本标准规定了被试纤维光学器件回波损耗测量程序。通过采用低光学相干干涉方法以微米级的空间分辨率和高动态范围测量单模光器件的反射分布。通过采用光频域反射方法，以厘米级的空间分辨率和高动态范围测量单模光器件的回波损耗。 GB/T 18311.6-2001 纤维光学互连器件和无源器件 基本试验和测量程序 第3-6部分:检查和测量 回波损耗 GB/T18311.6-2001 标准下载解压密码：www.bzxz.net

GB/T18311.6—2001
本标准等同采用IEC61300-3-6：1997《纤维光学互连器件和无源器件一基本试验和测量程序第3-6部分：检查和测量一一回波损耗》制定。纤维光学互连器件和无源器件在光纤通信和非通信应用中占有重要地位，已在国际和国内市场上形成规模生产和商品化产品，并成为新崛起的高技术产业。随着光纤通信技术领域内新技术、新材料、新产品的不断涌现和发展，相应产品试验和测量技术也有较快的进展。为使产品试验和测量程序在国际上进一步协调一致，使产品试验和测量结果得到统一公认，IEC迄今为止已制定并颁布IEC61300系列试验和测量程序标准达80余项，从而将极大促进产品贸易往来。我国该类产品试验和测量程序基础标准与国际标准等同，能方便简化产品的检验和验收，适应产品国际贸易，技术和经济交流日益增长的需要。本标准是隶属于GB/T18309.1一2001《纤维光学互连器件和无源器件一一基本试验和测量程序第1部分：总则和导则》的系列方法之一。本标准由中华人民共和国信息产业部提出。本标准由信息产业部电子工业标准化研究所归口。本标准起草单位：上海传输线研究所。本标准起草人：陈国庆、王锐臻、王毅。I
GB/T18311.6—2001
IEC前言
1）IEC（国际电工委员会）是由各国家电工委员会（IEC国家委员会）组成的世界性标准化组织。EC的目的是促进电工电子领域标准化问题的国际合作。为此目的，除其他活动外，IEC发布国际标准。国际标准的制定由技术委员会承担。对所涉及内容关切的任何IEC国家委员会均可参加国际标准的制定工作。与IEC有联系的任何国际、政府和非官方组织也可以参加国际标准的制定。IEC与国际标准化组织(ISO)根据两组织间协商的条件保持密切的合作关系。2）IEC在技术问题上的正式决议和协议，是由对这些问题特别关切的国家委员会参加的技术委员会制定的，对所涉及的问题尽可能地代表了国际上的一致意见。3）这些决议或协议以标准、技术报告或导则的形式发布，以推荐的形式供国际上使用，并在此意义上，对各国家委员会认可。
4）为促进国际上的统一，各IEC国家委员会有责任使其国家和地区标准尽可能采用IEC标准。EC标准与相应国家或地区标准之间的任何差异应在国家或地区标准中指明。5）国际电工委员会没有规定表示认可标志的任何程序。如果声称某设备符合EC某一标准，IEC对此概不负责。
6）应注意这种可能性，即本国际标准的某些组成部分可能涉及专利权内容。IEC不负有对任何或所有这样的专利权作出认同的责任。国际标准IEC61300-3-6由IECTC86纤维光学)SC86B（纤维光学互连器件和无源器件）制定。本标准文本依据下列文件：
86B/844/FDIS
表决报告
86B/945/RVD
对于批准本标准进行表决的全部资料可在上述表格给出的表决报告中查阅。IEC61300在总标题“纤维光学互连器件和无源器件一一基本试验和测量程序”下由下列部分组成：
一第1部分：总则和导则
一第2部分：试验
一第3部分：检查和测量
中华人民共和国国家标准
纤维光学互连器件和无源器件
基本试验和测量程序
第3-6部分：检查和测量回波损耗Fibre optic interconnectingdevices andpassive componentsBasic test and measurement procedures-Part 3-6: Examinations and measurements-Return loss1总则
