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光時域反射儀

光時域反射儀（英文名稱：optical time-domain reflectometer，OTDR）是通過對測量曲線的分析，瞭解光纖的均勻性、缺陷、斷裂、接頭耦合等若干性能的儀器。它根據光的後向散射與菲涅耳反向原理製作，利用光在光纖中傳播時產生的後向散射光來獲取衰減的信息，可用於測量光纖衰減、接頭損耗、光纖故障點定位以及瞭解光纖沿長度的損耗分佈情況等，是光纜施工、維護及監測中必不可少的工具。

中文名: 光時域反射儀

外文名: optical time-domain reflectometer
簡稱: OTDR

光時域反射儀原理簡介

從發射信號到返回信號所用的時間，再確定光在玻璃物質中的速度，就可以計算出距離。以下的公式就説明了OTDR是如何測量距離的。

d=(c×t)/2(IOR)

在這個公式裏，c是光在真空中的速度，而t是信號發射後到接收到信號（雙程）的總時間（兩值相乘除以2後就是單程的距離）。因為光在玻璃中要比在真空中的速度慢，所以為了精確地測量距離，被測的光纖必須要指明折射率（IOR）。IOR是由光纖生產商來標明。

光時域反射儀詳細簡介

光時域反射儀會打入一連串的光突波進入光纖來檢驗。檢驗的方式是由打入突波的同一側接收光訊號，因為打入的訊號遇到不同折射率的介質會散射及反射回來。反射回來的光訊號強度會被量測到，並且是時間的函數，因此可以將之轉算成光纖的長度。

光時域反射儀可以用來量測光纖的長度、衰減，包括光纖的熔接處及轉接處皆可量測。在光纖斷掉時也可以用來量測中斷點。

OTDR動態範圍的大小對測量精度的影響

初始背向散射電平與噪聲低電平的DB差值被定義為OTDR的動態範圍。其中，背向散射電平初始點是入射光信號的電平值，而噪聲低電平為背向散射信號為不可見信號。動態範圍的大小決定OTDR可測光纖的距離。當背向散射信號的電平低於OTDR噪聲時，它就成為不可見信號。

隨着光纖熔接技術的發展，人們可以將光纖接頭的損耗控制在0.1DB以下，為實現對整條光纖的所有小損耗的光纖接頭進行有效觀測，人們需要大動態範圍的OTDR。增大OTDR 動態範圍主要有兩個途徑：增加初始背向散射電平和降低噪聲低電平。影響初始背向散射電平的因素是光的脈衝寬度。影響噪聲低電平的因素是掃描平均時間。多數的型號OTDR允許用户選擇注入被測光纖的光脈衝寬度參數。在幅度相同的情況下，較寬脈衝會產生較大的反射信號，即產生較高的背向散射電平，也就是説，光脈衝寬度越大，OTDR的動態範圍越大。

OTDR向被測的光纖反覆發送脈衝，並將每次掃描的曲線平均得到結果曲線，這樣，接收器的隨機噪聲就會隨着平均時間的加長而得到抑制。在OTDR的顯示曲線上體現為噪聲電平隨平均時間的增長而下降，於是，動態範圍會隨平均時間的增大而加大。在最初的平均時間內，動態範圍性能的改善顯著，在接下來的平均時間內，動態範圍性能的改善顯著，在接下來的平均時間內，動態範圍性能的改善會逐漸變緩，也就是説，平均時間越長，OT DR的動態範圍就越大。

盲區對OTDR測量精度的影響

我們將諸如活動連接器、機械接頭等特徵點產生反射引起的OTDR接收端飽和而帶來的一系列“盲點”稱為盲區。光纖中的盲區分為事件盲區和衰減盲區兩種：由於介入活動連接器而引起反射峯，從反射峯的起始點到接收器飽和峯值之間的長度距離，被稱為事件盲區；光纖中由於介入活動連接器引起反射峯，從反射峯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。對於OTDR來説，盲區越小越好。盲區會隨着脈衝寬的寬度的增加而增大，增加脈衝寬度雖然增加了測量長度，但也增大了測量盲區，所以，我們在測試光纖時，對OTDR附件的光纖和相鄰事件點的測量要使用窄脈衝，而對光纖遠端進行測量時要使用寬脈衝。

