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光纤通讯是以光波作载波以光纤为传输前言的通讯办法。光纤通讯由于传输间隔远、信息容量大且通讯质量高级特色而变成当今信息传输的首要手法，是 信息高速公路 的基石。光纤测验技能是光纤应用领域中最广泛、最根本的一项专门技能。OTDR是光纤测验技能领域中的首要外表，它被广泛应用于光缆线路的保护、施工当中，可进行光纤长度、光纤的传输衰减、接头衰减和毛病定位等的丈量。OTDR具有测验时刻短、测验速度快、测验精度高级长处。
1 支持OTDR技能的两个根本公式
OTDR(Optical Time Domain Reflectometer，光时域反射仪)是运用光脉冲在光纤中传输时的瑞利散射和菲涅尔反射所发生的背向散射而制成的高科技、高精密的光电一体化外表。半导体光源(LED或LD)在驱动电路调制下输出光脉冲，经过定向光耦合器和活动衔接器注入被测光缆线路变成入射光脉冲。
入射光脉冲在线路中传输时会在沿途发生瑞利散射光和菲涅尔反射光，大多数瑞利散射光将折射入包层后衰减，其中与光脉冲传达方向相反的背向瑞利散射光将会沿着光纤传输到线路的进光端口，经定向耦合分路射向光电探测器，转变成电信号，经过低噪声扩大和数字均匀化处理，最终将处理过的电信号与从光源反面发射获取的触发信号同步扫描在示波器上变成反射光脉冲。
回来的有用信息由OTDR的探测器来丈量，它们就作为被测光纤内不相同方位上的时刻或曲线片断。依据发射信号到回来信号所用的时刻，再断定光在石英物质中的速度，就能够计算出间隔(光纤长度)L(单位：m)，如式(1)所示。
式(1)中，n为均匀折射率，△t为传输时延。运用入射光脉冲和反射光脉冲对应的功率电平以及被测光纤的长度就能够计算出衰减a(单位：dB/km)，如式(2)所示：
2 确保OTDR精度的五个参数设置
2.1 测验波长挑选
由于OTDR是为光纤通讯效劳的，因而在进行光纤测验前先挑选测验波长，单模光纤只挑选1 310 nm或1 550 nm。由于1 550 nm波长对光纤曲折损耗的影响比1 310 nm波长灵敏得多，因而不管是光缆线路施工仍是光缆线路保护或许进行试验、教育，运用OTDR对某条光缆或某光纤传输链路进行全程光纤背向散射信号曲线测验，通常多选用1 550 nm波长。
1310nm和1550nm两波长的测验曲线的形状是相同的，测得的光纤接头损耗值也根本共同。若在1550 nm波长测验没有发现疑问，那么1310 nm波长测验也必定没疑问。
挑选1550 nm波长测验，能够很简单发现光纤全程是不是存在曲折过度的状况。若发现曲线上某处有较大的损耗台阶，再用1310 nm波长复测，若在1310 nm波长下损耗台阶不见，阐明该处确实存在曲折过度状况，需求进一步查找并扫除。若在1310 nm波长下损耗台阶相同大，则在该处光纤也许还存在其他疑问，还需求查找扫除。在单模光纤线路测验中，应尽量选用1550 nm波长，这么测验作用会非常好。
2.2 光纤折射率挑选
如今运用的单模光纤的折射率根本在1.460 0～1.480 0规模内，要依据光缆或光纤生产厂家供给的实践值来精确挑选。关于G.652单模光纤，在实践测验时若用1310 nm波长，折射率通常挑选在1.468 0;若用1550 nm波长，折射率通常挑选在1.468 5。折射率挑选禁绝，影响测验长度。
在式(1)中折射率若差错0.001，则在50000 m的中继段会发生约35 m的差错。在光缆保护和毛病排查时很小的失误便会带来明显的差错，测验时一定要导致满意的重视。
2.3 测验脉冲宽度挑选
设置的光脉冲宽度过大会发生较强的菲涅尔反射，会使盲区加大。较窄的测验光脉冲虽然有较小的盲区，可是测验光脉冲过窄时光功率必定过弱，相应的背向散射信号也弱，背向散射信号曲线会崎岖不平，测验差错大。设置的光脉冲宽度既要能确保没有过强的盲区效应，又要能确保背向散射信号曲线有满意的分辨率，能看清光纤沿线上每一点的状况。
通常是依据被测光纤长度，先挑选一个恰当的测验脉宽，预测验一两次后，从中断定一个最佳值。被测光纤的间隔较短(小于5 000m)时，盲区能够在10 m以下;被测光纤的间隔较长(小于50 000 m)时，盲区能够在200 m以下;被测光纤的间隔很长(小于2 500 000 m)时，盲区可高达2 000 m以上。
在单盘测验时，恰当挑选光脉冲宽度(50 nm)能够使盲区在10 m以下。经过双向测验或屡次测验取均匀值，盲区发生的影响会更小。
2. 4 测验量程挑选
OTDR的量程是指OTDR的横坐标能到达的最大间隔。测验时应依据被测光纤的长度挑选量程，量程是被测光纤长度的1.5倍比较好。量程挑选过小时，光时域反射仪的显现屏上看不全部;量程挑选过大时，光时域反射仪的显现屏上横坐标压缩看不清楚。