1.1范围和目的
本标准规定了被试纤维光学器件回波损耗测量程序。GB/T18311.6—2001
idtIEC61300-3-6:1997
通过采用低光学相干干涉方法以微米级的空间分辨率和高动态范围测量单模光器件的反射分布。通过采用光频域反射方法，以厘米级的空间分辨率和高动态范围测量单模光器件的回波损耗。1.2引用标准
下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB/T18309.1一2001纤维光学互连器件和无源器件一一基本试验和测量程序第1部分：总则和导则(idtIEC61300-1：1995）2概述
测量回波损耗，规定四种方法：a）采用分路器(BD)的测量。
采用BD的测量是基准方法。
b）采用光时域反射仪(OTDR)的测量。c）采用低光学相干反射仪（OLCR）的测量。本附加的程序规定以小于1mm的空间分辨率和大于90dB的动态范围测量单模光器件的反射分布。反射分布定义为在单模光器件各个端面和（或)连接点上反射点分布。当一个特定点上反射为一R（dB）时，在该点上的回波损耗由R（B）给定。本程序通过检测由反射光和基准光之间光干涉产生的差拍信号功率来测量一个点上的反射。当对具有分散反射点的器件进行分析时，如果它们之间的间隔大于测量系统的空间分辨率，则可识别和定位每一个反射点。本方法被称为低光学相干反射技术（OLCR）。d）采用光频域反射仪（OFDR）的测量。本附加的程序规定了采用光频域反射仪OFDR测量单模光器件的回波损耗。本技术主要优点之一就是具有在空间上从不需要的反射中，例如被试器件上所有连接器或未端接端口，分辨出要求的反射，而无任何育区。而且OFDR方法是高可靠的，装置简单，无需维护。（附录B中给出了采用四种不同方法检测的回波损耗的比较）。OFDR技术的测量概念叙述如下。经强度调制的光源信号注入到被试器件。注入到被试器件上的国家质量技术监督局2001-03-13批2001-08-01实施
光信号为：
式中：a(t)射频调制；
GB/T 18311.6—2001
f(t) =a(t)cos(at)bZxz.net
cos（at)——在给定波长下的光载波信号。.（1）
被试器件等同地影响调制包络和载波信号的幅度并且这两种信号延迟相同，对被试器件的输出得到下列关系式：
F(t)=[H la(t+△t)cos(ao(t+△t))式中：HI—被试器件传递函数的幅度；△一t为H的相位变化。通过测量调制包络确定被试器件的影响。3装置和符号
3.1被试器件(DUT)
+********(2）
被试器件的两个光学端口以尾纤或连接器端接。将带有尾纤的基准插头和基准转接器（要求时)加到具有连接器端接的端口上，以形成带尾纤的完整的连接器组件。应按3.2.5的规定端接所有不使用的端口。
3.2采用分路器的测量
下列是采用分路器进行的回波损耗测量中使用的装置和器件。3.2.1分路器(BD)
BD的分光比应是稳定的，它对偏振应是不敏感的。方向性应比最大被测回波损耗至少高10dB。3.2.2检测器(D1,D2和Ds）
检测器包括光检测器、相连的电子系统和与光纤相连接的装置。光连接可为光连接器插座、尾纤或裸光纤转接器。
检测器是线性的。但因为所有的测量是差分的，所以进行绝对校准是不必要的。测量期间应采取衰减的方法消除来自D2的反射功率。在进行测量时，将检测器分离和重接，应保持两次测量的耦合效率。应在详细规范中规定下列特性：一在光源波长下的最大灵敏度；一线性度；
一稳定性；
一光学连接的类型。
3.2.3光源（S1和S2)
光源包括光辐射源、相连的驱动电子系统、激励单元以及光纤连接器或尾纤。如图2所示可采用第二个光源S进行校准。采用第二个光源S2时，其中心波长和谱宽应与S相同。除非另有规定，注入条件应按GB/T18309.1—2001附录B。应在详细规范中规定下列特性：一输出功率，
一功率稳定性；
一中心波长；
一谱宽。
3.2.4临时接点(TJ)
