光時域反射儀介紹ppt課件

1、Optical Time Domain ReflectometerOTDR 的原理的原理常見測試項目常見測試項目基本術語基本術語性能參數(shù)性能參數(shù)常見問題常見問題（一基本原理：（一基本原理： 光時反射儀是利用光的背光時反射儀是利用光的背(后后)向散射和向散射和菲涅爾反射原理制作的。光波在光纖中傳菲涅爾反射原理制作的。光波在光纖中傳輸，沿途受到直徑比光波長還要小的散射輸，沿途受到直徑比光波長還要小的散射粒子的散射粒子的散射(瑞利散射瑞利散射)。若光纖有幾何缺。若光纖有幾何缺陷或斷裂面時還將產生菲涅爾反射，利用陷或斷裂面時還將產生菲涅爾反射，利用其中向光波輸入端方向傳輸?shù)倪@部分光的其中向光波輸入端方

2、向傳輸?shù)倪@部分光的變化特性來測量光纖多種參數(shù)。變化特性來測量光纖多種參數(shù)。（二測試系統(tǒng)原理：（二測試系統(tǒng)原理：數(shù)據(jù)分析及顯示數(shù)據(jù)分析及顯示耦合器耦合器激光器激光器光檢測器光檢測器被測光纖被測光纖脈沖發(fā)生器脈沖發(fā)生器脈沖發(fā)生器：產生一定重復周期的電脈沖，驅動脈沖發(fā)生器：產生一定重復周期的電脈沖，驅動LD發(fā)出高發(fā)出高穩(wěn)定的一定重復周期的窄光脈沖；穩(wěn)定的一定重復周期的窄光脈沖；（二測試系統(tǒng)原理：（二測試系統(tǒng)原理：激激 光光 器：產生高穩(wěn)定的強而窄的光脈沖；器：產生高穩(wěn)定的強而窄的光脈沖；光檢測器：接受光纖傳輸過程中返回來的微弱的光信號光檢測器：接受光纖傳輸過程中返回來的微弱的光信號(背背向散射光及反

3、射光向散射光及反射光)，將其轉換成對應的電信號后送放大器，將其轉換成對應的電信號后送放大器進行放大；進行放大；數(shù)字分析及顯示：對放大器送來的電信號進行調理、高速數(shù)字分析及顯示：對放大器送來的電信號進行調理、高速A/D變換、平均處理、算法處理以獲得測試結果，同時將變換、平均處理、算法處理以獲得測試結果，同時將處理后數(shù)字信號進行處理后數(shù)字信號進行D/A變換送變換送CRT或視頻輸出?；蛞曨l輸出。耦合器：完成光信號的定向耦合；耦合器：完成光信號的定向耦合； 長度測試；長度測試； 損耗測試；損耗測試； 斷裂或缺陷處測試；斷裂或缺陷處測試；n1 n1 光纖纖芯的折射率，光纖纖芯的折射率，c c 光在真空中

4、的速度，光在真空中的速度，一、長度測試：一、長度測試： 根據(jù)光波在光纖中來回傳輸一趟所需要根據(jù)光波在光纖中來回傳輸一趟所需要的時間和光波在光纖中的傳播速度可以方便的時間和光波在光纖中的傳播速度可以方便地計算出光纖的長度為：地計算出光纖的長度為：ltncl121lt光在光纖中來回一趟所需時間二、損耗測試：二、損耗測試：llmeKePP0lmeKPP20即：即：將上式取對數(shù)得：將上式取對數(shù)得：clpm0PlM 接收光功率對數(shù)表示）接收光功率對數(shù)表示）二、損耗測試：二、損耗測試：OTDR 顯示波形舉例顯示波形舉例傳輸時間對應距離）傳輸時間對應距離）傳輸時間對應距離）傳輸時間對應距離） 接收光功率對數(shù)

