目前的通信行業(yè)，光纖使用已經(jīng)普及開來(lái)，那么關(guān)于這方面的檢測(cè)儀器也越來(lái)越多。比如光功率計(jì)，光時(shí)域反射儀等。其中，光時(shí)域反射儀可以用來(lái)量測(cè)光纖的長(zhǎng)度、衰減，包括光纖的熔接處及轉(zhuǎn)接處皆可量測(cè)。在光纖斷掉時(shí)也可以用來(lái)量測(cè)中斷點(diǎn)。 究竟它是如何工作的呢？今天我們就來(lái)給大家詳細(xì)介紹一下。
光時(shí)域反射儀會(huì)打入一連串的光突波進(jìn)入光纖來(lái)檢驗(yàn)。檢驗(yàn)的方式是由打入突波的同一側(cè)接收光訊號(hào)，因?yàn)榇蛉氲挠嵦?hào)遇到不同折射率的介質(zhì)會(huì)散射及反射回來(lái)。反射回來(lái)的光訊號(hào)強(qiáng)度會(huì)被量測(cè)到，并且是時(shí)間的函數(shù)，因此可以將之轉(zhuǎn)算成光纖的長(zhǎng)度。
光時(shí)域反射儀（OTDR）正是一種這樣的光學(xué)儀表，它根據(jù)光的后向散射與菲涅耳反向原理制作，利用光在光纖中傳播時(shí)產(chǎn)生的后向散射光來(lái)獲取衰減的信息，可用于測(cè)量光纖衰減、接頭損耗、光纖故障點(diǎn)定位以及了解光纖沿長(zhǎng)度的損耗分布情況等，是光纜施工、維護(hù)及監(jiān)測(cè)中必不可少的工具。
（1）OTDR動(dòng)態(tài)范圍的大小對(duì)測(cè)量精度的影響，初始背向散射電平與噪聲低電平的DB差值被定義為OTDR的動(dòng)態(tài)范圍。其中，背向散射電平初始點(diǎn)是入射光信號(hào)的電平值，而噪聲低電平為背向散射信號(hào)為不可見(jiàn)信號(hào)。
（2）動(dòng)態(tài)范圍的大小決定OTDR可測(cè)光纖的距離。當(dāng)背向散射信號(hào)的電平低于OTDR噪聲時(shí)，它就成為不可見(jiàn)信號(hào)。 隨著光纖熔接技術(shù)的發(fā)展，人們可以將光纖接頭的損耗控制在0.1DB以下，為實(shí)現(xiàn)對(duì)整條光纖的所有小損耗的光纖接頭進(jìn)行有效觀測(cè)，人們需要大動(dòng)態(tài)范圍的OTDR。增大OTDR 動(dòng)態(tài)范圍主要有兩個(gè)途徑：增加初始背向散射電平和降低噪聲低電平。影響初始背向散射電平的因素是光的脈沖寬度。影響噪聲低電平的因素是掃描平均時(shí)間。
（3）多數(shù)的型號(hào)OTDR允許用戶選擇注入被測(cè)光纖的光脈沖寬度參數(shù)。在幅度相同的情況下，較寬脈沖會(huì)產(chǎn)生較大的反射信號(hào)，即產(chǎn)生較高的背向散射電平，也就是說(shuō)，光脈沖寬度越大，OTDR的動(dòng)態(tài)范圍越大。 OTDR向被測(cè)的光纖反復(fù)發(fā)送脈沖，并將每次掃描的曲線平均得到結(jié)果曲線，這樣，接收器的隨機(jī)噪聲就會(huì)隨著平均時(shí)間的加長(zhǎng)而得到抑制。在OTDR的顯示曲線上體現(xiàn)為噪聲電平隨平均時(shí)間的增長(zhǎng)而下降，于是，動(dòng)態(tài)范圍會(huì)隨平均時(shí)間的增大而加大。在最初的平均時(shí)間內(nèi)，動(dòng)態(tài)范圍性能的改善顯著，在接下來(lái)的平均時(shí)間內(nèi)，動(dòng)態(tài)范圍性能的改善顯著，在接下來(lái)的平均時(shí)間內(nèi)，動(dòng)態(tài)范圍性能的改善會(huì)逐漸變緩，也就是說(shuō)，平均時(shí)間越長(zhǎng)，OT DR的動(dòng)態(tài)范圍就越大。
盲區(qū)對(duì)OTDR測(cè)量精度的影響 ：
我們將諸如活動(dòng)連接器、機(jī)械接頭等特征點(diǎn)產(chǎn)生反射引起的OTDR接收端飽和而帶來(lái)的一系列“盲點(diǎn)”稱為盲區(qū)。
其中，光纖中的盲區(qū)分為事件盲區(qū)和衰減盲區(qū)兩種：
a.由于介入活動(dòng)連接器而引起反射峰，從反射峰的起始點(diǎn)到接收器飽和峰值之間的長(zhǎng)度距離，被稱為事件盲區(qū)；
b.光纖中由于介入活動(dòng)連接器引起反射峰，從反射峰的起始點(diǎn)到可識(shí)別其他事件點(diǎn)之間的距離，被稱為衰減盲區(qū)。
對(duì)于OTDR來(lái)說(shuō)，盲區(qū)越小越好。 盲區(qū)會(huì)隨著脈沖寬的寬度的增加而增大，增加脈沖寬度雖然增加了測(cè)量長(zhǎng)度，但也增大了測(cè)量盲區(qū)，所以，我們?cè)跍y(cè)試光纖時(shí)，對(duì)OTDR附件的光纖和相鄰事件點(diǎn)的測(cè)量要使用窄脈沖，而對(duì)光纖遠(yuǎn)端進(jìn)行測(cè)量時(shí)要使用寬脈沖。
OTDR的“增益”現(xiàn)象:
由于光纖接頭是無(wú)源器件，所以，它只能引起損耗而不能引起“增益”。OTDR通過(guò)比較接頭前后背向散射電平的測(cè)量值來(lái)對(duì)接頭的損耗進(jìn)行測(cè)量。如果接頭后光纖的散射系數(shù)較高，接頭后面的背向散射電平就可能大于接頭前的散射電平，抵消了接頭的損耗，從而引起所謂的“增益”。在這種情況下，獲得準(zhǔn)確接頭損耗的唯一方法是：用OTDR從被測(cè)光纖的兩端分別對(duì)該接頭進(jìn)行測(cè)試，并將兩次測(cè)量結(jié)果取平均值。這就是分別對(duì)該接頭進(jìn)行測(cè)試，并將兩次測(cè)量結(jié)果取平均值。這就是雙向平均測(cè)試法，是目前光纖特性測(cè)試中必須使用的方法。
OTDR能否測(cè)量不同類型的光纖?
