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OTDR使用详解
wanlefenxiyi
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发表于 2014-03-27 13:41:50  只看楼主 
OTDR是利用光线在光纤中传输时的瑞利散射和菲涅尔反射所产生的背向散射而制成的精密的光电一体化仪表,它被广泛应用于光缆线路的维护、施工之中,可进行光纤长度、光纤的传输衰减、接头衰减和故障定位等的测量。为了加强员工生产技能水平,高质量完成工作任务,提高工作效率,下面我将详细介绍OTDR使用。
一、OTDR的使用
OTDR进行光纤测量可分为三步:参数设置、数据获取和曲线分析。人工设置测量参数包括:
(1)波长选择(λ):因不同的波长对应不同的光线特性(包括衰减、微弯等),测试波长一般遵循与系统传输通信波长相对应的原则,即系统开放1550波长,则测试波长为1550nm。

(2)脉宽(Pulse Width): 脉宽越长,动态测量范围越大,测量距离更长,但在OTDR曲线波形中产生盲区更大;短脉冲注入光平低,但可减小盲区。脉宽周期通常以ns来表示。

(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,此参数的选择决定了取样分辨率的大小。最佳测量范围为待测光纤长度1.5~2倍距离之间。

(4)平均时间:由于后向散射光信号极其微弱,一般采用统计平均的方法来提高信噪比,平均时间越长,信噪比越高。例如,3min的获得取将比1min的获得取提高0.8dB的动态。但超过10min的获得取时间对信噪比的改善并不大。一般平均时间不超过3min。

(5)光纤参数:光纤参数的设置包括折射率n和后向散射系数n和后向散射系数η的设置。折射率参数与距离测量有关,后向散射系数则影响反射与回波损耗的测量结果。

2、经验与技巧
(1)光纤质量的简单判别:正常情况下,OTDR测试的光线曲线主体斜率基本一致,若某一段斜率较大,则表明此段衰减较大;若曲线主体为不规则形状,斜率起伏较大,弯曲或呈弧状,则表明光纤质量严重劣化,不符合通信要求。

(2)波长的选择和单双向测试:1550波长测试距离更远,1550nm比1310nm光纤对弯曲更敏感,1550nm比1310nm单位长度衰减更小、1310nm比1550nm测的熔接或连接器损耗更高。在实际的光缆维护工作中一般对两种波长都进行测试、比较。对于正增益现象和超过距离线路均须进行双向测试分析计算,才能获得良好的测试结论。


(3)接头清洁:光纤活接头接入OTDR前,必须认真清洗,包括OTDR的输出接头和被测活接头,否则插入损耗太大、测量不可靠、曲线多噪音甚至使测量不能进行,它还可能损坏OTDR。避免用酒精以外的其它清洗剂或折射率匹配液,因为它们可使光纤连接器内粘合剂溶解。

(4)折射率与散射系数的校正:就光纤长度测量而言,折射系数每0.01的偏差会引起7m/km之多的误差,对于较长的光线段,应采用光缆制造商提供的折射率值。


(5)鬼影的识别与处理:在OTDR曲线上的尖峰有时是由于离入射端较近且强的反射引起的回音,这种尖峰被称之为鬼影。 识别鬼影:曲线上鬼影处未引起明显损耗;沿曲线鬼影与始端的距离是强反射事件与始端距离的倍数,成对称状。消除鬼影:选择短脉冲宽度、在强反射前端中增加衰减。若引起鬼影的事件位于光纤终结,可"打小弯"以衰减反射回始端的光。

3、测试误差的主要因素
(1)OTDR测试仪表存在的固有偏差:由OTDR的测试原理可知,它是按一定的周期向被测光纤发送光脉冲,再按一定的速率将来自光纤的背向散射信号抽样、量化、编码后,存储并显示出来。OTDR仪表本身由于抽样间隔而存在误差,这种固有偏差主要反映在距离分辩率上。OTDR的距离分辩率正比于抽样频率。

(2)测试仪表操作不当产生的误差:在光缆故障定位测试时,OTDR仪表使用的正确性与障碍测试的准确性直接相关,仪表参数设定和准确性、仪表量程范围的选择不当或光标设置不准等都将导致测试结果的误差。


a设定仪表的折射率偏差产生的误差:不同类型和厂家的光纤的折射率是不同的。使用OTDR测试光纤长度时,必须先进行仪表参数设定,折射率的设定就是其中之一。当几段光缆的折射率不同时可采用分段设置的方法,以减少因折射率设置误差而造成的测试误差。


b量程范围选择不当:OTDR仪表测试距离分辩率为1米时,它是指图形放大到水平刻度为25米/格时才能实现。仪表设计是以光标每移动25步为1满格。在这种情况下,光标每移动一步,即表示移动1米的距离,所以读出分辩率为1米。如果水平刻度选择2公里/每格,则光标每移动一步,距离就会偏移80米。由此可见,测试时选择的量程范围越大,测试结果的偏差就越大。

c平均化处理时间选择不当:OTDR测试曲线是将每次输出脉冲后的反射信号采样,并把多次采样做平均处理以消除一些随机事件,平均化时间越长,噪声电平越接近最小值,动态范围就越大。平均化时间越长,测试精度越高,但达到一定程度时精度不再提高。为了提高测试速度,缩短整体测试时间,一般测试时间可在0.5~3分钟内选择。
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