为将被试器件接入测量环路所制作的接点。临时接点可以是连接器、接头、真空吸盘或微调装置。TJ的损耗应保持稳定并应具有比最大被测回波损耗大至少20dB的回波损耗。当该回波损耗大于50dB，为保证规定的测量准确度，建议采用熔接式接头。2
3.2.5端接(T)
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标以T的光纤端接应具有高回波损耗。建议采用三种类型的端接：一有角度的光纤端；
在光纤端施加折射率匹配材料；增加光纤衰减，如采用芯轴卷绕。当采用增加衰减作为端接的方法时，这种端接可施加在器件之间。例如，图4中P。的测量可以通过在图1中的TJ和被试器件之间施加衰减来进行。光纤端接应具有比最大被测回波损耗大至少20dB的回波损耗。当该回波损耗大于50dB时，为保证规定的测量准确度，建议采用“光纤衰减”端接。3.3采用OTDR的测量
下列是以OTDR进行回波损耗测量所采用的装置和器件。3.3.1光纤段(L1、L和Ls）
OTDR测量中所包括的光纤段和含有临时接点的光纤段。3.3.2光时域反射仪（OTDR）
应在详细规范中规定OTDR的下列特性：一中心波长；
—谱宽；
一脉冲宽度。
在OTDR接收器输入端可采用衰减器，以便将光功率降低至使OTDR接收器不发生饱和的水平（见4.1.6准确度考虑）。
3.3.3临时接点(TJ)
见3.2.4和4.2.1。
3.3.4计算机
对用于数据采集系统的计算机接口特性可能有要求（方法2）。3.4采用低光学相干反射技术(OLCR)的测量装置包括：
3.4.1光源(S)
光源为具有光纤输出端口的宽带连续波光源。3.4.2分路器(BD)
BD将光功率从输入端口分到信号端口和基准端口并将光功率从这些端口耦合进入输出端口。3.4.3光延迟线(ODL）
ODL线性地改变基准光的时延。
通常的ODL由用以产生平行光束的平行光管“L”和安装在一个平移台上的反射体“R”组成。3.4.4光检测器
应将检测器连接到分路器输出端。应采用具有足够动态范围的检测器。将检测器的光电流送入数据处理单元。3.4.5接口
接口把测量系统和被测器件DUT连接起来。3.4.6数据处理单元
数据处理单元收集并处理来自检测器的数据并控制基准光的光延迟。对如图7所示的装置的规定仅说明该方法的原理。注：实际的测量系统需作各种改进，例如使测量与回波信号的偏振态无关。3.5采用光频域反射仪(OFDR)的测量3
采用OFDR的试验装置示于图8。
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对于回波损耗的测量，以光作为载波的微波信号经50%的分路器（BD)传送至被试器件；后向反射信号由BD分出到达光电二极管。接收器对光信号进行解调，恢复射频信号。从而该解调的信号通过网络分析仪与初始信号（从已知的反射中获取)，进行幅度和相位比较。通过富里埃(Fourier)反变换计算该振动矢量数据的时域表示，本技术使来自光路的反射信号具有一个几厘米或小于几厘米的空间分辨率（见附录A）。
为了防止因光反馈而引起系统性能的降低，建议在光源前部采用光隔离器。3.5.1射频网络分析仪
射频网络分析仪是能够对反射功率强度和相位进行测量的矢量网络分析仪。应根据测量准确度要求（见3.5.7的注)将射频频率漂移减至最小。3.5.2光部件——光源(S)和检测器(D）规定波长的光源和光检测器，带有适当相连的驱动电子装置以及分别与网络分析仪和光纤连接的装置。测量装置的动态范围应比被测的最小回波损耗RL至少大5dB。系统动态范围定义为按在时域测得的最大信号即0dB和底部噪声之上3dB信号之差。下列因素会导致可能的误差和影响测量的不确定性（见3.5.7的注）：一激光波长随温度的漂移；
在检测器线性区的回波损耗范围；一偏振敏感性。
3.5.3光放大器——(OA)（供选择）为了提升发射的光功率和增大装置的动态范围，可在光源后加用作放大级的光放大器。3.5.4隔离器(I)(供选择）
