光功率自参考和测试绳验证的方法技术

本发明专利技术提供了一种光学测量装置和损耗测量。所述光学测量装置接收一个或多个光信号，所述一个或多个光信号分别源自光纤电缆的多根光纤中的一根或多根光纤。所述光学测量装置捕获所述一个或多个光信号的一个或多个图像，并且基于所述一个或多个图像，分别确定所述一个或多个光信号的一个或多个接收位置。

Verification method of optical power self reference and test line

The invention provides an optical measuring device and a loss measurement. The optical measuring device receives one or more optical signals which are derived from one or more optical fibers in a plurality of optical fibers of the optical fiber cable. The optical measuring device captures one or more images of the one or more optical signals and, based on the one or more images, determines one or more receiving positions of the one or more optical signals, respectively.

【技术实现步骤摘要】
光功率自参考和测试绳验证的方法
技术介绍
。
本专利申请涉及一种用于确定光信号损耗和/或测试绳验证的光功率自参考方法，并且具体地讲，涉及具有低不确定性测量的光功率自参考方法。
技术介绍
测量光信号强度的常规装置利用通常单独地耦接到光学阵列的每根光纤上的光检测器。常规装置可用于测量通过阵列的每根光纤传输的光信号的光强度。然而，为了获得强度测量，需要将装置单独地耦接到每根光纤上，这是十分耗时的。为了执行损耗测量，进行第一光功率测量并将其记录为供后续测量与之进行比较的参考。对于现场测试光纤链路，通常利用手持式功率计和光源。执行该功能的装置是各有不同并且众所周知的，例如美国专利4234253、美国专利4673291、美国专利4726676、美国专利5825516和美国专利5748302中所述的那些。图1示出了具有光纤连接器和光检测器的非接触式功率计输入的实施方案。如图1所示，常规功率计通常具有大面积检测器，该大面积检测器的输入不与连接到测试端口的连接器接触。由于检测器不接触并且覆盖大面积，因此相对于离开测试绳的光信号的功率而言，测量不确定性非常低。因此，测试绳可以非常低的不确定性插入、移除和重新插入。图2是具有光纤连接器的光源的实施方案。如图2所示，光源通常具有连接到内部光源的光纤尾纤，该光纤尾纤的末端用与测试绳的连接器物理接触的连接器端接。由于连接器存在物理接触，传输到测试绳中的光量将根据连接质量和污染量而变化。为此，常见的做法是，在所有现场测量的持续时间内，保持测试绳连接到光源。通过不执行断开测试绳与光源的连接然后再将其重新连接，不确定性得到最大程度降低。图3示出单跳线方法的实施方案，该单跳线方法使用光源、单一跳线和功率计。如图3所示，第一功率测量，其用作所有后续测量的参考，通过将第一测试绳直接附接到光源和功率计来最佳地获得。该配置具体被称为单跳线参考方法，并在测量标准中有所定义。使用单跳线参考方法对链路的损耗或衰减进行的测量通过在保持第一测试绳附接到光源的同时断开第一测试绳与功率计的连接来实现。这样，由于光源的物理接触连接而导致的任何变化就被最大程度降低。继续使用单跳线参考方法，将第二测试绳连接到功率计。优选地，两条测试绳现在连接在一起以测量它们的连接的损耗从而验证它们的质量。接下来，经由第二测试绳将功率计连接到受测链路，并且经由第一测试绳将光源连接到光纤链路的相对一端。值得注意的是，测试绳的连接器应具有与受测链路的连接器相同的类型。因此，功率计的连接器也应为相同类型的连接器，因为它也必须在参考过程期间连接到第一测试绳。值得注意的是，还有双跳线参考方法和三跳线参考方法。