【OTDR 工作原理】
光功率计只能测试光功率损耗,如果要确定损耗的位置和损耗的起因,就要采用光时域反射仪(OTDR)
当光脉冲在光纤内传输时,会由于光纤本身的性质、连接器、接合点、弯曲或其它类似的事件而产生散射、反射。其中一部分的散射和反射就会返回到 OTDR 中,这些返回到入射端的光信号中包含有损耗信息,经过适当的耦合、探测和处理,就可以分析到光脉冲所到之处的光纤损耗特性
OTDR 测试是通过发射光脉冲到光纤内,然后在 OTDR 端口接收返回的信息(花费的时间、反射功率等)来进行
【OTDR 结构】
OTDR 仪表主要是由脉冲发生器、光源、光定向耦合器、光纤连接器、光电检测器、放大器、内部时钟、信号处理器、显示器等几部分组成
脉冲发生器的功能是产生所需要的规则的电脉冲信号
光源的功能是将电信号转换成光信号,即将脉冲发生器产生的电脉冲转换为光脉冲进行测试使用
光定向耦合器的功能是使光按照规定的特定方向输出输入
光纤连接器的功能是将 OTDR 仪表与被测光纤相连接
光电检测器的功能是将光信号转换成电信号,即将经光定向耦合器传来的背向散射光转换成电信号
放大器的作用是将光电检测器转换的微弱电信号进行放大,以便处理
内部主时钟一方面为脉冲发生器提供时钟,使其有频率的产生电脉冲信号
内部主时钟另一方面为信号处理器提供工作频率,使其处理频率与脉冲频率保持同步
信号处理器是对由背向散射光转换的含有光纤特性的电信号进行平均化处理,即可以长时间测量信号进行信号处理提高信噪比
显示器的功能是将处理后的结果显示出来
综上,OTDR 工作流程如下:
【测试事件】
OTDR 可以测试熔接、弯曲、活动连接器、机械固定接头、断裂、光纤末端,其测试曲线显示如下:
非反射事件
光纤熔接、弯折会导致光功率衰耗,但是没有反射现象,它们在 OTDR 上具有相似的显示结果,统称为非反射事件
反射事件
活动连接器、机械固定接头、光纤断裂都会引起光的反射和衰耗,它们在 OTDR 上有相似的显示结果,统称为反射事件
光纤末端
光纤末端又称光纤尾端,其在 OTDR 上显示结果较为特殊,单独划分为一类事件
光纤末端的曲线有两种情况:
- 反射幅度较高的菲涅尔反射
- 曲线从背向反射电平简单地降到 OTDR 噪声电平以下
【OTDR 用途】
光功率损耗
起始反射结束段与测试结束点电平的高度差
光纤长度
通过获得光纤长度信息,来辅助衰减测量
光纤衰减
光纤衰减定义为链路损耗与长度的比值,单位为:dB/km
其两种评价方法:
- 两点衰减:两点损耗与长度的比值
- 两点最小二乘法衰减:为降低曲线波动性影响,而采取的数学分析方法,在两点间取一条近似逼近直线
插入损耗
连接点的损耗值,对应熔接点即为熔接损耗
反射
评价连接器的连接质量
故障位置
通过可见红外光光故障定位仪来辅助检测