光隔离器可置于光源前部(若尚未加装时)，以限制可能降低光源性能的反射功率。3.5.5分路器(BD）
分路器BD分光比为50%并且对于偏振变化不敏感（<0.1dB）。BD的方向性可能影响测量准确度，应适当加以规定（见3.5.7的注）。3.5.6临时接点(TJ)
制作接头，将DUT连接到分路器上。TJ的实例为连接器、接头或微调架。TJ的损耗应是稳定的，插入损耗值最好优于0.5dB。TJ和DUT间隔应大于测量分辨率。3.5.7计算机
为对振动失量进行富里埃（Fourier）反变换，需要计算机（若网络分析仪中不包括计算机时）。注：测量的总不确定度为上述所有不确定性因子的总和。根据由详细规范规定的测量计算的总不确定度，可近似估算每一个不确定因子。
4程序
4.1采用分路器的回波损耗测量
4.1.1采用分路器的回波损耗测量装置如图1所示。RD
图1采用分路器的回波损耗测量装置4
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测得的功率P值采用线性单位，如\mW”。图1中采用上述参数的回波损耗为：RL=—10g(P\/P')十G
式中：P基准功率，mW；
(P。的归一化值）
测量环路初始反射功率归一化值(见式(7))；G——系统常数(见4.1.4),dB。
（1）
·（2)
在公式（1)中，P，和P。是以P，进行了归一化的。对P，进行归一化所采用的P，值是图1所示的测量值，对P。进行归一化所采用的P，值是图4中的测量值。这允许在不同时间并在这些测量之间光源功率发生漂移的情况下进行Pa和P。的测量。4.1.2分路器测量的定义
公式(1)的回波损耗是从TJI观察的TJI和T1之间的总回波损耗。4.1.3分路器环路的定义
图1中的环路是可用于以分路器测量回波损耗的环路中具有代表性的，但不是唯一的。测得的值应满足下列两个条件：
-P，应正比于来自被试器件的反射功率P加上除被试器件外的测量环路初始反射功率P。（见图1和图4)。
Pa=C,Pret + Po
-P，应正比于入射至被试器件的功率Pine（见图1）。P, = C2Pime
式中：Ci—
一分路器传输系数（见图2)；
一分路器分光比（见图3)。
4.1.4系数常数求值
提供系统常数G求值的两个方法。方法A
（3）
用端接T2代替S,并接光源S2。测出Pa。不关闭S2，在“cp”处截断光纤，接检测器D：并测出Pb。Ci
图2分路器传输系数测量装置
如图3所示接检测器Ds并测出P。和Prr。C2
系统常数为
G = 101g%
（5）
（6）
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如果采用检测器校准程序，则所用的三个检测器校准差异会消除。S
图3分路器分光比测量装置
方法B
在本方法中，系统常数以具有已知回波损耗Rc的端接头作为基准。a）以具有已知回波损耗的光纤端接头替换图1中的被试器件。b）测定P（见公式(2))。
c）测定P。（见公式(7))。
d)取代公式(1)中的P、P。和RL并求值G。4.1.5系统反射功率
系统反射功率P。通过测量来确定，测量中来自被试器件的反射功率已被去除。这可以用具有高回波损耗的端接替代被试器件或如采用芯轴卷绕方法在被试器件和TJ，之间的光纤上施加大的衰减来完成。具有高回波损耗端接的采用如图4所示。[S
图4高回波损耗端接的采用
Po= Po
4.1.6准确度考虑
(P。的归一化值）
下列因素在回波损耗测量中是可能的误差源：-临时接点TJI和TJ2：由这些接点损耗的差异引起的误差是其损耗差的两倍；（7）
一系统反射功率：系统反射功率P。是从环路中的反射源而不是被试器件到达D1的功率（见图1)。P。误差对于回波损耗的影响是△P的函数，P是以分贝表示的P，和P。之差：AP=10lgP,-101gP。
