资料介绍
中华人民共和国国家计量技术规范
JJF 1199—2008
通信用光衰减器校准规范
2008-03-25发布 2008-06-25实施
国家 质量 监督 检验 检疫 总局 发布
通信用光衰减器校准规范Calibration Specification ofOptical Attenuator forTelecommunications
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本规范经国家质量监督检验检疫总局于 2008年 3 月 25 日批准 , 并自2008年 6月 25 日起施行。
归口 单位 : 全国光学计量技术委员会
主要起草单位 : 信息产业部通信计量中心
本规范委托全国光学计量技术委员会负责解释
本规范主要起草人 :
周波 (信息产业部通信计量中心)
岳蕾 (信息产业部通信计量中心)参加起草人 :
傅栋博 (信息产业部通信计量中心)
张颖艳 (信息产业部通信计量中心)
目录
1 范围
本校准规范规定了通信用光衰减器的通用的计量特性、校准方法及校准所用的仪器设备的要求等内容 , 适用于通信用光衰减器的首次校准、后续校准和使用中检验。光衰减器的型式评价中有关计量特性的要求可参照本规范执行。其他带光衰减功能的仪器校准也可参照执行。
2 引用文献
JJF 1001—1998 《通用计量名词术语》
JJF 1059—1999 《测量不确定度评定与表示》
JJF 1071—2000 《国家计量校准规范编写规则》
JJG(YD) 040—1998 《光衰减器》
使用本规范时 , 应注意使用上述引用文献的现行有效版本。
3 概述
通信用光衰减器是用于光通信行业科研和生产中的重要仪器 , 是用来调节光通信的光路中光功率量值的 , 使用已定标的光衰减器可用于扩大光功率标准的量程范围 , 可直接为通信网服务。通常通信用光衰减器可分为可变光衰减器和固定光衰减器两种 , 可变光衰减器又可分为连续可变型 , 步进型 , 连续和步进组合型。
4 计量性能要求
a) 光衰减器示值 : (0~65)dB;
b) 光衰减器重复性 : 0.8 dB;
c) 光衰减器的插入损耗 : ≤3dB;
d) 光衰减器端口 回波损耗 : ≥ 35 dB;
e) 光衰减器的输入输出方式 : 光纤连接器型 , 建议为 FC/PC型光纤连接器。
仪表说明书指标高于此要求时 , 以仪表说明书指标为性能要求。
以上技术指标不用于合格性判别 , 仅提供参考。
5 校准条件
5.1 环境条件
5.1.1 环境温度 : (23±5)℃ , 相对湿度 ≤80% ;
5.1.2 校准期间内温度变化 : ±2 ℃ ;
5.1.3 电源电压 : (220±11)V; 频率 : (50±1)Hz;
5.1.4 实验室应无剧烈震动和影响测量结果的电磁场干扰。
5.2 校准用设备
5.2.1 稳定激光光源
a) 中心波长 : (850±20) nm; (1310±20) nm; (1550±20) nm;
b) 光源半功率点谱线宽 : ≤7 nm;
c) 输出功率 : ≥0dBm (1 mW) ;
d) 输出功率稳定度
长期稳定度 (6h) : ≤±0.05 dB;
短期稳定度 (15min) : ≤±0.005 dB;
e) 输入输出方式 : 光纤连接器型 , 建议为 FC/PC型光纤连接器。
5.2.2 光功率计
a) 工作波长 : (800~1600) nm;
b) 光功率测量范围 : (-90 ~ +3)dBm;
c) 非线性度 : ≤±1% ;
d) 示值误差 : ±5% ;
e) 分辨力 : 0.001 dB;
f) 输入输出方式 : 光纤连接器型 , 建议为 FC/PC型光纤连接器。
5.2.3 光回损测试仪 (选配)
