[普及知识]光时域反射仪（OTDR）

[普及知识]光时域反射仪（OTDR）

1.基本看法

OTDR的英文全称是Optical Time Domain Reflectometer，即光时域反射仪。OTDR是使用光源在光纤中传输时的瑞利散射和菲涅耳反射所产生的背向散射而制成的精密的光电一体化仪表，它被广泛使用于光缆线路的维护、施工之中，可举行光纤长度、光纤的传输衰减、接洽衰减和妨碍定位等的丈量。

瑞利散射是光纤质料的固有特性，当窄的光脉冲注入光纤后沿着光纤向前转达时，所到之处将产生瑞利散射。

瑞利散射光向各个朝向散射，此中一局部的朝向与入射朝向相反，沿着光纤前往到入射端，这部疏散射光称为背向散射光，如图2.17所示。

图2.17 瑞利散射和背向散射光

别的，当光脉冲碰到裂纹或其他缺陷时，也有一局部光因反射而前往到入射端，并且反射信号比散射信号强得多。这种征象称为菲涅耳反射，如图2.18所示。

这些前往到入射端的光信号中包含有斲丧信息，颠末得当的耦合、探测和处理，就可以分析到光脉冲所到之处的光纤斲丧特性。

图2.18 菲涅耳反射

2.OTDR的布局

OTDR仪表主要是由脉冲产生器、光源、光定向耦合器、光纤毗连器、光电检测器、扩大器、信号处理器、内里主时钟和体现器等几局部构成，如图2.19所示。

图2.19 OTDR布局图

（1）由图2.19可知，脉冲产生器的功效是产生所必要的端正的电脉冲信号。

（2）光源的功效是将电信号转换成光信号，即将脉冲产生器产生的电脉冲转换为光脉冲举行测试使用。

（3）光定向耦合器的功效是使光依照划定的特定朝向输入/输入。

（4）光纤毗连器的功效是将OTDR仪表与被测光纤相毗连。

（5）光电检测器的功效是将光信号转换成电信号，即将经光定向耦合器传来的背向散射光转换成电信号。

（6）扩大器的作用是将光电检测器转换的单薄电信号举行扩大，以便处理。

（7）信号处理器的作用是对由背向散射光转换的含有光纤特性的电信号举行均匀化处理。

（8）体现器的功效是将处理后的后果体现出来。

（9）内里主时钟的作用：一方面是为脉冲产生器提供时钟，使其有频率地产生电脉冲信号；另一方面是为信号处理器提供事情频率，使其处理频率与脉冲频率坚持同步。

3.OTDR事情原理

OTDR事情历程：机器内的脉冲产生器产生脉冲，驱动半导体激光器发射光脉冲，入射到被测光纤中，将返归来回头的光信号使用光定向耦合器分散取出后，在光吸收安装中（光电检测器）变成电信号，颠末扩大安静均处理馈送到体现器，对波形举行体现。当光脉冲在光纤内传输时，会由于光纤本身的实质，毗连器团结点，弯曲或其他相似的事变而产生散射、反射，此中一局部的散射和反射就会前往到 OTDR中。前往的有效信息由OTDR的探测器来丈量，它们就作为光纤内不同地点上的时间或曲线片断。起首丈量从发射信号到返复书号所用的时间，再确定光在光纤中的速率，就可以盘算出距离，即

d=（c×t）/2（IOR）

式中 c——光在真空中的速率；

t——信号发射后到吸收到信号（双程）的总时间（两值相乘除以2后就是单程的距离）；

IOR——折射率。

由于光在光纤中要比在真空中的速率慢，以是为了准确地丈量距离，被测的光纤必必要指明折射率（IOR）。IOR是由光纤消费厂家来标明。

OTDR的事情原理就相似于一个雷达。它先对光纤发射一个信号，然后察看从某一点上返归来回头的是什么信息。这个历程会反复地举行，然后将这些后果举行均匀并以轨迹的情势来体现，这个轨迹就刻画了在整段光纤内信号的强弱（或光纤的形态），这条轨迹称为背向散射信号曲线。

OTDR使用瑞利散射和菲涅耳反射来表征光纤的特性。OTDR丈量回到OTDR端口的一部疏散射光，这些背向散射信号标明白由光纤而招致的衰减（斲丧/距离）水平，构成的轨迹是一条向下的曲线，它分析白背向散射的功率不休减小，这是由于颠末一段距离的传输后发射和背向散射的信号都是有所斲丧的。菲涅耳反射是散伙的反射，它是由整条光纤中的一局部点而惹起的，这些点是由形成反向系数改动的要素构成，如玻璃与氛围的间隙。在这些点上，会有很强的背向散射光被反射归来回头。因此，OTDR就是使用菲涅耳反射的信息来定位毗连点、光纤终端或断点。

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