本标准规定了纤维光学环行器的相关定义、产品分类、技术要求、试验方法、质量评定程序以及标志、包装、贮存等条件。本标准适合于应用在光纤通信和其他光纤技术的环行器。 GB/T 18478-2001 纤维光学环行器 GB/T18478-2001 标准下载解压密码：www.bzxz.net

ICS.33.180.01
中华人民共和国国家标准
GB/T18478—2001
纤维光学环行器
Fiberoptic circulators
2001-09-28发布
中华人民共和国
国家质量监督检验检疫总局
2002-05-01实施
GB/T18478—2001
2引用标准
技术要求
试验方法
环境和机械性能试验
质量评定程序
标志、包装、运输、贮存及安全目
GB/T18478—2001
本标准在YD/T1066—2000《纤维光学环行器技术条件》的基础上，参照IECTC86（纤维光学技术委员会）阶段性标准草案（86B/1275/CDV）IEC62077-1《纤维光学环行器总规范》和BellcoreGR-2882-CORE（1995）《光隔离器与光环行器的一般要求》，并结合我国实际制定，提升为国家标准GB/T18478一2001《纤维光学环行器》。在标准的格式、结构上按GB/T1.1规定编排。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信研究院归口。本标准由信息产业部武汉邮电科学研究院起草。本标准主要起草人：梁臣桓、胡台光、阮银兰。1范围
中华人民共和国国家标准
纤维光学环行器
Fiber optic circulators
GB/T184782001
本标准规定了纤维光学环行器的相关定义、产品分类、技术要求、试验方法、质量评定程序以及标志、包装、贮存等条件。
本标准适合于应用在光纤通信和其他光纤技术的环行器。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为本标准的条文。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/T2828—1987逐批检查计数抽样程序及抽样表（适用于连续批的检查）GB/T2421—1999电工电子产品环境试验第1部分总则（idtIEC60068-1：1988）GB/T5169.5一1997电工电子产品着火危险试验第2部分试验方法第2篇：针焰试验(idtIEC659-2-2:1991)
3定义
本标准采用下列定义。
3.1纤维光学环行器Fiberopticcirculator纤维光学环行器（以下简称光环行器）是一种正向导通、反向隔离的多端口（≥3个端）非互易无源器件。端口顺序为1、2、、n。对于完整环环行器（见3.1.16)由端口1→2、2→3、、i→i+1、n—1-n、n→1传递光功率是非互易的。对于非完整环环行器（见3.1.17)由端口1→2、、n—1-n传递光功率是非互易的。
3.2端口port
端口是指连接光器件（光环行器）上，作为光功率输人和/或输出光纤或光纤活动连接器。3.3传输矩阵transfermatrix
光环行器的光学特性可按nn的系数矩阵给予定义。n是光环行器的端口数，系数表示选定端口之间传递的部分光功率。在一般情况下，传输矩阵可表示为：tu t2tin
：t22
在上式中，t,是从端口i输出的光功率P,对由端口i输入的光功率P,之比，即：tu=PuiP
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局2001-09-28批准（1)
2002-05-01实施
GB/T18478—2001