然而，单跳线参考方法为损耗测量提供了最低的不确定性。其他方法会増加不确定性，但有时用于克服测试设备的缺陷，所述测试设备诸如不同于受测光纤链路的连接器端口。一些常规装置配备有多个传感器，由此每个传感器捕获从阵列的相应光纤接收的光信号。为了使这些装置正常工作，传感器必须分别与光纤对齐。由于光学阵列连接器诸如多光纤推入式(MPO)连接器是类别特异性的（即钉扎或非钉扎）这一事实，需要符合类别的装置以便将装置附接到连接器并确保对齐。因此，对光学阵列进行现场测试的人员可能需要携带用于两种类别的多个装置。例如，单跳线参考方法的常用替代方案，其在一端处使用光源并且在另一端处使用光检测器，用于将两端处的光源和光检测器都整合在一起。该配置使受测链路能够在不必交换端部的情况下在两个方向（双向）上进行测试。如图4所示，光源和光检测器整合可通过使用将装置与光纤尾纤对准的自由空间光学系统来实现。就这一点而言，图4示出了具有第一测试绳和第二测试绳的第一双向光损耗测试器和第二双向光损耗测试器的实施方案。在另一个参考方法中，将带尾纤的光源和光检测器附接到光耦合器/分光器。在两个方向上，光源和光检测器通常经由光纤尾纤和连接器连接到测试端口。如上所述，如果光纤被断开连接并重新连接，则该物理接触连接器便具有高可变性。因此，通过将第一测试绳附接到第一光损耗测试器并且将第二测试绳附接到第二光损耗测试器，来最佳地获得所述参考。例如，图5示出了分别具有第一测试绳和第二测试绳的第一双向光损耗测试器和第二双向光损耗测试器的实施方案，所述第一测试绳和所述第二测试绳具有相互共享的中间连接。如图5所示，然后连接这两条测试绳，并且在两个方向上通过这两条测试绳和它们的相互共享的连接来获得参考测量。导致与双跳线参考方法相关的测量不确定性的一大因素与相互共享的中间连接（即，参考连接）的质量有关。如果由于连接器质量或污染，该“参考连接”造成高损耗，那么参考测量结果将是低的，从而导致不正确的低损耗读数。这些双向光损耗测试装置是熟知，诸如美国专利5455672、美国专利5592284、美国专利5305078和美国专利5455672中所述的那些。值得注意的是，光纤链路中的损耗量相对于与该方法（尤其是在光纤链路较长的情况下）相关的不确定性是相当大的。因此，在光纤链路较长的情况下，因参考所致的不确定性就变得较不重要。然而，对于短链路（通常100m或更短），诸如在数据中心发现的那些，不确定性相对于光纤链路损耗是较大的，使得双跳线参考方法和三跳线参考方法不可取。因此，为了改善绝对功率测量的不确定性（不是相对损耗测量)，供应商有时在包含非接触式光检测器的每个测试器上包括第二测试端口。每个测试器上的该第二测试端口用于功率测量，但如果双向特征被禁用，也可用于损耗测量。光损耗测试器的该第二测试端口也可用于设置参考测量。在设置参考测量的一种此类方法中，第一测试端口的输出端直接连接到同一光损耗测试器上的第二测试端口。这在第二光损耗测试器上重复。因此，每个光损耗测试器测量其自身的输出功率。随后，在测试光纤链路时，每个光损耗测试器可与其他光损耗测试器通信以将其输出功率告知其他光损耗测试器。与该方法相关的不确定性相对于单跳线方法也是较高的，因为参考测量是利用与用于测量损耗的功率计不相同的功率计来进行的。因此，除了单跳线参考的正常不确定性之外，还存在两个功率计之间的绝对功率测量差异的不确定性。该方法在例如美国专利5455672中有所描述。在又一个参考选项中，第一光损耗测试器的第一测试端口连接到第二光损耗测试器的第二测试端口。相反地，第一光损耗测试器的第二测试端口连接到第二光损耗测试器的第一测试端口。然而，该方法的一个显著缺点是，功率测量由与用于测量链路损耗的功率计不相同的功率计来进行。因此，仍然存在额外的不确定性。因此，本领域仍需要最大程度地降低这些测量的不确定性。这与本文所述实施方案的已经进行的这些以及其他考虑因素有关。值得注意的是，在本部分中讨论的所有主题不一定是现有技术并且不应仅仅是由于其在本部分中的讨论而被假定是现有技术。因此，除非明确注明是现有技术，否则对本部分所讨论的现有技术中的或者与此类主题相关的问题的任何识别均不应被视为现有技术。相反，对本部分中任何主题的讨论应被视为对要克服的技术问题进行的识别的一部分，这其中或其本身也可能是具有专利技术性的。
技术实现思路
