光時域反射儀

光時域反射儀——測量光纖傳輸特性的好幫手
    光纖通信是本世紀(jì)70年代發(fā)展起來的，由于其具有傳輸頻帶寬、損耗小等特性，發(fā)展
迅猛。自1976年美國投入第一個商用光纖通信系統(tǒng)以后，許多國家都相繼研制成功的陪同
用光纖通信系統(tǒng)。我國于90年代初期開始大規(guī)模建設(shè)商用光纖通信系統(tǒng)。
    現(xiàn)在，電信光纜傳輸網(wǎng)已成為承載著巨大信息量的信息高速公路。因此，保證其安全、
暢通是非常重要的。這樣就要求有一種能夠準(zhǔn)確地測量光纖傳輸特性的儀器、儀表，以便
能夠有時了解光纖的傳輸情況，發(fā)現(xiàn)光纖障礙及障礙隱患。光時域反射儀（OTDR）正是一
種這樣的光學(xué)儀表，它根據(jù)光的后向散射與菲涅耳反向原理制作，利用光在光纖中傳播時
產(chǎn)生的后向散射光來獲取衰減的信息，可用于測量光纖衰減、接頭損耗、光纖故障點定位
以及了解光纖沿長度的損耗分布情況等，是光纜施工、維護及監(jiān)測中必不可少的工具。
    OTDR動態(tài)范圍的大小對測量精度的影響
    初始背向散射電平與噪聲低電平的DB差值被定義為OTDR的動態(tài)范圍。其中，背向散射
電平初始點是入射光信號的電平值，而噪聲低電平為背向散射信號為不可見信號。動態(tài)范
圍的大小決定OTDR可測光纖的距離。當(dāng)背向散射信號的電平低于OTDR噪聲時，它就成為不
可見信號。
    隨著光纖熔接技術(shù)的發(fā)展，人們可以將光纖接頭的損耗控制在0.1DB以下，為實現(xiàn)對整
條光纖的所有小損耗的光纖接頭進行有效觀測，人們需要大動態(tài)范圍的OTDR。增大OTDR 動
態(tài)范圍主要有兩個途徑：增加初始背向散射電平和降低噪聲低電平。影響初始背向散射電
平的因素是光的脈沖寬度。影響噪聲低電平的因素是掃描平均時間。
    多數(shù)的型號OTDR允許用戶選擇注入被測光纖的光脈沖寬度參數(shù)。在幅度相同的情況下，
較寬脈沖會產(chǎn)生較大的反射信號，即產(chǎn)生較高的背向散射電平，也就是說，光脈沖寬度越
大，OTDR的動態(tài)范圍越大。
    OTDR向被測的光纖反復(fù)發(fā)送脈沖，并將每次掃描的曲線平均得到結(jié)果曲線，這樣，接
收器的隨機噪聲就會隨著平均時間的加長而得到抑制。在OTDR的顯示曲線上體現(xiàn)為噪聲電
平隨平均時間的增長而下降，于是，動態(tài)范圍會隨平均時間的增大而加大。在最初的平均
時間內(nèi)，動態(tài)范圍性能的改善顯著，在接下來的平均時間內(nèi)，動態(tài)范圍性能的改善顯著，
在接下來的平均時間內(nèi)，動態(tài)范圍性能的改善會逐漸變緩，也就是說，平均時間越長，OT
DR的動態(tài)范圍就越大。
    盲區(qū)對OTDR測量精度的影響
    我們將諸如活動連接器、機械接頭等特征點產(chǎn)生反射引起的OTDR接收端飽和而帶來的
一系列“盲點”稱為盲區(qū)。光纖中的盲區(qū)分為事件盲區(qū)和衰減盲區(qū)兩種：由于介入活動連
接器而引起反射峰，從反射峰的起始點到接收器飽和峰值之間的長度距離，被稱為事件盲
區(qū)；光纖中由于介入活動連接器引起反射峰，從反射峰的起始點到可識別其他事件點之間
的距離，被稱為衰減盲區(qū)。對于OTDR來說，盲區(qū)越小越好。
    盲區(qū)會隨著脈沖寬的寬度的增加而增大，增加脈沖寬度雖然增加了測量長度，但也增
大了測量盲區(qū)，所以，我們在測試光纖時，對OTDR附件的光纖和相鄰事件點的測量要使用
窄脈沖，而對光纖遠端進行測量時要使用寬脈沖。
    OTDR的“增益”現(xiàn)象
    由于光纖接頭是無源器件，所以，它只能引起損耗而不能引起“增益”。OTDR通過比
較接頭前后背向散射電平的測量值來對接頭的損耗進行測量。如果接頭后光纖的散射系數(shù)
較高，接頭后面的背向散射電平就可能大于接頭前的散射電平，抵消了接頭的損耗，從而
引起所謂的“增益”。在這種情況下，獲得準(zhǔn)確接頭損耗的唯一方法是：用OTDR從被測光
纖的兩端分別對該接頭進行測試，并將兩次測量結(jié)果取平均值。這就是分別對該接頭進行
測試，并將兩次測量結(jié)果取平均值。這就是雙向平均測試法，是目前光纖特性測試中必須
使用的方法。
    OTDR能否測量不同類型的光纖
    如果使用單模OTDR模塊對多模光纖進行測量，或使用一個多模OTDR模塊對諸如芯徑為
62.5mm的單模光纖進行測量，光纖長度的測量結(jié)果不會受到影響，但諸如光纖損耗、光接
頭損耗、回波損耗的結(jié)果卻都是不正確的。這是因為，光從小芯徑光纖入射到大芯徑光纖
時，大芯徑不能被入射光完全充滿，于是在損耗測量上引起誤差，所以，在測量光纖時，
一定要選擇與被測光纖相匹配的OTDR進行測量，這樣才能得到各項性能指標(biāo)均正確的結(jié)果。

摘自《黑龍江郵電報》