光时域反射仪介绍实用教案

1、（一）基本原理： 光时反射仪是利用光的背(后)向散射和菲涅尔反射原理制作的。光波在光纤中传输，沿途受到直径(zhjng)比光波长还要小的散射粒子的散射(瑞利散射)。若光纤有几何缺陷或断裂面时还将产生菲涅尔反射，利用其中向光波输入端方向传输的这部分光的变化特性来测量光纤多种参数。第1页/共28页第一页，共29页。（二）测试(csh)系统原理：数据分析及显示(xinsh)耦合器耦合器激光器激光器光检测器光检测器被测光纤被测光纤脉冲发生器脉冲发生器第2页/共28页第二页，共29页。脉冲发生器：产生一定脉冲发生器：产生一定(ydng)重复周期的电脉冲，驱动重复周期的电脉冲，驱动LD发出发出高稳定的一定

2、高稳定的一定(ydng)重复周期的窄光脉冲；重复周期的窄光脉冲；（二）测试(csh)系统原理：激激 光光 器：器：产生高稳定的强而窄的光脉冲；产生高稳定的强而窄的光脉冲；光检测器：光检测器：接受光纤传输过程中返回来的微弱的光信号接受光纤传输过程中返回来的微弱的光信号(背向散背向散射光及反射光射光及反射光)，将其转换成对应的电信号后送放大器进行放大；，将其转换成对应的电信号后送放大器进行放大；数字分析及显示：数字分析及显示：对放大器送来的电信号进行调理、高速对放大器送来的电信号进行调理、高速A/D变换、平均处理、算法处理以获得测试结果，同时将处理后变换、平均处理、算法处理以获得测试结果，同时将处

3、理后数字信号进行数字信号进行D/A变换送变换送CRT或视频输出。或视频输出。耦合器：耦合器：完成光信号的定向耦合；完成光信号的定向耦合；第3页/共28页第三页，共29页。常见常见测试测试 长度测试长度测试(csh)； 损耗测试损耗测试(csh)； 断裂或缺陷处测试断裂或缺陷处测试(csh)；第4页/共28页第四页，共29页。n1 n1 光纤纤芯的折射率，c c 光在真空(zhnkng)(zhnkng)中的速度，常见常见测试测试一、长度测试： 根据光波在光纤中来回传输一趟所需要根据光波在光纤中来回传输一趟所需要的时间和光波在光纤中的传播速度可以方便的时间和光波在光纤中的传播速度可以方便地计算出光

4、纤的长度为：地计算出光纤的长度为：ltncl121lt光在光纤中来回(lihu)一趟所需时间第5页/共28页第五页，共29页。常见常见测试测试二、损耗(snho)测试：llmeKePP0lmeKPP20即：即：将上式取对数将上式取对数(du sh)得：得：NoImageclpm0PlM第6页/共28页第六页，共29页。 接收光功率(gngl)（对数表示）常见常见测试测试二、损耗(snho)测试：OTDR 显示波形举例传输时间（对应距离）第7页/共28页第七页，共29页。传输时间（对应距离） 接收光功率（对数表示）常见常见测试测试二、损耗(snho)测试：1、两点间损耗(snho)：测试曲线上的

5、两点所对应纵坐标的落差。两点间损耗第8页/共28页第八页，共29页。传输时间（对应距离） 接收光功率（对数表示）常见常见测试测试二、损耗(snho)测试：2、接头损耗(snho)：在测试曲线上一般表现为一个下降台阶。(微弯损耗(snho)也表现为一个下降台阶。)接头损耗第9页/共28页第九页，共29页。常见常见测试测试二、损耗(snho)测试：传输时间(shjin)（对应距离） 接收光功率（对数表示）2、接头损耗：在测试曲线上有时表现为一个上升台阶，即出现负损耗（假增益）现象。接头损耗第10页/共28页第十页，共29页。 对于实际接续的两根光纤来说，几乎不可能对于实际接续的两根光纤来说，几乎不

6、可能(knng)(knng)存在完全相同的背向散射系数和完全相同的存在完全相同的背向散射系数和完全相同的相对折射率差，即相互连接的光纤总是存在着微小差相对折射率差，即相互连接的光纤总是存在着微小差异。基于这种原因，当从不同端进行测试时将出现朝异。基于这种原因，当从不同端进行测试时将出现朝向不同的台阶，所以一般应从两个方向测试，再取向不同的台阶，所以一般应从两个方向测试，再取“平均值平均值”。常见常见测试测试二、损耗(snho)测试：2、接头损耗：在测试曲线上有时表现为一个上升台阶，即出现负损耗（假增益）现象。原因：第11页/共28页第十一页，共29页。常见常见测试测试二、损耗(snho)测试：