a) 工作波长 : (1310±20) nm; (1550±20) nm;
b) 测试范围 : (0~60)dB;
c) 示值误差 : ±1.0 dB;
d) 分辨力 : 0.1 dB。
5.2.4 光纤连接器 : 建议采用 FC/PC型。
5.2.5 法兰盘 : FC/PC型 , 插入损耗 ≤0.1 dB。
5.2.6 工作平台 : 平稳、抗震动。
5.2.7 主要设备 : 应在检定有效期内使用。
6 校准项目和校准方法
6.1 校准项目
校准项目见表 1。
表 1 光通信用光衰减器校准项目
6.2 校准方法
6.2.1 外观及工作正常性检查
a) 有规格、型号、制造厂名、 出厂日期、设备编号及相应的警示标志等 ;
b) 被校仪表应带有必要的附件、说明书及前次校准证书 ;
c) 被校仪表各部件应安装牢固 , 能确保工作正常 ;
d) 被校仪表通电后能正常工作。
6.2.2 所有校准用设备和被校的光衰减器均置于平稳的工作平台上 , 并按说明书要求进行预热。
6.2.3 衰减器动态范围的校准
按图 1连接设备。
图 1 光功率计法校准光衰减器衰减示值连接图
a) 设置被校光衰减器的示值为零 (无法调零的调为最小) , 调整光功率计的参考值使光功率计读数值为 0 dB。
b) 调整被校光衰减器的衰减值为最大 , 看光功率计读数 , 得到衰减器动态范围。
6.2.4 光衰减示值误差和重复性的校准
a) 记录稳定激光光源的波长值。
b) 按图 1连接设备 , 将稳定激光源输出端接被测光衰减器输入端 , 将被校光衰减器输出端接光功率计探测器。各段连接光纤 (或光缆) 的位置在整个测试过程中应保持固定 , 尽量减小光纤由于应力和弯曲程度发生变化带来的影响 , 各连接器可靠连接 , 避免反射带来的误差。
c) 调整被校光衰减器、光功率计的波长设定值与稳定光源的波长相同。
d) 设置被校光衰 减器 的示 值为 零 , 调整 光功 率计 的参 考值 使光 功率 计读 数值 为0 dB。
e) 调整被校光衰减器衰减示值为被检值 Pbk , 读出光功率计读数 Paki(i= 1,2, …n,
f) 按顺序依次调整光衰减器的待测挡的衰减示值 , 重复 6.2.3 d)、6.2.3 e) 的步骤 m-1次 , 可得到被校光衰减器不同挡的测试值 Paki。并记录到原始记录中。
g) 重复 6.2.4 d)、 6.2.4 e)、 6.2.4 f) 的步 骤 n- 1 次 , 读出 光功 率计 数值Paki(dB)并记录到原始记录中。
6.2.5 插入损耗值的校准
a) 按图 2 中实线连接设备。
b) 调整被校光衰减器的波长和光功率计波长的设定值 , 使其与稳定激光光源的波长一致并记录。
图 2 光衰减器插入损耗测试连接图
c) 按图 2 中虚线连接设备 , 即通过法兰盘对接。将此时光功率计读数设为参考值 ,光功率计读数为 0 dB。
d) 按图 2 中实线连接设备 , 调整被校光衰减器的衰减值为零 (无法调零的调为最小) , 读出光功率计的读数 ILi值 , 并记录。
e) 重复 6.2.4 c)、6.2.4 d) 的步骤 3次。
6.2.6 光衰减器端口 回损校准
a) 按图 3连接设备。
图 3 光衰减器端口 回波损耗测试连接图
b) 回损测试仪自环 , 初始化仪表 , 读出仪表内部的校准因子。
c) 将回损仪光源输出端的测试光纤清洁 , 在空气中测出的回波损耗应为 -(14.8± 0.2)dB, 若偏差较大 , 则需用标准光纤活动连接器对回损仪进行自校准。
d) 将回损仪输出端的测试光纤校准后 , 用光纤末端微弯的方法截止。 在回损仪中记录截止参数 , 大于 60 dB。
e) 将回损仪输出端的测试光纤与被校光衰减器的光接口相连接 , 并将被测光衰减器另一端光接口用光纤活动连接器做截止。设定回损测试仪光源的波长 , 读取测量结果RLi, 记录到原始记录中。
