论文部分内容阅读
【摘要】 OTDR 是光纤通信工程应用中最重要的测试仪表，光纤衰减、 长度的测量及故障分析等等都离不开OTDR 测试。本文介绍了OTDR的工作原理，并对 OTDR的测试和其在工程应用中常见误差分析及对策做些探讨。
【关键词】 OTDR 光纤 通信
OTDR的英文全称是Optical Time Domain Reflectometer，中文意思为光时域反射仪，它能将数百公里光纤的运行情况和故障状态以曲线的形式清晰地显示出来。
一、OTDR的工作原理
光在光纤中传输时会向各个方向散射，其中包括背向散射（同光前进方向逆向散射）。OTDR就是利用光纤这特性，利用自身内部的发光器件发出光脉冲，对背向散射光强度进行接收、处理、比较，从而获得沿光纤传输损耗的信息。
二、OTDR 测试操作
1.1连接
利用 OTDR进行光纤线路的测试，首先要进行连接。若被测光纤比较短（通常短于2 Km）时，将被测光纤通过辅助光纤（1～2 Km）与 OTDR 的测试端相连，其中被测光纤和辅助光纤通过 V 沟连接器耦合。若被测光纤较长时，可以不用辅助光纤，直接将被测光纤和 OTDR 通过 V 沟连接器耦合，或被测光纤连接成端后直接连在 OTDR 的测试端上。连接完毕就可以开启电源进行测试参数设置和测试。
1.2 OTDR测试
用 OTDR测试仪可以测量以下内容： ⑴测量光纤长度和发生散射事件点的位置， ⑵测量光纤的衰减和衰减分布情况， ⑶ 测量光纤的接头损耗。光纤长度及各事件点位置的测量是根据激光进入光纤到它遇到故障点发生散射后沿原路返回的时间的一半与其在光纤中传输速度的乘积来测量的。为了提高测量的精确度，应估测被测纤长度并设置合适的“距离范围” 和 “脉冲宽度” 。距离影响曲线显示大小，通常取被测纤长的 1. 5 倍，使其占满屏的2/ 3 为宜。脉冲宽度影响着 OTDR 的动态范围：被测光纤长度增加，脉冲宽度应增大，但分辨率变小会影响测试精度；相反脉宽越窄，分辨率越高，测量精确度就越高，但可测距离却会缩短。在实际测试应用，根据被测纤长选择两个较为合适脉冲宽度，试测两次后，确定一个最佳值。
二、常见误差分析
2.1仪表的固有误差
仪表的固有误差包括刻度误差和分辨率误差，OTDR 的采样点数直接影响距离的分辨率。
2.2事件盲区引起的误差
脉冲宽度设置得越宽，OTDR 输出的能量就越大，可测的距离就会越远，但事件的盲区却加大，反而降低了分辨率和测试精度。一般采用 OTDR 的纵横向放大功能提高分辨率，减小读数和测量误差。
2.3使用不同的仪表产生的误差
任何仪表都会有一定误差，而且不同仪表若设置不同参数就有可能将误差加大。多次实践发现在同一条光纤线路测试中如果尽量使用同一块仪表测试，而且每次测试时主要参数值设置也保持一致，这样就可以最大程度减少测试误差。
2.4仪表设置不当产生的误差
距离范围若设置值过小，如小于被测纤长度，则会产生较大的误差；衰减的门限值设置得太大（一般设在0. 01dB）则光纤微弯或应力造成的轻微损伤、 较小的接头损耗等事件不能被发现，实际上降低了测量精度；折射率的设置值和光缆上的标示值有偏差，会引起较大的误差（折射率是个重要的参数，测试前应严格核实） ；游标设置不正确，尤其在测接头损耗和有反射事件时必须把游标设置在事件曲线的前沿上，否则错误的设置也会造成较大的误差。
2.5热胀冷缩等环境因素造成的误差
通常光缆线路已用OTDR经过反复测试核对，较准确地定位了每个接头点的位置，测定了线路的全长，积累了一套较详细的维护原始资料，这在线路的抢修维护中发挥了重要作用。但有时在实际测试时发现，对某一点，不同时间的两次测试仍有或大或小的偏差，通过考察分析，测试的季节不同或两次测试时环境温差较大时，偏差也会较大。光缆的热胀冷缩是产生这种测试偏差的主要原因。
2.6清洁度不够造成的误差
光纤插接件、连接器件如果不清洁，导致其物理连接性能不良，会引起较大的测试误差，这在测试中很常见，它会使曲线上产生严重的噪声和毛刺，甚至不能测出曲线。所以细致的清洁工作对光缆精确测量减少误差有着重要的意义，测试中不可忽视。
结束语：OTDR 测试技能是理论知识和实践经验的有机结合，在实际的测试工作中要善于思考和不断地总结，多分析测试实例找出产生误差的根源，不断提高测试精度，使对故障点的判断和定位更加精细准确，缩短处理的时间，减少因误测误判造成的不必要的人力和财物的浪费，合理利用OTDR，使OTDR在通信工程中发挥最大的作用。
参 考 文 献
[1]孙康学，张金菊，等编著.光纤通信技术[M].北京：邮电大学出版社，2006