在光环行器中，系数tu标称大于零，[对于完整环环行器，j=i+1(i=n时j-1)；对于非完整环环行器，j=i+1(i≠n），而其他系数标称为零。3.4传输系数transfercoefficient传输系数是传输矩阵的系数t:j。3.5对数传输矩阵logarithmictransfermatrix在通常条件下，对数传输矩阵可表示为：am
（2）
在上式中，ai是从端口输出的光功率对由端口输入的单位光功率的衰减值，以dB表示，即：aiy=—10lgtu
3.6衰减attenuation
（3）
对数传输矩阵系数a即为光环行器衰减（对于完整环环行器j=i十1，对于非完整环环行器，j=i十1，但i丰n），它代表器件输人端口与输出端口之间光功率的减少程度，以dB表示，即：a=—10lg(Pa/Pn)
在上式中，Pn是输入端口的输入光功率，P是输出端口的输出光功率。3.7隔离度isolation
（4）
对数传输矩阵系数aj(j-i一1)即为光环行器的隔离度。它代表器件输入端口和输出端口之间光功率的减少程度，以dB表示，即：IS=-10lg(Ppz/P.2)
在上式中，Pi2是输入端口的输人光功率，Po是输出端口的输出光功率。3.8串扰directivity
（5）
对数传输矩阵系数ai（j子i十1.ii，j+i-一1)即为光环行器的申扰。它代表器件输人端口和输出端口之间光功率的减少程度，以dB表示，邸：D,=-10lg(Po/Pa)
在上式中，Pis是输入端口的输人光功率，P是输出端口的输出光功率。3.9回波损耗returnloss
（6）
对数传输矩阵系数a.(i一1、2n）即为光环行器的回波损耗。它代表器件输入端口的反射光功率对输入光功率的下降程度，以dB表示，即：RL =- 10lg(P,/P)
在上式中，P：是输人端口的输入光功率，P,是沿输人路径返回的光功率。3.10偏振相关损耗polarizationdependentloss（7）
对于偏振无关光环行器，输入光P，在任何偏振状态下，其衰减波动的最大值（见3.6条）即为光环行器的偏振相关损耗。
3.11偏振模色散polarizationmodedispersion对于偏振无关光环行器，两个正交偏振状态的光通过光环行器所产生的最大延迟差即为光环行器的偏振模色散。
3.12导通端口conductionports
t大于标称零值时，端口和端口称为光环行器的两个导通端口。3.13隔离端口isolatedports
t等于标称零值而α等于标称无穷大时，端口和端口称为光环行器的两个隔离端口。2
3.14工作波长operatingwavelengthGB/T18478—2001
个标称的波长入，在这一波长上设计的光环行器能在规定的光学特性下工作。3.15工作波长范围（带通）operatingwavelengthrange（bandpass）一个工作波长入附近，从入n至入mx的波长区域，在这一波长区域内，设计的光环行器能在规定的光学特性下工作。
3.16完整环环行器completelycireulatedtype具有t标称大于零的光环行器。
3.17非完整环环行器noncompletelycirculatedtype具有t(j=i+1,n）标称大于零，且t等于零的光环行器。4分类
4.1分类
光环行器按下列原则分类：
按端口数分，如三端口光环行器、四端口光环行器、……按类型分，完整环行类型/非完整环行类型。按照工作原理分，如，法拉第效应（磁光效应）、科顿一穆顿效应（磁场屈折效应）和克尔效应（电介质内的光电效应)；
一按工作波长分，如，短波长光环行器（0.63μm）和长波长光环行器（1.31μm、1.55μm）4.2规格
光环行器的规格确定了结构类似元器件的共同特征。用于确定规格的特征包括（但不限于）如下方面：
有关外壳端口的位置和方向；
安装方式：
规格分类由规格识别号构成，见（10.1.2）4.3气候类别
光环行器的气候类别为：05/50/4。4.4评定水平
