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一、OTDR的作用 光时域反射仪（OTDR）：测量光纤的插入损耗、反射损耗、光纤链路损耗、光纤长度、光纤故障点的位置及光功率沿路由长度的分布情况等。 二、OTDR的原理 OTDR 将光的短脉冲发送到光纤中。由于连接器、熔接、弯曲以及断层等中断因素，光纤中发生光散射。OTDR 随即会检测和分析背向散射的信号。针对特定时间间隔测量信号强度，并将信号强度用于表示事件特性。 OTDR 计算距离的公式如下： L=c*t/2n 其中 c = 真空中的光速 (3 x 108 m/s) t = 发射脉冲与接收脉冲之间的时间延迟 n = 测试中光纤的折射率（制造商指定） OTDR 利用 Rayleigh 散射和 Fresnel 反射的作用测量光纤情况，但 Fresnel 反射的功率是背向散射功率的好几万倍。 当脉冲沿着光纤向下传送，并且材料中某些小的变化（如反射率方面出现的变化和不连续性）引起光向所有方向散射时，就发生了 Rayleigh 散射。但对于少量光直接反射回发送器的现象则称为背向散射。 当沿着光纤向下传送的光遇到材料密度方面的突然变化时就发生了Fresnel 反射，材料密度的变化可能发生在存在气隙的连接处或断裂处。与 Rayleigh 散射相比，Fresnel 反射会反射相当多数量的光。反射强度视折射率的变化程度而定。 OTDR的原理图 三、OTDR的五个参数设置 1、测试波长λ 由于OTDR是为光纤通信服务的，因此在进行光纤测试前先选择测试波长，单模光纤只选择1 310 nm或1 550 nm。由于1 550 nm波长对光纤弯曲损耗的影响比1 310 nm波长敏感得多，因此不管是光缆线路施工还是光缆线路维护，使用OTDR对某条光缆或某光纤传输链路进行全程光纤背向散射信号曲线测试，一般多选用1 550 nm波长。1 310nm和1 550 nm两波长的测试曲线的形状是一样的，测得的光纤接头损耗值也基本一致。若在1 550 nm波长测试没有发现问题，那么1 310 nm波长测试也肯定没问题。选择1 550 nm波长测试，可以很容易发现光纤全程是否存在弯曲过度的情况。若发现曲线上某处有较大的损耗台阶，再用1 310 nm波长复测，若在1 310 nm波长下损耗台阶消失，说明该处的确存在弯曲过度情况，需要进一步查找并排除。若在1 310 nm波长下损耗台阶同样大，则在该处光纤可能还存在其他问题，还需要查找排除。在单模光纤线路测试中，应尽量选用1 550 nm波长，这样测试效果会更好。 2光纤折射率n 现在使用的单模光纤的折射率基本在1．460 0～1．480 0范围内，要根据光缆或光纤生产厂家提供的实际值来精确选择。对于G．652单模光纤，在实际测试时若用1 310 nm波长，折射率一般选择在1．468 0；若用1 550 nm波长，折射率一般选择在1．468 5。折射率选择不准，影响测试长度。在光缆维护和故障排查时很小的失误便会带来明显的误差，测试时一定要引起足够的重视。在式：L=c*t/2n中，折射系数每0.01的偏差会引起7m/km之多的误差。在测试中，若折射率设置偏大则测试长度偏小，折射率设置偏小则测试长度偏大。 3测试脉冲宽度 设置的光脉冲宽度过大会产生较强的菲涅尔反射，会使盲区加大。较窄的测试光脉冲虽然有较小的盲区，但是测试光脉冲过窄时光功率肯定过弱，相应的背向散射信号也弱，背向散射信号曲线会起伏不平，测试误差大。设置的光脉冲宽度既要能保证没有过强的盲区效应，又要能保证背向散射信号曲线有足够的分辨率，能看清光纤沿线上每一点的情况。一般是根据被测光纤长度，先选择一个适当的测试脉宽，预测试一两次后，从中确定一个最佳值。被测光纤的距离较短(小于5 000m)时，盲区可以在10 m以下；被测光纤的距离较长(小于50 000 m)时，盲区可以在200 m以下；被测光纤的距离很长(小于2 500 000 m)时，盲区可高达2 000 m以上。在单盘测试时，恰当选择光脉冲宽度(50 nm)可以使盲区在10 m以下。通过双向测试或多次测试取平均值，盲区产生的影响会更小。 典型值： 5 ns / 10 ns / 30 ns / 100 ns / 300 ns / 1 μs 短链路 100 ns / 300 ns / 1 μs / 3 μs / 10 μs 长链路 4测试量程选择 OTDR的量程是指OTDR的横坐标能达到的最大距离。测试时应根据被测光纤的长度选择量程，量程是被测光纤长度的1．5倍比较好。量程选择过小时，光时域反射仪的显示屏上看不全面；量程选择过大时，光时域反射仪的显示屏上横坐标压缩看不清楚。根据工程技术人员的实际经验，测试量程选择能使背向散射曲线大约占到OTDR显示屏的70％时，不管是长度测试还是损耗测试都能得到比较好的直视效果和准确的测试结果。在光纤通信系统测试中，链路长度在几百到几千千米，中继段长度40～60 km，单盘光缆长度2～4km，合选择OTDR的量程可以得到良好的测试效果。 5平均化时间选择 由于背向散射光信号极其微弱，一般采用多次统计平均的方法来提高信噪比。OTDR测试曲线是将每次输出脉冲后的反射信号采样，并把多次采样做平均化处理以消除随机事件，平均化时间越长，噪声电平越接近最小值，动态范围就越大。平均化时间为3 min获得的动态范围比平均化时间为1 min获得的动态范围提高0．8 dB。一般来说平均化时间越长，测试精度越高。为了提高测试速度，缩短整体测试时间，测试时间可在0．5～3 min内选择。 在光纤通信接续测试中，选择1．5 min(90 s)就可获得满意的效果。
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发表于 2013-12-19 13:41:23
