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            光纖測量技術OTDR
            2017-02-20 11:02:57   來源:   評論:0 點擊:

            光纖通信技術是近20年來迅猛發展的新技術,由于光纖通信傳輸信息量大、速率快,而且信息數字化,傳送的是數字信號,因而使寬頻帶圖象信號、微機聯網等信息傳輸成為可能。
              光纖通信技術是近20年來迅猛發展的新技術,由于光纖通信傳輸信息量大、速率快,而且信息數字化,傳送的是數字信號,因而使寬頻帶圖象信號、微機聯網等信息傳輸成為可能。

              對光纖損耗的測量是非常重要的,它直接關系到光纖通訊的質量,并能及時發現可能的故障點。

              光纖損耗的測量主要有截斷法、插入法和后向反射法。在光纖施工和維護當中經常使用的是后向反射法,它具有非破壞性和可單端測量的特點。它的測量原理是,如果在光纖的輸入端射入一個強的光窄脈沖,這個光窄脈沖在光纖內傳輸時,由于光纖內部的不均勻性將產生瑞利散射(遇到光纖的接頭、斷點也要產生散射)。這種散射光有一部分沿光纖返回,向輸入端傳輸,這種連續不斷向輸入端傳輸的散射光稱為后向反射光??拷斎攵说墓獠▊鬏敁p耗小,散射回來的信號就強,離輸入端遠的地方光波的傳輸損耗大,散射回來的信號就弱。只要能夠測出兩點散射光返回的光功率以及兩點間的距離,就可算出平均衰減系數。通常依據這種原理進行的損耗測量是由光時域反射計來完成的。

               光時域反射計(OTDR)原理是,由主時鐘產生標準時鐘信號,脈沖發生器根據這個時鐘產生符合要求的窄脈沖,并用它來調制光源。光方向耦合器將光源發出的光耦合到被測光纖,同時將散射和反射信號耦合進光電檢測器,在經放大信號處理后送入示波器顯示輸出波形及在數據輸出系統輸出有關數據。由于后向反射光非常微弱,淹沒在一片噪聲中,因此,要用取樣積分器,在一定時間間隔內對微弱的散射光波取樣并求和。在這個過程中,由于噪聲是隨機的,在求和時被抵消掉了,從而將散射信號取出。

                  1 對儀器進行正確的參數設置

              平均次數:OTDR測試曲線是將每次輸出脈沖后的反射信號采樣,并把多次采樣做平均處理以消除一些隨機事件,平均化時間越長,噪聲電平越接近最小值,動態范圍就越大。平均化時間越長,測試精度越高,但達到一定程度時精度不再提高。為了提高測試速度,在一些不需要精確數據的定性測量中,可以適當減少平均次數,縮短整體測試時間。

                量程和分辨率:量程值決定被測光纖的距離范圍,量程設置應至少是被測光纖的兩倍,以為分析軟件提供一個曲線端點之后足夠清潔的噪聲區。為精確分析,可將光纖的長度加倍,在選擇下一個可用的距離范圍。分辨率值指定數據樣本點的距離,分辨率越高,取樣點的距離越近,對光纖的細節反映越清晰,但過高的分辨率將使單位時間內的平均次數降低,為達到理想的信噪比就需增加測量時間,降低測量速度。

                脈沖寬度:用于指定被輸入被測光纖的光脈沖的寬度。在相同的脈沖幅度下,脈沖寬度越大,脈沖的能量也越大,從而可以對較大的光纖量程進行測量,較大的脈沖寬度將加大測量的盲區。

              折射率:該數值被用于計算距離測量,折射率值影響所有距離測量,不同廠家、不同類型的光纖其光纖折射率是不同的,測量前要正確設置。

                  2 利用OTDR進行精確測量時的注意事項

              要確保被測光纖到連接適配器的連接完好。被測系統中的連接器應在連接到通用連接器和適配器之前進行清潔,避免手與連接器的接觸。

              光纖,特別是單模光纖,容易受到由微彎或其他應力造成的損耗的影響。為確保正確、可重復的測量,連接到OTDR的光纖導線必須置于將機械張力降到最小的位置。

               用OTDR測量光纖損耗,兩端測出的衰減值是有差別的,這是因為無法控制背向散射的模場分布,從而會導致測出的光纖衰減與散射損耗值不會真正相等,通常要取兩端測出的平均值。

               用OTDR測量光纖時,在起始端有一個盲區(端面反射區),多模光纖的盲區較小,單模光纖的盲區較大,相當于長100 m左右的光纖。因此測量單模光纖時,要先連接長度在100 m以上的參考光纖。

              光纖活動連接器、機械接頭和光纖中的斷裂都會引起損耗和反射,光纖末端的破裂端面由于末端端面的不規則性會產生各種菲涅爾反射峰或者不產生菲涅爾反射。如果光標設置不夠準確,會產生一定誤差,應用OTDR的放大功能就可將光標準確置定在相應的拐點上。

                在測量接續點時,要在接續后和盤纖后進行兩次測量,第一次可以及時發現接續質量的好壞,第二次可以發現盤纖引起的損耗。

              用OTDR測量光纖損耗的缺點是兩端測出的衰減值有差別,這是因為無法控制后向散射的模場分布,從而會導致測出的光纖衰減與散射損耗值不會真正相等,通常要取兩端測出的平均值。

              總之,只要我們在工作中認真總結經驗,了解OTDR的特點及其局限性,就能使它在光纖維護中發揮更大的作用。

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