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關(guān)于OTDR在通信工程中的應(yīng)用的論文
OTDR 是光纖通信工程應(yīng)用中最重要的測(cè)試儀表，光纖衰減、 長(zhǎng)度的測(cè)量及故障分析等等都離不開OTDR 測(cè)試。本文介紹了OTDR的工作原理，并對(duì) OTDR的測(cè)試和其在工程應(yīng)用中常見誤差分析及對(duì)策做些探討。
OTDR的英文全稱是Optical Time Domain Reflectometer，中文意思為光時(shí)域反射儀，它能將數(shù)百公里光纖的運(yùn)行情況和故障狀態(tài)以曲線的形式清晰地顯示出來。
一、OTDR的工作原理
光在光纖中傳輸時(shí)會(huì)向各個(gè)方向散射，其中包括背向散射(同光前進(jìn)方向逆向散射)。OTDR就是利用光纖這特性，利用自身內(nèi)部的發(fā)光器件發(fā)出光脈沖，對(duì)背向散射光強(qiáng)度進(jìn)行接收、處理、比較，從而獲得沿光纖傳輸損耗的信息。
二、OTDR 測(cè)試操作
1.1連接
利用 OTDR進(jìn)行光纖線路的測(cè)試，首先要進(jìn)行連接。若被測(cè)光纖比較短(通常短于2 Km)時(shí)，將被測(cè)光纖通過輔助光纖(1～2 Km)與 OTDR 的測(cè)試端相連，其中被測(cè)光纖和輔助光纖通過 V 溝連接器耦合。若被測(cè)光纖較長(zhǎng)時(shí)，可以不用輔助光纖，直接將被測(cè)光纖和 OTDR 通過 V 溝連接器耦合，或被測(cè)光纖連接成端后直接連在 OTDR 的測(cè)試端上。連接完畢就可以開啟電源進(jìn)行測(cè)試參數(shù)設(shè)置和測(cè)試。
1.2 OTDR測(cè)試
用 OTDR測(cè)試儀可以測(cè)量以下內(nèi)容： ⑴測(cè)量光纖長(zhǎng)度和發(fā)生散射事件點(diǎn)的位置， ⑵測(cè)量光纖的衰減和衰減分布情況， ⑶ 測(cè)量光纖的接頭損耗。光纖長(zhǎng)度及各事件點(diǎn)位置的測(cè)量是根據(jù)激光進(jìn)入光纖到它遇到故障點(diǎn)發(fā)生散射后沿原路返回的時(shí)間的一半與其在光纖中傳輸速度的乘積來測(cè)量的。為了提高測(cè)量的精確度，應(yīng)估測(cè)被測(cè)纖長(zhǎng)度并設(shè)置合適的“距離范圍” 和 “脈沖寬度” 。距離影響曲線顯示大小，通常取被測(cè)纖長(zhǎng)的 1. 5 倍，使其占滿屏的2/ 3 為宜。脈沖寬度影響著 OTDR 的動(dòng)態(tài)范圍：被測(cè)光纖長(zhǎng)度增加，脈沖寬度應(yīng)增大，但分辨率變小會(huì)影響測(cè)試精度;相反脈寬越窄，分辨率越高，測(cè)量精確度就越高，但可測(cè)距離卻會(huì)縮短。在實(shí)際測(cè)試應(yīng)用，根據(jù)被測(cè)纖長(zhǎng)選擇兩個(gè)較為合適脈沖寬度，試測(cè)兩次后，確定一個(gè)最佳值。
二、常見誤差分析
2.1儀表的固有誤差
儀表的固有誤差包括刻度誤差和分辨率誤差，OTDR 的采樣點(diǎn)數(shù)直接影響距離的分辨率。
2.2事件盲區(qū)引起的誤差
脈沖寬度設(shè)置得越寬，OTDR 輸出的能量就越大，可測(cè)的距離就會(huì)越遠(yuǎn)，但事件的盲區(qū)卻加大，反而降低了分辨率和測(cè)試精度。一般采用 OTDR 的縱橫向放大功能提高分辨率，減小讀數(shù)和測(cè)量誤差。
2.3使用不同的儀表產(chǎn)生的誤差
任何儀表都會(huì)有一定誤差，而且不同儀表若設(shè)置不同參數(shù)就有可能將誤差加大。多次實(shí)踐發(fā)現(xiàn)在同一條光纖線路測(cè)試中如果盡量使用同一塊儀表測(cè)試，而且每次測(cè)試時(shí)主要參數(shù)值設(shè)置也保持一致，這樣就可以最大程度減少測(cè)試誤差。
2.4儀表設(shè)置不當(dāng)產(chǎn)生的誤差
距離范圍若設(shè)置值過小，如小于被測(cè)纖長(zhǎng)度，則會(huì)產(chǎn)生較大的誤差;衰減的門限值設(shè)置得太大(一般設(shè)在0. 01dB)則光纖微彎或應(yīng)力造成的輕微損傷、 較小的接頭損耗等事件不能被發(fā)現(xiàn)，實(shí)際上降低了測(cè)量精度;折射率的設(shè)置值和光纜上的標(biāo)示值有偏差，會(huì)引起較大的誤差(折射率是個(gè)重要的參數(shù)，測(cè)試前應(yīng)嚴(yán)格核實(shí)) ;游標(biāo)設(shè)置不正確，尤其在測(cè)接頭損耗和有反射事件時(shí)必須把游標(biāo)設(shè)置在事件曲線的前沿上，否則錯(cuò)誤的設(shè)置也會(huì)造成較大的誤差。
2.5熱脹冷縮等環(huán)境因素造成的誤差
通常光纜線路已用OTDR經(jīng)過反復(fù)測(cè)試核對(duì)，較準(zhǔn)確地定位了每個(gè)接頭點(diǎn)的位置，測(cè)定了線路的全長(zhǎng)，積累了一套較詳細(xì)的維護(hù)原始資料，這在線路的搶修維護(hù)中發(fā)揮了重要作用。但有時(shí)在實(shí)際測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)，對(duì)某一點(diǎn)，不同時(shí)間的兩次測(cè)試仍有或大或小的偏差，通過考察分析，測(cè)試的季節(jié)不同或兩次測(cè)試時(shí)環(huán)境溫差較大時(shí)，偏差也會(huì)較大。光纜的熱脹冷縮是產(chǎn)生這種測(cè)試偏差的主要原因。
2.6清潔度不夠造成的誤差
光纖插接件、連接器件如果不清潔，導(dǎo)致其物理連接性能不良，會(huì)引起較大的測(cè)試誤差，這在測(cè)試中很常見，它會(huì)使曲線上產(chǎn)生嚴(yán)重的噪聲和毛刺，甚至不能測(cè)出曲線。所以細(xì)致的清潔工作對(duì)光纜精確測(cè)量減少誤差有著重要的意義，測(cè)試中不可忽視。
結(jié)束語(yǔ)：OTDR 測(cè)試技能是理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的有機(jī)結(jié)合，在實(shí)際的測(cè)試工作中要善于思考和不斷地總結(jié)，多分析測(cè)試實(shí)例找出產(chǎn)生誤差的根源，不斷提高測(cè)試精度，使對(duì)故障點(diǎn)的判斷和定位更加精細(xì)準(zhǔn)確，縮短處理的時(shí)間，減少因誤測(cè)誤判造成的不必要的人力和財(cái)物的浪費(fèi)，合理利用OTDR，使OTDR在通信工程中發(fā)揮最大的作用。
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