光时域反射仪(OTDR)

实验24 光时域反射仪（OTDR）

A13组陆林轩033012017

[实验目的]

1、光时域反射仪的原理和使用操作。

2、光纤传输长度和光纤损耗系数的测量。

3、光纤故障点的监测方法。

[实验原理]

光时域反射仪OTDR工作原理图如图1。由激光器发出的光脉冲注入到光纤后，在开始端接收到的光能量可以分为两种类型：一种是光纤断面或者连接界面的菲涅尔反射光；另一种是瑞利散射光。通过测量分析这些后向散射光的功率,可以得到沿光纤长度分布的衰减曲线。

通过分析衰减曲线，可以知道光纤对光信号的衰减程度，光纤中的联结点、耦合点和断点的位置，以及光纤弯曲和受压过大的情况也可以容易测到(如图2所示)。

图1 OTDR工作原理图

图2 OTDR测量图像

对于菲涅耳反射光，设入射光功率为fin P ，反射光功率为fre P ，则由菲涅耳公式可得：

2

2211

2

211fin fre cos n cos n cos n cos n P P ???

?

??+-=θ

θθθ （24.1） 上式中21θθ、分别为入射角和折射角，其反射率（用dB 表示）为：

???

?

???

????

? ??+-?==2

22112211fin fre f f cos n cos n cos n cos n P P 10lg R 10lg dB R θθθθ)()( （24.2） 至于瑞利散射，它是由介质材料的随机分子结构相联系的本征介质常数分布的微观不均匀性所引起的电磁波的散射损耗。在微观分子尺度上来看，当电磁波沿介质传播时，可以从

单个分子产生散射，这种散射使波的传播受到阻碍，从而使速度减慢，产生相位滞后。偏离出原来波的传播方向的散射光有随机的相位，这些随机相位的散射子波大部分能相互抵消，

而沿传播方向的散射光则相干叠加继续向前传播，其速度为/c 或c/n 。与此同时，尚有少量由分子散射的不相干光没有完全抵消，这些子波逸出传输光束从而形成瑞利散射损耗，其中部分散射功率朝反向传播，此后向散射光功率即为OTDR 的物理基础。

当激光不断射入光纤中时，光纤本身会不断产生反向的瑞利散射，通过测量分析瑞利散射光的功率，可以得到沿光纤长度分布的衰减曲线。

入射光功率为0P ，频率为ν。当光纤中l 处的反向散射光传播到光纤初始端时的功率为

s P ，光纤l 处的损耗为)(l α，则有：

)(l 2P P ln dz d 0s α=??

?

??????? ?? （24.3） 由上式知一根好的光纤的OTDR 曲线应该趋于一条斜率不变的直线。根据上式，光纤中1l 和2

l 之间的平均衰减系数为：

???? ??=??

???????? ??-???? ??=

211202011212P P ln 2l 1

P P ln P P ln 2l 1α (24.4) 上式的量纲为1/km ，将其化为dB/km 后，衰减系数公式变为：

???

?

??=

2112

12P P lg 2l 10

α （24.5） 利用OTDR 进行光纤线路的测试，一般有三种方式：自动方式、手动方式、实时方式。当需要概览整条线路的状况是，采用自动方式，它只需要设置折射率、波长最基本的参数，其它由仪表在测试中自动设定，按下自动测试键，整条曲线和事件表都会被显示，测试时间短、速度快、操作简单，宜在查找故障的段落和部位时使用。手动方式需要对几个主要的参数全部进行设置，主要用于对测试曲线上的时间进行详细分析，一般通过变换、移动游标、放大曲线的某一段落等功能对事件进行准确定位，提高测试的分辨率。增加测试的精度，在光纤线路的实际测试中常被采用。实时方式是对曲线不断的扫描刷新，可以对光纤网路进行实时监测。

OTDR 可测试的主要参数有：（1）纤长和事件点的位置；（2）光纤的衰减和衰减分布情况；（3）光纤的接头损耗；（4）光纤全回损的测量。光纤距离的测量是以激光进入光纤到它遇到故障点返回光时域反射仪的时间间隔来计量纤长的。为了提高测量的精确度，应根据被测纤的长度设置合适的“距离范围”和“脉冲宽度”，距离一般选被测纤长的1.5倍，使曲线占满屏的2/3为宜。脉冲宽度直接影响着OTDR 的动态范围，随着被测光纤长度的增加，脉冲宽度也应逐渐加大，脉冲越大，功率越大，可测的距离越长，但分辨率变低。脉宽越窄，分辨率越高，测量也就越精确。一般根据所测纤长选择一个适当大小的脉冲宽度，经常是测

试两次后，确定一个最佳值。

光纤的衰减是客观的反映光纤制作质量的一个参数，是光纤固有的损耗，它代表着光在光纤中传输光功率损耗的情况，相同长度的光纤衰减越小，光可传输的距离就越远。衰减还包括光纤接头、连接器、光纤弯曲度断裂等引起的损耗。

衰减测试有两点法和五点法，前者适合于图线的线性较好，噪声较小的情况，在测量整条光纤或某两点间的衰减值时一般也采用此方式。后者适用于光纤的一致性较差，噪声较大的情况，测接头损耗，连接器等反射引起的损耗也常用此方法，其测量精度较高。

[实验设备]

实验用具：CMA4000i型OTDR、光纤连接器、适配器、光纤/光缆等，一台OTDR测量仪。

OTDR测量仪组成：

1)光学部分

（1）半导体激光二极管：产生激光脉冲输入到被测光纤中。

（2）耦合器：将激光脉冲耦合到光纤中，同时将从光纤中散射回来的光信号耦合到光电探测器上。

（3）光纤适配器与光纤跳线：用于连接两段光纤。

2)电子部分

（1）光电探测器：将返回的散射光信号转换为电信号。

（2）放大器：将返回的散射光信号放大，同时也放大由光信号转成的电信号。

（3）电源：供电给激光二极管、光电探测器和放大器。

3)数据采集

（1）数据采集卡：需要频率很高（如100MHz）的数据采集卡来采集信号才能得到高的分辨率。

（2）微机处理器：用来处理测量采集到的信号。

4)测量软件

通过软件处理，将光纤损耗沿长度的分布以曲线的形式显示出来。

OTDR的外观界面如图3，图中标号说明如下：

图3 CMA4000i型OTDR外观

（1）VEL端口

（2）直流电源插口

（3）OTDR/光源接口

（4）功率计接口

（5）电源开关

（6）测试开始/停止与实时测试键 （7）可变功能键

（8）显示参考位置选择键 （9）游标控制旋钮

（10）A/B 游标切换与选择确认键 （11）曲线坐标范围调节键 （12）OTDR 设置菜单激活键 （13）存储键 （14）内置键盘

OTDR 指示灯说明：

① 软盘存储指示灯 ② 硬盘存储指示灯

③ 节能待机状态指示灯

④ 电池状态指示灯（橙：正在充电；绿：充电完成） ⑤ 外接电源指示灯

⑥ 光源工作状态指示灯

[实验步骤]

1、认真阅读仪器使用说明书。

2、连接光纤与OTDR:待测光纤预先融接光纤连接器（FC/PC ），用干净镜头纸擦净良接器端面，小心插入OTDR/光纤接口（FC/PC 适配器），对准卡位。严禁随便拧动光纤接头。

3、开机:按下顶部红色开关接通电源，OTDR 会进行自检。自检后显示出操作模式选择页面。

4、设定参数:仪器默认的测量范围是16km ，默认的测量脉宽为100ns,为充分仪器的测量精度，设置测量范围为：8km/0.5m 。注意纤芯的折射率为n =1.4682不能改动.