评定水平规定了A组和B组的检验水平和允许的质量水平（AQL)及C组和B组的检验周期。评定水平A：
A组检验：检验水平I，AQL=4%
B组检验：检验水平I，AQL=4%
C组检验：周期为24个月
—D组检验：周期为48个月
A组和B组应经受逐批检验,C组和D组应经受周期检验。本标准规定的光环行器为评定水平A。4.5材料
4.5.1材料抗腐蚀性
制造光环行器所使用的材料应具有抗腐蚀能力，而且适当抛光和涂覆。4.5.2材料的阻燃性
一般采用阻燃性材料，材料离开燃烧的火焰时，不被点燃，其要求参照GB/T5169.5。4.6光学胶合剂
制作光环行器所使用的粘合对其结构无不良影响，其物理、化学和光学性能应与光纤及其它光学元件匹配，不得有损连接器光学性能的情况发生。3
5技术要求
5.1光学特性
光环行器的光学性能如表1所示。GB/T18478-2001
表1光环行器光学特性
工作波长，nm
衰减，dB
隔离度，dB
申扰，dB
偏振相关损耗，dB
偏模色散，ps
回波损耗，dB
工作温度，℃
5.2环境和机械性能
光环行器的环境和机械性能如表2所示。表2光环行器的环境和机械性能
试验项目
温度循环
衰减变化量
5.3本标准未规定的其他特性由相关产品制造厂商规定。6试验方法
6.1外观检查
1310或1550
-5~+60
隔离度
进行光学性能测量前，首先对光环行器进行外观检查，可用目视进行，其必须是：外观平整、洁净、无油渍、无伤痕及裂纹：结构牢固、引线无松动、与连接器插拔平顺；标志清晰。
6.2环境条件
光环行器的性能测量和试验应满足GB/T2421规定的条件，如：温度：15℃~25℃；
一湿度：45%~75%；
气压：86kPa~106kPa。
6.3试验条件
光环行器的测量条件如下：
测量用仪表应在计量检定有效期内；未被测量的端口应加上匹配液或接上光终端器；一光源注人条件：
单位tdB
GB/T18478—2001
在单模注人系统中，在光环行器的输入端和检测处仅有基模传输，光纤的配置及长度均应使可能注人的高次模行到足够的衰减。
6.3.1光源(S)
采用单模光纤耦合的高功率光源，其中心波长能覆盖所要求的通带。功率稳定度≤0.5dB（一10℃~+50℃,1h)。
6.3.2探测单元(D)
采用光功率计，其性能指标须符合下面要求：波长：0.75μm1.7μm
测量绝对精度（一23dBm）：士5%动态范围：一80dBm~0dBm
线性度：0.05dB
6.4光学特性试验方法
6.4.1衰减
6.4.1.1光环行器衰减测量框图如图1所示。光源
6.4.1.2测量步骤
光环行器
图1衰减测量框图
a）按光环行器的工作波长选用相应的光源和光功率计：光功率计
b）按图1连接好各仪器，对于非完整环环行器，光功率的输人端口不能是端口顺序最末的一个端口：
c）测量光环行器输入端口所对应的正向顺序相邻第1端口输出的光功率Po11d）在测量框图的Q点断开，测量输人光环行器的光功率Piute）衰减按公式(4)计算。
6.4.2隔离度
6.4.2.1光环行器隔离度的测量框图参照图1。6.4.2.2测量步骤
a）按光环行器的工作波长选用相应的光源和光功率计；b）按图1连接好各仪器。对于非完整环环行器，光功率的输入端口不能是光环行器的第1端口；c）测量光环行器输人端口所对应的反向顺序相邻第1端口输出的光功率Po2;d）在测量框图的Q点断开，测量输人光环行器的光功率Pi2；e）隔离度按公式(5)计算。
6.4.3串扰
6.4.3.1光环行器串扰的测量框图参照图1。6.4.3.2测量步骤
a）按光环行器的工作波长选用相应的光源和光功率计；b）按图1连接好各仪器，光功率从光环行器的端口1输人：c）测量光环行器端口的光功率Po（i+1,jiji—1)；d）在测量框图的Q点断开，测量输入光环行器的光功率Ps:e）串扰按公式(6)计算。bzxz.net
6.4.4偏振相关损耗
