OTDR的原理和重要參數(shù)

OTDR的原理和重要參數(shù)〔術(shù)語〕的說明關(guān)鍵字：OTDR瑞利散射反射提要：本文簡潔介紹OTDR原理，并對其中的一些參數(shù)進展了簡要說明。在傳輸分局，OTDR作用。大家在日常的維護中也積存了大量的OTDR的使用閱歷。在理解了OTDR的工作原理和根本技術(shù)參數(shù)的狀況下，利用OTDR對光纖進展準確測試，對消滅的光路故障進展快速準確的推斷定位都會有重要的意義。OTDR的工作原理OTDR的英文全稱為OpticalTimeDomainReflectometer。OTDR的用到的光學理論主要有瑞利散射(Rayleighbackscattering)和菲涅爾反射(Fresnelreflection)。這種測量方法由M.Barnoskim和M.Jensen1976制造的。菲涅爾反射就是大家尋常所理解的光反射。造成折射率的不均勻。這種不均勻在冷卻過程中固定下來，引起光的散射，稱為瑞利散射。倒數(shù)成正比。所以波長越短散射越強，波長越長散射越弱?！膊Ａc空氣的間隙、阻斷光纖的平滑鏡截面、光纖的終點等。OTDR〔包括瑞利散射和菲涅爾反射依據(jù)需要進展平均，并以軌跡圖的形式顯示出來，這個軌跡圖就描述了整段光纖的狀況。它的工作原理如下：一個功率為P0，脈沖寬度為T0的光脈沖射入光纖后，經(jīng)過距離Z后，光功率P〔〕P(Z)P(0)10(Z/10)Z點有一局部光射回到光纖輸入端，Z處的背向散射光功率為P (Z)P(Z)(Z)10(Z/10)P(0)(Z)102(Z/10)bs其中(ZZ處的背向散射系數(shù)。定義(Z為SRV表示光在纖芯中的群速率， 表示瑞利散射系數(shù)，S表示背向散射功率與瑞利散射總功R率之比。Z處的背向散射系數(shù)光功率為P (0)P(0)(0)bs0－Z之間的平均衰減系數(shù)為 5

(0) (0) Z

bsP(Z)bs

(Z)γ〕＝〔，則0－Z之間的平均衰減系數(shù)為5 P(0)Zlog bs P(Z)bs這時可以從背向散射曲線得到實際平均衰減系數(shù)。下面是OTDR設(shè)備的一個構(gòu)造簡圖OTDR中測試儀表中的幾個參數(shù)測試距離、脈沖寬度、折射率、測試光波長、平均值、動態(tài)范圍、死區(qū)下面簡潔介紹上面各個參數(shù)〔術(shù)語〕代表的意義測試距離的選取就是對測試采樣起始和終止時間的選取1.5－2倍之間最為適宜。離。以下公式說明測量距離d(ct)/2(IOR)c：光在真空的速度t：脈沖放射到接收的總體時間〔雙程〕IOR：光纖的折射率脈沖寬度：可以用時間表示，也可以用長度表示，很明顯，在光功率大小恒定的狀況下，脈小也直接影響著測試死區(qū)的大小，也就打算了兩個可區(qū)分大事之間的最短距離，即區(qū)分率。明顯，脈沖寬度越小，區(qū)分率越高，脈沖寬度越大區(qū)分率越低。如下圖：t0連接器等寬度為τt0連接器等寬度為τ此時開頭產(chǎn)生菲涅爾反射傳播方向t1連接器等寬度為τ此時完畢菲涅爾反射傳播方向t1t1＝t0＋τ。在此段時間內(nèi)，將有菲涅爾反射和瑞利散射同時返回OTDR，由于爾反射中，在形成的軌跡圖中就看不到瑞利散射，只看到菲涅爾反射，形成一個死區(qū)。死區(qū)的大小直接與脈沖寬度τ折射率1.4－1.6這個問題對配光纖進展配置，盡量削減不同折射率的光纖芯連接在一起形成一條非單一折射率的光路。測試光波長的就是指OTDR激光器放射的激光的波長，波長越短，瑞利散射的光功率就越OTDR1310的脈沖產(chǎn)生的瑞利散射的軌跡圖樣1550nm產(chǎn)生的圖樣要高。但是在長距離測試時，由于1310nm衰耗較大，激光器發(fā)，宜承受1550nm作為測試波長。在高波長區(qū)1500nm以上是一個紅外線衰減〔或吸取〕就會產(chǎn)生，因此1550nm就是一個衰減最低的波長，因此適合長距離通信。所以在長距離測試的時候適合選取1550nm作為測試波長，而一般的短距離測1310nm為宜，視具體狀況而定。平均值：是為了在OTDR形成良好的顯示圖樣，依據(jù)用戶需要動態(tài)的或非動態(tài)的顯示光纖0，而看一條永久光路，則可以用無限時間。動態(tài)范圍：它表示后向散射開頭與噪聲峰值間的功率損耗比。它打算了OTDR所能測得的最長光纖距離。假設(shè)OTDR的動態(tài)范圍較小，而待測光纖具有較高的損耗，則遠端可能會消逝在噪聲中。目前有兩種定義動態(tài)范圍的方法：12SNR=1rmsOTDR來講，其2.0db〔圖〕后向散射系數(shù)：假設(shè)連接的兩條光纖的后向散射系數(shù)不同，就很有可能在OTDR上消滅被雙向測試平均趣值的方法來對該光纖進展測量。死區(qū)死區(qū)兩種狀況。1、衰減死區(qū)：從反射點開頭到接收點回復到后向散射電平約0.5db范圍內(nèi)的這段距離。這OTDR能夠再次測試衰減和損耗的點。2OTDR接收到的反射點開頭到OTDR1.5db一下的這段距離，這里可以看到是否存在其次個反射點，但是不能測試衰減和損耗。如下圖鬼影：它是由于光在較短的光纖中，到達光纖末端B產(chǎn)生反射，反射光功率仍舊很強，在回程中遇到第一個活動接頭A，一局部光重反射回B，這局部光到達B點以后，在B點再次反射回OTDROTDR形成的軌跡圖中會覺察在噪聲區(qū)域消滅了一個反射現(xiàn)象。如以下圖所示〔紅色為一次反射，綠色為二次反射：活動接頭活動接頭A光纖末端B活動接頭A光纖末端BOTDR軌跡圖的意義下面介紹一些典型的OTDR測試軌跡圖，供大家一起爭論。首先給出一個典型的軌跡圖說明：FrontConnector：前端連接器FusionSplice：熔接點，光纖的熔接點缺陷簡潔造成軌跡圖中散射曲線的突然跌落。Bend：彎曲。彎曲直徑過小，光就會不再遵循全反射，而是有以局部從纖衣出射，造成軌跡圖中散射曲線的突然跌落。參考資料《光纖通信原理與系統(tǒng)》 張明德孫小菡《安捷倫Mini-OTDR指南》 安捷倫公司《光纜通信系統(tǒng)指標與測試》 韋樂公平《光纖通信工程〔修