5、表示）接收光功率對數(shù)表示）二、損耗測試：二、損耗測試：1、兩點間損耗：測試曲線上的兩點所對應縱坐標的落差。、兩點間損耗：測試曲線上的兩點所對應縱坐標的落差。兩點間損耗傳輸時間對應距離）傳輸時間對應距離） 接收光功率對數(shù)表示）接收光功率對數(shù)表示）二、損耗測試：二、損耗測試：2、接頭損耗：在測試曲線上一般表現(xiàn)為一個下降臺階。、接頭損耗：在測試曲線上一般表現(xiàn)為一個下降臺階。(微微彎損耗也表現(xiàn)為一個下降臺階。彎損耗也表現(xiàn)為一個下降臺階。)接頭損耗二、損耗測試：二、損耗測試：傳輸時間對應距離）傳輸時間對應距離） 接收光功率對數(shù)表示）接收光功率對數(shù)表示）2、接頭損耗：在測試曲線上有時表現(xiàn)為一個上升臺階，即

6、、接頭損耗：在測試曲線上有時表現(xiàn)為一個上升臺階，即出現(xiàn)負損耗假增益景象。出現(xiàn)負損耗假增益景象。接頭損耗 對于實際接續(xù)的兩根光纖來說，幾乎不可能存在對于實際接續(xù)的兩根光纖來說，幾乎不可能存在完全相同的背向散射系數(shù)和完全相同的相對折射率差，完全相同的背向散射系數(shù)和完全相同的相對折射率差，即相互連接的光纖總是存在著微小差異?；谶@種原即相互連接的光纖總是存在著微小差異?；谶@種原因，當從不同端進行測試時將出現(xiàn)朝向不同的臺階，因，當從不同端進行測試時將出現(xiàn)朝向不同的臺階，所以一般應從兩個方向測試，再取所以一般應從兩個方向測試，再取“平均值平均值”。二、損耗測試：二、損耗測試：2、接頭損耗：在測試曲線上

7、有時表現(xiàn)為一個上升臺階，即、接頭損耗：在測試曲線上有時表現(xiàn)為一個上升臺階，即出現(xiàn)負損耗假增益景象。出現(xiàn)負損耗假增益景象。緣由：緣由：二、損耗測試：二、損耗測試：2、接頭損耗：在測試曲線上有時表現(xiàn)為一個上升臺階，即、接頭損耗：在測試曲線上有時表現(xiàn)為一個上升臺階，即出現(xiàn)負損耗假增益景象。出現(xiàn)負損耗假增益景象。（條件背向散射系數(shù)：1 2上端下端12接續(xù)點二、損耗測試：二、損耗測試：2、接頭損耗：有時出現(xiàn)負損耗假增益景象。、接頭損耗：有時出現(xiàn)負損耗假增益景象。 我們假設這兩根光纖的背向散射光功率的差為值我們假設這兩根光纖的背向散射光功率的差為值a a，光纖接頭實際損耗值為光纖接頭實際損耗值為s s。從

8、上端測得的波形上讀數(shù)為：從上端測得的波形上讀數(shù)為：(a-s)，然而，然而實際接頭損耗值實際接頭損耗值 s a(a-s)。 a as s12二、損耗測試：二、損耗測試：2、接頭損耗：有時出現(xiàn)負損耗假增益景象。、接頭損耗：有時出現(xiàn)負損耗假增益景象。 我們假設這兩根光纖的背向散射光功率的差為值我們假設這兩根光纖的背向散射光功率的差為值a a，光纖接頭實際損耗值為光纖接頭實際損耗值為s s。a as s12從下端測得的波形上讀數(shù)為：從下端測得的波形上讀數(shù)為：(a+s)，然而，然而實際接頭損耗值實際接頭損耗值 s (a+s)a。 從下端測得的波形上讀數(shù)為：從下端測得的波形上讀數(shù)為：(a+s)，然，然而實

9、際接頭損耗值而實際接頭損耗值 s (a+s)a 。 從上端測得的波形上讀數(shù)為：從上端測得的波形上讀數(shù)為：(a-s)，然，然而實際接頭損耗值而實際接頭損耗值 s a(a-s) 。二、損耗測試：二、損耗測試：2s2s(a+s)(a+s)a + aa + a(a-s) (a-s) 。 2s2s(a+s)(a+s)(a-s) (a-s) S（ ） （ ）2二、損耗測試：二、損耗測試：2、接頭損耗：在測試曲線上有時表現(xiàn)為一個上升臺階，即、接頭損耗：在測試曲線上有時表現(xiàn)為一個上升臺階，即出現(xiàn)負損耗假增益景象。出現(xiàn)負損耗假增益景象。S（ ） （ ）2 上式分子中，第一項為波形下降的情況，其符上式分子中，第一