6.4.4.1光环行器偏振相关损耗的测量框图如图2所示。5
6.4.4.2测量步骤
偏报控制器
GB/T18478--2001
光环行器
图2偏振相关损耗测量框图
光功率计
a）按光环行器的工作波长选用相应光源和光功率计；b）按图2连接好各仪器，光环行器应处在正向导通状态，即对于非完整环环行器，暨如三端口或四端口的光环行器，光信号的流向规定为1-2、2-3或1-→2、2→3、3-4；对于完整环环行器，光信号的流向规定为i-→i+1；
c）启动偏报控制器，全方位改变输入光信号的偏振状态；d）从光功率计中测量并记录被测光环行器的偏振相关损耗，以最大的变化值定为光环行器的偏振相关损耗。
6.4.5偏振模色散
6.4.5.1光环行器偏振模色散的测量框图如图3所示。可调谐激光器
图3偏振模色散测量框图
偏摄分析仪
光环行器
6.4.5.2测量步骤
a）按光环行器的工作波长选用相应的可调谐激光器和偏振分析仪；b）按图3连接好各仪器，光环行器应处在正向导通状态，即对于非完整环环行器，警如三端口或四端口的光环行器，光信号的流向规定为1→2、2-3、或12、2→3、3→4；对于完整环环行器光信号的流向规定为i→i+1；
c）打开偏振分析仪系统菜单，在光环行器的工作波长范围内测量偏振模色散；d）记录被测光环行器的偏振模色散值。6.4.6回波损耗
6.4.6.1光环行器回波损耗的测量框图如图4所示。回波损耗
测试仪
光环行器
回波损耗测量框图
终端器
6.4.6.2测量步骤
a）调整回波损耗测试仪的工作波长，使其与光环行器的工作波长相一致，并将回波损耗测试仪校零；
b）按图4连接好各仪器，光环行器应处在正向导通状态，即对于非完整环环行器，警如三端口或四端口的光环行器，光信号的流向规定为12、2-3、或12、2-3、3-4；对于完整环环行器光信号的流向规定为→+1；
c）在所有未测端口接上终端器；d）记录回波损耗测试仪上的显示值，此值即为光环行器的回波损耗。7环境和机械性能试验
试验条件应与6.2相同。试验前，试样应先在正常大气条件下做预处理，试验后亦应在正常大气条件下恢复。
7.1机械性能试验
7.1.1振动试验
a）条件
频率范围：10Hz~55Hz
GB/T18478—2001
扫频要求扫描的速率应为每分钟一个倍颊程，其容差为士10%，-振幅：0.75mm恒定位移：振动方向为平行于轴向和垂直于轴向；每个方向持续时间：30min；
一对试样不进行在线光学性能监测。b）程序
先将试样在室温下进行预处理，测量其衰减和隔离度并记录；然后，将试样固定在振动台上，在X，Y，Z三个垂直方向的每个方向上承受振动，方向之一与器件的公共轴线平行，每个方向振动持续时间为30min。每一方向试验后在室温下恢复10min，然后测量其相应的衰减和隔离，并记录。c）试验后，试样应满足下面的要求：1）无机械损伤，如变形、裂痕、松弛等，不得出现光纤断裂、光缆拉出、光纤端点处的故障以及光缆密封损坏等。
2）光学性能符合表1、表2的要求。7.1.2冲击试验
a）条件
冲击严酷度和波形应从表3中选择。表3冲击严酷度和波形
加速度，m/s
b）程序
半正弦波
半正弦波
半正弦波
半正弦波
脉冲持续时间，ms
先将试样在室温下进行预处理，测量其衰减和隔离度，并记录；选择一种条件做试验，将试样放在冲击台上（应使被测样品刚性固定，使冲击可以传到器件内部而不被引出线吸收或缓冲），在X，Y两个垂直方向的每个方向上承受冲击，每个方向冲击3次；试验后在室温下恢复10min测量并记录其衰减和隔离度数据。
c）试验后，试样应满足下面的要求：1）无机械损伤，如变形、裂痕、松弛等，不得出现光纤断裂、光缆拉出、光纤端点处的故障以及光缆密封损坏等。
2）光学性能符合表1、表2的要求。7.2环境试验
7.2.1低温试验
a）条件
最低温度：一20℃
