第五节　光功率计

光功率计用于测量绝对光功率或通过一段光纤的光功率相对损耗。在光纤系统中，非常像电工仪表中的万用表。在光纤测量中，光功率计是重负荷常用表。通过测量发射端机或光网络的绝对功率，一台光功率计就能够评价光端设备的性能。用光功率计与稳定光源组合使用，则能够测量连接损耗、检验连续性，并帮助评估光纤链路传输质量。

一、光功率计的工作原理

光功率计的基本原理如图1-24所示。当被测光照射到光检测器上即产生相应的光电流，主机部分的作用是把检测到的电信号放大和模/数变换后进入CPU，经CPU处理后的数字信号最后以光功率或相应的功率电平形式显示出来。光电检测器的作用是将光信号转变成相应的电信号。所以要求光电检测器应在响应速度、响应效率、引入噪声等方面有较好的性能。光电检测器必须有足够高的响应速度，以保证产生的光电流能够不失真地重现入射光信号的波形。此外还希望光检测器的温度特性稳定。半导体光检测器能很好地符合上述要求，常用的半导体光检测器有PIN光电二极管和雪崩光电二极管（APD）两种，其中APD对信号电流有倍增作用。为了使光电检测器检测到的光电信号足以推动后面的显示设备，它还应有电流—电压变换环节、放大环节和模—数转换环节等。

图1-24　光功率计的工作原理

二、光功率计的正确选用

光功率计分为不同的型号、精度、接口等参数，使用时应根据用户的不同使用需求选择合适的光功率计，主要应该参照：

（1）具备直接插入损耗测量的dB功能。

（2）确定这些型号与自身测量范围和显示分辨率相一致。

（3）评价校准精度和制造校准程序，与自身光纤和接头要求范围相匹配。

（4）选择最优的探头类型和接口类型。

三、光功率计的操作方法

光功率的单位是dBm，在光纤收发器或交换机的说明书中有它的发光和接收光功率，通常发光小于0dBm，接收端能够接收的最小光功率称为灵敏度，能接收的最大光功率减去灵敏度的值的单位是dB，称为动态范围，发光功率减去接收灵敏度是允许的光纤衰耗值。测试时实际的发光功率减去实际接收到的光功率的值就是光纤衰耗（dB）。接收端接收到的光功率最佳值是能接收的最大光功率-（动态范围/2）。

由于每种光收发器和光模块的动态范围不一样，所以光纤具体能够允许衰耗多少要看实际情形。一般来说，允许的衰耗为15～30dB左右。也有光功率计只有发光功率和传输距离两个参数，有时会说明以每千米光纤衰耗多少算出的传输距离，大多是0.5dB/km。用最小传输距离除以0.5，就是能接收的最大光功率，如果接收的光功率高于这个值，光收发器可能会被烧坏。用最大传输距离除以0.5，就是灵敏度，如果接收的光功率低于这个值，链路可能会不通。

光纤的连接有两种方式，一种是固定连接，一种是活动连接。固定连接就是熔接，是用专用设备通过放电，将光纤熔化使两段光纤连接在一起，优点是衰耗小，缺点是操作复杂灵活性差。活动连接是通过连接器，通常在ODF上连接尾纤，优点是操作简单灵活性好，缺点是衰耗大。一般说来一个活动连接的衰耗相当于1km光纤。光纤的衰耗可以这样估算：包括固定和活动连接，每千米光纤衰耗0.5dB，如果活动连接相当少，这个值可以为0.4dB，单纯光纤不包括活动连接，可以减少至0.3dB，理论值纯光纤为0.2dB/km。为保险计大多数情况下以0.5为好。

光纤测试发送端TX与接收端RX，必须分别测试，在单纤情况下由于仅使用一纤，所以当然只需测试一次。单纤的实现原理是波分复用。