5、测量光纤长度：通过记录发出脉冲和接收到的反射光的时间差，根据2n

t c d ?=

可算

出光纤的长度。分别用脉宽为10ns 和250ns 的激光测量光纤的长度。测量时所获得的图像和相应的像素点都是取30秒钟的平均值。注意在测量时尽量避免触碰光纤，以免由于外压力造成菲涅尔反射，影响测量。可选取菲涅耳反射的起始点作为测距起点。

7、分段测量光纤的平均损耗:分别用脉宽为10ns 和250ns 的激光分段测量光纤的平均

损耗。每段选择约2km，注意选择点A和B时应避开融接连接点和机械连接点。

8、测量全段光纤的平均损耗:分别用脉宽为10ns和250ns的激光测量全段光纤的平均损耗。注意设置的长度测量范围不能超过光纤的实际长度，否则测试曲线会出现“鬼影”。此外还要设置好光纤的折射率，单模还是多模等，以便得到正确的测量结果。

9、分析图像:利用GnPC仿真软件对从OTDR获得的图像进行处理，分析实验数据。[实验过程记录与分析]

实验过程记录：本组按照以上实验步骤进行实验，分别测量光纤长度，分段测量光纤的平均衰减损耗，测量整段光纤的平均衰减损耗。实验过程中出现了一个小问题，

在设定OTDR各项参数的时候，将脉冲宽度锁定在了100ns，因此每次测量

前我们都把脉冲宽度改为10ns，但是测量时都会重新跳回100ns。最后在老

师的帮助下，终于找到了问题的所在，解除了锁定。

以下图4~图7为实验所得到的OTDR测量曲线：

10ns宽度脉冲测量得到的OTDR测量曲线如图4所示。图4中，A峰为光纤连接器接口反射所致，B峰为光纤末端接口反射所致，而C峰则是光纤中一机械连接反射所致。在图5中将横坐标尺度放大，可以更清楚的看到A峰与C峰。

图4 OTDR测量曲线(10ns)

图5 OTDR测量曲线（10ns，局部放大）

250ns宽度脉冲测量得到的OTDR测量曲线如图6所示。图6中，A峰为光纤进光端口反射所致，B峰为光纤末端口反射所致，而光纤中的机械连接反射所致的C峰则由于测量脉冲宽度过大、分辨率过小，所以与A峰重叠在一起无法分辨（见放局部大图图7）。

图6 OTDR测量曲线(250ns)

图7 OTDR测量曲线(250ns，局部放大)

比较：从图4~图7可以看出，10ns脉冲测量到的OTDR图像比250ns测量到的图像更加精确。图5中A、C两峰能清晰的分辨出来，而图7中A、C两峰则由于测量脉冲宽度过宽无法分辨而重叠在一起。

1、测量光纤长度：

表1 光纤长度测量值(n = 1.4682，λ= 1550 nm)

(注：测量光纤长度时，是从光纤连接器接口处的“零点”算起，至光纤末端接口，所以应将A轴移至A峰峰前的0点，B轴移至B峰峰前处，因为峰前正是开始发生菲涅耳反射的点，即是光纤的0点或者末端接口处。)

2、分段测量光纤的衰减损耗

对上表数据作数据处理：

（1）对10ns ：

衰减系数平均值：10ns α= 0.19459 dB/km 标准偏差：()

∑=--=

4

1

i 2

10ns

10nsi

10ns 1

41

αασ= 0.02 dB/km

10ns 脉宽测出的衰减系数：10ns 10ns 10ns σαα±== 0.19±0.02 dB/km

（2）对250ns ：

衰减系数平均值：250ns α=0.19578 dB/km

标准偏差：()

∑=--=

4

1

i 2

250ns

250nsi

250ns 1

41αα

σ= 0.008dB/km

250ns 脉宽测出的衰减系数：250ns 250ns 250ns σαα±== 0.196±0.008 dB/km

3、测量整段光纤的平均损耗

对上表数据作误差计算与分析：

（1）对10ns ：

衰减系数平均值：10ns α= 0.37313 dB/km 标准偏差：()

∑=--=

4

1

i 2

10ns

10nsi

10ns 1

41αα

σ= 0.03 dB/km

10ns 脉宽测出的衰减系数：10ns 10ns 10ns σαα±== 0.37±0.03 dB/km

（2）对250ns ：

衰减系数平均值：250ns α=0.37359 dB/km

标准偏差：()

∑=--=

4

1

i 2

250ns

250nsi

250ns 1

41αα

σ= 0.02dB/km

250ns 脉宽测出的衰减系数：250ns 250ns 250ns σαα±== 0.37±0.02 dB/km

[实验结果分析]

从以上实验数据分析可以看到，两次测量得到的光纤平均衰减系数有一定偏差，而且这个偏差较大，分段测量得到结果为0.19±0.02 dB/km (10ns)和0.196±0.008 dB/km (250ns)，而整段测量得到的结果为0.37±0.03 dB/km (10ns)和0.37±0.02 dB/km (250ns)。这是由于全段光纤损耗系数的测量对与光纤平均衰减系数的测量不利，因为选取的距离过大，无法避开光纤中的非损耗衰减或增益，从而引入测量误差。

从实验结果可以看出，正常情况下，由于瑞利散射而引起的衰减非常小，如果光纤长度不太长，几乎可以忽略。如果光纤中没有故障发生，那么有瑞利散射引起的衰减是均匀的，几乎呈线性衰减。把光线内的能量衰减进行分段测量，不同段内的衰减情况几乎是一样的，这反映了无故障情况下光线的工作特性。

[误差分析]

测量过程中，对于结果影响最重要的参数是探测信号的脉宽。对于脉宽较窄的探测信号，它引起的菲涅尔反射较小，输出能量较少，因此能够更加精确的测量出光纤的故障点。其缺点是，能量如果太小，在一定的衰减情况下，很容易彻底消失，所以其适用于短光纤。如果光纤过长，短脉宽信号将引起很大误差。常脉宽信号则正好相反，优点在于能量比较大，能够传输的距离就相对远很多。但是 由于脉宽较大，也将会引起较大的菲涅尔反射，导致定位的不精确。实际操作中，应该根据具体需要，选择适当的脉宽。

实验中可能引起误差的机制还有以下几个：

1. 仪器固有的误差。这是在仪器设计和制作的过程中所固有的，一旦仪器确定，就无法再改变。

2. 光纤连接口不洁净，各种污点等会导致物理性能下降，从而引起测量误差。这是日常工作中很常见的情况，避免的方法是，尽量保持器件的洁净。

3. 仪表设置不当引起的误差。例如买框选择不当引起的误差，光纤折射率设定不当引起的误差等等。

4. 事件盲区引起的误差：脉冲宽度设置的越宽，OTDR 输出的能量越大，可测的距离越远，但使事件的盲区加大，降低了分辨率和测试精度。

[思考题]

1、菲涅尔反射光与瑞利散射的差异及产生的机理，在实验中如何区分这两种效应？

答：菲涅尔反射是指光在介质传播过程中，遇到折射率不同的介质面时产生的一种反射现象，其反射光功率和反射率可用实验原理部分的公式（24.1）和（24.2）描述。

而瑞利散射是由与介质材料的随机分子结构相联系的本征介质常数分布的微观不均匀性引起的电磁波的散射损耗。当电磁波沿介质传播时，可以从单个分子产生散射，这种散射使波的传播受到阻碍，从而使速度减慢，产生相位滞后。偏离出原来波的传播方向的散射光有随机的相位，这些随机相位的散射子波大部分能相互抵消，而沿传播方向的散射光则相干叠加继续向前传播。此外，尚有少量不相干光没有完全抵消，这些子波逸出传输光束从而形成瑞利散射损耗。