温度变化速率：不超过5min的时间内的平均值不大于1℃/min一对试样进行在线光学性能监测。b）程序
先将试样在室温下进行预处理，测量其衰减值并记录；然后，把其放入精度为土2℃的高低温恒温箱中，如图5，以规定的变化速率降低温度，每降低5℃观察并记录一次衰减值，直至一20℃，保持恒温2h，GB/T18478—2001
记录其衰减值，最后，恢复到室温1h后，记录其衰减值。商低温恒温箱
最恒温恒湿粒
稳定化(单模）光源
图5温度特性试验图
c）试验后，试样应满足下面的要求：光功率计
1）无机械损伤，如变形、裂痕、松弛等，不得出现光纤断裂、光缆拉出、光纤端点处的故障以及光缆密封损坏等。
2）光学性能符合表1、表2的要求。7.2.2高温试验
a）条件
最高温度：+70℃
-温度变化速率：不超过5min的时间内的平均值不大于1℃/min一对试样进行在线光学性能监测。b）程序
先将试样在室温下进行预处理，测量衰减值并记录，然后，把其放人精度为士2℃的高低温恒温箱中，如图5，以规定的变化速率升高温度，每升高5℃观察并记录一次衰减值，直至+70℃，保持恒温2h，记录其衰减值，最后，恢复到室温1h后，记录其衰减值。c）试验后，试样应满足下面的要求：1）无机械损伤，如变形、裂痕、松弛等，不得出现光纤断裂、光缆拉出、光纤端点处的故障以及光缆密封损坏等。
2）光学性能符合表1、表2的要求。7.2.3高低温循环试验
a）条件
温度范围：低温TA=-10℃高温T=+60℃一温度变化速率不超过5min的时间内的平均值不大于1℃/min高、低温恒温持续时间：1=t:=1h循环次数：12
一对试样不进行在线光学性能监测。b）程序
先将试样在室温下进行预处理，测量其衰减和隔离度并记录，然后，把其放入精度为士2℃的高低温恒温箱中，如图5，以规定的速率降低温度至TA，保持恒温1h：接着，再以规定的速率升高温度至TB，保持恒温1h；最后，以规定的速率恢复到室温。至此构成一个完整的循环。以同样的程序继续进行第二个循环。试验过程如图6示意。
结束规定的循环次数后，取出试样，擦净水珠，在常温下恢复2h，测量并记录其衰减和隔离度值。80
GB/T18478—2001
第一个循环
第二个循环
图6高、低温循环试验曲线图
1一第一个循环开始，2一第一个循环结束，第二个循环开始c）试验后，试样应满足下面的要求：1）无机械损伤，如变形、裂痕、松弛等，不得出现光纤断裂、光缆拉出、光纤端点处的故障以及光缆密封损坏等。
2）光学性能符合表1、表2的要求。7.2.4湿热（稳态）试验
a）条件
一温度：+40℃
一温度变化速率，不超过5min的时间内的平均值不大于1℃/min相对湿度：90%~95%
持续时间：4d
一对试样不进行在线光学性能监测。b）程序
先将试样在室温下进行预处理，测量其衰减和隔离度并记录然后，把其放入精度为士2℃的高低温恒温箱中，如图9，以规定的速率升高温度至+40℃，相对湿度调至90%～95%，保持4d；最后，以规定的速率恢复到室温2h后，取出试样并清洁干净，测量并记录其衰减和隔离度值。c）试验后，试样应满足下面的要求：1）无机械损伤，如变形、裂痕、松弛等，不得出现光纤断裂、光缆拉出、光纤端点处的故障以及光缆密封损坏等。
2）光学性能符合表1、表2的要求。8质量评定程序
8.1鉴定批准程序
8.1.1初始制造阶段
初始制造阶段定义为：将构成单个元件的零件组装成光环行器的制造阶段。8.1.2结构类似元器件
为鉴定批准和质量一致检验按下列界限对结构类似元器件作分组。结构类似元器件应：
a）具有相同结构图形；
b）用基本相同的材料制造：
c）按基本相同的设计制造；
d）采用基本相同的工艺和方法制造；e）采用相同端口引出技术；
f）采用相同的光纤/光缆保持技术。9
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