f) 改变回损仪的测试波长 , 重复 6.2.6 e) 操作。
6.2.7 调整稳定激光源到另一待校光波长 , 并同时调整光衰减器和光功率计的波长值 ,重复 6.2.4~6.2.6 的测试步骤。
7 校准结果
7.1 光衰减器衰减示值校准结果处理
求 n次测试的平均值k 作为光衰减器第 k级的衰减值
Pa i= 1, 2, 3, … , n; k= 1, 2, 3, … , m) 衰减器第 k级的示值误差为 :
Δk = Pbk - k (2)
7.2 光衰减器衰减示值重复性校准结果处理
通过光衰减器衰减示值的校准数据 , 可得到重复性的结果 :
重复性 = (|Paki |max -|Paki |min)/2 (3)
7.3 插入损耗值的校准结果处理
三次测试值相加求平均 :
Li = (IL1 + IL2 +IL3)/3 (4)
7.4 光衰减器回损校准结果处理 (选项)
RL = (RL1 +RL2 +RL3)/3 (5)
8 校准结果表达
经过校准后的光通信用光衰减器 , 出具校准证书。校准报告格式见附录 B。
9 复校时间间隔
复校时间间隔送校单位可根据实际使用情况自主决定 , 建议校准周期为 1年。
附录 A
校准记录表格式
校准证书编号
1 记录
送检单位计量器具名称型 号制造厂出厂编号插件型号插件编号
2 外观及工作状态检查记录表
3 工作波长 : nm衰减范围 : dB
衰减示值和重复性测试 :
注 : 如自动测试 , 附计算机打印的记录。插入损耗 :
回波损耗 :
校准日期 : 年月 日温度 : ℃ 相对湿度 : % 电源电压 : V
核验人员 (签名) : 校准人员 (签名) :
附录 B
校准证书内页格式
校准证书编号第 页共 页
校准 结果
一、显示功能
二、测量功能
三、插入损耗
四、衰减示值误差和重复性
工作波长 : nm (CW)
五、 回波损耗
附录 C
通信用光衰减器校准不确定度评定实例
依据通信用光衰减器校准规范的各项计量特性及校准条件与校准项目的规定 , 我们对 JDS FITEL公司生产的编号为 B7A0592, 型号为 HA1 的光衰减器进行了校准。 下面主要针对光衰减器示值校准的不确定度进行分析。
C.1 光衰减器示值校准
C.1.1 不确定度来源
C.1.1.1 光功率计线性度引入的不确定度 u1
C.1.1.2 光功率计的分辨力引入的不确定度 u2
C.1.1.3 由于测量重复性引入的不确定度 u3
C.1.1.4 光衰减器每次开机带来的设定重复性误差 u4 C.1.2 不确定度评定
C.1.2.1 光功率计线性度引入的不确定度 u1 , 按 B类评定 , 由仪表技术指标可知 , 探测器的线性度不同量程取不同的值 , 小于等于 40dB时 , 优于 ±0.01dB; 大于 40dB时优于 ±0.05dB, 光功率计的线性度优于 a1 , 均匀分布 , k= 3, 有 : u u1 =0.006dB (小于等于 40dB时) ; u1 =0.029dB (大于 40dB时)。
u 其中 Pj
对 5.000 dB点测 5次 , 分别得 : 5.001; 5.002; 5.001; 5.000; 5.004dB。代入以上公式得 : u3 =0.000 5 dB。
表 (续)
C.1.3.2 合成标准不确定度
根据相应的数学模型合成公式 :
C.1.3.3 扩展不确定度
取 95%置信度 , k=2, 则U = 2 × 0.003 5= 0.007dB
即可得到光衰减器校准示值 5.000 dB测量结果的不确定度 U= 0.007 dB, 近似为
把值带入公式得 U= 0.75 dB, 同样可计算其他端口校准的不确定度。