正常情况下，由瑞利散射引起的衰减非常小，而由菲尼尔反射引起的衰减则很大。在没有菲涅尔反射的情况下，实验测得的衰减曲线应是一条斜率不变的直线，而一旦出现菲涅尔反射，直线将出现一个较大的波峰。据此可区分这两种效应。

2、光时域反射仪的工作原理，说明主要部件的作用。

答：光时域反射仪是根据光在介质（光纤）中传播时出现菲涅尔反射和瑞利散射的机制制成的。其工作原理如下：首先由激光器向光纤发出激光脉冲，在光纤中产生反向的散射光传回光纤端面，通过耦合器传送到光电探测器上，将光信号转换成电信号，再将信号放大并提供给采样器，通过单片机将结果显示出来。

3、分析参数设定更变对测量结果的影响，有哪些参数是比较关键的？

答：对测量结果影响较大的参数设定有测量范围、脉宽和折射率，测量范围定得太大，显示的范围就会太大，这样就不能充分利用仪器的测量精度。脉宽越小，测量的精度就会越高，但因其能量较小，测量光纤长度时将受到限制。本实验折射率设定为n = 1.4682。

4、实验中用两种脉宽测得的结果有何差异？对此你有何感想？

答：两种脉宽测量结果相当接近，但10ns脉冲的OTDR测量图能分辨率出光纤接口与机械连接所产生的峰，而比250ns脉冲则不能。实际操作中应根据测量的具体情况选择合适的参数，尽可能将OTDR的性能发挥到极致。

5、实验中有可能引起误差的因素有哪些？应该如何避免？

答：实验中可能引起的误差，见上一页[误差分析]。

OTDR(光时域反射仪)操作手册

CMA8800光时域反射测试仪 操 作 手 册 郑州维修中心

目录 第一章快速开始 第二章概览 第三章OTDR测量模式 第四章储存及打印功能 附录 CMA8800的特点及日常维护

第一章快速开始 1.1仪器供电 CMA8800是通过220VAC适配器/充电器从外部供电。 注意：CMA8800不能用内置电池供电! 电源开关位于上面板的右侧。按下开关即可启动。 1.2启动顺序 当该单元上电后，首先出现了一个开始画面，包括软件版本及日期，接着单元进行自检。结果显示如图1-2所示。 当自检结束后，按下PAUSE可以读屏幕上的信息。按下“继续”可以继续进行操作。 图1－2典型设备和自检屏幕 1.3操作模式选择屏幕 当上电完成后，将显示一个可供选择模式的屏幕，每一种可见的模式均位于相应软键的旁边，你只要按下相应的键就按相应的模式进行操作。这里为有经验的用户出了每一种模式的快速操作信息，详细的信息见于手册中后面的章节。

1.3.1故障定位模式 故障定位模式是一种快速确定光纤端/断点位置的方法。当你按下FAULT LOCATE，首先就开始一个光纤接口质量的检查（如果在附加设置中，光纤接口质量的检查功能已启动），这个检查会告诉你基于用户在快速设置菜单中所定义的背向散射系数的连接是不好的、一般的还是好的。当检查进行测试完成后，光纤端/断点显示如图1－4所示。 通过按下硬键TEST/STOP或者模式屏幕软键可使测试取消，

1.3.2配置模式 按“配置模式”键进入“快速设置菜单”屏，在这里设置自动测试功能及测量参数，参见3.1节和3.2关于快速设置和附加设置的信息 按“启动”键显示光纤存储信息屏幕(如图1-5所示)，从这里你可以输入描述新的测试的信息，按“继续”就到达了连接光纤屏幕，接着再按“继续”就开始进行测试。 如需要，此时可按“模式屏”回到模式选择屏幕。 1.3.3专家模式 专家级的OTDR模式是为那些想应用CMA8800更先进功能的用户而设计的，所有的OTDR功能均见于这种模式。 按软键“专家模式”进入快速设置菜单（参见图3－1）；在此处，你可以在测试之前设置所有的必要的参数；目前的设置决定了自动执行哪些操作功能，如果“全自动”设为开，则所有的操作均被认定为自动执行，如果“全自动”设为关，则你必须选择哪一种操作是自动执行的。 按下“启动”进入显示曲线屏幕，按下硬键“REAL TIME”开始运行实时扫描，再按下硬键“REAL TIME”可以终止实时扫描状态。按下硬键“TEST/STOP即可开始测试。 1.3.3.1曲线显示屏幕 从设置状态按GO就显示了一个与图6-1相似的曲线屏。 1、图标行 在曲线图形区上方的图标行，显示了对比曲线和背景曲线参考的曲线文件名和其他信息，包括该曲线是否已被滤波、是否被施加衰减、是否进行过曲线分析的，测试平均是否未完成等产，对比曲线的文件名在屏幕左边显示，背景曲线(如果存在)的文件名在网络上的屏幕右边显示。 光标行图标：有效结果表 平滑已经运行 正在行进数据采集 差值比较 光标锁定 曲线被施加衰减

光时域反射仪OTDR的基本原理

OTDR的基本原理 OTDR的基本原理 什么是 OTDR？ 基础 OTDR 将激光光源和检测器组合在一起以提供光纤链路的内视图。激光光源发送信号到光纤中，检测器接收从链路的不同元素反射的光。激光光源发送信号到光纤中，检测器在光纤中接收从链路的不同元素反射的光。发送的信号是一个短脉冲，其携带有一定数量的能量。然后，时钟精确计算出脉冲传播的时间，然后将时间转换为距离，便可以得知该光纤的属性。当脉冲沿着光纤传播时，由于连接和光纤自身的反射，一小部分脉冲能量会返回检测器。当脉冲完全返回检测器时，发送第二个脉冲—直到取样时间结束。因此，会立刻执行多次取样并平均化以提供链路元件的清晰特性图。取样结束后，执行信号处理，除了计算总链路长度、总链路损耗、光回损 (ORL) 和光纤衰减外，还计算每个事件的距离、损耗和反射。使用 OTDR 的主要优势在于单端测试，只需要一位操作人员和一台仪器来鉴定链路质量或查找网络故障。图 #1 显示了 OTDR 的框图。 图 1. OTDR 框图 反射是关键 如前文所述，OTDR 通过读取从所发送脉冲返回的光级别以显示链路情况。请注意，有两种类型的反射光：光纤产生的连续低级别光称为 Rayleigh 背向散射，连接点处的高反射峰值称为 Fresnel 反射。Rayleigh 背向散射用于作为距离的函数以计算光纤中的衰减级别(单位是 dB/km)，在 OTDR 轨迹中显示为直线斜率。该现象来源于光纤内部杂质固有的反射和吸收。当光照射到杂质上时，一些杂质颗粒将光重定向到不同的方向，同时产生了信号衰减和背向散射。波长越长，衰减越少，因此，在标准光纤上传输相同距离所需的功率越小。图 2 说明了 Rayleigh 背向散射。 图 2. Rayleigh 背向散射

