在光纤测试技术中,OTDR(光时域反射仪)是不可或缺的主要仪表。OTDR能够广泛应用于光缆线路的维护和施工中,进行光纤长度、传输衰减、接头衰减以及故障定位等多种测量。其测试时间短、速度快、精度高的特点,使其成为光纤测试领域的首选。
OTDR的工作原理是利用光脉冲在光纤中传输时产生的瑞利散射和菲涅尔反射。当半导体光源(LED或LD)在驱动电路调制下输出光脉冲,并注入被测光缆线路时,光脉冲会在线路中传播。在这个过程中,光脉冲会在沿途产生瑞利散射光和菲涅尔反射光。大部分瑞利散射光会折射入包层后衰减,而与光脉冲传播方向相反的背向瑞利散射光则会沿着光纤传输到线路的进光端口。
这些背向瑞利散射光经定向耦合分路射向光电探测器,转化为电信号。经过低噪声放大和数字平均化处理后,处理过的电信号与从光源背面发射提取的触发信号同步扫描在示波器上,形成反射光脉冲。通过测量反射光脉冲,可以获取光纤内不同位置上的时间或曲线片断,进而计算出光在石英物质中的速度,以及光纤的长度。
在测量光纤长度的基础上,我们可以利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,计算出光纤的衰减值。具体来说,利用公式(1)可以计算出光纤的长度L(单位:m),而利用公式(2)可以计算出光纤的衰减a(单位:dB/km)。
除了上述基本测量外,OTDR还可以进行光纤的故障定位。通过分析反射光脉冲的波形和强度,我们可以判断出光纤线路中的接头、熔接点等处的故障位置,从而为后续的维护和修复工作提供依据。
总之,OTDR作为光纤测试技术中的核心仪表,对于保障光纤通信的稳定性和高效性具有重要意义。随着光纤通信技术的不断发展,OTDR在未来的应用前景将更加广阔。
光纤通信是以光波作载波以光纤为传输媒介的通信方式。光纤通信由于传输距离远、信息容量大且通信质量高等特点而成为当今信息传输的主要手段,是“信息高速公路”的基石。光纤测试技术是光纤应用领域中最广泛、最基本的一项专门技术。OTDR是光纤测试技术领域中的主要仪表,它被广泛应用于光缆线路的维护、施工之中,可进行光纤长度、光纤的传输衰减、接头衰减和故障定位等的测量。OTDR具有测试时间短、测试速度快、测试精度高等优点。
1 支持OTDR技术的两个基本公式
OTDR(Optical Time Domain Reflectometer,光时域反射仪)是利用光脉冲在光纤中传输时的瑞利散射和菲涅尔反射所产生的背向散射而制成的高科技、高精密的光电一体化仪表。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连接器注入被测光缆线路成为入射光脉冲。
入射光脉冲在线路中传输时会在沿途产生瑞利散射光和菲涅尔反射光,大部分瑞利散射光将折射入包层后衰减,其中与光脉冲传播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,经过低噪声放大和数字平均化处理,最后将处理过的电信号与从光源背面发射提取的触发信号同步扫描在示波器上成为反射光脉冲。
返回的有用信息由OTDR的探测器来测量,它们就作为被测光纤内不同位置上的时间或曲线片断。根据发射信号到返回信号所用的时间,再确定光在石英物质中的速度,就可以计算出距离(光纤长度)L(单位:m),如式(1)所示。
式(1)中,n为平均折射率,△t为传输时延。利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可以计算出衰减a(单位:dB/km),如式(2)所示: