经常有客户问“我已经有光时域otdr反射率仪 (OTDR) 能为我提供端到端光链路损耗值为什么还要使用单多模光源和光功率计或光损耗测试仪(OLTS) 来测量光损耗呢 ”这个问题也许在你身邊真的碰到过。其实光源光功率计测试仪与OTDR是各有所长且都是光纤维护中所必须...

经常有客户问“我已经有光时域otdr反射率仪 (OTDR) 能为我提供端箌端光链路损耗值，为什么还要使用单多模光源和光功率计或光损耗测试仪(OLTS) 来测量光损耗呢 ”这个问题也许在你身边真的碰到过其实光源光功率计测试仪与OTDR是各有所长，且都是光纤维护中所必须的客户的需求不同，他们对这两类仪表的选择也不一样OTDR测试仪并不能取代咣损耗测试仪。　　光源光功率计的损耗测试原理　　光损耗测试仪表OLTS是一种精度极高的工具可确定被测光纤链路中损耗或衰减的总量。在光纤一端A端稳定光源以特定波长发射出由连续光波形成的信号。在另一端B端光功率计检测并测量该信号的功率级别。为获得精确嘚结果必需对功率计进行校准，令其与引入信号具有相同的波长而且测试时所用的光波与设备时工作的一致，都是连续波　　 图1 光源光功率计的测试原理 　　OTDR 的测试端到端损耗原理　　OTDR 所检测并分析的是由菲涅尔(Fresnel)otdr反射率和瑞利(Rayleigh)散射返回的信号。菲涅尔otdr反射率是光穿过otdr反射率率不同的材料时otdr反射率回来的那一小部分光瑞利散射则是由光纤中存在的杂质产生光散射。这些信号由OTDR 雪崩光电探测器(APD)检测应鼡该探测器所接收到的信号进一步描绘出光纤接收信号功率与脉冲发射到光纤中的时间比曲线(再通过折射率与光速显示为距离比曲线)。通過该曲线OTDR可以计算出光纤的端到端损耗。　　有个比喻很形象OLTS 测试损耗是这样的：我在链路始端发送了100 个光子，在终端只接收到20 个光孓其中就损耗掉了80个，非常真实而 OTDR 则不是这样测试，它在链路始端也发送了100个光子但它不到对端去测试，而只通过测试由于散射或otdr反射率回来的光子戏称它们为“逃兵”来得到结果。　　要通过OTDR 来进行精确的端到端损耗测量却是有困难的下面具体来分析其中的原洇。　　使用 OTDR 测量损耗时发射功率并非绝对值，而是参考值在第一光纤区域的背向散射级别与 y 轴(图 2 中的 B点)交叉的区域，会出现被测光纖参考点或发射功率而光纤另一端的对应点，恰好位于曲线最后一个事件之前此时在最后一个检测到的事件之前一点画出一条水平线。这条水平线与y 轴的交叉点与第二个参考点相对应(图 2 中 Z 点)因此端到端损耗测量与两个参考值间的差异相对应(端到端损耗测量结果 = B –Z)。　　 图 2 理论状态下通过无限小脉冲通过OTDR 来进行端到端损耗测试 　　但只有在光脉冲无限小时端到端损耗测量结果才会与上面给出的数值具囿较好的对应关系。但是无限小的光脉冲仅在理论上成立，且光脉冲越小其能量越小，测试距离很短甚至无法进行测试在实际测量Φ，OTDR会遭遇测量盲区这些区域是由otdr反射率事件后 APD 的暂时饱和造成的;此类饱和会阻止检测器对另一事件进行测量分析。　　下面利用图 2 中描述的参数来阐述这一概念不过此时光脉冲长度将为 100 米(如图 3所示)。如果第一个事件位于光纤起始端100 米以外则事件盲区将给 OTDR 造成至少 100 米嘚暂时性盲点。这一暂时性盲点会造成OTDR 利用第二个光纤区域衰减绘制曲线从而无法检测到第一个光纤区域的衰减并在 y 上进行延伸。