光时域反射仪(OTDR)作业指导书

光时域反射仪（OTDR）作业指导书 为规范测试单模光纤的光时域反射仪的操作，特制定本规定，本标准适用于本公司使用的光时域反射仪。 2.引用文件 《GB15972.40-2008-T_光纤试验方法规范_第40部分衰减》 《G652D单模光纤检验规范》 3.测试工具 光时域反射仪、切割刀、尾纤、树脂剥除钳、光纤连接器、匹配液等。 4.操作程序 4.1测试程序 4.1.1打开主机电源开关，机器预热30分钟，将尾纤与设备连接（连接后确保实时图像中尾纤部分平直）。 4.1.2 打开测试软件，将点检光纤外端通过光纤耦合器与尾纤连接。 4.1.3手动测试 (1)将下面如图(1)所示的参数设定好后（量程选择光纤长度的1.5到2倍之间），点击“FREERUN”，出现光纤连接的实时图像（要求尾纤与光纤的连接大致在一条斜线）。 选择波长（1310nm和1550nm）选择量程更改择射率 图(1) (2) 点击“AVERAGE”，开始测试，点击LSA键读取1310nm和1550nm的衰减值。 4.1.4自动测试 (1)选择菜单栏上Analysis, 出现如图(2)所示界面。选择TDF.wsf，开始测试。

图(2) (2)出现图(3)画面，根据提示，输入光纤盘号。 图(3) (3)出现图(4)画面，根据提示，输入光纤各种信息，主要是光纤长度。 图(4) (4)如果连接正常，点击确定。如图所示： (5)根据提示，将待检光纤里端连接仪器，点击确定。如果连接正常，点点击确定，继续测试。 (6)结束后，将测试结果记录于点检表中，判断点检是否合格。 (7)每天由下班组提前10分钟，做好所有设备和地面的清洁卫生工作。 5.注意事项 5.1输入光纤盘号时不能重复使用同一个盘号。 5.2 对于不同光棒生产出的光纤，要更改光纤的折射率，否则对光纤长度测量的准确性会有影响，选用 1550nm波长测量光纤长度。 5.3光纤未连接时不能测量数据，容易造成仪器损坏。 6.安全和环境要求 6.1设备放置于固定位置，防冲击，防污染，以保证设备使用的安全。 6.2在常温常湿的环境下进行测量。

光时域反射仪OTDR的基本原理

OTDR的基本原理 OTDR勺基本原理 什么是OTDR? 基础 OTDR将激光光源和检测器组合在一起以提供光纤链路的内视图。激光光源发送信号到光纤中，检测器接收从链路的不同元素反射的光。激光光源发送信号到光纤中，检测器在光纤中接收从链路的不同元素反射的光。发送的信号是一个短脉冲，其携带有一定数量的能量。然后，时钟精确计算出脉冲传播的时间，然后将时间转换为距离，便可以得知该光纤的属性。当脉冲沿着光纤传播时，由于连接和光纤自身的反射，一小部分脉冲能量会返回检测器。当脉冲完全返回检测器时，发送第二个脉冲一直到取样时间结束。因此，会立刻执 行多次取样并平均化以提供链路元件的清晰特性图。取样结束后，执行信号处理，除了计算 总链路长度、总链路损耗、光回损(ORL)和光纤衰减外，还计算每个事件的距离、损耗和 反射。使用OTDR的主要优势在于单端测试，只需要一位操作人员和一台仪器来鉴定链路质 量或查找网络故障。图#1显示了OTDR的框图。 图1. OTDR框图 图1 OTOR框图* 反射是关键 如前文所述，OTDR通过读取从所发送脉冲返回的光级别以显示链路情况。请注意，有两种类型的反射光：光纤产生的连续低级别光称为Rayleigh 背向散射，连接点处的高反射 峰值称为Fresnel反射。Rayleigh背向散射用于作为距离的函数以计算光纤中的衰减级别(单位是dB/km)，在OTDR轨迹中显示为直线斜率。该现象来源于光纤内部杂质固有的反射 和吸收。当光照射到杂质上时，一些杂质颗粒将光重定向到不同的方向，同时产生了信号衰减和背向散射。波长越长，衰减越少，因此，在标准光纤上传输相同距离所需的功率越小。 图2说明了Rayleigh 背向散射。 图2. Rayleigh 背向散射 -iOR Puuse GEhJERATOft Dlf Ei?Tl JNAL C OUPLER ? Waller —Distance range

光时域反射仪

光时域反射仪 科技名词定义 中文名称：光时域反射仪 英文名称：optical time-domain reflectometer;OTDR 定义：通过对测量曲线的分析，了解光纤的均匀性、缺陷、断裂、接头耦合等若干性能的 仪器。 所属学科：通信科技（一级学科）；通信计量（二级学科） 光时域反射仪OTDR（Optical Time Domain Reflectometer）， 是利用光线在光纤中传输时的瑞利散射所产生的背向散射而制成的 精密的光电一体化仪表。 OTDR用于光缆线路的施工、维护之中，可以进行光纤长度、光 纤的传输衰减、接头衰减和故障定位等的测量。 编辑本段 9.6.1 光时域反射仪概述 ? 光时域反射仪OTDR（Optical Time Domain Reflectometer），是利用光线 在光纤中传输时的瑞利散射所产生的背向散射而制成的精密的光电一体化仪表，广泛应用于实验、教学和施工现场。OTDR采用背向散射测试技术，能够测试整个光纤链路的衰减，并能提供和长度有关的衰减细节。OTDR同时 可测试接头损耗及故障点。它具有非破坏性且只需在一端测试的优点。OTDR 功能多、操作简便、测量的重复性高、体积小、不许其它仪表配合、 能自动存储和打印测量结果，目前已成为光通信系统工程检测中最重要的仪表。如图9-13所示是HP8147光时域反射仪。光时域反射仪（OTDR）的主要 功能为： ? （1）单光盘光缆传输损耗和光缆长度的检测。

? （2）光缆连接工艺的监测。 ? （3）中继段状态的测量，包括各盘光缆的损耗、各个接头的损耗及整个种极端的平均损耗的测量。 ? （4）线路故障原因及故障点位置的准确判断。 ? （5）OTDR自动存储、打印的背向散射信号曲线可以作为线路的重要技术档案。 9.6.2 OTDR 9.6.2 OTDR工作原理工作原理 1．瑞利散射 瑞利散射：当光线在光纤中传播时，由于光纤中存在着分子 级大小的结构上的不均匀，光线的一部分能量会改变其原有传 播方向向四周散射，这种现象被称为瑞利散射。其强度与波长 的4次方（λ4）成反比，其中又有一部分散射光线和原来的传播 方向相反，被称为背向散射，如图9-14所示。

光时域反射仪(OTDR)操作规程

光时域反射仪（OTDR）操作规程 1、试验目的：测量光纤长度、光纤的传输衰减、接头衰减和故障定位 2、试验人员：试验协助员负责连接光纤、操作仪器，试验负责人负责监护 3、试验设备：Micro-OTDR光时域反射仪，其工作电源为5V电池可靠供电，测量范围：500m—240kM可自适应选择，平均时间为15秒—3分钟可供选择，脉冲宽度为 30—300ns、1us—2.5us，波长可选1550波长或1310波长 4、注意事项： 4.1避免设备磕碰损坏 4.2 禁止非专业人员拆卸或任意打开部件 4.3 使用完毕后拧紧法兰头 5、操作步骤： 5.1 OTDR试验前的准备 5.1.1 检查光缆两端有无光源；有光源须通知试验协助员关闭两侧设备光源，无 光源可直接测试 5.1.2检查设备接口是否良好确无异物，有异物须用酒精棉擦拭干净 5.1.3 通知试验协助人员取下需测量光纤并记录光纤序号 5.2试验设备与测量准备 5.2.1 准备测试仪 5.2.2 连接光纤前确认设备电源处于关闭状态 5.2.3 开机检查仪器电池电源充足检查设备状态完好 5.3 试验设备操作 5.3.1 打开电源开关，进入设备主菜单 5.3.2 连接尾光纤至设备上端OTDR接口处并拧紧接头

