白皮书:验证回损校准值对于回损测试精度的重要性

白皮书:验证回损校准值对于回损测试精度的重要性

2021-11-16 17:12:12 0

限制传输网络中的回损会有哪些好处 

网络和数据中心的网络传输若存在的高回损光,会带来一系列的问题,如光源稳定性,误码率增加,以及信 噪比降低。近些年,因为研磨技术水平的提高,光纤耦合的回损逐步降低,连接器的回损标准也已经提高 到新的台阶。 如果要在网络传输过程中获取低回损,那么最大精度地显示线缆的回损值是非常重要的。如果回损测试系 统不能很好的校准、检测的话,一些不符合标准要求的线缆就可能会被投入使用。


损耗对回损精度的影响

基本上,回损的要求是跟研磨能力相关联的。UPC端面在典型研磨工艺下,回损范围是45~58dB。当研磨端 面回损范围是52dB~58dB时,55dB会是一个常规的合格判断标准。那么,在回损测试过程中,各种误差都可 能错误地导致产品合格或者不合格。


 普通测试回损的设备,会采用反射或者后向散射的基准作为内部参考,来测试外部的反射光。这类测试系 统,在校准的过程中,会假定设备前面板连接器的损耗很小。在工厂使用时,这部分的损耗会在校准时被 处理掉。但是,当设备在外现场条件下使用时,前面板连接器或者过渡连接器的损耗是不确定的。如果损 耗比较小,就像工厂使用一样,不会明显地影响回损的测试。如果损耗比较大,或者不稳定的话,就会对回 损的精度造成一定的影响。 


回损测试系统的光路中,所有的损耗都会影响到回损测试,包括设备前面板连接器的损耗。标准的高质量 连接器的损耗为0.1~0.3dB。回损测试过程中,回损光的信号需要两次经过光路:一次是发射光输出到待测 端,另一次是反射光返回到PD(光电二极管)。因此,光路上的损耗会两次影响到回损光的信号。

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A = 初始脉冲(0dB损耗) 

B = 经过前面板连接器的脉冲 (相对于初始脉冲有1dB损耗) 

C = 经过UPC端面返回的脉冲 (14.7+1=15.7dB损耗) 

D = 再次经过前面板连器, 返回回损测试系统的脉冲 (15.7+1=16.7dB损耗)


例如,设定前面板到反射端的损耗为1dB,回损光信号将会损失2dB,这意味着实际回损值54dB的连接器将 被测出回损值为56dB。跳线将被错误地认定为合格产品。很多情况下,这里的损耗并不会被关注,特别是 跳线或者连接器为测试合格品。当一系列失效产生时,就算检测连接器的情况,我们翻阅到的回损测试值 却也是合格的(56dB),因为我们并没有考虑损耗对回损的影响。


如何辨认跳线损耗

平面连接头通常可以作为标准的回损部件。从玻璃到空气的直接接触面是菲涅尔反射的一种特定类型,约 带来4%的反射光,即14dB的损耗。考虑到波长相关性,损耗值通常情况下更接近14.7dB。所以,通常情况 下,可使用平面连接头作为回损的校准参考。


 如果校准回损时,在平面连接头端面位置测试值为16.7dB,而不是14.7dB,则说明光信道有2dB的额外损耗。 这种情况下,产品测试值要比实际值大2dB。我们需要在测试结果上减去2dB,从而得到更精确的测试值。

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回损测试中,宽动态范围的重要性

很可惜,大部分的回损测试设备并不能测试14.7dB,可以测试65dB或者更高的回损值。因为PC连接器端面 的回损值通常在45~65dB。因此,为了可以有效辨认额外损耗,有必要加宽回损测试的动态范围,从而得到 更精确的回损值。


 有些设备的饱和回损测试可以达到25dB左右,但依然不能检测到平面连接头14.7dB的回损。这类设备,在 校准回路中,只能获取并保存标准线的长度,达到定位测试的目的。不测试平面连接头的情况下,很难确定 回损测试回路的质量。比如,某设备的饱和回损是25dB,意味着<25dB的回损都会被认作为25dB。如上述举 例的16.7dB校准值,在这样的情况下,2dB额外损耗是不能被辨认的。依然会给测试结果带来不确定性和不 准确性。 


所以,只有采用回损为14.7dB的平面连接头,去校准PC或者APC连接器,才能得到更精确的回损值。


 除了确保设备接口端面清洁、连接器端面清洁以外,额外的插损是需要避免的。设备长时间的使用,适配器 的耦合,以及接口连接器的磨损,包括外壳磨损,端面损伤,都会带来各种额外损耗。这些损耗是需要被考 虑的,否则某些不合格的连接器会被当作合格品使用,而导致应用失效。


备注:在设备前面板有多种办法能测量损耗,但是这样比较繁琐,因为这需要测试人员主动去量化这个值。如果 前面板发生损坏,而测试人员下一次只知道前面板测试损耗。未来一段时间的使用后,系统将不会计算额 外的损耗,而引起错误。


结论光网络技术在前行,回损依然是引起性能降低的一个问题,依然是连接器质量的标志性参数。所以,提高 测试精度,清除回损仪以及连接器带来的额外损耗,依旧非常重要。其实很简单,只需要能检测平面连接 头14.7dB的回损即可。但是,多数设备却只能检测到25dB左右。不能确保光路的质量,将会降低回损测试精 度,获得比实际值偏大的测试值,错把不合格产品当做合格产品使用,增加应用失效的风险。


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