AP大时，相对大的△P误差对于回波损耗的影响是可忽略的。例如△P从25dB变化5dB至30dB时，P。误差仅产生0.014dB的回波损耗误差。当P，与P。相差不大或小于P。时，本方法的准确度就降低了。但△P小时，即使△P误差小，影响也是显著的。例如使△P从0.5dB变化0.5dB至1.0dB时，P误差产生3.0dB的回波损耗误差。采用分路器测量回波损耗的环路设计应尽可能将P。降至最低。图1所示的环路中反射功率源为：a）分路器BD；
b）端接T
c）耦合器右边的光纤。耦合器右边光纤长度差异会改变P。值；d）临时接点TJi;
e）检测器。
4.2采用OTDR的回波损耗测量
4.2.1OTDR测量环路
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以OTDR测量回波损耗的环路如图5所示。OTDR
图5采用OTDR测量回波损耗的装置大多数OTDR都要求有一个光纤段L1，以在OTDR和被测物之间提供一个间距。光纤段L和Ls提供了OTDR所要求的空间，以分辨被试器件回波损耗的测量信号。点a”和\b”间的光纤应具有相同的后向散射信号（见公式（12)）。在被试器件以连接器端接的情况下，连接器是被试器件的组成部分，它们处于L?和Ls之间。在临时接点TJ和TJ2处于“a”和“b”之间时，由一路OTDR测得的这些接点损耗绝对值小于0.10H（见4.2.3）。为了达到这些要求，可能有必要利用儿种不同光纤组合，与被测器件尾纤的后向散射特性相匹配，以取得低H值。
4.2.2OTDR测量
OTDR测量的单个点处反射就是该点处的反射率。存在多个反射点并且它们之间具有足够距离的情况下，OTDR测量的是各个点的反射率。存在多个间隔很近的反射点的情况下，OTDR测量的是这些反射点总和的有效反射率。
4.2.3测量程序
OTDR在一个点处产生反射的典型响应曲线如图6所示。图6OTDR在一个反射点处的典型响应曲线RL=—2H+K-101g(1—10-2/10)
式中：H-
一显示在OTDR显示屏上的回波损耗脉冲高度，dB；(dB).
一常数，它包括光纤瑞利(Rayleigh）后向散射和OTDR脉冲宽度dB；K-
大多数OTDR在回波信号显示前已除以2。在本式中，OTDR屏上显示的脉冲幅值乘以2，以弥补OTDR已进行的除法运算。
在H值大的情况下，式（9)可被简化。对大于约5dB的H值，经简化的公式是反射率的一个很好的近似：
RL~-2H+K
4.2.4系统常数
以下方法A和方法B是对系统常数求值的两个方法：方法A一一具有已知回波损耗的端接(dB)
（10）
采用经端接、回波损耗R。已知的光纤测量H替代公式(9)或公式(10)中的H和R。值并确定K7
方法B
利用以下关系式可对常数K求值：GB/T18311.6—2001
K =B-10lgt
式中：B一一后向散射脉冲的功率（数值取决于t所采用的时标),dB；一在所采用时标中的OTDR脉冲宽度，ns。在大多数单模光纤的情况下可采用下列的近似：B80(dB)
B82.5(dB)
在1300波长下；
在1550波长下。
上述B值对应于毫微秒(ns)时标。可按下式对B求值：
B=RL-101g(t)-10lg[/(1-e-2al)一长度L的光纤段的回波损耗；
式中：RL一
—光纤衰减常数；
一群速；
L——光纤长度；
t=1ns，式(11)中采用的时标。
采用本章中的测量程序和长度为L的光纤段作为被试器件求RL值。当αL<1时，式（12）变为
BRL-101g(t）-10lg(/2L)
对于L<1km的单模光纤，该近似是有效的。4.2.5准确度考虑
（11）
（12）
（13）
当H很小时，测量H的准确度特别关键。例如，H=0.5dB和H=1dB的测量差异就是3dB回波损耗差异。
OTDR测量高值回波损耗的能力取决于采用窄脉冲。检测器对这些窄脉冲应能准确响应，脉冲宽度应是准确的。