图1：连接尾光纤至设备 5.3.3 测试实验前检查设备参数信息设置（可选择自动模式） 图2：检查设备参数设置注意接口牢固可靠 选择测 量参数 按下选择参 数信息配置 当前配置参数

5.3.4 点击键测试键开始测试 图3：按下Real 键测试 5.3.5 点击info 查看测试结果 图4：试验参数记录 1、查看当前光纤通道总长度 2、查看测试记录波长 3、记录当前光纤总衰减（平均距离衰减度0.2—0.5dB 为合格) 观察测试状态 点击测试

光时域反射仪OTDR测量复杂鬼影分析

“鬼影”是使用光时域反射仪（OTDR）测量时经常会出现的现象，是一种与事实不相符合的影像。常常在测量较短光纤链路中出现。我们知道，OTDR测量是通过发出探测光脉冲对光纤进行探测，在遇到有介质不同（折射率不同）的位置，如机械式连接器、冷接端子等就会发生反射，OTDR会检测到这些反射光，在曲线上反应出来的就是反射事件。 “鬼影”产生的原因一般是由于反射光遇到连接器发生了第二次反射，有时由于反射光能量较强，链路又较短会发生多次反射，对光纤链路进行了多次的探测，形成多个“鬼影”。如下图： 由以上原因，我们可以了解到由于再次探测光纤在曲线上又会反应出另一个反射事件，因此“鬼影”的位置信息一定是实际反射位置信息的整倍数关系。如上图，a＝b。那么判断“鬼影”主要利用这种位置信息的关系来判断。 下面给大家分析一些实例，这些实例远比上图复杂的多。 1、鬼影实例一

这条测试曲线看起来反射事件非常多，复杂得令人眩目。但我们仔细分析一下就会发现，大多数反射事件均是鬼影，只有峰1和峰2才是真正得反射事件。应用鬼影发生得原因可以分析出那些是鬼影。这些鬼影对实际测试影响很大，如果不仔细进行分析很难分辨。为什么会出现如此复杂的测试曲线呢？究其原因是几个原因造成。 1、链路短。因此反射光能量很强，造成多次反射，形成多个鬼影。 2、链路中存在多个机械连接器，且距离较近。峰2的反射到峰1就发生再次反射，重新探测以峰1作为开始点的光纤链路，由于峰1与峰2距离很近，这股连续反射光始终保持了相当的强度。因此后边连续出现了多个峰2的鬼影。 2、鬼影实例二 上图中，真正的反射事件只有1、2、3、5几个，其他均是鬼影，结束点应该是峰5。其形成原因与分析方法与实例一是一样的，只是该曲线更具有隐蔽性，需要仔细研究光路才能作出正确分析。

光时域反射仪使用说明书

AQ7260 OTDR 光时域反射仪 简易操作手册 第１版　２００５年３月

前言 感谢您购买ＡＱ７２６０。本操作手册循序渐进地介绍了实际测量工作流程，简单的仪表操作，使初学者容易上手。同 时我们还提供AQ7260用户手册（英文版），该手册介绍仪表的所有功能以及使用时的安全注意事项。使用前请阅 读两本手册。 目录 第一章　测量前的准备事项．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３１－１　连接光模块和连接适配器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３ １－２　打开电源．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３１－２－１　连接电源．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３ １－２－２　接通电源．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３１－３　连接测量光纤．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３第二章 按键和显示画面说明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４２－１　按键．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４ ２－２　显示画面．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４ ２－３　画面显示设定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．５第三章　测量．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．６３－１　使用单键进行自动测量．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．６３－１－１　开始测量．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．６ ３－１－２　停止测量．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．６ ３－１－３　确认和改变测量条件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．７ ３－１－４　初始化测量条件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．８３－２　手动测量．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．９３－２－１　设置测量条件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．９ ３－２－２　实时测量．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１０ ３－２－３　平均化操作．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１１ ３－２－４　放大、缩小和移动波形．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１１ ３－２－５　距离测量．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１２ ３－２－６　测量连接损耗．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１４ ３－２－７　测量回波损耗量．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１５３－３　自动搜索．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１６第四章　测量数据的记录．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１７４－１　保存．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１７ ４－２　调用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１９ ４－３　删除．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２０ ４－４　打印．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２１４－４－１　打印显示画面．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２１ ４－４－２　打印文件数据．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２１４－５　复制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２３ 1

光时域反射

实验二十八、光时域反射实验（OTDR ） 一、实验目的 1、光时域反射仪的原理和使用操作。 2、掌握OTDR 的实验系统中光路、电路的调节方法。 3、光纤传输长度的测量。 二、实验原理 光时域反射仪OTDR 工作原理图如图1。由激光器发出的光脉冲注入到光纤后，在开始端接收到的光能量可以分为两种类型：一种是光纤断面或者连接界面的菲涅尔反射光；另一种是瑞利散射光。通过测量分析这些后向散射光的功率,可以得到沿光纤长度分布的衰减曲线。 通过分析衰减曲线，可以知道光纤对光信号的衰减程度，光纤中的联结点、耦合点和断点的位置，以及光纤弯曲和受压过大的情况也可以容易测到(如图2所示)。 图1 OTDR 工作原理图 图2 OTDR 测量图像 对于菲涅耳反射光，设入射光功率为fin P ，反射光功率为fre P ，则由菲涅耳公式可得： 2 22112 211fin fre cos n cos n cos n cos n P P ??? ? ??+-=θθθθ （24.1） 上式中21θθ、分别为入射角和折射角，其反射率（用dB 表示） 为： ?? ?????????? ??+-?==2 22112211fin fre f f cos n cos n cos n cos n P P 10l g R 10lg dB R θθθθ)()( （24.2）

至于瑞利散射，它是由介质材料的随机分子结构相联系的本征介质常数分布的微观不均匀性所引起的电磁波的散射损耗。在微观分子尺度上来看，当电磁波沿介质传播时，可以从单个分子产生散射，这种散射使波的传播受到阻碍，从而使速度减慢，产生相位滞后。偏离出原来波的传播方向的散射光有随机的相位，这些随机相位的散射子波大部分能相互抵消，而沿传播方向的散射光则相干叠加继续向前传 播，其速度为/c 或c/n 。与此同时，尚有少量由分子散射的不相干光没有完全抵消，这些子波逸出传输光束从而形成瑞利散射损耗，其中部分散射功率朝反向传播，此后向散射光功率即为OTDR 的物理基础。 当激光不断射入光纤中时，光纤本身会不断产生反向的瑞利散射，通过测量分析瑞利散射光的功率，可以得到沿光纤长度分布的衰减曲线。 入射光功率为0P ，频率为ν。当光纤中l 处的反向散射光传播到光纤初始端时的功率为s P ，光纤l 处的损耗为)(l α，则有： )(l 2P P ln dz d 0s α=?? ???????? ?? （24.3） 由上式知一根好的光纤的OTDR 曲线应该趋于一条斜率不变的直线。根据上式，光纤中1l 和2l 之间的平均衰减系数为： ???? ??=?? ???????? ??-???? ??=211202011212P P ln 2l 1P P ln P P ln 2l 1 α (24.4) 上式的量纲为1/km ，将其化为dB/km 后，衰减系数公式变为： ??? ? ??=211212P P lg 2l 10α （24.5） 利用OTDR 进行光纤线路的测试，一般有三种方式：自动方式、手动方式、实时方式。当需要概览整条线路的状况是，采用自动方式，它只需要设置折射率、波长最基本的参数，其它由仪表在测试中自动设定，按下自动测试键，整条曲线和事件表都会被显示，测试时间短、速度快、操作简单，宜在查找故障的段落和部位时使用。手动方式需要对几个主要的参数全部进行设置，主要用于对测试曲线上的时间进行详细分析，一般通过变换、移动游标、放大曲线的某一段落等功能对事件进行准确定位，提高测试的分辨率。增加测试的精度，在光纤线路的实际测试中常被采用。实时方式是对曲线不断的扫描刷新，可以对光纤网路进行实时监测。 OTDR 可测试的主要参数有：（1）纤长和事件点的位置；（2）光纤的衰减和衰减分布情况；（3）光纤的接头损耗；（4）光纤全回损的测量。光纤距离的测量是以激光进入光纤到它遇到故障点返回光时域反射仪的时间间隔来计量纤长的。为了提高测量的精确度，应根据被测纤的长度设置合适的“距离范围”和“脉冲宽度”，距离一般选被测纤长的1.5倍，使曲线占满屏的2/3为宜。脉冲宽度直接影响着OTDR 的动态范围，随着被测光纤长度的增加，脉冲宽度也应逐渐加大，脉冲越大，功率越大，可测的距离越长，但分辨率变低。脉宽越窄，分辨率越高，测量也就越精确。一般根据所测纤长选择一个适当大小的脉冲宽度，经常是测试两次后，确定一个最佳值。

