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OTDR(光时域反射仪)使用全攻略

2023-06-19

       OTDR的英文全称是OpticalTimeDomainReflectometer,它的中文意思是光时域反射仪。OTDR是一种精密的光电一体化仪器,它利用光在光纤中传输时瑞利散射和菲涅尔反射产生的背向散射,它被广泛地应用于光缆线路的维护和施工中,可以测量光纤长度、光纤传输衰减、接头衰减和故障定位。

       采用OTDR进行光纤测量可以分为三个步骤:参数设置、数据获取和曲线分析。

OTDR

1、人工测量参数包括:

波长选择(1)(λ):

       测试波长一般遵循与系统传输通信波长相对应的原则,即如果系统开放1550波长,则测试波长为1550nm,因为不同的波长对应不同的光特性(包括衰减、微弯等)。

(2)脉宽(PulseWidth):

       脉宽越长,动态测量范围越大,测量距离越长,但OTDR曲线波形中盲点越大;短脉冲注射光平较低,但可以减少盲点。脉宽周期通常用ns表示。

(3)测量范围(Range):

       OTDR测量范围是指OTDR获取数据取样的最大距离,这个参数的选择决定了取样分辨率的大小。待测光纤的最佳测量范围为1.5。~两倍距离之间。

(4)平均时间:

       由于后散射光信号极其微弱,信噪比一般采用统计平均的方法来提高,平均时间越长,信噪比越高。举例来说,获得3min将比获得1min提高0.8dB的动态。但是获得10min以上的时间对信噪比没有太大的改善。一般平均时间不超过3min。

(5)光纤参数:

       设置光纤参数包括折射率n和后向散射系数n和后向散射系数。η设置。折射率参数与距离测量有关,后向散射系数影响反射和回波损耗的测量结果。光纤生产厂家通常会给出这两个参数。

设置参数后,OTDR可以发送光脉冲,接收光纤链路散射反射的光,取样光电探测器的输出,获得OTDR曲线,分析曲线,了解光纤质量。

2、经验与技巧

简单判断光纤质量:

       一般情况下,OTDR测试的光线曲线主体(单盘或几盘光缆)的斜率基本相同。如果某个段落的斜率较大,则意味着该段落的衰减较大;如果曲线主体形状不规则,斜率波动较大,弯曲或弯曲,则表明光纤质量严重下降,不符合通信要求。

选择波长和单双向测试:

       1550波长测试距离较远,1550nm比1310nm光纤对弯曲更敏感,1550nm的长度衰减小于1310nm单位,1310nm的熔接或连接器损耗高于1550nm测试。在实际的光缆维护工作中,通常会对两种波长进行测试和比较。为了得到一个好的测试结论,必须对正增益现象和超过距离线进行双向测试分析和计算。

接头清洗:(3)接头清洗:

       在连接到OTDR之前,必须仔细清洗光纤活接头,包括OTDR的输出接头和被测活接头。否则插入损耗过大,测量不可靠,曲线噪音过大,甚至无法进行测量,还可能损坏OTDR。避免使用酒精以外的其他清洁剂或折射匹配液,因为它们可以溶解光纤连接器中的粘合剂。

(4)折射率和散射系数的校正:就光纤长度的测量而言,折射系数每0.01的偏差会导致7m/km的误差,对于较长的光段,应采用光缆制造商提供的折射率。

(5)识别和处理鬼影:

       OTDR曲线上的峰值有时是由于靠近入射端的强烈反射引起的回声,称为鬼。识别鬼影:曲线上的鬼影没有造成明显的损失;沿曲线的鬼影与始端的距离是强反射事件与始端距离的倍数,形成对称状态。消除鬼影:选择短脉冲宽度,在强反射前端(如OTDR输出端)增加衰减。如果造成鬼影的事件在光纤结束时发生,可以“弯曲”以减少反射到始端的光线。


       一般来说,OTDR和待测光纤之间的连接器造成的盲点最大。在光纤的实际测量中,在OTDR和待测光纤之间连接一段过渡光纤,使前端的盲点落入过渡光纤,而待测光纤的前端落在OTDR曲线的线性稳定区域。可以通过OTDR加一段过渡光纤来测量光纤系统前端连接器的插入损耗。如果要测量前端和后端连接器的插入损耗,可以在每端添加一个过渡光纤。

3、主要因素是检测误差

第一,固有偏差存在于OTDR测试仪表中

       从OTDR的测试原理可以看出,它是按照一定的周期向被测光纤发送光脉冲,然后按照一定的速度对来自光纤的背向散射信号进行抽样、量化和编码,然后存储和显示出来。OTDR仪表本身由于抽样间隔而存在误差,这种固有偏差主要体现在距离分辨率上。OTDR的距离分辨率与抽样频率成正比。

测试仪表操作不当造成的误差

       在光缆故障定位测试中,OTDR仪器的正确性直接关系到障碍测试的准确性,仪器参数的设置和准确性、仪器测量范围的选择不当或光标设置不准确都会导致测试结果的误差。

(1)设定仪器的折射偏差造成的误差

       不同类型的光纤折射率不同于制造商。使用OTDR测试光纤长度时,必须首先设置仪表参数,折射率的设置就是其中之一。当几根光缆的折射率不同时,可以采用分段设置的方法,以减少折射率设置误差引起的测试误差。

选择不当的量程范围?

       当OTDR仪表的测试距离分辨率为1米时,只有当图形放大到水平刻度为25米/格时,才能实现。仪表设计以光标每移动25步为1满格。在这种情况下,光标每移动一步意味着移动1米的距离,所以读出分辨率为1米。如果水平刻度为2公里/格,光标每移动一步,距离就会偏移80米。因此,测试时选择的量程范围越大,测试结果的偏差就越大。

脉冲宽度选择不当。

       当脉冲幅度相同时,脉冲宽度越大,脉冲能量就越大,此时OTDR的动态范围就越大,相应的盲点也就越大。

平均处理时间选择不当

       OTDR测试曲线是对每个输出脉冲后的反射信号进行采样,并对多个采样进行平均处理,以消除一些随机事件。平均时间越长,噪声电平越接近最小值,动态范围越大。平均时间越长,测试精度越高,但当达到一定程度时,精度不再提高。一般测试时间可在0.5~3分钟内选择,以提高测试速度,缩短整体测试时间。

(5)放置不当的光标位置

       光纤活动连接器、机械连接器和光纤中的断裂会造成损耗和反射。由于末端端面的不规则性,光纤末端的断裂端面会产生各种菲涅尔反射峰或不产生菲涅尔反射。如果光标设置不准确,也会出现一些误差。

最小值小于0.9,日本接头损耗标准(NTT光缆施工验收规程)dB,没有平均值要求,只有中继段总衰减要求。只要符合要求,设计要求或未来需要增加的设备就可以开启,接续操作与ITU建议一致。美国和欧洲国家也采取了与ITU建议大致一致的做法。

       事实上,影响光缆安全的主要原因是机械损坏。光纤接续损耗较大不会影响接续强度。所以我们在验收测试中发现,有些点数值确实太大,大约1%的接头超标,多次接续后仍然无法降低。在这种情况下,我们也可以判断它是合格的。有时候会根据中级段总衰减来要求,从而验收合格。