注意；对于窄光脉冲(<1us)，OTDR检测器的响应带宽可能限制测量准确度，在这种情况下，回波损耗应相对于基准后向反射元件进行校准。某些OTDR中的检测器在大H值时发生饱和，以致在测量小回波损耗时丧失准确度。这可以通过在OTDR和被试器件之间加一个可变衰减器进行弥补。测量H时进行两次读数。第一次读数，衰减器设在低衰减值。第二次读数，衰减增加，直至脉冲顶部（见图6）落到正好位于第一次读数脉冲前后向散射点的高度。衰减器的两次设定值之差就是H值。应规定OTDR的下列特性：
一检测器处于线性状态的回波功率范围；一检测器对窄脉冲的响应；
一脉宽准确度。
4.3采用OLCR的回波损耗测量
4.3.1回波损耗值R。已知的反射体，经一段单模光纤连接到信号端口。由于完全反射，R。的典型值为0dB，或在光纤端面反射时，R。为15dB。4.3.2将长度大致等于标准单模光纤的另一根单模光纤连接（光纤延迟线）到基准端口（图7）。4.3.3线性的改变光延迟。在通常的ODL情况下，反射体以恒定速度平移。4.3.4D输出的检测频率调到镜面平移时产生的差拍信号频率。4.3.5对D输出信号取样并作为光延迟函数贮存在数据处理单元。在通常的ODL情况下，由反射体8
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的位置得到光延迟。通过处理单元，计算数据峰值为一G。(dB）。4.3.6DUT连接到信号端口代替已知的反射体。如有必要，改变接在基准端口的单模光纤，以近似等于DUT的尾纤长度。
4.3.7再进行4.3.3至4.3.5同样程序。完成本程序后，测得DUT中所要求点处的信号峰值为—G(dB)。
4.3.8采用这些值计算DUT回波损耗如下：R=Ro+(G-Go)
光源S
分路器BD
检测器D
数期处理单元
信号端
基准端1
光纤延迟绵
光延迟线DL
图7采用OLCR的回波损耗测量装置4.4采用OFDR的回波损耗测量
测量程序基本上由两个步骤组成：a）系统校准：
b）由替代法测量DUT。
4.4.1校准
平移台
.*....(14)
按相关规范规定，通过测量具有已知反射的标准器件进行光测量校准。这种最便利的测量基准就是经切割的端面处于空气中的单模光纤的菲涅尔(Fresnel)反射(丝14.6dB)。4.4.2测量
采用经TJ连接的DUT替代该已知反射的标准件并通过在矢量网络分析仪上对反射信号和基准信号进行比较来测量DUT的回波损耗。例如，表1中记录了某些系统数据表1系统数据和动态范围
光输出功率
—3dBm
频率间隔
中频带宽
采用这些数据，测得的系统动态范围约为55dB。平均信号
Fresnel
为了增加系统的动态范围，建议在光发射器未端采用光放大器进行功率放大（见图8）。例如，通过采用具有13dBm输出功率的掺光纤放大器，达到的系统动态范围约为71dB，这能够对角抛光端面处于空气中的连接器进行测量。注：测量性能取决于光源和失量网络分析仪所采用的接收器。此外，系统动态范围和底噪声取决于校准顺序和所采9
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用的信号处理特性（如中频带宽，信号平均，平滑处理等）。RF
网络分析仪
5规定细节
【供选择）
图8OFDR测量装置
5.1采用分路器的回波损耗测量
5.1.1分路器
一分光比；
一方向性。
5.1.2检测器
一在光源波长下的最大灵敏度；一线性度；
一稳定性；
一光连接类型。
5.1.3光源
一输出功率；
一功率稳定性；
中心波长；
一谱宽。
5.1.4临时接点
一最大衰减，
一最大回波损耗。
5.1.5端接
一端接类型；
一最小回波损耗。
5.2采用OTDR的回波损耗测量
如适用，下列细节应在详细规范中规定：5.2.1OTDR
-中心波长；
一谱宽；
一脉冲宽度；
一接收器输入端衰减器。
5.2.2L、L2和Ls
每一段长度。
5.2.3光纤
类型。
5.3采用OLCR的回波损耗测量
如适用，下列细节应在详细规范中规定：10
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