依据工程技能人员的实践经历，测验量程挑选能使背向散射曲线大约占到OTDR显现屏的70%时，不管是长度测验仍是损耗测验都能得到比较好的直视作用和精确的测验成果。
在光纤通讯体系测验中，链路长度在几百到几千千米，中继段长度40～60 km，单盘光缆长度2～4km，合挑选OTDR的量程能够得到杰出的测验作用。
2.5 均匀化时刻挑选
由于背向散射光信号极端弱小，通常选用屡次计算均匀的办法来前进信噪比。OTDR测验曲线是将每次输出脉冲后的反射信号采样，并把屡次采样做均匀化处理以消除随机事情，均匀化时刻越长，噪声电平越挨近最小值，动态规模就越大。均匀化时刻为3 min取得的动态规模比均匀化时刻为1 min取得的动态规模前进0.8 dB。
通常来说均匀化时刻越长，测验精度越高。为了前进测验速度，缩短全体测验时刻，测验时刻可在0.5～3 min内挑选。
在光纤通讯接续测验中，挑选1.5 min(90 s)就可取得满意的作用。
3 实施OTDR测验的三种常用办法
OTDR对光缆和光纤进行测验时节，测验场合包括光缆和光纤的出厂测验，光缆和光纤光缆的施工测验，光缆和光纤的保护测验以及定时测验。OTDR的测验衔接如图1所示。
测验衔接的办法是：OTDR一光纤衔接器一第1盘光缆一第2盘光缆一第n盘光缆，终端不衔接任何设备。依据实践测验工作首要有以下三种办法：
3.1 OTDR后向测验法
选用这种办法首要对光缆接续进行监测，光缆接续一定要装备专用光纤熔接机和光时域反射仪(OTDR)。熔接机在熔接完一根纤芯后通常都会给出这个接点的预算衰耗值。这种办法测验有三个长处：
(1)OTDR固定不动，省掉了外表搬运所需车辆和很多人力物力;
(2)测验点选在有市电而不需配汽油发电机的当地;
(3)测验点固定，削减了光缆开剥。
同时该办法也有两个缺陷：
(1)因受间隔和地势约束，有时无法确保联络的疏通;
(2)跟着接续间隔的不断增加，OTDR的测验量程和精度受到约束。
现在解决这些疑问通常有三种办法：
①在市内和郊区用移动电话可使测验人员和接续人员随时坚持联络，便于组织和协调，有利于前进工作效率。
②用光电话进行联络。断定好用一根光纤(如蓝色光纤单元赤色光纤)接在光电话上作联络线。当然最终这根作联络用的光纤在熔接和盘纤时就因无法联络而不能进行监测了。即便这么，呈现疑问的也许性仍会大大下降(如果是24芯光缆，呈现疑问的概率会降到本来的1/24以下)。
③当光缆接续到达一个中继间隔时，OTDR向前移动。
测验实践证明，这些监测办法对确保质量、削减返工是行之有效的。
3.2 OTDR前向单程测验法
OTDR在光纤接续方向前一个接头点进行测验，用施工车辆将测验外表和测验人员一直超前搬运。运用这种办法进行监测，测验点与接续点一直只要一盘光缆长度，测验接头衰耗精确性高，并且便于通讯联络。现在一盘光缆长度大约为2～3 km，通常地势下运用对讲机就可确保通讯联络。若光缆有皱纹钢带保护层，也可运用磁石电话进行联络。
这种测验办法的缺陷也很明显，OTDR要搬到每个测验点费工费时，又不利于外表的保护;测验点还受地势约束，尤其是线路远离公路、地势杂乱时更为费事。选用便携型OTDR进行监测，近间隔测验对外表的动态规模请求不高，且小型0TDR体积小重量轻移动便利，这么可大大减小测验人员工作量，前进测验速度和工作效率。
3.3 OTDR前向双程测验法
OTDR方位仍同 前向单程 监测，但在接续方向的始端将两根光纤分别短接，组成回路。这种办法即可满意中继段光纤测验，也可对光纤接续进行监测。对中继段光纤测验能够在光时域反射仪的显现屏上很清楚地看到入射光脉冲、反射光脉冲、接头点、断裂点、毛病点以及衰减散布曲线。OTDR测验事情类型及显现如图2所示，它能够为光缆保护供给便利。
对光纤接续进行监测时由于增加了环回点，所以能在OTDR上测出接续衰耗的双向值。这种办法的长处是能精确评价接头的好坏。
由于测验原理和光纤结构上的因素，用OTDR单向监测会呈现虚伪增益的景象，相应地也会呈现虚伪大衰耗景象。对一个光纤接头来说，两个方向衰减值的数学均匀数才干精确反映其实在的衰耗值。比方一个接头从A到B测衰耗为0.16 dB，从B到A测为-0.12 dB，实践上此头的衰耗为[0.16+(-0.12)]/2=0.02 dB。
4 结 语
OTDR作为光纤通讯的首要外表，在科研、教育、工厂、施工、保护等领域表现着重要作用。就现在而言OTDR不管进口设备仍是国产设备，对测验精度和盲区两个关键疑问都会由于测验者的技能表现有一定的区别。跟着时刻的推移和科学技能的前进，运用新一代人工智能OTDR进行光纤参数全自动测验，速率会更快、作用会非常好。
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