横河(安藤)光时域反射仪AQ7260

日本横河（安藤）光时域反射仪AQ7260 产品简介 紧凑、轻量、电池供电，AQ7260的这些特点使它非常 适合应用于现场测试及其它测量场合。该仪器的动态 范围很大，从而适于长距离线路及大损耗线路的测试 和维护。AQ7260 OTDR主机有多种OTDR光模块可选， 加上其他种类丰富的可选模块，可以满足光网络安装 及维护的各种应用要求。另外，可选模块高速打印机 和光功率计可以安装在AQ7260主机上。这样在一个施 工现场，就不需要携带很多仪表。该产品具有一个很 大的彩色屏幕(8.4 inch TFT-LCD)并新增一个20MB的 内存。另外软件方面的改善给用户提供了一个友好的 人机界面，从而提高了工作效率。 产品特点 A.高的性价比；全中文显示，中文仿真软件，中文汉字输入 B.特别小巧紧凑轻便，A4X6CM.A4纸大小，重约3Kg C.强化塑料机壳 D.快速测量，在大多数条件下10-30秒完成测量，最快10秒即可测试出0.01dB的光纤损耗 E.彩色TFT-LCD大显示屏8.4 inch TFT彩色显示，更大更宽的视角，从不同角度一样可以看得很清楚,即使在强光下也不会影响对测量数值及波形的观察 F.更大的内存容量：20MB无需外部存储设备，内置20M存储空间可以存储1500条测试曲线 G.实用的USB接口，可进行设备连接及数据存储。直接用优盘存取数据，是目前业内唯一具有USB接口的一款光时域反射仪。大批量测试数据可以被简单的处理。AQ7260内部有20MB 存储空间，存在里面的测试数据可以通过USB口传到计算机里。AQ7260可以通过USB口实现远端控制。支持存储器，键盘，打印机 H.更短的盲区：事件盲区2m，衰减盲区7/8 m I.采样分辨率：最小5 cm ；采样点数：最大60,000点 J.高距离精度±(2.0×10-5×di stance)m K.最大脉宽50us L.SOR数据的存储与读取Telecordia GR 196& SR-4731 M.同时显示曲线及事件列表。执行自动搜索后，同时显示曲线及事件列表。也可以选择仅显示曲线或者事件列表 N.事件列表中事件类型直观显示，非常方便；电池可连续工作7小时

光时域反射计知识

光时域反射计知识 一、概述 （一）用途 光时域反射计（简称OTDR）主要用于测量光纤光缆的长度、连接损耗、平均损耗、链路损耗及对光缆链路中的事件点准确分析和定位，广泛应用于光纤通信系统中的工程施工、验收及维护测试、光纤光缆的研制与生产检测等，还可以应用于光纤传感领域的测试及大中院校的教学实验及演示。 （二）分类与特点 ●按结构类型分类的特点 OTDR按照结构类型可以分为台式、便携式、手持式、掌上型、卡式及模块化等类型产品。 台式和便携式OTDR体积较大、重量较重，携带不方便，一般适用于实验室，早期产品中存在，目前已不再生产。 手持式和掌上型OTDR体积小、重量轻、便于携带，是目前OTDR市场上的主力产品。 卡式及模块化OTDR不能独立作为测试仪器，必须借助PC机平台，通过在PC 机上运行相应的应用软件，并通过PC机内部的总线接口或外部接口与卡式或模块化OTDR通信，最终实现OTDR测试功能，该类OTDR一般适用于用户进行二次开发，主要应用于光缆监控系统中。 ●按所测光纤类型分类的特点 按照所测试的光纤类型也可以分为单模OTDR、多模OTDR及单多模一体化OTDR。 顾名思义，单模OTDR适用于对单模光纤的测试，多模OTDR适用于对多模电气的测试，而单多模一体化OTDR既能测试单模光纤，又能测试多模光纤，不过，这种一体化OTDR具有两两个OTDR测试口，一个为单模测试口，另一个为多模测试口。 ●按提供测试波长数量分类的特点 按照能够提供的测试波长数量，OTDR可分为单波长、双波长、三波长及四波长等类型产品。 目前，根据测试需要，OTDR可以提供多种测试波长，如多模850nm、1300nm，单模1310nm、1383nm、1550nm、1490nm、1625nm或1650nm等，基于测试需要和成本的考虑，OTRD可以内置一个或多个测试波长。 （三）产品国内外现状 国内研制和生产OTDR的厂家主要有：中国电子科技集团41所、天津德力等单位。其中，国产OTDR有手持式、掌上型和模块化三种结构类型，最大动态范围达45dB，最小事件盲区0.8m，测距分辨率0.05m，具备多达4波长集成测试能力。国外OTDR厂家主要有加拿大EXFO公司、美国JDSU公司及日本安立公司和横河公司等，最大动态范围45dB，最小事件盲区0.8m，最高测距分辨率0.04m。（四）技术发展趋势 ●超大动态范围、超短事件盲区一直是各OTDR厂商追求的目标； ●小体积、多功能是OTDR产品主要的发展趋势，目前主流OTDR产品除具有OTDR 功能外，还具备光源、光功率计及可视红光故障定位（VFL）等功能；

光时域反射计工作原理

光时域反射计 光时域反射计（OTDR，Optical Time Domain Reflectometer）是光缆线路工程施工和光缆线路维护工作中最重要也是使用频率最高的测试仪表，它能将光纤链路的完好情况和故障状态，以曲线的形式清晰的显示出来。根据曲线反映的事件情况，能确定故障的位置和判断障碍的性质。OTDR所作的最重要也是最基本的测试就是光纤长度测试和损耗测试。精确的光纤长度测试有助于光缆线路和光钎线路的障碍定位，OTDR光纤损耗测试能反映光纤链路全程或局部的质量（包括光缆敷设质量、光纤接续质量以及光纤本身质量等）。 OTDR的工作原理 OTDR根据背向瑞利散射和菲涅尔反射理论制成的。OTDR的激光光源向光纤中发射探测光脉冲，由于光在光纤中传输时，光纤本身折射率的微小起伏可引起连续的瑞利散射，光纤端面、机械连接或故障点折射率突变会引起菲涅尔反射。OTDR利用观察背向瑞利散射和菲涅尔反射光强度变化和返回仪表时间，即可从光纤的一端非破坏性的迅速探测光纤特性，显示光纤沿长度的损耗分布特性曲线，测试光纤的长度、断点位置、接头位置、光纤衰耗系数和链路损耗、接头损耗、弯曲损耗、反射损耗等。OTDR因此被广泛应用于光纤通信系统研制、生产、施工、监控及维护等环节。 光时域反射计OTDR原理框图 光源（E/O变换器）在脉冲发生器的驱动下产生窄光脉冲，此光脉冲

经定向耦合器入射在被测光纤；在光纤中传播的光脉冲会因瑞利散射和菲涅尔反射产生反射光，该反射光再经定向耦合器后由光检测器（O/E变换器）收集，并转换成电信号；最后对该微弱的电信号进行放大，并通过对多次反射信号进行平均化处理以改善信噪比后，由显示器显示出来测试波形和结果。

AXS-110 光时域反射仪操作讲解

AXS-110讲解 AXS-110系列有很多配置，不同的波长不同的选件价格不一样，目前中国电信集采的两波长AXS-110-023B(数量至少600套)为标准配置：功能为1310/1550nm,37/35DB 的OTDR功能、1310/1550nm 的光源功能、接口为FC圆头。 测试前先检测查双方接头的规格（跳线应该为FC/UPC）、清洁程度（最好是用棉签沾点高浓度酒精擦一下）、自身对整条测试线路的初步判断和理解。 1.操作讲解： a.如果不知道整条线路有多长，先用自动测试测试一下，只需要 选择波长就可以了，其他不用选择，再按下测试健就可以了。 b.如果对线路长度非常了解，需要更精确地测试，就用手动测试： 选择长度（只需要比实际长度长点且接近它的距离）、脉冲（根 据长度的变化而增加）、时间（15-30秒），再按下测试健就可 以了。 c.如果不需要保存且需要实时监控话就用实时测试。 d.曲线的分析：灵活运用F1，F2及其旁边的左右健。 上面有参数、保存、事件信息、曲线信息、打开 保存：测试完可以按保存直接保存，也可以再测试自动保存。 事件信息：对测试曲线的一个简单分析。 曲线信息：比较详细的信息。 打开：用于调前面的曲线观看，一条好的曲线是有起端有终端，

中间如果有大事件（如大损耗）还会有大的事件点。末端成端了一定有波峰（没有成端或断了就没有波峰） e.测试参数：最好是不要更改，直接用厂家的默认值。如果不小 心更改了，就按MENU进入OTDR设置为默认值。 f.曲线的导出：插可以识别的U盘，按MENU进入信息管理器，活 用ENTER及其旁边的上下左右健复制到U盘上，在电脑上装后台软件，看的更加细致。 g.如果路径太多，无法操作时，按ESC健直接到开机界面，对于 曲线的放大或缩小，这个进入曲线界面在F1，F2上面的字自然可以看到。 2、注意事项： a.测试事件表第一行有个反射率，在-40左右最佳，如果实际测 试反射率大好多（可能是接头没有接好、接头太脏了、跳线质 量太差等,必须纠正）。 b.接头为FC圆头，千万记得连接跳线也要是FC圆头的。连接其 他头很容易把FC圆头里面的陶瓷芯弄坏，FC圆头是耗材。 c.电池为两块电池，装上去后扭动按钮，盖好盖子（如果有时候 开不了机，就要检查电池和盖子是否正常弄好）。前三次充电 每次都次充满后用完再充满，充电时候的左边指示灯刚开始显 示绿色的，后来慢慢变黄和变红。如果长时间不用电池就要把 电池取出来（锂电子电池就算长时间放在手机里不用手机，电 池都有可能出问题），电池也为耗材。

相位敏感光时域反射仪的技术原理和激光器的选择

相位敏感光时域反射仪（Φ-OTDR ）的技术和激光器的选择

目录 ?光纤中的散射及分布式光纤传感的基本概念?Φ-OTDR的技术原理 ?Φ-OTDR系统对激光器的要求 ?上海瀚宇CoSF-D型DFB单频光纤激光器?单频光纤激光器和单频半导体激光器?CoSF-D型DFB单频光纤激光器的可靠性?上海瀚宇针对Φ-OTDR系统的解决方案?总结

光纤中的散射-分布式光纤传感 基本概念

基本概念 ?OTDR：Optical Time Domain Reflectometer光时域反射仪 ?Φ-OTDR ：Phase Sensitive Optical Time Domain Reflectometer相位敏感光时域反射仪 ?BOTDR：Brillouin Optical Time Domain Reflectometer布里渊光时域反射仪 ?ROTDR：Raman Optical Time Domain Reflectometer拉曼光时域反射仪?Rayleigh Scattering：瑞利散射 ?SBS：Stimulated Brillouin Scattering受激布里渊散射 ?EOM：Electrical Optical Modulator电光调制器 ?AOM：Acoustic Optical Modulator声光调制器 ?EDFA：Erbium-Doped Fiber Amplifier掺铒光纤放大器

光纤中光的散射 ?瑞利散射用于相位敏感光时域反射仪-Φ-OTDR ?拉曼散射用于分布式温度传感器--ROTDR

光纤中光的散射 ?瑞利散射：入射光子与介质分子发生弹性碰撞产生，瑞利散射光的波长于入射光的波长相同，是光纤中强度最高的散射光成分 ?布里渊散射：光纤中入射光的光子和介质材料的声学声子发生非弹性碰撞产生，强度比瑞利散射低20-30dB，在1550nm波长布里渊频移大约为11.2GHz ?拉曼散射：入射光子和光纤介质的分子运动相互作用，非弹性碰撞产生，光学光子和光学声子作用，频移量大于布里渊频移，容易与入射光分离，频移最高约为 13.2THz，对于1550nm来说，拉曼散射光波长差大约100nm。强度比布里渊散 射低一个数量级 瑞利散射的主要特征： 1.散射波与入射波的频率（或者波长）相同 2.散射光的强度与入射光波长的四次方成反比

光时域反射仪otdr的工作原理及测试方法

光时域反射仪otdr的工作原理及测试方法 OTDR的工作原理：光纤光缆测试是光缆施工、维护、抢修重要技术手段，采用OTDR（光时域反射仪）进行光纤连接的现场监视和连接损耗测量评价，是目前最有效的方式。这种方法直观、可信并能打印出光纤后向散射信号曲线。另外，在监测的同时可以比较精确地测出由局内至各接头点的实际传输距离，对维护中，精确查找故障、有效处理故障是十分必要的。同时要求维护人员掌握仪表性能，操作技能熟练，精确判断信号曲线特征。 OTDR测试是通过发射光脉冲到光纤内，然后在OTDR端口接收返回的信息来进行。当光脉冲在光纤内传输时，会由于光纤本身的性质，连接器，接合点，弯曲或其它类似的事件而产生散射，反射。其中一部分的散射和反射就会返回到OTDR中。返回的有用信息由OTDR的探测器来测量，它们就作为光纤内不同位置上的时间或曲线片断。从发射信号到返回信号所用的时间，再确定光在玻璃物质中的速度，就可以计算出距离。 d=（ct）/2（IOR） 在这个公式里，c是光在真空中的速度，而t是信号发射后到接收到信号（双程）的总时间（两值相乘除以2后就是单程的距离）。因为光在玻璃中要比在真空中的速度慢，所以为了精确地测量距离，被测的光纤必须要指明折射率（IOR）。IOR是由光纤生产商来标明。OTDR使用瑞利散射和菲涅尔反射来表征光纤的特性。瑞利散射是由于光信号沿着光纤产生无规律的散射而形成。OTDR就测量回到OTDR端口的一部分散射光。这些背向散射信号就表明了由光纤而导致的衰减（损耗/距离）程度。形成的轨迹是一条向下的曲线，它说明了背向散射的功率不断减小，这是由于经过一段距离的传输后发射和背向散射的信号都有所损耗。 菲涅尔反射是离散的反射，它是由整条光纤中的个别点而引起的，这些点是由造成反向系数改变的因素组成，例如玻璃与空气的间隙。在这些点上，会有很强的背向散射光被反射回来。因此，OTDR就是利用菲涅尔反射的信息来定位连接点，光纤终端或断点。OTDR的工作原理就类似于一个雷达。它先对光纤发出一个信号，然后观察从某一点上返

光时域反射仪(OTDR)

实验24 光时域反射仪（OTDR） A13组陆林轩033012017 [实验目的] 1、光时域反射仪的原理和使用操作。 2、光纤传输长度和光纤损耗系数的测量。 3、光纤故障点的监测方法。 [实验原理] 光时域反射仪OTDR工作原理图如图1。由激光器发出的光脉冲注入到光纤后，在开始端接收到的光能量可以分为两种类型：一种是光纤断面或者连接界面的菲涅尔反射光；另一种是瑞利散射光。通过测量分析这些后向散射光的功率,可以得到沿光纤长度分布的衰减曲线。 通过分析衰减曲线，可以知道光纤对光信号的衰减程度，光纤中的联结点、耦合点和断点的位置，以及光纤弯曲和受压过大的情况也可以容易测到(如图2所示)。 图1 OTDR工作原理图 图2 OTDR测量图像

对于菲涅耳反射光，设入射光功率为fin P ，反射光功率为fre P ，则由菲涅耳公式可得： 2 2211 2 211fin fre cos n cos n cos n cos n P P ??? ? ??+-=θ θθθ （24.1） 上式中21θθ、分别为入射角和折射角，其反射率（用dB 表示）为： ??? ? ??? ???? ? ??+-?==2 22112211fin fre f f cos n cos n cos n cos n P P 10lg R 10lg dB R θθθθ)()( （24.2） 至于瑞利散射，它是由介质材料的随机分子结构相联系的本征介质常数分布的微观不均匀性所引起的电磁波的散射损耗。在微观分子尺度上来看，当电磁波沿介质传播时，可以从 单个分子产生散射，这种散射使波的传播受到阻碍，从而使速度减慢，产生相位滞后。偏离出原来波的传播方向的散射光有随机的相位，这些随机相位的散射子波大部分能相互抵消， 而沿传播方向的散射光则相干叠加继续向前传播，其速度为/c 或c/n 。与此同时，尚有少量由分子散射的不相干光没有完全抵消，这些子波逸出传输光束从而形成瑞利散射损耗，其中部分散射功率朝反向传播，此后向散射光功率即为OTDR 的物理基础。 当激光不断射入光纤中时，光纤本身会不断产生反向的瑞利散射，通过测量分析瑞利散射光的功率，可以得到沿光纤长度分布的衰减曲线。 入射光功率为0P ，频率为ν。当光纤中l 处的反向散射光传播到光纤初始端时的功率为 s P ，光纤l 处的损耗为)(l α，则有： )(l 2P P ln dz d 0s α=?? ? ??????? ?? （24.3） 由上式知一根好的光纤的OTDR 曲线应该趋于一条斜率不变的直线。根据上式，光纤中1l 和2 l 之间的平均衰减系数为： ???? ??=?? ???????? ??-???? ??= 211202011212P P ln 2l 1 P P ln P P ln 2l 1α (24.4) 上式的量纲为1/km ，将其化为dB/km 后，衰减系数公式变为： ??? ? ??= 2112 12P P lg 2l 10 α （24.5） 利用OTDR 进行光纤线路的测试，一般有三种方式：自动方式、手动方式、实时方式。当需要概览整条线路的状况是，采用自动方式，它只需要设置折射率、波长最基本的参数，其它由仪表在测试中自动设定，按下自动测试键，整条曲线和事件表都会被显示，测试时间短、速度快、操作简单，宜在查找故障的段落和部位时使用。手动方式需要对几个主要的参数全部进行设置，主要用于对测试曲线上的时间进行详细分析，一般通过变换、移动游标、放大曲线的某一段落等功能对事件进行准确定位，提高测试的分辨率。增加测试的精度，在光纤线路的实际测试中常被采用。实时方式是对曲线不断的扫描刷新，可以对光纤网路进行实时监测。 OTDR 可测试的主要参数有：（1）纤长和事件点的位置；（2）光纤的衰减和衰减分布情况；（3）光纤的接头损耗；（4）光纤全回损的测量。光纤距离的测量是以激光进入光纤到它遇到故障点返回光时域反射仪的时间间隔来计量纤长的。为了提高测量的精确度，应根据被测纤的长度设置合适的“距离范围”和“脉冲宽度”，距离一般选被测纤长的1.5倍，使曲线占满屏的2/3为宜。脉冲宽度直接影响着OTDR 的动态范围，随着被测光纤长度的增加，脉冲宽度也应逐渐加大，脉冲越大，功率越大，可测的距离越长，但分辨率变低。脉宽越窄，分辨率越高，测量也就越精确。一般根据所测纤长选择一个适当大小的脉冲宽度，经常是测

掌上型光时域反射仪palmOTDR

palmOTDR 系列 掌上型光时域反射仪 世界上最小的一款高性能OTDR ◆ 全面光纤应用，理想的LAN/WAN/FTTx 认证和故障解决工具： 单模：1310/1490/1550, 1625/1650nm （带滤波器），动态范围最高50dB ；多模：850/1300nm ，21/24dB ◆ 故障定位，光纤长度/损耗测试，可探测连接器/熔接点/分路器/ 宏弯/光纤末端等事件 ◆ 内置PON 光功率计，可测量三重播放业务信号 (1310/1490/1550nm) ◆ 可选配稳定光源、单模/多模光功率计和可视故障定位仪 ◆ FTTx 在线测试/可穿通1:64分路器测试 (1625/1650nm 波长带滤波器) ◆ 可识别分路器和光纤末端 ◆ 多种测试方式可选：全自动/手动/平均/实时 ◆ 具有通过/失败评估以及光回损测试功能 ◆ 快速启动<5 秒 ◆ 高效友好的人机界面，掌上型轻量化设计(仅重1kg) ◆ 独特的热键设计：目前世界上操作最简单的OTDR ，开机单键即测 ◆ 1000条迹线存储 ◆ Bellcore 文件格式(.sor) ◆ 上位机软件可批处理数据 ◆ USB/RS232数据接口，免驱动 ◆ 优化的供电设计：内置充电电池一次充电可支持8小时连续测量或者20小时待机状态 ◆ 防尘、防震设计（通过2米跌落试验） ◆ 通过CE 、FCC 、FDA 等权威认证

在线（可穿通分路器）测试 ? 1625/1650nm 波长带有高性能滤波器可进行在线测试 ? 可穿通分路器测试并可识别分路器后的事件和光纤末端 在线光信号检查功能 （使用1310、1490或1550nm 波长测 试时）如果被测光纤中存在通信光信号，OTDR 是不能得到测试结果的，并且OTDR 所发出的高功率脉冲光信号可能会损坏被测光纤所连接的网络设备（如SDH/WDM/PON ）中正在工作的接收器或 其他器件，也可能导致自身器件的损坏。palmOTDR 系列具备对在线通信光信号的检测功能：在发出测试脉冲前，其首先检 查所测试光纤中是否有在线的通信光信号并显示检查结果；如果有在线的通信光信号存在则显示提示信息并停止测试。这项功能可有效保护测试仪表和通信设备。 内置PON 光功率计：palmOTDR-P 系列 突出特点：一款仪表，两个阶段，三种用途