1/11/2023，光纖在線訊，01.背景：使用光頻域反射（OFDR）技術(shù)檢測光鏈路，能獲得極高空間分辨率的回波強(qiáng)度曲線，利用背向散射法測損耗可得到鏈路的沿線損耗情況及各個器件點的損耗。當(dāng)光鏈路中有兩路以上的分支時，各個分支的瑞利散射信號會混疊到一起，此時使用背向散射法不能測試出各個分支光鏈路損耗情況。針對多分支光鏈路信號混疊在一起的情況，本文給出測試多分支光鏈路中各個分支鏈路損耗情況的方法。

02：背向散射法測損耗

     背向散射法是指定被測件DUT前一點的光功率作為測量回?fù)p（RL）的入射光功率，進(jìn)而獲得RL值。時域曲線包含光纖沿線損耗分布，插損值可通過DUT前后回?fù)p值計算得到，公式為：IL=(RL1-RL2)/2。以測量一根光纖跳線為例，在中間位置彎曲，測量結(jié)果如下：
光頻域反射技術(shù)（OFDR）可通過背向散射法測量整段光纖的回?fù)p曲線，利用回?fù)p和插損之間的關(guān)系可以得到整條曲線各個點的損耗。


圖1. 背向散射法測量原理

     如圖1所示，假定p0為設(shè)備出光口光功率，DUT前后測量位置為1、2，其對應(yīng)的光功率分別為P1、P2，對應(yīng)的散射系數(shù)分別為α1、α2，則其對應(yīng)的反射光功率分別為：Pr1=P1×α1、Pr2=P2×α2。



     DUT的插損為：IL=-10lg (P2/P1)。

     1、2處的回?fù)p分別為：RL1=-10lg(Pr1/P0)、RL2=-10lg(Pr2/P0)。當(dāng)1、2處光纖的散射系數(shù)相同時，可推導(dǎo)出IL=(RL1-RL2)/2（背向散射法是反射式測量，光信號往返兩次經(jīng)過DUT，因此需除以2）。

03.多分支鏈路損耗測試案例
     使用OCI測試3dB耦合器損耗的裝置如下圖所示，將3dB耦合器的進(jìn)光口接入OCI儀器，進(jìn)光口和出光口光路的光纖長度都約為1m。


圖2. OCI直接測試3dB耦合器裝置圖

     下圖為使用OCI測試3dB耦合器的測試曲線，對紅線和黃線周圍10cm區(qū)域進(jìn)行積分可以看出，3dB耦合器前后位置的回?fù)p分別為-83.11dB和-86.58dB，因為是反射式測量，光信號往返兩次需要除以2，因此測得的損耗為1.71dB，和實際情況不符。出現(xiàn)上述情況是由于2個出光路的反射信號疊加到不能單獨測試出每個分支的損耗情況。


圖3. OCI直接測試3dB耦合器曲線圖

     3dB耦合器阻斷一路信號測試：
     針對上訴出現(xiàn)的問題，改變測試裝置，如下圖所示，將3dB耦合器的一路出光分支打結(jié)，阻斷光信號，讓該出光路沒有反射信號，在使用OCI分別測試，斷開出光口光路1和光路2。


圖4. OCI斷路法測試3dB耦合器裝置圖

     下圖為測試曲線圖，按照先前回?fù)p測試方法可以得出3dB耦合器的2個出光路插損分別為3.18dB和2.98dB，2個出光路的實際分光比為49.1:50.9，經(jīng)計算可得實際損耗為3.09dB和2.93dB，測試結(jié)果和實際相符。



圖5. OCI斷路法測試3dB耦合器曲線圖

     其他比例耦合器阻斷一路信號測試：
     按照上訴測量方法，分別測試1:9耦合器和2:8耦合器的損耗情況。1:9耦合器的2個出光路插損分別為10.17dB和0.60dB，2個出光路的實際分光比為9.3:90.7，經(jīng)計算可得實際損耗為10.32dB和0.42dB，測試結(jié)果和實際相符。



圖6. OCI斷路法測試1:9耦合器曲線圖

     2:8耦合器的2個出光路插損分別為6.99dB和1.05dB，2個出光路的實際分光比為19.4:80.6，經(jīng)計算可得實際損耗為7.12dB和0.94dB，測試結(jié)果和實際相符。



圖7. OCI斷路法測試2:8耦合器曲線圖

04.結(jié)論
     按照上訴方法可以測試出耦合器中各個分路的損耗（分光比），各路損耗測試結(jié)果符合其實際損耗值。當(dāng)測試光鏈路中出現(xiàn)多個分支的情況時，依然可以使用OCI測試各個分鏈路的損耗情況。