本福祿克白皮書對旨在檢查光纖環(huán)型通量 (EF) 測量設備當前狀態(tài)的為期 19 月的循環(huán)法測試的結(jié)果進行了探討。有人懷疑由于 EF 是受限發(fā)射，因此 EF 設備可能不具有可降低測量不確定性的精度。數(shù)年前在 IEC SC86B 標準范圍內(nèi)進行了類似測試，數(shù)據(jù)顯示被測的某些模發(fā)射設備超出了 EF 模板。如果測試時對設備進行了正確校準，就不會出現(xiàn)這個問題。新循環(huán)法測試的目的在于測量 EF 測量設備的變化性，并幫助進行此類型測試的人員樹立信心。
- 目錄
- 簡介
- 測試協(xié)議
- 目的
- 數(shù)據(jù)解釋
- 長期偏移
- 850 nm 50 μm 測試結(jié)果
- 摘要
- 結(jié)論
啟動的此次循環(huán)法測試旨在檢查用于 EF 測量設備的當前狀態(tài)。有人懷疑由于 EF 是受限發(fā)射，因此 EF 設備可能不具有可降低測量不確定性的精度。數(shù)年前在 IEC SC86B 標準范圍內(nèi)進行了類似測試，數(shù)據(jù)顯示被測的某些模發(fā)射設備超出了 EF 模板。如果測試時對設備進行了正確校準，就不會出現(xiàn)這個問題。新循環(huán)法測試的目的在于測量 EF 測量設備的變化性，并幫助進行此類型測試的人員樹立信心。
循環(huán)法測試為期 19 個月。測試樣本經(jīng)過了代表北美、歐洲和日本公司的 14 名參與者的評定。研究中使用過了五種不同類型的近場發(fā)射測量設備。
循環(huán)法使用的測試樣本是兩個 LED 雙波長光源。由于循環(huán)法的目的是測量 EF 設備之間的差異，因此這些測試樣本本身并不代表經(jīng)過校準符合 EF 的發(fā)射。
測試協(xié)議測試期間使用的 LED 光源是包含雙波長 850/1300 nm“組合器”的生產(chǎn)單元。兩種光源均可配合 50 ?m 或 62.5 ?m 光纖測試線使用。光纖測試線長度為 1 米，被永久固定在光源的隔板上。用于 50 μm 和用于 62.5 μm 的儀器如測試線般安裝在平臺上。測試期間只可操作一小段測試線。測試線上安裝了用作調(diào)諧模式過濾器的多個“空轉(zhuǎn)”。對模式過濾器進行了“調(diào)諧”，以將 850 nm 設置在 EF 模板的目標上。1300 nm 響應保持在 EF 模板內(nèi)，但與其目標之間存在偏差。EF 設備帶有獨立的用于 850 nm 和 1300 nm 的成像系統(tǒng)時會出現(xiàn)此情況。
參與者收集了不同 EF 案例的數(shù)據(jù)：850/1300 nm 用于 50 ?m 布線，850/1300 nm 用于 62.5 ?m 布線。為了進行簡化，并且由于對 50 ?m 布線數(shù)據(jù)的更多關注，此份文件只顯示了該數(shù)據(jù)。要求各參與者進行三次測量，但在最終分析時使用的是平均值。
為便于控制，將光源返還至名為“參照測試臺”的原始地點，在此對其進行重新檢查、更換電池等操作。在將光源交付給參與者之前收集數(shù)據(jù)，參與者完成測量并返還光源。北美和歐洲各設有一個EF 參照測試臺。在各參照測試臺處進行的測量被用于建立基線。
目的此次循環(huán)法測試的目標包含多個部分如前所述，主要原因是評估 EF 測試設備之間的差異。第二目標是發(fā)現(xiàn)測量的異常和異常值，以確定根源。第三目標是獲得 EF 測試的信心，因此將測試儀器用于現(xiàn)場時，我們可以感受到對網(wǎng)絡衰減測量的信心。第四目標是進行所有參與者測量數(shù)據(jù)平均值的不確定性分析，并為測量指定設置不確定性。
EFLΔ 和 EFUΔ 表示相對于 EF 目標（現(xiàn)已被基線測試代替）的 EF 模板量級?；€ #5 是向參與者發(fā)送樣本之前進行的測試。測試 #5 是實際的參與者測試。后測試 #5 是參與者 #5 返還樣本之后進行的測試。在此示例中，參與者 #5 保持在 EF 模板內(nèi)。更多詳情參見圖 1。
圖 1 – 對比前后基線測試的測試結(jié)果
長期偏移在循環(huán)法測試之初觀察到了樣本的偏移現(xiàn)象。由于在測試方法中采用了標準化測量，因偏移可能已影響到結(jié)果，因此未被包含在數(shù)據(jù)中。獨立測試表明測試線使用的 3 mm 護套出現(xiàn)收縮。
經(jīng)過數(shù)周，這種收縮在溫度升高的恒溫槽中重現(xiàn)。收縮使得模式過濾量多于測試樣本首次設置的過濾量。圖 2 顯示了 9 個月的期限內(nèi) EF 響應的變化。原始測試樣本被設置在位于兩個虛線中間的 EF 目標上。如果不熟悉 EF 模板，圖 2 只顯示了 20 ?m 和 22 ?m 處的模板。此區(qū)域是對使用測試設備進行的損耗測量影響最大的區(qū)域。
圖 2 – 9 個月的期限內(nèi)的樣本偏移
在循環(huán)法測試期間，所有參與者均在 EF 模板內(nèi)。但是由于參與者之間的分布不同，因此標準偏差提高。
在圖 4 中，顯示了平均值和二測回標準偏差。二測回標準偏差表示，EF 結(jié)果保持在標準偏差限值內(nèi)的置信系數(shù)為 95%。注意在 20 ?m 控制點上，二測回標準偏差虛線稍稍超出了 EF 模板。這個數(shù)量表示，在布線衰減測量期間存在 1.8% 的不確定性。
圖 3 – 測試的平均值和一測回標準偏差
圖 4 – 測試的平均值和二測回標準偏差
摘要14 名參與者使用不同的 EF 測量設備對兩個 LED 光源進行了測試。各參與者均在初始基線測試的短時間內(nèi)完成了測試。通過將基線設置為零對所有測試進行了標準化。在兩個地點使用了參照測試臺。觀察到較慢的 EF 響應偏移，這歸因于溫度對 3 mm 護套的影響。所有參與者均在 EF 模板內(nèi)。平均 EF 結(jié)果在 EF 限值內(nèi)，但由于使用了兩個西格瑪值，測試分布未被嚴格分組。使用平均 EF 值和一測回標準偏差（75% 的置信系數(shù)），所有參與者均在 EF 模板內(nèi)。對于二測回標準偏差（95% 的置信系數(shù)），在一個控制點處存在另外 1.8% 的不確定性（20 ?m 用于 850 nm/50 μm）。
EF 結(jié)果分布可能與校準差異、用戶技巧和不同設備類型、IEC 61280-1-4 不合規(guī)性及其他因素相關。通過更好的校準和跟蹤改善系統(tǒng)不確定性將使標準偏差得到改善（降低分布）。此時使用精準工件校準的 EF 設備無需依賴對國家標準實驗室的追溯。
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