GB T 15972.41-2008 光纤试验方法规范.第41部分 传输特性和光学特性的测量方法和试验程序.带宽.pdf

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1、ICS 3318010M 33 a雪中华人民共和国国家标准GBT 1 59724 12008部分代替GBT 159724 1998光纤试验方法规范第4 1部分：传输特性和光学特性的测量方法和试验程序带宽Specifications for optical fibre test methods-Part 4 1：Measurement methods and test procedures for transmissionand optical characteristics-Bandwidth(IEC 60793141：2001，Optical fibres-Part 1-41：Measure

2、ment methodsand test procedures-Bandwidth，MOD)2008-03-31发布 20081卜01实施宰瞀鹊鬻瓣警糌瞥星发布中国国家标准化管理委员会促1”GBT 15972412008目 次前言1 范围2规范性引用文件3术语和定义4带宽及其测量方法概述。5试验装置6试样和试样制备”7程序一8计算9结果“附录A(规范性附录) 方法A一冲击响应法的特定要求附录B(规范性附录)方法B频率响应法的特定要求【l1122333456前 言GBT 15972412008GBT 15972光纤试验方法规范由若干部分组成，其预期结构及对应的国际标准和将代替的国家标准为： 第1

3、0部分第19部分：测量方法和试验程序总则(对应IEC60793110至IEC 607931-19；代替GBT 159721 1998)；第20部分第29部分：尺寸参数的测量方法和试验程序(对应IEC 60793120至IEC 60793129；代替GBT 159722 1998)；第30部分第39部分：机械性能的测量方法和试验程序(对应IEC 60793130至IEC 60793139；代替GBT 1597231998)第40部分第49部分：传输特性和光学特性的测量方法和试验程序(对应IEC 60793-140至IEC 60793149；代替GBT 1597241998)；第50部分第59部分

4、：环境性能的测量方法和试验程序(对应IEC 60793150至IEC 60793159；代替GBT 159725 1998)。其中GBT 159724由以下部分组成：第40部分：传输特性和光学特性的测量方法和试验程序衰减；第41部分：传输特性和光学特性的测量方法和试验程序带宽；第42部分：传输特性和光学特性的测量方法和试验程序波长色散；第43部分：传输特性和光学特性的测量方法和试验程序数值孔径；第44部分：传输特性和光学特性的测量方法和试验程序截止波长；第45部分：传输特性和光学特性的测量方法和试验程序模场直径；第46部分：传输特性和光学特性的测量方法和试验程序透光率变化；第47部分：传输特性

5、和光学特性的测量方法和试验程序宏弯损耗；一一第48部分：传输特性和光学特性的测量方法和试验程序偏振模色散；一第49部分：传输特性和光学特性的测量方法和试验程序一微分模时延。本部分为GBT 15972的第41部分。本部分修改采用国际电工技术委员会标准IEC 60793141：2001光纤第141部分：测量方法和试验程序带宽。本部分与1EC 60793141：2001主要差异如下：按照我国标准的编排格式和表述要求，对一些内容安排做了调整，增加了“第3章术语和定义”，将IEC版本中第1章某些内容和第3章内容放在本部分第4章；将IEC版本第9章和第10章合并作为本部分第9章将第1章中对其他A类多模光纤

6、的适用性作为注的形式给出；将附录中关于结果计算的内容进行扩充并增加到第3章中；对第7章中的具体内容进行了修改并分别移至附录中；按照统一的格式要求，将第5章中插图移至附录中。本部分代替GBT 1597241998光纤总规范 第4部分：传输特性和光学特性试验方法第5章。本部分与GBT 159724 1998第5章相比主要变化如下：将“模式基带响应”的标题名改为“带宽”(1998年版的第5章，本版的标题)；对带宽概述增加了注3(1998年版的第5章，本版的第4章)。TGBT 15972412008本部分的附录A、附录B为规范性附录。本部分由中华人民共和国信息产业部提出。本部分由中国通信标准化协会归口

