光信息专业实验报告：光时域反射仪(OTDR)

光信息专业试验报告：光时域反射仪〔OTDR〕【试验目的】1、光时域反射仪的原理和使用操作。2、光纤传输长度和光纤损耗系数的测量。3、光纤故障点的监测方法。【试验原理】光时域反射仪的工作依据是光的背向散射原理。光纤的背向散射是由瑞利散射和菲涅耳反射引起的,菲涅耳反射是由折射率变化引起的,于介质不均匀而引起的散射光中,会有一局部光沿着光路传输的相反方向传回发送端。光时域反射仪就是利用光纤中背向散射光的强度具有肯定规律的原理来进展测量的。利用光时域反射仪可以测量,无破坏性,且敏捷、便利,在光纤通信的施工和维护中得到广泛应用。图1 光时域反射仪电路原理及组成方框图OTDR包含一个光放射机(激光器)和一个光接收器。光放射机向光纤中放射光的短脉冲串，大局部短脉冲串通过了光纤,但是光纤玻璃中的杂质反射和折射了局部光，回到OTDR的反射被称为后向分散。距OTDR较近的光纤中的后向分散会很快到达,OTDR较远的光纤中的后向分散则需要较长时间，距OTDR的长度与后向分散返回所需要的时间成正比。光接收器测量相对于时间的后向分散，光会由于反射、折射和吸取而损耗，所以后向分散随着光纤距OTDROTDR和直的、无瑕疵的光纤而言，该轨迹是一条从左到右向下2。1该轨迹偏离直线的地方被称为大事,大事有2类：反射大事和非反射大事。,在光纤,例如在机械接头或使用连接器时,也能消灭这种状况。光纤涂层中的裂纹也可产生反射大事。反射大事的轨迹见图3。由于光被反射,一些光损耗在两根光纤接触面的空气间隙中不能连续沿着光纤前行，所以此大事后的后向分散将降低。基于此缘由,反射大事也被称为反射损耗。2个光纤溶合在一起(熔融接头)但是没有完全对齐或光纤弯曲过多时,也可产生非反射大事，其轨迹见图4。具有前端反射和完毕反射的大事轨迹：用OTDROTDR的前端连接器和光纤完毕的地方有很多额外的光被反射，称为具有前端反射和完毕反射的大事轨迹。光纤完毕之后产生的噪声实际上是由OTDR接收器的电噪声导致的，其轨迹见图5。OTDR测量一条完整光纤得到的衰减曲线，和相应连接点影响的示意图如图6。2OTDR可测试的主要参数有〔1〕纤长和大事点的位置〔〕光纤的衰减和衰减分布状况〔〕4〕光纤全回损的测量。光纤距离的测量是以激光进入光纤到它遇到故障点返回光时域反射仪的时间间隔来计量纤长的。为了提高测量的准确度，应依据被测纤的长度设置适宜的“距离范围”和“脉冲宽度1.5倍，使曲线占满屏的2/3为宜。脉冲宽度直接影响着OTDR的动态范围，随着被测光纤长度的增加，脉冲宽度也应渐渐加大，脉冲越大，功率越大，可测的距离越长，但区分率变低。脉宽越窄，区分率越高，测量也就越准确。一般依据所测纤长选择一个适当大小的脉冲宽度，常常是测试两次后，确定一个最正确值。光纤的衰减是客观的反映光纤制作质量的一个参数，是光纤固有的损耗，它代表着光在光纤中传输光功率损耗的状况，一样长度的光纤衰减越小，光可传输的距离就越远。衰减还包括光纤接头、连接器、光纤弯曲度断裂等引起的损耗。【试验仪器】试验用具：CMA4000i型OTDR、光纤连接器、适配器、光纤/光缆等。OTDR7，图中标号说明如下VEL端口直流电源插口OTDR/光源接口功率计接口电源开关测试开头/停顿与实时测试键可变功能键显示参考位置选择键游标掌握旋钮A/B游标切换与选择确认键曲线坐标范围调整键OTDR设置菜单激活键3存储键内置键盘OTDR指示灯说明：图8 OTDR指示灯说明图①软盘存储指示灯②硬盘存储指示灯③节能待机状态指示灯④电池状态指示灯〔橙：正在充电；绿：充电完成〕⑤外接电源指示灯⑥光源工作状态指示灯【OTDR操作步骤】1、认真阅读仪器使用说明书。2、连接光纤与OTDRFC/P接器端面，留神插入OTDR光纤接口FC/PC适配器，对准卡位。严禁任凭拧动光纤接头。3、开机:按下顶部红色开关接通电源，OTDR4、参数的设置和优化：①测量范围(range):测量范围的大小将直接显示在屏幕上的曲线上,太小不能显示所测光纤的2倍为宜。②脉宽(pw):脉宽与动态范围以及盲区有着直接的关系,必需依据实际测量的光缆长度来确定2～3km),应选择比较小的脉宽;假设测量的是长途干线光缆(约几十km),应选择比较大的脉宽。③波长(λ)1310nm1550nm1550nm。同时设置光纤为单模。④折射率(n):光纤生产厂家一般都供给光纤的折射率。在测量长途干线时,假设使用不同厂家的光纤接续,而光纤的折射率又不一样时,应当取它们的平均折射率。本次试验用光纤折射率为n=1.4682。5、测量光纤长度：通过记录发出脉冲和接收到的反射光的时间差，依据dct可算出光纤的2n长度。分别用脉宽为10ns250ns的激光测量光纤的长度。测量时所获得的图像和相应的像素点都是取30秒钟的平均值。留意在测量时尽量避开触碰光纤，以免由于外压力造成菲涅尔反射，影响测量。可选取菲涅耳反射的起始点作为测距起点。710ns250ns的激光分段测量光纤的平均损耗。每42km，留意选择点A和B时应避开融接连接点和机械连接点。810ns250ns的激光测量全段光纤的平均损耗。留意设置的长度测量范围不能短于光纤的实际长度，否则测试曲线会消灭“鬼影OTDR表”按钮查看光纤各个连接点的测量结果。大事表包括了连接点的类型、位置、损耗和回波损耗。9、分析图像:利用GnPC仿真软件对从OTDR【数据记录及分析】1、将光纤联结至OTDR，按下“故障定位”按钮，OTDR探测光线的实际状况，智能设定测量参数，自动完成测量。测量时觉察显示屏上的衰减曲线在肯定时间内由锯齿状渐渐变的平滑，说明仪器对这段时间的数据进展了平滑处理。测量完毕后，仪器显示激光源脉宽为250ns，测量距离/精度16km/2.0m。2、使用两种脉宽进展测量，比较两次测量的异同。当脉宽为250ns时，曲线头尾都消灭了反射大事，曲线中段为始终线，斜率