光时域反射仪实验

/6表格3连接点损耗记录表A点/kmB点/kmA,B间距/km损耗/dB0.03130.05440.02310.191由于取点的间距较小，可以直接以A,B点间的损耗代表连接处的损耗，即连接处损耗为0,191(dB)。若要考虑A,B点间瑞利散射带来的损耗，则连接处实际损耗为0.191-0.0231*0.193=0.186(dB)四、思考题菲涅尔反射光与瑞利散射的差异及产生的机理，在实验中如何区分这两种效应？瑞利散射是当光线在光纤中传播时，由于光纤中存在分子级别大小的结构上的不均匀，光线的一部分能量会被改变其原有的传播方向而向四周散射的现象。菲涅尔反射是指光在介质传播过程中，遇到折射率不同的介质面时产生的一种反射现象，其反射强度与两种媒质的相对折射率的平方成正比。由于OTDR接收到的信号是与输入反向的光，激光在传输过程中不断衰减，发生瑞利散射往反方向传播的光也会逐步减少，因此OTDR接收到的信号应为一条斜率为负数的曲线，又因为光纤基本上是均匀的，得到的往往就是一条斜率为负数的直线。而对于菲涅尔反射，反射回来的光远远大于瑞利散射回来的光，因此在曲线上表现为一个凸起的峰。通过两者的形状可以判断区分两种效应。光时域反射仪的工作原理，说明主要部件的作用。光时域反射仪工作原理图如图1所示。激光器向光纤发出激光脉冲，激光脉冲在光纤内由于瑞利散射效应与菲涅尔反射效应形成反向的光信号，光功率探测器通过检测放大接收反射回来的光信号。再按照仪器内置时钟对信号进行定时，并将功率关于时间的关系转换为关于空间的关系。再通过对信号变化的分析，可以对光纤工作参数进行测量，对光纤内的故障进行定位。主要部件为：激光源：用于产生测试用的激光脉冲。透镜组：使激光汇聚进入光纤，以及接受光纤返回的光并汇聚进入探测器。分光盒：对进入光纤的光透射，对光纤返回的光信号反射，目的是用来空间上分离入射光与反射光便于接收光功率计：包括探测与放大光纤返回的光信号数据处理系统：将时域转换为空间域内置时钟：用于对接收到的信号进行定时分析参数设定更变对测量结果的影响，有哪些参数是比较关键的？实验中可以设置的参数有测量距离，脉冲宽度，脉冲波长，折射率，散射率。测量距离设置过小会导致不能完全测量整段光纤，设置太长会使仪器分辨率降低；脉冲宽度则影响脉冲能量和盲区大小，脉冲宽度越大，动态范围越大，同时盲区也越大。调小脉冲可以提高分辨率，但测量范围会减小；脉冲波长，折射率，散射率三者是配套设置的，应该根据光线实际用途进行设置。实验中用两种脉宽测得的结果有何差异？对此你有何感想？实验中，在测量光纤长度，分段损耗系数时，两者并没有什么区别。但在定位机械连接处时，由于250ns脉宽的脉冲盲区较大，入射端耦合产生菲涅尔反射峰覆盖了机械连接产生的反射峰。这反映了脉冲宽度越大，盲区越大，分辨率越低。实际使用中，应该根据对纤长的大约估算选择合适的脉冲宽度，避免出现脉冲能量过低，不能测完整段光纤或者脉冲宽度太大，精度太低，使故障被隐藏了的情况。实验中有可能引起误差的因素有哪些？应该如何避免？实验中的误差有：仪器固有误差，实验参数选择不当引起的误差，曲线取样分析的误差等。减少仪器固有误差可以对仪器进行校准，做好仪器维护，测量时注意光纤接头的洁净等。实验参数选择则应根据实际测量对象，测量目的进行设置。曲线分析的误差应先增加仪器测试重复次数，而后处理数据时应该对曲线多次取样，进行平均。五、参考文献[1]李玲，黄永清.光纤通信基础.北京：国防工业出版社，1999⑵蔡志岗，靳珂等.光时域反射仪(OTDR)的研制.半导体光电，Vol.23,No.1,48-50,2002[3]CMA4000i快速指南(QuickStar