光时域反射仪介绍ppt课件

1、Optical Time Domain ReflectometerOTDR 的原理的原理常见测试项目常见测试项目基本术语基本术语性能参数性能参数常见问题常见问题（一基本原理：（一基本原理： 光时反射仪是利用光的背光时反射仪是利用光的背(后后)向散射和向散射和菲涅尔反射原理制作的。光波在光纤中传菲涅尔反射原理制作的。光波在光纤中传输，沿途受到直径比光波长还要小的散射输，沿途受到直径比光波长还要小的散射粒子的散射粒子的散射(瑞利散射瑞利散射)。若光纤有几何缺。若光纤有几何缺陷或断裂面时还将产生菲涅尔反射，利用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其中向光波输入端方

2、向传输的这部分光的变化特性来测量光纤多种参数。变化特性来测量光纤多种参数。（二测试系统原理：（二测试系统原理：数据分析及显示数据分析及显示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脉冲发生器：产生一定重复周期的电脉冲，驱动脉冲发生器：产生一定重复周期的电脉冲，驱动LD发出高发出高稳定的一定重复周期的窄光脉冲；稳定的一定重复周期的窄光脉冲；（二测试系统原理：（二测试系统原理：激激 光光 器：产生高稳定的强而窄的光脉冲；器：产生高稳定的强而窄的光脉冲；光检测器：接受光纤传输过程中返回来的微弱的光信号光检测器：接受光纤传输过程中返回来的微弱的光信号(背背向散射光及反

3、射光向散射光及反射光)，将其转换成对应的电信号后送放大器，将其转换成对应的电信号后送放大器进行放大；进行放大；数字分析及显示：对放大器送来的电信号进行调理、高速数字分析及显示：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，同时将变换、平均处理、算法处理以获得测试结果，同时将处理后数字信号进行处理后数字信号进行D/A变换送变换送CRT或视频输出。或视频输出。耦合器：完成光信号的定向耦合；耦合器：完成光信号的定向耦合； 长度测试；长度测试； 损耗测试；损耗测试； 断裂或缺陷处测试；断裂或缺陷处测试；n1 n1 光纤纤芯的折射率，光纤纤芯的折射率，c c 光在真空中

4、的速度，光在真空中的速度，一、长度测试：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纤的长度为：地计算出光纤的长度为：ltncl121lt光在光纤中来回一趟所需时间二、损耗测试：二、损耗测试：llmeKePP0lmeKPP20即：即：将上式取对数得：将上式取对数得：clpm0PlM 接收光功率对数表示）接收光功率对数表示）二、损耗测试：二、损耗测试：OTDR 显示波形举例显示波形举例传输时间对应距离）传输时间对应距离）传输时间对应距离）传输时间对应距离） 接收光功率对数

5、表示）接收光功率对数表示）二、损耗测试：二、损耗测试：1、两点间损耗：测试曲线上的两点所对应纵坐标的落差。、两点间损耗：测试曲线上的两点所对应纵坐标的落差。两点间损耗传输时间对应距离）传输时间对应距离） 接收光功率对数表示）接收光功率对数表示）二、损耗测试：二、损耗测试：2、接头损耗：在测试曲线上一般表现为一个下降台阶。、接头损耗：在测试曲线上一般表现为一个下降台阶。(微微弯损耗也表现为一个下降台阶。弯损耗也表现为一个下降台阶。)接头损耗二、损耗测试：二、损耗测试：传输时间对应距离）传输时间对应距离） 接收光功率对数表示）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

6、、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景象。出现负损耗假增益景象。接头损耗 对于实际接续的两根光纤来说，几乎不可能存在对于实际接续的两根光纤来说，几乎不可能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，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异。基于这种原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向不同的台阶，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，再取所以一般应从两个方向测试，再取“平均值平均值”。二、损耗测试：二、损耗测试：2、接头损耗：在测试曲线上

7、有时表现为一个上升台阶，即、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景象。出现负损耗假增益景象。缘由：缘由：二、损耗测试：二、损耗测试：2、接头损耗：在测试曲线上有时表现为一个上升台阶，即、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景象。出现负损耗假增益景象。（条件背向散射系数：1 2上端下端12接续点二、损耗测试：二、损耗测试：2、接头损耗：有时出现负损耗假增益景象。、接头损耗：有时出现负损耗假增益景象。 我们假设这两根光纤的背向散射光功率的差为值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光纤接头实际损耗值为s s。从

