基于光纖通信的OTDR光時域反射技術應用

光纖通信的發展對我國的經濟建設起到重要的作用。光纖通訊具有無法比擬的優勢：傳輸頻寬帶、損失消耗較少。光纖通信的建設起始于二十世紀九十年代，并且得到大規模的發展。

光纖通信作為承載著很大信息量的傳輸網絡，具有一定的風險和不穩定性，為了保證光纖通信的順利運行和安全，需要開發一種能精確測量出光纖通信特性的工具或者是儀器。為適應光纖通信中對光纖診斷的要求，產生了以背向瑞利散射為測量信號的光時域反射計（Optical Time-Domain Reflectometer，以下簡稱 OTDR）。

OTDR光時域反射技術

OTDR 技術可以檢測光纖的鏈路損耗及健康狀況，因為其具有測試整條光纖鏈路不同位置損耗的能力，從而可以根據OTDR 所測得的不同位置處的損耗進行光纜健康狀況的評估。

根據脈沖光在光纖內產生的背向瑞利散射光強，可以在光纖的單端實現光纖沿線衰減的測量；根據散射光到達時刻距脈沖光發射時刻的時問差，可以對光纖各衰減點進行空間定位。單端、無破損的光纖衰減測量和“光學雷達”效應這兩個特征，使 OTDR 技術不僅很快取代了常規方法，而且在現場光纖故障點診斷和定位的應用中顯示了獨特的優越性能。

研究學者通過對 OTDR的測量技術進行不斷改進和完善，使其測量的動態范圍、空間分辨率、信噪比以及自動保護、自動識別和測量等性能得到很大的改進。OTDR 系統可以在很大程度上解決光纖通信運營健康狀況問題。

OTDR 工作原理

OTDR 利用光脈沖在光纖中傳輸時產生的背向散射現象，將大功率的窄脈沖光注入待測光纖，然后在同一端檢測沿光纖軸向返回的散射光功率，如下圖所示。

入射光脈沖在線路中傳輸時會在沿途產生瑞利散射光和菲尼爾反射光，大部分瑞利散射光將折射入包層后衰減，其中與光脈沖傳播方向相反的背向瑞利散射光會沿著光纖傳輸到線路的進光端口。瑞利散射光的波長與入射光的波長相同，其光功率與散射點的入射光功率成正比。測量沿光纖軸向返回的背向瑞利散射光功率可獲得沿光纖傳輸損耗的信息，從而測得光纖的衰減。

光時域反射儀（OTDR）

光時域反射儀（OTDR）是檢測光纜完整性的重要工具， 可用于測量光纜長度、測量傳輸性能和連接衰減，并檢測光纜鏈路的故障位置。那光時域反射儀（OTDR）的工作原理是什么？光時域反射儀（OTDR）的使用方法及使用注意事項又有哪些？

光時域反射儀（OTDR）的工作原理

光時域反射儀（OTDR）在測試光纜的過程中，儀器從光纜的一端注入較高功率的激光或光脈沖，并通過同一側接收反射信號。當光脈沖通過光纜傳輸時，部分散射及反射將返回發射端。光時域反射儀（OTDR）只會測量強度較高的反射回來的光訊號，通過記錄信號從傳輸到返回的時間和信號在玻璃物質中的傳輸速度，然后就可以利用公式計算出光纜的長度。

與能直接測量光纜設備損耗的電源和電能表相比，光時域反射儀（OTDR）是間接工作的。光時域反射儀（OTDR）根據光的后向散射與菲涅耳反向原理制作，利用光在光纖中傳播時產生的后向散射光來獲取衰減的信息，從而間接地測量光纜損耗與故障位置。

光時域反射儀（OTDR）的功能

1、強大的FastReporter軟件應用。采用強大的FastReporter軟件快速跟蹤數據并進行脫機分析，形成直觀圖形界面，幫助用戶提高工作效率。

2、智能跡線分析。內嵌智能跡線分析模塊，能快速準確分析出測試曲線中的事件點及位置信息，并以事件表形式顯示。

3、超短事件盲區。OTDR具有≤0.8m的超短事件盲區，尤其適合于對超短的光纖鏈路或光纖跳線的測試。

4、便利的VFL功能?？梢暭t光故障功能可方便快捷地發現短距離光纖鏈路中斷點或損耗點位置，以便維護人員及時采取措施。

5、多種插口、靈活連接。完善的插口類型：RJ-45、USB、電源插口等，連接靈活，USB口可通過數據線連接電腦直接導出測試數據。

6、人性化觸摸界面。透射式彩色液晶顯示屏，太陽下也可清晰觀察測試結果，配合簡潔的按鈕設計，操作簡單靈活。

光時域反射儀（OTDR）的使用方法

光時域反射儀（OTDR）在連接測試尾纖時，首先要清潔測試側尾纖，然后將尾纖垂直儀表測試插孔處插入，并將尾纖凸起U型部分與測試插口凹回U型部分充分連接，并適當擰固。在線路查修或割接時，被測光纖與OTDR連接之前，應通知該中繼段對端局站維護人員取下光纖配線箱上與之對應的連接尾纖，以免損壞光盤。