7、2、接头损耗：在测试曲线(qxin)上有时表现为一个上升台阶，即出现负损耗（假增益）现象。（条件）背向散射系数：1 2上端下端12接续点第12页/共28页第十二页，共29页。常见常见测试测试二、损耗(snho)测试：2、接头(ji tu)损耗：有时出现负损耗（假增益）现象。 我们假设这两根光纤的背向散射光功率的差为值a a，光纤接头实际损耗值为s s。从上端测得的波形上读数为：从上端测得的波形上读数为：(a-s)(a-s)，然，然而实际接头损耗值而实际接头损耗值 s s a a( (a-sa-s) )。 a as s12第13页/共28页第十三页，共29页。常见常见测试测试二、损耗(snho)

8、测试：2、接头损耗：有时出现(chxin)负损耗（假增益）现象。 我们假设这两根光纤的背向散射光功率的差为值a a，光纤接头实际损耗值为s s。a as s12从下端测得的波形上读数为：从下端测得的波形上读数为：(a+s)(a+s)，然而实，然而实际接头损耗值际接头损耗值 s s ( (a+sa+s) )a a。 第14页/共28页第十四页，共29页。 从下端测得的波形上读数从下端测得的波形上读数(dsh)为：为：(a+s)，然而实际接头损耗值，然而实际接头损耗值 s (a+s)a 。 从上端测得的波形上读数从上端测得的波形上读数(dsh)为：为：(a-s)，然而实际接头损耗值，然而实际接头损

9、耗值 s a(a-s) 。常见常见测试测试二、损耗(snho)测试：2 2s s( (a+sa+s) )a + aa + a( (a-sa-s) ) 。 2 2s s( (a+sa+s) )( (a-sa-s) ) S（ ） （ ）2第15页/共28页第十五页，共29页。常见常见测试测试二、损耗(snho)测试：2、接头损耗：在测试曲线上有时表现为一个上升(shngshng)台阶，即出现负损耗（假增益）现象。S（ ） （ ）2 上式分子中，第一项为波形下降的情况，其符号为正，第二项为波形上升的情况，其符号为负。第16页/共28页第十六页，共29页。常见常见测试测试二、损耗(snho)测试：2、

10、接头损耗：在测试曲线(qxin)上有时表现为一个上升台阶，即出现负损耗（假增益）现象。 用OTDROTDR从某一个方向进行光纤接头损耗测试时，其结果会存在着误差，只有所接续的两根光纤参数一致时，误差才为零。要消除这种误差，对某个接头来说，其连接损耗必须是双向测量，然后再取“平均值”。第17页/共28页第十七页，共29页。常见常见测试测试二、损耗(snho)测试：2、接头损耗：在测试曲线上有时表现为一个上升台阶，即出现负损耗（假增益(zngy)）现象。 在实际工程中，要从两个方向进行接头损耗的测量，如果将仪表前后搬动，这样费时、费力，若配备两套价格昂贵的仪表又显得太浪费。可将光纤从一端（可在站内

11、用活动连接器）环连起来，这样一台OTDROTDR在一端即可进行双向测试，读取两个方向测试的损耗值，再进行计算，便可得出较准确的接头损耗值。第18页/共28页第十八页，共29页。常见常见测试测试二、损耗(snho)测试：传输时间（对应距离） 接收光功率（对数表示）3、损耗(snho)分布：看测试曲线的斜率及台阶、反射峰分布情况，斜率大的一段线路衰减就大。第19页/共28页第十九页，共29页。常见常见测试测试三、断裂或缺陷(quxin)处测试： 通过从断裂点或缺陷处返回的脉冲可以算出光纤断裂点或缺陷到光纤输入端的距离，即可迅速而准确地找到故障点的位置。测量时，在波形(b xn)(b xn)上读出背

12、向散射信号消失或损耗突然变得很大点即是( (与原测试波形(b xn)(b xn)相比较) )。第20页/共28页第二十页，共29页。第21页/共28页第二十一页，共29页。 在光缆线路的施工和维护中，对光纤进行后向散射信号测试时，常发现屏幕上显示的后向散射信号曲线有间断现象，间断点的上方出现斑点，这种现象称为幻峰。它是出现在屏幕上的假象峰值，幻峰的存在将在一定程度上影响(yngxing)(yngxing)光纤的测试精确度，特别是在采用最小平方法测量光纤的连接损耗时，更是如此。第22页/共28页第二十二页，共29页。这两种原因(yunyn)(yunyn)有一个共同点：幻峰产生的原因：1 1、由于

