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光时域反射仪(OTDR)工作原理

2023-06-20

  光纤光缆测试是光缆施工、维护和抢修的重要技术手段。采用OTDR(光时域反射器)对光纤连接进行现场监控和连接损耗测量*价格是目前最有效的方法。这种方法直观可信,可以打印出光纤后散射信号曲线。此外,在监控的同时,还需要准确测量从局部到各个接头点的实际传输距离。在维护过程中,需要准确发现故障,有效处理故障。同时,要求维护人员掌握仪器性能,熟练操作技能,准确判断信号曲线特征。

光时域反射器

  OTDRR系列AnritsuMT9082系列

  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。

  OTDR测试是通过发射光脉冲到光纤中,然后在OTDR端口接收返回信息。当光脉冲在光纤中传输时,会因光纤本身的性质、连接器、接合点、弯曲或其他类似事件而产生散射和反射。散射和反射的一部分将返回到OTDR。返回的有用信息由OTDR探测器测量,它们作为光纤中不同位置的时间或曲线片断。距离可以通过发送信号到返回信号的时间来计算,然后确定玻璃材料中光的速度。

  d=(c×t)/2(IOR)

  在这个公式中,C是光在真空中的速度,而T是信号发射后接收信号(双程)的总时间(两个值乘以2后是单程距离)。由于光在玻璃中的速度比在真空中慢,所以为了准确测量距离,必须指出被测光纤的折射率。(IOR)。IOR由光纤生产商标明。

  OTDR利用瑞利散射和菲涅尔反射来表示光纤的特性。瑞利散射是由光纤沿光纤产生不规则散射而形成的。OTDR测量回到OTDR端口的一部分散射光。这些背向散射信号表明光纤造成的衰减(损失/距离)程度。形成的轨迹是一条向下的曲线,表明背向散射的功率在不断降低,这是由于传输后发射和背向散射的信号在一定距离后损失。

  菲涅尔反射是一种离散反射,它是由整个光纤中的个别点引起的,它是由玻璃和空气之间的间隙等引起反向系数变化的因素组成的。在这些点上,会有强烈的反向散射光被反射回来。因此,OTDR利用菲涅尔反射的信息来定位连接点、光纤终端或断点。

  OTDR的工作原理类似于雷达。它首先向光纤发出信号,然后观察从某个点返回的信息。这个过程会反复进行,然后以轨迹的形式平均显示这些结果。这个轨迹描述了整个光纤中信号的强度(或光纤的状态)。

  测试距离:由于光纤制造后折射率基本保持不变,光在光纤中的传播速度保持不变,所以测试距离和时间是一致的。事实上,测试距离是光在光纤中的传播速度乘以传播时间,测试距离的选择是测试采样的开始和结束时间的选择。在测量过程中,选择合适的测试距离可以生成更全面的轨迹图,有助于有效分析光纤的特性。通常,根据经验,选择整个光路长度的1.5。-两倍之间最合适。

  脉冲宽度:可以用时间表示,也可以用长度表示。在光功率不变的情况下,脉冲宽度直接影响光的能量大小,光脉冲越长,光的能量越大。同时,脉冲宽度也直接影响死区的测试大小,决定了两个可识别事件之间最短的距离,即分辨率。显然,脉冲宽度越小,分辨率越高,脉冲宽度越大,测试距离越长。

  折射率是待测光纤的实际折射率,由待测光纤制造商给出,单模石英光纤的折射率约为1.4。-1.6之间。折射率越精确,越有助于提高测量距离的精度。这个问题对光路由的配置也有实际的指导意义。事实上,在配置光路由时,应选择折射率相同或相似的光纤进行配置,以最大限度地减少不同折射率的光纤芯连接在一起,形成非单折射率的光路。

  试验波长是指OTDR激光发射的激光波长,在长距离试验中,由于1310nm的衰耗较大,激光发射的激光脉冲在待测光纤的末端会变得非常微弱,因此受噪声影响较大,形成的轨迹图并不理想,应采用1550nm作为试验波长。因此,在长距离试验中,最好选择1550nm作为试验波长,而一般的短距离试验也可选择1310nm。

  平均值:是根据用户需求动态或非动态显示光纤状态设置的参数,在OTDR中形成良好的显示图案。由于测试过程中噪音的影响,光纤中某一点的瑞利散射功率是一个随机过程。为了确定这一点的一般情况,减少接收器固有随机噪声的影响,有必要要求其在一定时间内的平均值。根据需要设置值。如果需要实时掌握光纤,则需要实时设置时间。