7、。本部分起草单位：武汉邮电科学研究院。本部分主要起草人：程淑玲、陈永诗、刘泽恒、吴金良。本部分为第一次修订，它与GBT 159724X其他部分一起代替GBT 1597241998。GBT 15972412008光纤试验方法规范第41部分：传输特性和光学特性的测量方法和试验程序带宽1范围GBT 15972的本部分规定了多模光纤带宽的试验方法，确立了对试验装置、注入条件、程序、计算方法和结果的统一要求。本部分适用于A1类多模光纤带宽的测量和成品光纤光缆的商业性检验。本部分不适用于B类单模光纤带宽的测量。注：对其他A类多模光纤的适用性仍在研究中。2规范性引用文件下列文件中的条款通过GBT 15972

8、的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。GBT 1597240 2008 光纤试验方法规范第40部分：传输特性和光学特性的测量方法和试验程序衰减(IEC 60793一卜40：2001，Optical fibres-Part 140：Measurement methods and test procedures AttenuationMOD)3术语和定义下列术语和定义适用于GBT 15972的本部分。3

9、1频率响应(频域)frequency response频率响应定义为下式表示的函数：32G(m)一黜式中：G(u)频率响应；Pl(u)横截面1处调制信号的光功率谱；P2(w)横截面2处调制信号的光功率谱。幅度响应和相位响应分别为G(m)的绝对值和辐角。冲击响应(时域)impulse response冲击响应g(f)定义为这样一个函数，即它与光纤输入光功率的卷积等于光纤的输出光功率。Pz(t)一P1()+g() (2)式中：P1()横截面1处输入光脉冲功率；P2()横截面2处输出光脉冲功率；】GBT 15972412008*卷积符号。注：在线性系统中，时域和频域的基带响应通过下式互相联系：rG(

10、)一I g()exp(-j“)dtM式中：G(c【1)频率响应；g()冲击响应函数；j虚数(一1)Im一圆频率，单位为赫兹(Hz)r时间，单位为秒(s)。33基带响应(一3 dB光带宽)baseband response实际光纤的基带响应呈高斯型。在基带响应的幅一频曲线上(根据式(3)绘制的曲线)，半幅值点对应的频率为光截止频率，c，该频率称为光纤的一3 dB光带宽(或一6 dB电带宽)，即实测的光纤带宽。4带宽及其测量方法概述多模光纤的总色散由模式色散和波长色散组成。多模光纤的总带宽由总色散决定，用下式表示为：BT=(B二2+B署)_12 (4)式中：BT总带宽lB。模式带宽；B。h色散带宽

11、。注1：假定光纤模式基带响应和光源光谱均是高斯型分布。注2：色散带宽Bd与光纤段长度成反比，如果假定光源光谱是高斯型分布，则Bd可表示为： Bch一粉(MHz)(5)式中：A一光源的FWHM谱宽，单位为纳米(nm)；D(A)一色散系数，单位为皮秒每纳米千米(ps(nmkm)；L光纤段长度，单位为千米(kin)。注3：式(5)仅用于远离零色散波长o的波长区域，在零色散波长,to附近的区域，式(4)中B。h_2项可忽略。本技术旨在通过测量多模光纤的模式基带响应来确定带宽，选用小的光源来减少波长色散的影响，使总带宽与模式带宽之间的差异小于10。光纤的基带响应在时域中可用冲击响应g(f)来表示，在频域

12、中是以频域响应G(m)来描述。因此光纤的基带响应测量方法可分为时域法和频域法两种：方法A：冲击响应法(时域法)冲击响应法是比较光纤输入、输出光脉冲的宽度以测量光纤模式基带响应的一种方法。方法B：频率响应法(频域法)使用频率响应法可以直接测量出幅值一频率函数(即幅度响应)，其测量方式有：a)采用输人光脉冲信号激励时，对输出信号进行频谱分析；b)采用频率扫描信号或分离的正弦波信号输人，分析其输出信号。5试验装置方法A和方法B的典型试验装置分别见附录A、附录B中图A1、图B1。2GBT 15972412008除非其他说明，以下对测量装置的要求为带宽两种测量方法所共有。51注入条件为了得到很好的重复性