13、大菲涅尔反射而引起的二次反射；2 2、由于菲涅尔反射点与测试距离范围之间、由于菲涅尔反射点与测试距离范围之间的关系而引起的。的关系而引起的。菲涅尔反射信号远大于该点附近菲涅尔反射信号远大于该点附近(fjn)(fjn)的后向的后向散射信号。散射信号。第23页/共28页第二十三页，共29页。幻峰现象对光纤测试(csh)的影响：1 1、幻峰的出现使光纤故障点定位测试时，常把幻峰当、幻峰的出现使光纤故障点定位测试时，常把幻峰当作光纤故障点的菲涅尔反射峰，导致光纤故障点判作光纤故障点的菲涅尔反射峰，导致光纤故障点判断错误；断错误；2 2、幻峰的存在会使后向散射信号、幻峰的存在会使后向散射信号(xnho)

14、(xnho)曲线失真，曲线失真，使该点附近的光纤衰减测试结果出现误差；使该点附近的光纤衰减测试结果出现误差；3 3、幻峰现象，对采用最小平方法测量光纤连接损耗影、幻峰现象，对采用最小平方法测量光纤连接损耗影响也较大。响也较大。第24页/共28页第二十四页，共29页。区别(qbi)幻峰与实峰：1 1、检查光纤配盘图上的光纤死接头和活动接头的位置；、检查光纤配盘图上的光纤死接头和活动接头的位置；2 2、将其与屏幕上出现的菲涅反射峰进行对照比较；、将其与屏幕上出现的菲涅反射峰进行对照比较；3 3、如果菲涅尔反射点与配盘图上的接续点位置不同，则为光纤故、如果菲涅尔反射点与配盘图上的接续点位置不同，则为

15、光纤故障点或幻峰。障点或幻峰。4 4、在同一间距上，若出现一个或多个菲涅尔反射峰，则大的反射、在同一间距上，若出现一个或多个菲涅尔反射峰，则大的反射点实峰，其余为幻峰。点实峰，其余为幻峰。5 5、当出现其它难于判断的反射峰，可变换、当出现其它难于判断的反射峰，可变换(binhun)(binhun)测试距离范测试距离范围，若变换围，若变换(binhun)(binhun)前后出现的反射峰距离不变，则为实峰；前后出现的反射峰距离不变，则为实峰；如果在较大的距离范围上此峰不再出现，则此峰为幻峰。如果在较大的距离范围上此峰不再出现，则此峰为幻峰。第25页/共28页第二十五页，共29页。幻峰的消除(xio

16、ch)与避免：1 1、如果判定幻峰是由于某连接器引起的，应调节连接、如果判定幻峰是由于某连接器引起的，应调节连接器使之出现最小反射，或在光纤接口加上匹配油；器使之出现最小反射，或在光纤接口加上匹配油；2 2、如果幻峰是由菲涅尔反射点与测试距离范围之间的、如果幻峰是由菲涅尔反射点与测试距离范围之间的关系而引起的，则选择长于被测光纤长度两倍的测关系而引起的，则选择长于被测光纤长度两倍的测试距离范围；试距离范围；3 3、用最小平方法、用最小平方法(fngf)(fngf)测试光纤接续损耗时，要避测试光纤接续损耗时，要避免免x1x1、x2x2、x3x3、x4x4等符号之间包含幻峰，或改用两等符号之间包含幻峰，或改用两点法测试。点法测试。第26页/共28页第二十六页，共29页。思考题：思考题：1、用OTDR对光缆线路进行(jnxng)测试时，常见的测试项目有哪些？2、如何区别幻峰与实峰？3、用OTDR进行(jnxng)测试时，如何消除和避免幻峰的出现？4 4、光缆线路障碍点查找的大致步骤是什么？、光缆线路障碍点查找的大致步骤是什么？5 5、纠正、纠正OTDROTDR障碍定位误差的措施有哪些？障碍定位误差的措施有哪些？6 6、光缆线路故障、光缆线路故障(gzhng)(gzhng)修复应注意哪些问题？修复应注意哪些问题？第27页/共28页第二十七页，共29