在至少一个实施方案中，光功率自参考方法以低不确定性测量确定光信号损耗和/或测试绳验证。该方法包括：提供第一光学测量装置，该第一光学测量装置具有位于第一双向端口中的第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光功率自参考方法，包括：提供第一光学测量装置，所述第一光学测量装置具有位于第一双向端口中的第一光检测器BiDi和第一光源BiDi以及位于第一功率计端口中的第一光检测器PM；提供第二光学测量装置，所述第二光学测量装置具有位于第二双向端口中第二光检测器BiDi和第二光源BiDi以及位于第二功率计端口中的第二光检测器PM；接收工厂校准校正因子ρ1和ρ2，其中ρ1是所述第一光学测量装置的所述第一光检测器PM与所述第一光检测器BiDi之间的工厂测量误差，并且其中ρ2是所述第二光学测量装置的所述第二光检测器PM与所述第二光检测器BiDi之间的工厂测量误差；在所述第一光学测量装置上，使用第一测试绳将所述第一双向端口连接到所述第一功率计端口并测量在所述第一功率计处接收的光信号的功率电平Px1；在所述第二光学测量装置上，使用第二测试绳将第二双向端口连接到所述第二功率计端口并测量在第二功率计处接收的光信号的功率电平Py1；在所述第一光学测量装置上，断开所述第一测试绳与所述第一功率计端口的连接，并且使用所述第一测试绳将所述第一双向端口连接到所述第二功率计端口并测量在所述第二功率计处接收的光信号的所述功率电平Px2；在所述第二光学测量装置上，断开所述第二测试绳与所述第二功率计端口的连接，并且使用所述第二测试绳将所述第二双向端口连接到所述第一功率计端口并测量在所述第一功率计处接收的光信号的所述功率电平Py2；确定现场校准校正因子ρ3和ρ4，其中ρ3是所述第一光学测量装置的所述第一光检测器PM与所述第一光检测器BiDi之间的现场测量误差，其中ρ4是所述第二光学测量装置的所述第二光检测器PM与所述第二光检测器BiDi之间的现场测量误差；并且其中：Px2 = Px1 ‑ ρ3，Py2 = Py1 ‑ ρ4，Pref1 = Py2 ‑ ρ3，并且Pref2 = Px2 ‑ ρ4，通过代入Px2和Py2来计算Pref1和Pref2，其中Pref1 = Py1 ‑ ρ4 ‑ ρ1，并且Pref2 = Px1 ‑ ρ3 ‑ ρ2；以及通过以下步骤来执行损耗测试：断开所述第一测试绳的连接端与所述第二测试绳的连接端的连接，将所述第一测试绳的所述连接端和所述第二测试绳的所述连接端连接到正被测试的光纤链路的相对两端，并且通过正被测试的所述光纤链路测量由所述第一测试绳接收的光信号的功率电平Py4以及由所述第二测试绳接收的光信号的功率电平Py4；其中所述第一双向端口处的损耗等于：Py4 ‑ Pref1，并且其中所述第二双向端口处的损耗等于：Px4 ‑ Pref2。...

【技术特征摘要】
2017.03.28 US 15/4718461.一种光功率自参考方法，包括：提供第一光学测量装置，所述第一光学测量装置具有位于第一双向端口中的第一光检测器BiDi和第一光源BiDi以及位于第一功率计端口中的第一光检测器PM；提供第二光学测量装置，所述第二光学测量装置具有位于第二双向端口中第二光检测器BiDi和第二光源BiDi以及位于第二功率计端口中的第二光检测器PM；接收工厂校准校正因子ρ1和ρ2，其中ρ1是所述第一光学测量装置的所述第一光检测器PM与所述第一光检测器BiDi之间的工厂测量误差，并且其中ρ2是所述第二光学测量装置的所述第二光检测器PM与所述第二光检测器BiDi之间的工厂测量误差；在所述第一光学测量装置上，使用第一测试绳将所述第一双向端口连接到所述第一功率计端口并测量在所述第一功率计处接收的光信号的功率电平Px1；在所述第二光学测量装置上，使用第二测试绳将第二双向端口连接到所述第二功率计端口并测量在第二功率计处接收的光信号的功率电平Py1；在所述第一光学测量装置上，断开所述第一测试绳与所述第一功率计端口的连接，并且使用所述第一测试绳将所述第一双向端口连接到所述第二功率计端口并测量在所述第二功率计处接收的光信号的所述功率电平Px2；在所述第二光学测量装置上，断开所述第二测试绳与所述第二功率计端口的连接，并且使用所述第二测试绳将所述第二双向端口连接到所述第一功率计端口并测量在所述第一功率计处