1、波長選擇設置：選擇測試所需波長，有1310nm，1550nm兩種波長供選擇。

2、距離設置：首先用自動模式測試光纖，然后根據測試光纖長度設定測試距離，通常是實際距離的1.5倍 ，主要是避免出現假反射峰，影響判斷。

3、脈寬設置：儀表可供選擇的脈沖寬度一般有10ns，30ns，100ns，300ns，1μs，10 μs 等參數選擇，脈沖寬度越小，取樣距離越短，測試越精確，反之則測試距離越長，精度相對要小。根據經驗，一般10KM以下選用100ns及以下參數， 10KM以上選用100ns及以上參數。

4、取樣時間設置：儀表取樣時間越長，曲線越平滑，測試越精確。

5、折射率設置：根據每條傳輸線路要求不同而定。

6、事件閾值設置：指在測試中對光纖的接續點或損耗點的衰耗進行預先設置，當遇有超過閾值的事件時，儀表會自動分析定位。

光時域反射儀（OTDR）的使用注意事項

1、光時域反射儀（OTDR）在工作時會發射高能量光信號，因此在測試期間禁止用眼睛直接對著端口查看，避免灼傷眼睛。

2、保持光時域反射儀（OTDR）測試口與光纜光口的清潔，避免造成測試無數據即光鏈路不能正常工作或者衰減測試不準確等現象。

3、光時域反射儀（OTDR）測試口內置陶瓷芯，非常易碎，因此避免大力扭動與磕碰。

4、在光時域反射儀（OTDR）的測試過程中，不允許存在出儀表發射的信號之外的信號，一是會干擾測試的準確性，二是會損壞光鏈路設備。

5、選取適當的測試距離和脈沖寬度，在不知道光纜的長度時，可以先用儀表的自動測試功能，大致了解待測光纜的質量情況，然后再手動設置合理的測試范圍和脈沖寬度等參數，用于精確定位光纜整體和各事件位置及損耗情況。

光時域反射儀（OTDR）的盲區解決方案

光時域反射儀（OTDR）的盲區起源于菲涅耳反向原理。盲區有兩類，分別為事件盲區和衰減盲區。由于介入活動連接器而引起反射峰，從反射峰的起始點到接收器飽和峰值之間的長度距離，被稱為事件盲區；光纖中由于介入活動連接器引起反射峰，從反射峰的起始點到可識別其他事件點之間的距離，被稱為衰減盲區。

盲區是指測試器暫時被大量反射光蒙蔽與直到它恢復并能再次讀取光線的這個時間區域。由于光時域反射儀（OTDR）的工作原理是根據時間來計算光纜長度與故障點，因此，大量的反射將導致測試器需要更多的時間來恢復，而這就產生了盲區。盲區的限制使得光時域反射儀（OTDR）在很大程度上無法解決故障。

在使用光時域反射儀（OTDR）進行測試時，盲區可以采用可視化故障定位器（VFL）來解決這一問題。在電纜故障排除中可視化故障定位器（VFL）可作為光時域反射儀（OTDR）的補充，它能成功地覆蓋光時域反射儀（OTDR）由于盲區而無法檢測的范圍。

可視化故障定位器（VFL）采用可見激光和SC、ST、FC以及FJ連接頭通用適配器設計，非常便于定位光纜，驗證光纜的連通性和極性，幫助發現電纜中的斷點、連接器和接合點。因此對于解決與定位光時域反射儀（OTDR）盲區問題，可視化故障定位器（VFL）是理想的解決方案。

光時域反射儀（OTDR）的測量解決方案

光時域反射儀（OTDR）廣泛應用于光纜線路的維護、施工之中，可進行光纖長度、光纖傳輸衰減、接頭衰減和故障定位等的測量。

線路監測是保證光網絡平穩運行的重要工作，為保證其一直保持最佳的工作狀態，因此需要對光纜進行定期的維護。在未來網絡繼續向更大的傳輸速率演進的過程中，光時域反射儀（OTDR）為保證光纜在使用過程中不頻繁的更換，起著至關重要的作用。

編輯：jq