光時(shí)域反射儀工作原理 OTDR測(cè)試是通過(guò)發(fā)射光脈沖到光纖內(nèi),然后在OTDR端口接收返回的信息來(lái)進(jìn)行。當(dāng)光脈沖在光纖內(nèi)傳輸時(shí),會(huì)由于光纖本身的性質(zhì),連接器,接合點(diǎn),彎曲或其它類(lèi)似的事件而產(chǎn)生散射,反射。其中一部分的散射和反射就會(huì)返回到OTDR中。返回的有用信息由OTDR的探測(cè)器來(lái)測(cè)量,它們就作為光纖內(nèi)不同位置上的時(shí)間或曲線片斷。從發(fā)射信號(hào)到返回信號(hào)所用的時(shí)間,再確定光在玻璃物質(zhì)中的速度,就可以計(jì)算出距離。
測(cè)試器|
電力計(jì)|
電力測(cè)量?jī)x|
光度計(jì)|
電壓計(jì)|
電流計(jì)|
用OTDR進(jìn)行光纖測(cè)量可分為三步:參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)獲取和曲線分析。人工設(shè)置測(cè)量參數(shù)包括:
(1)
波長(zhǎng)選擇(λ): 因不同的波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)不同的光線特性(包括衰減、微彎等),測(cè)試波長(zhǎng)一般遵循與系統(tǒng)傳輸通信波長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)的原則,即系統(tǒng)開(kāi)放1550波長(zhǎng),則測(cè)試波長(zhǎng)為1550nm。
(2)
脈寬(Pulse Width): 脈寬越長(zhǎng),動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍越大,測(cè)量距離更長(zhǎng),但在OTDR曲線波形中產(chǎn)生盲區(qū)更大;短脈沖注入光平低,但可減小盲區(qū)。脈寬周期通常以ns來(lái)表示。
(3)測(cè)量范圍(Range):
OTDR測(cè)量范圍是指OTDR獲取數(shù)據(jù)取樣的最大距離,此參數(shù)的選擇決定了取樣分辨率的大小。最佳測(cè)量范圍為待測(cè)光纖長(zhǎng)度1.5~2倍距離之間。
(4)
平均時(shí)間:
由于后向散射光信號(hào)極其微弱,一般采用統(tǒng)計(jì)平均的方法來(lái)提高信噪比,平均時(shí)間越長(zhǎng),信噪比越高。例如,3min的獲得取將比1min的獲得取提高 0.8dB的動(dòng)態(tài)。但超過(guò) 10min的獲得取時(shí)間對(duì)信噪比的改善并不大。一般平均時(shí)間不超過(guò)3min。
(5)
光纖參數(shù):
光纖參數(shù)的設(shè)置包括折射率n和后向散射系數(shù)n和后向散射系數(shù)η的設(shè)置。折射率參數(shù)與距離測(cè)量有關(guān),后向散射系數(shù)則影響反射與回波損耗的測(cè)量結(jié)果。這兩個(gè)參數(shù)通常由光纖生產(chǎn)廠家給出。
參數(shù)設(shè)置好后,OTDR即可發(fā)送光脈沖并接收由光纖鏈路散射和反射回來(lái)的光,對(duì)光電探測(cè)器的輸出取樣,得到OTDR曲線,對(duì)曲線進(jìn)行分析即可了解光纖質(zhì)量。
使用經(jīng)驗(yàn)與技巧
(1)光纖質(zhì)量的簡(jiǎn)單判別:
正常情況下,OTDR測(cè)試的光線曲線主體(單盤(pán)或幾盤(pán)光纜)斜率基本一致,若某一段斜率較大,則表明此段衰減較大;若曲線主體為不規(guī)則形狀,斜率起伏較大,彎曲或呈弧狀,則表明光纖質(zhì)量嚴(yán)重劣化,不符合通信要求。
(2)波長(zhǎng)的選擇和單雙向測(cè)試:
1550波長(zhǎng)測(cè)試距離更遠(yuǎn),1550nm比 1310nm光纖對(duì)彎曲更敏感,1550nm比1310nm單位長(zhǎng)度衰減更小、1310nm比1550nm測(cè)的熔接或連接器損耗更高。在實(shí)際的光纜維護(hù)工作中一般對(duì)兩種波長(zhǎng)都進(jìn)行測(cè)試、比較。對(duì)于正增益現(xiàn)象和超過(guò)距離線路均須進(jìn)行雙向測(cè)試分析計(jì)算,才能獲得良好的測(cè)試結(jié)論。
(3)接頭清潔:
光纖活接頭接入OTDR前,必須認(rèn)真清洗,包括OTDR的輸出接頭和被測(cè)活接頭,否則插入損耗太大、測(cè)量不可靠、曲線多噪音甚至使測(cè)量不能進(jìn)行,它還可能損壞OTDR。避免用酒精以外的其它清洗劑或折射率匹配液,因?yàn)樗鼈兛墒构饫w連接器內(nèi)粘合劑溶解。
(4)折射率與散射系數(shù)的校正:就光纖長(zhǎng)度測(cè)量而言,折射系數(shù)每0.01的偏差會(huì)引起7m/km之多的誤差,對(duì)于較長(zhǎng)的光線段,應(yīng)采用光纜制造商提供的折射率值。
(5)鬼影的識(shí)別與處理:
在OTDR曲線上的尖峰有時(shí)是由于離入射端較近且強(qiáng)的反射引起的回音,這種尖峰被稱(chēng)之為鬼影。識(shí)別鬼影:曲線上鬼影處未引起明顯損耗;沿曲線鬼影與始端的距離是強(qiáng)反射事件與始端距離的倍數(shù),成對(duì)稱(chēng)狀。消除鬼影:選擇短脈沖寬度、在強(qiáng)反射前端(如 OTDR輸出端)中增加衰減。若引起鬼影的事件位于光纖終結(jié),可"打小彎"以衰減反射回始端的光。
(6)正增益現(xiàn)象處理:
在OTDR曲線上可能會(huì)產(chǎn)生正增益現(xiàn)象。正增益是由于在熔接點(diǎn)之后的光纖比熔接點(diǎn)之前的光纖產(chǎn)生更多的后向散光而形成的。事實(shí)上,光纖在這一熔接點(diǎn)上是熔接損耗的。常出現(xiàn)在不同模場(chǎng)直徑或不同后向散射系數(shù)的光纖的熔接過(guò)程中,因此,需要在兩個(gè)方向測(cè)量并對(duì)結(jié)果取平均作為該熔接損耗。在實(shí)際的光纜維護(hù)中,也可采用≤0.08dB即為合格的簡(jiǎn)單原則。
(7)附加光纖的使用:
附加光纖是一段用于連接OTDR與待測(cè)光纖、長(zhǎng)300~2000m的光纖,其主要作用為:前端盲區(qū)處理和終端連接器插入測(cè)量。
一般來(lái)說(shuō),OTDR與待測(cè)光纖間的連接器引起的盲區(qū)最大。在光纖實(shí)際測(cè)量中,在OTDR與待測(cè)光纖間加接一段過(guò)渡光纖,使前端盲區(qū)落在過(guò)渡光纖內(nèi),而待測(cè)光纖始端落在OTDR曲線的線性穩(wěn)定區(qū)。光纖系統(tǒng)始端連接器插入損耗可通過(guò)OTDR加一段過(guò)渡光纖來(lái)測(cè)量。如要測(cè)量首、尾兩端連接器的插入損耗,可在每端都加一過(guò)渡光纖。