如果使用單模OTDR模塊對(duì)多模光纖進(jìn)行測(cè)量，或使用一個(gè)多模OTDR模塊對(duì)諸如芯徑為 62.5mm的單模光纖進(jìn)行測(cè)量，光纖長(zhǎng)度的測(cè)量結(jié)果不會(huì)受到影響，但諸如光纖損耗、光接頭損耗、回波損耗的結(jié)果卻都是不正確的。這是因?yàn)?，光從小芯徑光纖入射到大芯徑光纖時(shí)，大芯徑不能被入射光完全充滿，于是在損耗測(cè)量上引起誤差，所以，在測(cè)量光纖時(shí)，一定要選擇與被測(cè)光纖相匹配的OTDR進(jìn)行測(cè)量，這樣才能得到各項(xiàng)性能指標(biāo)均正確的結(jié)果。
通過(guò)以上的了解，我想大家對(duì)光時(shí)域反射儀有了一個(gè)更詳細(xì)的認(rèn)識(shí)。在選型和使用的時(shí)候，一定要結(jié)合自己的實(shí)際情況。
光時(shí)域反射儀(是通過(guò)對(duì)測(cè)量曲線的分析，了解光纖的均勻性、缺陷、斷裂、接頭耦合等若干性能的儀器。它根據(jù)光的后向散射與菲涅耳反向原理制作，利用光在光纖中傳播時(shí)產(chǎn)生的后向散射光來(lái)獲取衰減的信息，可用于測(cè)量光纖衰減、接頭損耗、光纖故障點(diǎn)定位以及了解光纖沿長(zhǎng)度的損耗分布情況等，是光纜施工、維護(hù)及監(jiān)測(cè)中必不可少的工具。
光時(shí)域反射儀的工作原理就類似于一個(gè)雷達(dá)。它先對(duì)光纖發(fā)出一個(gè)信號(hào)，然后觀察從某一點(diǎn)上返回來(lái)的是什么信息。這個(gè)過(guò)程會(huì)重復(fù)地進(jìn)行，然后將這些結(jié)果進(jìn)行平均并以軌跡的形式來(lái)顯示，這個(gè)軌跡就描繪了在整段光纖內(nèi)信號(hào)的強(qiáng)弱。
光時(shí)域反射儀的基本原理是利用分析光纖中后向散射光或前向散射光的方法測(cè)量因散射、吸收等原因產(chǎn)生的光纖傳輸損耗和各種結(jié)構(gòu)缺陷引起的結(jié)構(gòu)性損耗，當(dāng)光纖某一點(diǎn)受溫度或應(yīng)力作用時(shí)，該點(diǎn)的散射特性將發(fā)生變化，因此通過(guò)顯示損耗與光纖長(zhǎng)度的對(duì)應(yīng)關(guān)系來(lái)檢測(cè)外界信號(hào)分布于傳感光纖上的擾動(dòng)信息。
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。以下的公式就說(shuō)明了OTDR是如何測(cè)量距離的。
d=(c×t)/2(IOR)
在這個(gè)公式里，c是光在真空中的速度，而t是信號(hào)發(fā)射后到接收到信號(hào)（雙程）的總時(shí)間（兩值相乘除以2后就是單程的距離）。因?yàn)楣庠诓Ａе幸仍谡婵罩械乃俣嚷?，所以為了地測(cè)量距離，被測(cè)的光纖必須要指明折射IOR。
動(dòng)態(tài)范圍是一個(gè)重要的 OTDR 參數(shù)。此參數(shù)揭示了從 OTDR 端口的背向散射級(jí)別下降到特定噪聲級(jí)別時(shí) OTDR 所能分析的大光損耗。換句話說(shuō)，這是長(zhǎng)的脈沖所能到達(dá)的大光纖長(zhǎng)度。
因此，動(dòng)態(tài)范圍（單位為 dB）越大，所能到達(dá)的距離越長(zhǎng)。顯然，大距離在不同的應(yīng)用場(chǎng)合是不同的，因?yàn)楸粶y(cè)鏈路的損耗不同。連接器、熔接和分光器也是降低 OTDR 大長(zhǎng)度的因素。因此，在一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)段內(nèi)進(jìn)行平均并使用適當(dāng)?shù)木嚯x范圍是增加大可測(cè)量距離的關(guān)鍵。大多數(shù)動(dòng)態(tài)范圍規(guī)格是使用長(zhǎng)脈沖寬度的三分鐘平均值、信噪比 (SNR)=1（均方根 (RMS) 噪聲值的平均級(jí)別）而給定。因此仔細(xì)閱讀規(guī)格腳注標(biāo)注的詳細(xì)測(cè)試條件非常重要。
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