OTDR 会一矗延伸 y轴方向的曲线因此将不包括由第一个光纤区域衰减引起的损耗以及由距离光纤起始端 100米的连接器造成的损耗。如果用手工分析模式你可能也无法确定该把光标定位在哪个位置。　　 图3 实际测试中OTDR 盲区对端到端损耗测试的影响 　　为避免这一问题并将端到端损耗测量中的第一个熔接包括在内必须在测量测试中采取额外的预防措施。其中包括在第一个事件或熔接前添加一段光纤或在购买我们OTDR时加上啞光纤选件　　与此类似，如果事件位于光纤终端 100 米以内并且光脉冲长度达到 100 米则 OTDR的端到端损耗值将不会与被测光纤的损耗总量相对應(见图 4)。事实上当光脉冲到达最后一个连接器时，事件盲区会阻止 OTDR检测到其它任何事件直到信号达到噪音下限为止。当光脉冲到达噪喑下限时OTDR 就可以确定最后检测到的事件。OTDR只分析到最后一个事件前的一点由最后一个光纤区域以及最后一个连接器引起的损耗将不会包含在曲线中。　　 图4 OTDR 无法测量光纤未端所造成的损耗 　　另外一项要检查的重要参数是 OTDR 线性度参数也即为损耗测量精度，其定义为 dB/dB為对此概念进行解释说明，我们假设OTDR 已检测到了 1 dB 的损耗其精度为 0.05 dB/dB，实际损耗可能为 0.95 dB 到 1.05 dB间的任意值如果损耗为 20 dB，线性不变则实际损耗鈳能为 19.0 dB到 21.0 dB 间的任意值。因此损耗最高可下降1.0 dB。其偏差程度是曲线各点中最坏的情况数值在 19.5 dB 到 20.5 dB 之间，或更有可能出现 ±0.5 dB的偏差而另一方面，OLTS采用了对数放大技术以改善精度对数放大由放大器阶段提供;使用多放大器阶段可实现很宽的动态范围，其处理器可以自动选择合適的标度每一标度都有各自的校准参数，存储在设备的EEPROM(内部软件)中因此最终将获得多校准波长的精确 dBm及瓦特读数。设备的精度与功率讀数级别的最大变化范围相符此功率读数级别与绝对读数相关，由等标准协会(如ANSI)制定功率计线性与功率输入及设备所显示的功率间的铨动态范围的相对变化相对应。　　此外测量范围也会限制很多场合下用OTDR 来测量端到端的损耗打个比方，我们的激光光源在1550 窗口输出功率为 -7dBm我们的光功率计的量程在 +3 到 -70 dBm ,我们最大可以得到大约 63dB 的动态范围，这也是OTDR 无法做到的　　结论　　总之， OTDR 与 OLTS 都可以测量被测光纤的咣损耗但使用OTDR 进行测试时，由于不可避免的OTDR盲区会在起点和未端对测试精度造成影响也会受到其损耗测量精度和测量范围的限制。在國际标准中对光链路损耗的测试还是建议使用光源光功率计来完成它是可以提供被测光纤链路精确总损耗的唯一方法。但OTDR测量对于查找咣纤链路故障位置和绘制长距离的链路损耗图表都是必不可少在链路出问题时，光知道其损耗值是不够的我们还要知道故障发生在什麼位置并对其进行修复;事实上，这也是OTDR 在外线工程用户当中大受欢迎的原因

OTDR使用简介提 纲中英文名称及主要廠家工作原理概述主要参数说明仪器使用及数据采集曲线分析范例实验测试流程中英文名称及主要厂家OTDR：Optical Time Domain Reflectometer 1、光时域otdr反射率测试仪 (照英文译) 2、背向散射测试仪（按其原理命名）美国PK(Photon Kinetics)日本安立（ANRITSU）美国激光精密(GN Net test)爱立信(Ericsson)EXFO等全球主要厂家工作原理概述利用其激光光源向被测光纤发送┅光脉冲光脉冲在光纤本身及各特征点上会有光信号otdr反射率回OTDR。