13、，应使注入系统的脉冲失真与被试光纤的脉冲失真相比小到可以忽略不计。否则，应记录注入系统的输出脉冲形状，然后在光纤基带响应中考虑进去。应使用满注入，在这种情况下，注入光锥角大于光纤最大理论数值孔径，并且注入光斑直径与光纤纤芯直径相当。应确认被试光纤无微弯，注入系统输出端的能量分布基本恒定，且与光源的耦合无关(表明所有传导模受到正常激励)。下列装置能提供满注人条件：a)透镜系统；b) 注入光纤系统(例如突变渐变突变光纤搅模器)。注：对于A1类光纤，因容易控制其满注入条件而有更好的重复性。52光源应采用一个激光器作光源，其激光辐射超过自发辐射。在测量期间，光源位置、强度和波长应保持稳定。光源中心波长

14、应在表1选定的标称值的士20 nm之内，其FWHM谱宽出不应超过表1中给出的相应值。为保证带宽的测量精确度达到10，可要求使用较小的光源谱宽，光源谱宽取决于被测试样带宽和它的波长色散。裹1 光源的中心波长标称值和谱宽 单位为纳米I - 出【800900 51 2001 350 lO53包层模剥除器应采用包层模剥除器，以滤除包层模。当预涂覆层折射率等于或大于光纤包层折射率时，就不需要包层模剥除器。54光检测器应优先采用高速光电二极管作光检测器。光检测器带宽通常应大大超过被试光纤带宽。然而需要作一些修正，应说明检测器的基带响应和非线性度。检测器表面灵敏度应是均匀的。55辅助设备分别见附录A、附录B

15、中方法A、方法B的辅助设备。6试样和试样制备61样品长度样品应是长度已知的光纤或光缆。62试样端面试样的输入端面和输出端面应平整、光滑，端面与光纤轴应有很好的垂直度。63参考光纤参考光纤应与被试光纤为同一类型，其长度应小于被测试样长度的1，或者不大于10 m。7程序分别见附录A和附录B中的试验程序。8计算分别见附录A、附录B中的方法A、方法B的计算方法。GBT 159724120089结果91测量结果报告应包括下列内容：试验名称；试样识别号；试样长度；测量时的标称波长；由幅频特性曲线上一3 dB(光功率)点确定的带宽判定标准；试验日期和操作人员。92报告中也可包括下列内容：所用试验方法(A或B

16、)；仪器型号说明；一光源类型和FWHM谱宽；试验装置的频谱分辨率(仅适用于方法B)；完整的输人和输出脉冲曲线t试验装置最近校准FI期；要报告的资料；应用程序中出现的任何偏差。4附录A(规范性附录)方法A-冲击响应法的特定要求A1装置图A1是用冲击响应法测量模式基带响应的典型试验装置。GBT 15972412008图A1 模式基带响应试验装置(冲击响应)A2辅助设备应采用合适的辅助设备，例如：a) 可调光脉冲序列发生器(脉冲宽度和脉冲频率可调)b)取样示波器；c)XY记录仪。注：所作的测量应保证有适当的校准、系统线性和系统稳定性。A3程序数据处理罂A31试样端面对中将光纤输入端与注入光锥轴线对中

17、，并将光纤输出端与检测器表面对准，使检测器能接收到被试光纤的全部出射光。A32数据采集和处理启动试验装置，分别记录被试光纤的输出光脉冲P2()和参考光纤的输出光脉冲P1(t)。A33参考光纤可用GBT 1597240 2008附录A截断法将被测光纤距注入端约2 m处剪断后作为参考光纤，也可用预先记录并存储的参考光纤的数据。如果光源或接收器的光电部分有改变时应重复存储参考数据。A4计算a)根据记录结果Pl(f)和P2()，按式(2)的定义计算出冲击响应g()；b) 根据式(3)将冲击响应g(f)转换为频率响应G(w)lc)绘制幅一频特性曲线，并对曲线进行高斯函数拟合，以消除基带响应曲线不规则对带宽测量结果带来的影响。曲线上一3 dB(光功率)点为被试光纤的带宽。5