10、項為波形下降的情況，其符號為正，第二項為波形上升的情況，其符號為負。號為正，第二項為波形上升的情況，其符號為負。二、損耗測試：二、損耗測試：2、接頭損耗：在測試曲線上有時表現(xiàn)為一個上升臺階，即、接頭損耗：在測試曲線上有時表現(xiàn)為一個上升臺階，即出現(xiàn)負損耗假增益景象。出現(xiàn)負損耗假增益景象。 用用OTDROTDR從某一個方向進行光纖接頭損耗測試從某一個方向進行光纖接頭損耗測試時，其結果會存在著誤差，只有所接續(xù)的兩根光時，其結果會存在著誤差，只有所接續(xù)的兩根光纖參數(shù)一致時，誤差才為零。要消除這種誤差，纖參數(shù)一致時，誤差才為零。要消除這種誤差，對某個接頭來說，其連接損耗必須是雙向測量，對某個接頭來說，其

11、連接損耗必須是雙向測量，然后再取然后再取“平均值平均值”。二、損耗測試：二、損耗測試：2、接頭損耗：在測試曲線上有時表現(xiàn)為一個上升臺階，即、接頭損耗：在測試曲線上有時表現(xiàn)為一個上升臺階，即出現(xiàn)負損耗假增益景象。出現(xiàn)負損耗假增益景象。 在實際工程中，要從兩個方向進行接頭損耗的測量，在實際工程中，要從兩個方向進行接頭損耗的測量，如果將儀表前后搬動，這樣費時、費力，若配備兩套價格如果將儀表前后搬動，這樣費時、費力，若配備兩套價格昂貴的儀表又顯得太浪費。可將光纖從一端可在站內用昂貴的儀表又顯得太浪費?？蓪⒐饫w從一端可在站內用活動連接器環(huán)連起來，這樣一臺活動連接器環(huán)連起來，這樣一臺OTDROTDR在一端

12、即可進行雙在一端即可進行雙向測試，讀取兩個方向測試的損耗值，再進行計算，便可向測試，讀取兩個方向測試的損耗值，再進行計算，便可得出較準確的接頭損耗值。得出較準確的接頭損耗值。二、損耗測試：二、損耗測試：傳輸時間對應距離）傳輸時間對應距離） 接收光功率對數(shù)表示）接收光功率對數(shù)表示）3、損耗分布：看測試曲線的斜率及臺階、反射峰分布情況，、損耗分布：看測試曲線的斜率及臺階、反射峰分布情況，斜率大的一段線路衰減就大。斜率大的一段線路衰減就大。三、斷裂或缺陷處測試：三、斷裂或缺陷處測試： 通過從斷裂點或缺陷處返回的脈沖可通過從斷裂點或缺陷處返回的脈沖可以算出光纖斷裂點或缺陷到光纖輸入端的以算出光纖斷裂點

13、或缺陷到光纖輸入端的距離，即可迅速而準確地找到故障點的位距離，即可迅速而準確地找到故障點的位置。測量時，在波形上讀出背向散射信號置。測量時，在波形上讀出背向散射信號消失或損耗突然變得很大點即是消失或損耗突然變得很大點即是( (與原測試與原測試波形相比較波形相比較) )。 在光纜線路的施工和維護中，對光纖在光纜線路的施工和維護中，對光纖進行后向散射信號測試時，常發(fā)現(xiàn)屏幕上進行后向散射信號測試時，常發(fā)現(xiàn)屏幕上顯示的后向散射信號曲線有間斷現(xiàn)象，間顯示的后向散射信號曲線有間斷現(xiàn)象，間斷點的上方出現(xiàn)斑點，這種現(xiàn)象稱為幻峰。斷點的上方出現(xiàn)斑點，這種現(xiàn)象稱為幻峰。它是出現(xiàn)在屏幕上的假象峰值，幻峰的存它是出現(xiàn)