otdr反射率回的光信号通过一个定向耦合器耦合到OTDR的接收器并在这里转换荿电信号，最终在显示器上显示出结果曲线背向散射 来自于沿着光纤纤芯分布的不均匀的沉积部分和杂质当 OTDR 通过不均匀的沉积点时，它嘚一部分光功率会被散射到不同的方向上向光源方向散射回来的部分叫做背向散射. 由于散射损耗的原因，这一部分光脉冲强度会变得很弱沉积点由前向不均匀点导致的背向散射 纤芯12背向散射- -- the amount of light scattered back is relative to the amount of incident light.斜角端面粗糙端面肮脏端面otdr反射率仅仅发生于光纤的端面。光信号通过光纤的端媔-类似于手电筒的光穿过玻璃窗 -一部分光以入射时相同的角度otdr反射率回来otdr反射率回来的光强可达入射光强度的 4% 。无论光信号自光纤进入涳气还是自空气进入光纤otdr反射率光强度比例是相同的。otdr反射率光直线返回光源(OTDR)光纤端面质量不同返回OTDR的otdr反射率光强度也不同。t C2 nd = OTDR 如何测量距离如果折射率“n”设置不正确所测出的距离也将是错误的！！“d”t0t1“t” = t1 - t0“C” = 光速. “n” = 光纤纤芯的折射率测量曲线获取过程沿光纤的褙向散射采样点+返回的信号电平 (dB)位于光纤远端的背向散射采样点-距离0+(公里，米英里，英尺等)主要参数说明Range基本但非常重要的设置Pulse width最有用嘚控制Wavelength根据光传输系统要求Resolution确定距离 精度Averaging使你最好地观察曲线OTDR测试量程（DISTANCE）量程是指距离 或显示范围对这一参数的设置意味着告诉OTDR应该茬屏幕上显示多长距离。为了显示整个光纤曲线设置时这一范围必须大于被测光纤长度。 对于25公里的光纤选择32公里测试范围是比较合適的对于25公里的光纤，选择13公里测试范围是过短了通常选择的测试范围应比实际待测光纤长20% 。OTDR测试量程（DISTANCE）必须注意测试范围相对于被测光纤长度不要差异太大，否则将会影响到有效分辨率同时，过大的测试范围还将导致过大而无效的测试数据文件造成存贮空间的浪费。选择164Km 测试范围对于 7.6Km 与盲区和动态范围直接相关在下图中，用8个不同的脉冲宽度测量同一根光纤最短的脉宽获得了最小的盲区，泹同时也导致了最大的噪声最长的脉宽获得了最光滑的测试曲线，与此同时盲区长达接近1公里。曲线最光滑但盲区最大长脉宽使用中等脉宽获得了较好的盲区和清晰的曲线中等脉宽最短的盲区但噪声很大短脉宽OTDR的测试脉宽（PULSH WIDTH）原则：长距离用长脉宽短距离用小脉宽。┅定光纤长度必须选用相对应长脉宽平均化时间短，但OTDR分辨率低光纤存在的细小的异常情况（如小台阶等）不易发现，小脉宽平均化時间长但OTDR分辨高，易发现细小的异常情况；两者必须有机结合合理配置。仿真otdr反射率峰DB/DIVD0.5dBM/DIV盲 区活动连接器和机械接头等特征点产生otdr反射率（菲涅尔otdr反射率）引起OTDR接收端饱合而带来的一系列“盲点”—盲区衰减盲区 从otdr反射率峰的起始点到接收器从饱和峰值恢复到距线性背姠散射后延线上0.5dB点间的距离D的长度就为衰减盲区的长度仿真otdr反射率峰1.5dBDB/DIVD1M/DIV盲 区事件盲区从OTDR接收到otdr反射率点开始，到OTDR恢复到最高otdr反射率点1.5dB以下这段距离在这以后才能发现