8、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)，然而，然而实际接头损耗值实际接头损耗值 s a(a-s)。 a as s12二、损耗测试：二、损耗测试：2、接头损耗：有时出现负损耗假增益景象。、接头损耗：有时出现负损耗假增益景象。 我们假设这两根光纤的背向散射光功率的差为值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)，然而，然而实际接头损耗值实际接头损耗值 s (a+s)a。 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)，然，然而实

9、际接头损耗值而实际接头损耗值 s (a+s)a 。 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)，然，然而实际接头损耗值而实际接头损耗值 s a(a-s) 。二、损耗测试：二、损耗测试：2s2s(a+s)(a+s)a + aa + a(a-s) (a-s) 。 2s2s(a+s)(a+s)(a-s) (a-s) S（ ） （ ）2二、损耗测试：二、损耗测试：2、接头损耗：在测试曲线上有时表现为一个上升台阶，即、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景象。出现负损耗假增益景象。S（ ） （ ）2 上式分子中，第一项为波形下降的情况，其符上式分子中，第一

10、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。号为正，第二项为波形上升的情况，其符号为负。二、损耗测试：二、损耗测试：2、接头损耗：在测试曲线上有时表现为一个上升台阶，即、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景象。出现负损耗假增益景象。 用用OTDROTDR从某一个方向进行光纤接头损耗测试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，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，对某个接头来说，其

11、连接损耗必须是双向测量，然后再取然后再取“平均值平均值”。二、损耗测试：二、损耗测试：2、接头损耗：在测试曲线上有时表现为一个上升台阶，即、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景象。出现负损耗假增益景象。 在实际工程中，要从两个方向进行接头损耗的测量，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用昂贵的仪表又显得太浪费。可将光纤从一端可在站内用活动连接器环连起来，这样一台活动连接器环连起来，这样一台OTDROTDR在一端

12、即可进行双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。得出较准确的接头损耗值。二、损耗测试：二、损耗测试：传输时间对应距离）传输时间对应距离） 接收光功率对数表示）接收光功率对数表示）3、损耗分布：看测试曲线的斜率及台阶、反射峰分布情况，、损耗分布：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。斜率大的一段线路衰减就大。三、断裂或缺陷处测试：三、断裂或缺陷处测试： 通过从断裂点或缺陷处返回的脉冲可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以算出光纤断裂点

13、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距离，即可迅速而准确地找到故障点的位置。测量时，在波形上读出背向散射信号置。测量时，在波形上读出背向散射信号消失或损耗突然变得很大点即是消失或损耗突然变得很大点即是( (与原测试与原测试波形相比较波形相比较) )。 在光缆线路的施工和维护中，对光纤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。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，幻峰的存它是出现

14、在屏幕上的假象峰值，幻峰的存在将在一定程度上影响光纤的测试精确度，在将在一定程度上影响光纤的测试精确度，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。损耗时，更是如此。这两种原因有一个共同点：这两种原因有一个共同点：幻峰产生的原因：幻峰产生的原因：1 1、由于大菲涅尔反射而引起的二次反射；、由于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的后向散射信号。菲涅尔反射信号远大于该点附近的后向散射信号。幻峰现象对光纤测试的影响：幻峰现

15、象对光纤测试的影响：1 1、幻峰的出现使光纤故障点定位测试时，常把幻、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，导致光纤峰当作光纤故障点的菲涅尔反射峰，导致光纤故障点判断错误；故障点判断错误；2 2、幻峰的存在会使后向散射信号曲线失真，使该、幻峰的存在会使后向散射信号曲线失真，使该点附近的光纤衰减测试结果出现误差；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、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。耗影响也较大。区别幻峰与实峰：区别幻峰与实峰：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

16、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、如果菲涅尔反射点与配盘图上的接续点位置不同，则为光纤故障点或幻峰。纤故障点或幻峰。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、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。反射点实峰，其余为幻峰。5 5、当出现其它难于判断的反射峰，可变换测试距离范围，若、当出现其它难于判断的反射峰，可变换测试距离范围，若变换前后出现的反射峰距离不变，则为实峰；如果在较大变换前后出现的

17、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。的距离范围上此峰不再出现，则此峰为幻峰。幻峰的消除与避免：幻峰的消除与避免：1 1、如果判定幻峰是由于某连接器引起的，应调节、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，或在光纤接口加上连接器使之出现最小反射，或在光纤接口加上匹配油；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、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间的关系而引起的，则选择长于被测光纤长度两倍的测试距离范围；两倍的测试距离范围；3 3、用最小平方法测试光纤接续损耗时，要避免、用最小平方法测试光纤接续损耗时，要避免x1x1、x2x2、x3x3、x4x4等符号之间包含幻峰，或改用两点等符号之