接收的光信号的所述功率电平Py2；确定现场校准校正因子ρ3和ρ4，其中ρ3是所述第一光学测量装置的所述第一光检测器PM与所述第一光检测器BiDi之间的现场测量误差，其中ρ4是所述第二光学测量装置的所述第二光检测器PM与所述第二光检测器BiDi之间的现场测量误差；并且其中：Px2=Px1-ρ3，Py2=Py1-ρ4，Pref1=Py2-ρ3，并且Pref2=Px2-ρ4，通过代入Px2和Py2来计算Pref1和Pref2，其中Pref1=Py1-ρ4-ρ1，并且Pref2=Px1-ρ3-ρ2；以及通过以下步骤来执行损耗测试：断开所述第一测试绳的连接端与所述第二测试绳的连接端的连接，将所述第一测试绳的所述连接端和所述第二测试绳的所述连接端连接到正被测试的光纤链路的相对两端，并且通过正被测试的所述光纤链路测量由所述第一测试绳接收的光信号的功率电平Py4以及由所述第二测试绳接收的光信号的功率电平Py4；其中所述第一双向端口处的损耗等于：Py4-Pref1，并且其中所述第二双向端口处的损耗等于：Px4-Pref2。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一光学测量装置包括第一处理器和第一存储器，并且其中所述第二光学测量装置包括第二处理器和第二存储器。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一双向端口包含组合的第一光检测器BiDi和第一光源BiDi。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一功率计端口包含非接触式第一光检测器PM。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二双向端口包含组合的第二光检测器BiDi和第二光源BiDi。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二功率计端口包含非接触式第二光检测器PM。7.根据权利要求1所述的方法，还包括：通过以下步骤来执行跳线验证：断开所述第一测试绳与所述第二功率计端口的连接以留下所述第一测试绳的连接端，断开所述第二测试绳与所述第一功率计端口的连接以留下所述第二测试绳的连接端，将所述第一测试绳的所述连接端连接到所述第二测试绳的所述连接端，并且测量由所述第一测试绳接收的光信号的功率电平Py3以及由所述第二测试绳接收的光信号的功率电平Py3。8.根据权利要求1所述的方法，其中在使用所述第一光学测量装置和所述第二光学测量装置从先前的光纤链路测量接收所述现场校准校正因子ρ3和ρ4之后，未来的光功率自参考测量使用所述先前确定的ρ3和ρ4，并且不包括将跳线从一个光学测量装置的双向端口连接到另一个光学测量装置的功率计端口。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法使单个光纤双向光损耗测试器能够执行不确定性水平与单跳线参考测量方法的不确定性水平接近的自参考测量。10.一种光功率自参考方法，包括：提供第一光学测量装置，所述第一光学测量装置具有位于第一双向端口中的第一光检测器BiDi和第一光源BiDi以及位于第一功率计端口中的第一光检测器PM；提供第二光学测量装置，所述第二光学测量装置具有位于第二双向端口中第二光检测器BiDi和第二光源BiDi以及位于第二功率计端口中的第二光检测器PM；接收工厂校准校正因子ρ1和ρ2，其中ρ1是所述第一光学测量装置的所述第一光检测器PM与所述第一光检测器BiDi之间的工厂测量误差，并且其中ρ2是所述第二光学测量装置的所述第二光检测器PM与所述第二光检测器BiDi之间的工厂测量误差；使用所述第一光学测量装置和所述第二光学测量装置从先前的光纤链路测量接收现场校准校正因子ρ3和ρ4，其中ρ3是所述第一光学测量装置的所述第一光检测器PM与所述第一光检测器BiDi之间的现场测量误差，其中ρ4是所述第二光学测量装置的所述第二光检测器PM与所述第二光检测器BiDi之间的现场测量误差；并且其中：Pref1=Py2-ρ3，并且Pref2=Px2...

【专利技术属性】
技术研发人员：JD谢尔，S戈德斯坦，
申请(专利权)人：弗兰克公司，
类型：发明
国别省市：美国,US