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光时域反射仪工作原理详解

   日期:2012-07-24     来源:互联网    

   目前的通信行业,光纤使用已经普及开来,那么关于这方面的检测仪器也越来越多。比如光功率计,光时域反射仪等。其中,光时域反射仪可以用来量测光纤的长度、衰减,包括光纤的熔接处及转接处皆可量测。在光纤断掉时也可以用来量测中断点。 究竟它是如何工作的呢?今天我们就来给大家详细介绍一下。

      光时域反射仪会打入一连串的光突波进入光纤来检验。检验的方式是由打入突波的同一侧接收光讯号,因为打入的讯号遇到不同折射率的介质会散射及反射回来。反射回来的光讯号强度会被量测到,并且是时间的函数,因此可以将之转算成光纤的长度。

  光时域反射仪(OTDR)正是一种这样的光学仪表,它根据光的后向散射与菲涅耳反向原理制作,利用光在光纤中传播时产生的后向散射光来获取衰减的信息,可用于测量光纤衰减、接头损耗、光纤故障点定位以及了解光纤沿长度的损耗分布情况等,是光缆施工、维护及监测中必不可少的工具。

   (1)OTDR动态范围的大小对测量精度的影响,初始背向散射电平与噪声低电平的DB差值被定义为OTDR的动态范围。其中,背向散射电平初始点是入射光信号的电平值,而噪声低电平为背向散射信号为不可见信号。

  (2)动态范围的大小决定OTDR可测光纤的距离。当背向散射信号的电平低于OTDR噪声时,它就成为不可见信号。 随着光纤熔接技术的发展,人们可以将光纤接头的损耗控制在0.1DB以下,为实现对整条光纤的所有小损耗的光纤接头进行有效观测,人们需要大动态范围的OTDR。增大OTDR 动态范围主要有两个途径:增加初始背向散射电平和降低噪声低电平。影响初始背向散射电平的因素是光的脉冲宽度。影响噪声低电平的因素是扫描平均时间。

    (3)多数的型号OTDR允许用户选择注入被测光纤的光脉冲宽度参数。在幅度相同的情况下,较宽脉冲会产生较大的反射信号,即产生较高的背向散射电平,也就是说,光脉冲宽度越大,OTDR的动态范围越大。 OTDR向被测的光纤反复发送脉冲,并将每次扫描的曲线平均得到结果曲线,这样,接收器的随机噪声就会随着平均时间的加长而得到抑制。在OTDR的显示曲线上体现为噪声电平随平均时间的增长而下降,于是,动态范围会随平均时间的增大而加大。在最初的平均时间内,动态范围性能的改善显著,在接下来的平均时间内,动态范围性能的改善显著,在接下来的平均时间内,动态范围性能的改善会逐渐变缓,也就是说,平均时间越长,OT DR的动态范围就越大。

      盲区对OTDR测量精度的影响 :

      我们将诸如活动连接器、机械接头等特征点产生反射引起的OTDR接收端饱和而带来的一系列“盲点”称为盲区。

      其中,光纤中的盲区分为事件盲区和衰减盲区两种:

      a.由于介入活动连接器而引起反射峰,从反射峰的起始点到接收器饱和峰值之间的长度距离,被称为事件盲区;

      b.光纤中由于介入活动连接器引起反射峰,从反射峰的起始点到可识别其他事件点之间的距离,被称为衰减盲区。

      对于OTDR来说,盲区越小越好。 盲区会随着脉冲宽的宽度的增加而增大,增加脉冲宽度虽然增加了测量长度,但也增大了测量盲区,所以,我们在测试光纤时,对OTDR附件的光纤和相邻事件点的测量要使用窄脉冲,而对光纤远端进行测量时要使用宽脉冲。

      OTDR的“增益”现象:

     由于光纤接头是无源器件,所以,它只能引起损耗而不能引起“增益”。OTDR通过比较接头前后背向散射电平的测量值来对接头的损耗进行测量。如果接头后光纤的散射系数较高,接头后面的背向散射电平就可能大于接头前的散射电平,抵消了接头的损耗,从而引起所谓的“增益”。在这种情况下,获得准确接头损耗的唯一方法是:用OTDR从被测光纤的两端分别对该接头进行测试,并将两次测量结果取平均值。这就是分别对该接头进行测试,并将两次测量结果取平均值。这就是双向平均测试法,是目前光纤特性测试中必须使用的方法。

     OTDR能否测量不同类型的光纤?

     如果使用单模OTDR模块对多模光纤进行测量,或使用一个多模OTDR模块对诸如芯径为 62.5mm的单模光纤进行测量,光纤长度的测量结果不会受到影响,但诸如光纤损耗、光接头损耗、回波损耗的结果却都是不正确的。这是因为,光从小芯径光纤入射到大芯径光纤时,大芯径不能被入射光完全充满,于是在损耗测量上引起误差,所以,在测量光纤时,一定要选择与被测光纤相匹配的OTDR进行测量,这样才能得到各项性能指标均正确的结果。

     通过以上的了解,我想大家对光时域反射仪有了一个更详细的认识。在选型和使用的时候,一定要结合自己的实际情况。



 
  
  
  
  
 
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