光時域反射儀原理及使用經(jīng)驗與技巧

光時域反射儀工作原理
　　OTDR測試是通過發(fā)射光脈沖到光纖內(nèi),然后在OTDR端口接收返回的信息來進行。當光脈沖在光纖內(nèi)傳輸時，會由于光纖本身的性質(zhì)，連接器，接合點，彎曲或其它類似的事件而產(chǎn)生散射，反射。其中一部分的散射和反射就會返回到OTDR中。返回的有用信息由OTDR的探測器來測量，它們就作為光纖內(nèi)不同位置上的時間或曲線片斷。從發(fā)射信號到返回信號所用的時間，再確定光在玻璃物質(zhì)中的速度，就可以計算出距離。
測試器| 電力計| 電力測量儀| 光度計| 電壓計| 電流計|
用OTDR進行光纖測量可分為三步：參數(shù)設置、數(shù)據(jù)獲取和曲線分析。人工設置測量參數(shù)包括： 
(1)波長選擇(λ)： 
   因不同的波長對應不同的光線特性(包括衰減、微彎等)，測試波長一般遵循與系統(tǒng)傳輸通信波長相對應的原則，即系統(tǒng)開放1550波長，則測試波長為1550nm。 
(2)脈寬(Pulse Width)： 
   脈寬越長，動態(tài)測量范圍越大，測量距離更長，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來表示。 
(3)測量范圍(Range)： 
   OTDR測量范圍是指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。最佳測量范圍為待測光纖長度1.5～2倍距離之間。 
(4)平均時間： 
   由于后向散射光信號極其微弱，一般采用統(tǒng)計平均的方法來提高信噪比，平均時間越長，信噪比越高。例如，3min的獲得取將比1min的獲得取提高 0.8dB的動態(tài)。但超過 10min的獲得取時間對信噪比的改善并不大。一般平均時間不超過3min。 
(5)光纖參數(shù)： 
   光纖參數(shù)的設置包括折射率n和后向散射系數(shù)n和后向散射系數(shù)η的設置。折射率參數(shù)與距離測量有關，后向散射系數(shù)則影響反射與回波損耗的測量結(jié)果。這兩個參數(shù)通常由光纖生產(chǎn)廠家給出。 
   參數(shù)設置好后，OTDR即可發(fā)送光脈沖并接收由光纖鏈路散射和反射回來的光，對光電探測器的輸出取樣，得到OTDR曲線，對曲線進行分析即可了解光纖質(zhì)量。 

使用經(jīng)驗與技巧 
(1)光纖質(zhì)量的簡單判別： 
   正常情況下，OTDR測試的光線曲線主體(單盤或幾盤光纜)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)量嚴重劣化，不符合通信要求。 
(2)波長的選擇和單雙向測試： 
   1550波長測試距離更遠，1550nm比 1310nm光纖對彎曲更敏感，1550nm比1310nm單位長度衰減更小、1310nm比1550nm測的熔接或連接器損耗更高。在實際的光纜維護工作中一般對兩種波長都進行測試、比較。對于正增益現(xiàn)象和超過距離線路均須進行雙向測試分析計算，才能獲得良好的測試結(jié)論。 
(3)接頭清潔： 
   光纖活接頭接入OTDR前，必須認真清洗，包括OTDR的輸出接頭和被測活接頭，否則插入損耗太大、測量不可靠、曲線多噪音甚至使測量不能進行，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，因為它們可使光纖連接器內(nèi)粘合劑溶解。 
(4)折射率與散射系數(shù)的校正：就光纖長度測量而言，折射系數(shù)每0.01的偏差會引起7m/km之多的誤差，對于較長的光線段，應采用光纜制造商提供的折射率值。 
(5)鬼影的識別與處理： 
   在OTDR曲線上的尖峰有時是由于離入射端較近且強的反射引起的回音，這種尖峰被稱之為鬼影。識別鬼影：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反射事件與始端距離的倍數(shù)，成對稱狀。消除鬼影：選擇短脈沖寬度、在強反射前端(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曲線上可能會產(chǎn)生正增益現(xiàn)象。正增益是由于在熔接點之后的光纖比熔接點之前的光纖產(chǎn)生更多的后向散光而形成的。事實上，光纖在這一熔接點上是熔接損耗的。常出現(xiàn)在不同模場直徑或不同后向散射系數(shù)的光纖的熔接過程中，因此，需要在兩個方向測量并對結(jié)果取平均作為該熔接損耗。在實際的光纜維護中，也可采用≤0.08dB即為合格的簡單原則。 
(7)附加光纖的使用： 
   附加光纖是一段用于連接OTDR與待測光纖、長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量。 
   一般來說，OTDR與待測光纖間的連接器引起的盲區(qū)最大。在光纖實際測量中，在OTDR與待測光纖間加接一段過渡光纖，使前端盲區(qū)落在過渡光纖內(nèi)，而待測光纖始端落在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OTDR加一段過渡光纖來測量。如要測量首、尾兩端連接器的插入損耗，可在每端都加一過渡光纖。