[2]张宝富，等编著.光纤通信[M].西安电子科技大学出版社，2004
[3]李立高.光缆通信工程[M].北京：人民邮电出版社，2004
【关键词】 OTDR 光纤 通信
OTDR的英文全称是Optical Time Domain Reflectometer，中文意思为光时域反射仪，它能将数百公里光纤的运行情况和故障状态以曲线的形式清晰地显示出来。
一、OTDR的工作原理
光在光纤中传输时会向各个方向散射，其中包括背向散射（同光前进方向逆向散射）。OTDR就是利用光纤这特性，利用自身内部的发光器件发出光脉冲，对背向散射光强度进行接收、处理、比较，从而获得沿光纤传输损耗的信息。
二、OTDR 测试操作
1.1连接
利用 OTDR进行光纤线路的测试，首先要进行连接。若被测光纤比较短（通常短于2 Km）时，将被测光纤通过辅助光纤（1～2 Km）与 OTDR 的测试端相连，其中被测光纤和辅助光纤通过 V 沟连接器耦合。若被测光纤较长时，可以不用辅助光纤，直接将被测光纤和 OTDR 通过 V 沟连接器耦合，或被测光纤连接成端后直接连在 OTDR 的测试端上。连接完毕就可以开启电源进行测试参数设置和测试。
1.2 OTDR测试
用 OTDR测试仪可以测量以下内容： ⑴测量光纤长度和发生散射事件点的位置， ⑵测量光纤的衰减和衰减分布情况， ⑶ 测量光纤的接头损耗。光纤长度及各事件点位置的测量是根据激光进入光纤到它遇到故障点发生散射后沿原路返回的时间的一半与其在光纤中传输速度的乘积来测量的。为了提高测量的精确度，应估测被测纤长度并设置合适的“距离范围” 和 “脉冲宽度” 。距离影响曲线显示大小，通常取被测纤长的 1. 5 倍，使其占满屏的2/ 3 为宜。脉冲宽度影响着 OTDR 的动态范围：被测光纤长度增加，脉冲宽度应增大，但分辨率变小会影响测试精度；相反脉宽越窄，分辨率越高，测量精确度就越高，但可测距离却会缩短。在实际测试应用，根据被测纤长选择两个较为合适脉冲宽度，试测两次后，确定一个最佳值。
二、常见误差分析
2.1仪表的固有误差
仪表的固有误差包括刻度误差和分辨率误差，OTDR 的采样点数直接影响距离的分辨率。
2.2事件盲区引起的误差
脉冲宽度设置得越宽，OTDR 输出的能量就越大，可测的距离就会越远，但事件的盲区却加大，反而降低了分辨率和测试精度。一般采用 OTDR 的纵横向放大功能提高分辨率，减小读数和测量误差。
2.3使用不同的仪表产生的误差
任何仪表都会有一定误差，而且不同仪表若设置不同参数就有可能将误差加大。多次实践发现在同一条光纤线路测试中如果尽量使用同一块仪表测试，而且每次测试时主要参数值设置也保持一致，这样就可以最大程度减少测试误差。
2.4仪表设置不当产生的误差
距离范围若设置值过小，如小于被测纤长度，则会产生较大的误差；衰减的门限值设置得太大（一般设在0. 01dB）则光纤微弯或应力造成的轻微损伤、 较小的接头损耗等事件不能被发现，实际上降低了测量精度；折射率的设置值和光缆上的标示值有偏差，会引起较大的误差（折射率是个重要的参数，测试前应严格核实） ；游标设置不正确，尤其在测接头损耗和有反射事件时必须把游标设置在事件曲线的前沿上，否则错误的设置也会造成较大的误差。
2.5热胀冷缩等环境因素造成的误差
通常光缆线路已用OTDR经过反复测试核对，较准确地定位了每个接头点的位置，测定了线路的全长，积累了一套较详细的维护原始资料，这在线路的抢修维护中发挥了重要作用。但有时在实际测试时发现，对某一点，不同时间的两次测试仍有或大或小的偏差，通过考察分析，测试的季节不同或两次测试时环境温差较大时，偏差也会较大。光缆的热胀冷缩是产生这种测试偏差的主要原因。
2.6清洁度不够造成的误差
光纤插接件、连接器件如果不清洁，导致其物理连接性能不良，会引起较大的测试误差，这在测试中很常见，它会使曲线上产生严重的噪声和毛刺，甚至不能测出曲线。所以细致的清洁工作对光缆精确测量减少误差有着重要的意义，测试中不可忽视。
结束语：OTDR 测试技能是理论知识和实践经验的有机结合，在实际的测试工作中要善于思考和不断地总结，多分析测试实例找出产生误差的根源，不断提高测试精度，使对故障点的判断和定位更加精细准确，缩短处理的时间，减少因误测误判造成的不必要的人力和财物的浪费，合理利用OTDR，使OTDR在通信工程中发挥最大的作用。
参 考 文 献
[1]孙康学，张金菊，等编著.光纤通信技术[M].北京：邮电大学出版社，2006
[2]张宝富，等编著.光纤通信[M].西安电子科技大学出版社，2004
[3]李立高.光缆通信工程[M].北京：人民邮电出版社，2004