器仪表的用途、功能,固定连接就是熔接,是用专用设备通过放电,将光纤熔化使两段光纤连接在一起,优点是衰耗小,缺点是操作复杂灵活性差；,(,冷接属于固定连接,),活动连接是通过连接器,通常在,ODF,上连接尾纤,优点是操作简单灵活性好,缺点是衰耗大。,名称,平均损耗,(dB),连接点,连接器,(,活动接头,),0.5,机械接续,(,冷接头,),0.2,熔接,(,熔接接头,),0.1,分光器,1:64,19.7,1:32,16.5,1:16,13.5,1:08,10.5,1:04,7.2,1:02,3.2,光纤,(G.652),1310nm (1 km),0.35,1490nm (1 km),0.25,9,三、常用光通信仪器仪表的用途、功能,4).,确定光纤和连接器的性能标准与被测系统的性能标准要求相一致。因为，不同生产厂家相似的光源、光探头类型、连接器的频谱是不确定的。光功率计的最重要选择标准是光探头类型与预期的工作范围相匹配。,5).,确定符合被测量范围需求的光功率计型号。以,dBm,为单位表示。,测量范围,(,量程,),是全面的参数,【,包括确定输入信号的最小,/,最大范围，线性度（,Bellcore,确定为,+0.8dB,）和分辨率（通常,0.1dB or 0.01dB,）是否满足应用要求,】,。,6).,大多数光功率计具备,dB,功能（相对功率），直接读取光损耗在测量中非常实用。低成本的光功率计通常不提供此功能。没有,dB,功能，技术,(,或装,/,维,),人员必须记下单独的参考值和测量值，然后计算其差值。所以建议使用具备,dB,功能（相对功率）的光功率计，以提高生产率，减少人工计算错误。,10,三、常用光通信仪器仪表的用途、功能,4).,确定光纤和连接器的性能标准与被测系统的性能标准要求相一致。因为，不同生产厂家相似的光源、光探头类型、连接器的频谱是不确定的。光功率计的最重要选择标准是光探头类型与预期的工作范围相匹配。,5).,确定符合被测量范围需求的光功率计型号。以,dBm,为单位表示。,测量范围,(,量程,),是全面的参数,【,包括确定输入信号的最小,/,最大范围，线性度（,Bellcore,确定为,+0.8dB,）和分辨率（通常,0.1dB or 0.01dB,）是否满足应用要求,】,。,6).,大多数光功率计具备,dB,功能（相对功率），直接读取光损耗在测量中非常实用。低成本的光功率计通常不提供此功能。没有,dB,功能，技术,(,或装,/,维,),人员必须记下单独的参考值和测量值，然后计算其差值。所以建议使用具备,dB,功能（相对功率）的光功率计，以提高生产率，减少人工计算错误。,11,三、常用光通信仪器仪表的用途、功能,3.2,光源,3.2.1,用途,对光系统发射已知功率和波长的光,光源。稳定光源与光功率计结合在一起，可以测量光纤系统的光损耗。对现成的光纤系统，通常也可把系统的发射端机当作稳定光源。如果端机无法工作或没有端机，则需要单独的稳定光源。稳定光源的波长应与系统端机的波长尽可能一致。在系统安装完毕后，经常需要测量端到端损耗，以便确定连接损耗是否满足设计要求，如：测量连接器、接续点的损耗以及光纤本体损耗。,3.2.2,选择适合的光源,当传输系统需要单独稳定光源时，光源的最优选择应模拟系统光端机的特性和测量需求。选择光源应考虑如下方面：,1).,激光管,(LD),来自,LD,发射的光，波长带宽窄，几乎是单色光，即单波长。,与,LED,相比，通过其光谱波段,(,小于,5nm),的激光不是连续的，在中心波长的两边，还发射几个较低峰植的波长；,与,LED,光源相比，虽然激光光源提供更大功率，但价格高于,LED,；,激光管常用于损耗超过,10dB,的长途单模系统；,应尽量避免用激光光源测量多模光纤。,12,2).,发光二极管（,LED,）,LED,具有比,LD,更宽的光谱，通常范围为,50,200nm,。另外，,LED,光是非干涉光，因而输出功率更加稳定。,LED,光源比,LD,光源要便宜的多，但对最坏情况损耗测量显得功率不足；,LED,光源典型应用在短距离网络和多模光纤的局域网,LAN,中；,LED,可以用于激光光源单模系统进行精确损耗测量，但前提条件是要求其输出足够功率；,三、常用光通信仪器仪表的用途、功能,3.2.3,操作方法及注意事项,在测量损耗过程中，稳定光源发射已知功率和波长的光进入光系统。对特定波长光源校准的光功率计,/,光探头，从光纤网络中接收光，将之转换为电信号。为确保损耗测量精度，尽可能使光源仿真所用传输设备的特性：,1).,波长相同，并采用相同的光源类型（,LED,，激光）。,2).,在测量期间，输出功率和频谱的稳定性（时间和温度稳定性）。,3).,提供相同的连接接口，并采用同类型光纤。,4).,输出功率大小满足最坏情况下系统损耗的测量。,13,3.3,可变衰耗器,3.3.1,用途,用于仿真系统损耗，以便测量系统容限、接收机工作范围及线性度。系统容限是实际收到功率与保证系统可靠运行的最小接收功率之差。对高端系统，通常需要定性系统在各种条件下的性能。其系统性能可靠性通常由误码率（,BER,）来表示。误码率（,BER,）表示为每比特错码数。,3.3.2,操作方法及注意事项,在测试光接收机时，可变光衰耗器是必要的。系统安装后，系统工程师使用衰减器确定系统是否在特定的范围工作。借助于误码仪，通过可变光衰耗器调整光功率以测量光接收机的误码性能。,衰耗器的评价需要注意以下性能参数：,1).,工作波长，光纤类型,/,尺寸和连接器接口。,2).,冗余损耗和衰减范围。,3).,精度和分辨率。,4).,光反射。,三、常用光通信仪器仪表的用途、功能,14,3.4,光纤识别器,/,故障跟踪器,3.4.1,光纤识别器,它是一个很灵敏的光电探测器。当你将一根光纤弯曲时，有些光会从纤芯中辐射出来。这些光就会被光纤识别器检测到，技术人员根据这些光，可以将多芯光纤或是接插板中的单根光纤从其他光纤中标识出来。,光纤识别器可以在不影响传输的情况下检测光的状态及方向。为了使这项工作更为简单，通常会在发送端将测试信号调制成,270Hz,、,1000Hz,或,2000Hz,并注入特定的光纤中。一般的光纤识别器用于工作波长为,1310nm,或,1550nm,的单模光纤，光纤识别器是可以利用宏弯技术在线地识别光纤和测试光纤中的传输方向和功率。,3.4.2,故障跟踪器,此设备基于激光二极管可见光（红光）源，当光注入光纤时，若出现光纤断裂、连接器故障、弯曲过度、熔接质量差等类似的故障时，通过发射到光纤的光就可以对光纤的故障进行可视定位。可视故障定位器以连续波（,CW,）或脉冲的模式发射。典型的频率为,1Hz,或,2Hz,，但也可工作在,kHz,的范围。通常的输出功率为,0dBm(1mW),或更少，工作距离为,2,到,5km,，并支持所有的通用连接器。,三、常用光通信仪器仪表的用途、功能,15,3.5 PON,功率计,3.5.1,用途,PON,功率计可以同时测量,PON,网络中的上行信号,1310nm,，下行数据信号,1490nm,和,1550nm,的输出功率。,3.5.2,操作方法及注意事项,1).,参考值设定 参考值的设定一般用于测量实际线路前