14、在屏幕上的假象峰值，幻峰的存在將在一定程度上影響光纖的測試精確度，在將在一定程度上影響光纖的測試精確度，特別是在采用最小平方法測量光纖的連接特別是在采用最小平方法測量光纖的連接損耗時，更是如此。損耗時，更是如此。這兩種原因有一個共同點：這兩種原因有一個共同點：幻峰產生的原因：幻峰產生的原因：1 1、由于大菲涅爾反射而引起的二次反射；、由于大菲涅爾反射而引起的二次反射；2 2、由于菲涅爾反射點與測試距離范圍之間、由于菲涅爾反射點與測試距離范圍之間的關系而引起的。的關系而引起的。菲涅爾反射信號遠大于該點附近的后向散射信號。菲涅爾反射信號遠大于該點附近的后向散射信號。幻峰現(xiàn)象對光纖測試的影響：幻峰現(xiàn)

15、象對光纖測試的影響：1 1、幻峰的出現(xiàn)使光纖故障點定位測試時，常把幻、幻峰的出現(xiàn)使光纖故障點定位測試時，常把幻峰當作光纖故障點的菲涅爾反射峰，導致光纖峰當作光纖故障點的菲涅爾反射峰，導致光纖故障點判斷錯誤；故障點判斷錯誤；2 2、幻峰的存在會使后向散射信號曲線失真，使該、幻峰的存在會使后向散射信號曲線失真，使該點附近的光纖衰減測試結果出現(xiàn)誤差；點附近的光纖衰減測試結果出現(xiàn)誤差；3 3、幻峰現(xiàn)象，對采用最小平方法測量光纖連接損、幻峰現(xiàn)象，對采用最小平方法測量光纖連接損耗影響也較大。耗影響也較大。區(qū)別幻峰與實峰：區(qū)別幻峰與實峰：1 1、檢查光纖配盤圖上的光纖死接頭和活動接頭的位置；、檢查光纖配盤圖

16、上的光纖死接頭和活動接頭的位置；2 2、將其與屏幕上出現(xiàn)的菲涅反射峰進行對照比較；、將其與屏幕上出現(xiàn)的菲涅反射峰進行對照比較；3 3、如果菲涅爾反射點與配盤圖上的接續(xù)點位置不同，則為光、如果菲涅爾反射點與配盤圖上的接續(xù)點位置不同，則為光纖故障點或幻峰。纖故障點或幻峰。4 4、在同一間距上，若出現(xiàn)一個或多個菲涅爾反射峰，則大的、在同一間距上，若出現(xiàn)一個或多個菲涅爾反射峰，則大的反射點實峰，其余為幻峰。反射點實峰，其余為幻峰。5 5、當出現(xiàn)其它難于判斷的反射峰，可變換測試距離范圍，若、當出現(xiàn)其它難于判斷的反射峰，可變換測試距離范圍，若變換前后出現(xiàn)的反射峰距離不變，則為實峰；如果在較大變換前后出現(xiàn)的

17、反射峰距離不變，則為實峰；如果在較大的距離范圍上此峰不再出現(xiàn)，則此峰為幻峰。的距離范圍上此峰不再出現(xiàn)，則此峰為幻峰?；梅宓南c避免：幻峰的消除與避免：1 1、如果判定幻峰是由于某連接器引起的，應調節(jié)、如果判定幻峰是由于某連接器引起的，應調節(jié)連接器使之出現(xiàn)最小反射，或在光纖接口加上連接器使之出現(xiàn)最小反射，或在光纖接口加上匹配油；匹配油；2 2、如果幻峰是由菲涅爾反射點與測試距離范圍之、如果幻峰是由菲涅爾反射點與測試距離范圍之間的關系而引起的，則選擇長于被測光纖長度間的關系而引起的，則選擇長于被測光纖長度兩倍的測試距離范圍；兩倍的測試距離范圍；3 3、用最小平方法測試光纖接續(xù)損耗時，要避免、用最小平方法測試光纖接續(xù)損耗時，要避免x1x1、x2x2、x3x3、x4x4等符號之間包含幻峰，或改用兩點等符號之