OTDR的“增益”現象

由於光纖接頭是無源器件，所以，它只能引起損耗而不能引起“增益”。OTDR通過比較接頭前後背向散射電平的測量值來對接頭的損耗進行測量。如果接頭後光纖的散射係數較高，接頭後面的背向散射電平就可能大於接頭前的散射電平，抵消了接頭的損耗，從而引起所謂的“增益”。在這種情況下，獲得準確接頭損耗的唯一方法是：用OTDR從被測光纖的兩端分別對該接頭進行測試，並將兩次測量結果取平均值。這就是分別對該接頭進行測試，並將兩次測量結果取平均值。這就是雙向平均測試法，是目前光纖特性測試中必須使用的方法。

OTDR能否測量不同類型的光纖

如果使用單模OTDR模塊對多模光纖進行測量，或使用一個多模OTDR模塊對單模光纖進行測量，光纖長度的測量結果不會受到影響，但諸如光纖損耗、光接頭損耗、回波損耗的結果卻都是不正確的。這是因為，光從小芯徑光纖入射到大芯徑光纖時，大芯徑不能被入射光完全充滿，於是在損耗測量上引起誤差，所以，在測量光纖時，一定要選擇與被測光纖相匹配的OTDR進行測量，這樣才能得到各項性能指標均正確的結果^[1-2] 。

光時域反射儀主要特點

1、 ≤1m超短事件盲區，測試光纖跳線輕鬆自如；

2、 45dB大動態範圍，128k數據採樣點；

3、業界最先進的雙色雙料一體化模具工藝，堅固耐用；

4、高級防反射LCD，野外環境下顯示界面清晰可見；

5、具有多種測試模式、觸摸屏及快捷健操作；

6、通信光自動監測功能；

7、具有以太網遠程控制功能；

8、雙USB接口功能，可外接U盤、打印機及通過SyncActive軟件與PC機通信；

9、支持Bellcore GR196及SR-4731文件格式；

10、電池低電壓告警功能；

11、 WinCE視窗操作系統，中英文操作界面；

12、內置可視紅光故障定位（VFL）及光功率計功能；

13、 OTDR光輸出頭類型可隨意更換，端面清潔更加方便；

14、內置極具人性化的多媒體教學軟件，快速成為測試專家；

15、應用軟件在線升級，無需返回原廠^[2] 。

光時域反射儀基本參數

模塊	A	B	C
中心波長	1310nm/1550nm ±20nm	1550nm/1625nm ±20nm	1310nm/1550nm/1490nm ±20nm
適用光纖類型	單模	單模	單模
動態範圍	28/26dB	28/26dB	28/26dB
測距準確度	±(1m+取樣間隔+0.003%×距離)（不包括折射率置入誤差）
事件盲區2	1.6m
測距分辨率	0.25、0.5、1、2、4、8、16m
測試量程（單模）	4、8、16、32、64、128、256km
測試脈寬（單模）	10ns～10240ns
損耗閾值	0.01Db
採樣點數	65K
線性度	0.05dB/dB
波形存儲容量	800幅
折射率設置範圍	1.00000～2.00000
顯示	彩色TFT LCD 5.1英寸 648*480（可選觸摸屏操作）
接口	USB
光輸出接口	FC/UPC（標配，可選配萬能接頭）
電源	AC/DC適配器：電壓允許範圍：100V～240V(1.5A) 頻率允許範圍：50Hz 直流：15V～20V(2A) 內部鋰電池：7.4V，3200mAh 電池工作時間：10小時（常温）
界面語言	簡體中文/English
環境適應性	工作温度：0℃～40℃(電池充電：5℃～40℃) 存儲温度：-40℃～70℃（不包括電池）相對濕度：5%～95%，無結露
外型尺寸	215mm×130mm×66mm
重量	約1kg

光時域反射儀動態範圍

動態範圍是一個重要的 OTDR 參數。此參數揭示了從 OTDR 端口的背向散射級別下降到特定噪聲級別時 OTDR 所能分析的最大光損耗。換句話説，這是最長的脈衝所能到達的最大光纖長度。

因此，動態範圍（單位為 dB）越大，所能到達的距離越長。顯然，最大距離在不同的應用場合是不同的，因為被測鏈路的損耗不同。連接器、熔接和分光器也是降低 OTDR 最大長度的因素。因此，在一個較長時段內進行平均並使用適當的距離範圍是增加最大可測量距離的關鍵。大多數動態範圍規格是使用最長脈衝寬度的三分鐘平均值、信噪比(SNR)=1（均方根 (RMS) 噪聲值的平均級別）而給定。因此仔細閲讀規格腳註標註的詳細測試條件非常重要^[3] 。