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OTDR测试与误差分析

2004-06-05

OTDR是光缆工程施工和光缆线路守护工作中最沉要的测试仪器，，，，，，，，它能将长100多公里光纤的无缺情况和故障状态，，，，，，，，以肯定斜率直线（曲线）的大局清澈的显示在几英寸的液晶屏上。。。。。。。。凭据事务表的数据，，，，，，，，能迅速的查找确定故障点的地位和判断阻碍的性质及类别，，，，，，，，对分析光纤的重要个性参数能提供正确的数据。。。。。。。。OTDR重要是凭据光学道理以及瑞利散射和菲涅尔反射理论造成的。。。。。。。。仪表的激光源发出肯定强度和波长的光束至被测光纤，，，，，，，，由于光纤自身的缺点，，，，，，，，造作工艺和石英玻璃资料组分的不均匀性，，，，，，，，使光在光纤中传输将产生瑞利散射；；；；；；；；由于机械衔接和断裂等原因将造成光在光纤中产生菲涅尔反射，，，，，，，，由光纤沿线各点反射回的幽微的光信号经光定向耦合器到仪器的接管端，，，，，，，，通过光电转换器，，，，，，，，低噪声放大器，，，，，，，，数字图象信号处置等过程，，，，，，，，实现图表、曲线扫迹在屏幕上显露。。。。。。。。目前OTDR型号种类繁多，，，，，，，，操作方式也各不一样，，，，，，，，但其工作道理是一致的。。。。。。。。在光纤线路的测试中，，，，，，，，应尽量维持使用统一块仪表进行某条线路的测试，，，，，，，，各次测试时重要参数值的设置也应维持一致，，，，，，，，这样能够削减测试误差，，，，，，，，便于和上次的测试了局比力。。。。。。。。即便使用分歧型号的仪表进行测试，，，，，，，，只有其动态领域能达到要求，，，，，，，，折射率、波长、脉宽、距离、均化功夫等参数的设置亦和上一次的一样，，，，，，，，这样测试数据通常不会有大的差距。。。。。。。。

一、 OTDR测试

1.测试方式：利用OTDR进行光纤线路的测试，，，，，，，，通常有三种方式，，，，，，，，自动方式，，，，，，，，手动方式，，，，，，，，实时方式。。。。。。。。当必要概览整条线路的情况时，，，，，，，，选取自动方式，，，，，，，，它只必要设置折射率、波长最根基的参数，，，，，，，，其它由仪表在测试中自动设定，，，，，，，，按下自动测试（测试）键，，，，，，，，整条曲线和事务表城市被显示，，，，，，，，测试功夫短，，，，，，，，速度快，，，，，，，，操作单一，，，，，，，，宜在查找故障的段落和部位时使用。。。。。。。。手动方式必要对几个重要的参数全数进行设置，，，，，，，，重要用于对测试曲线上的事务进行具体分析，，，，，，，，通常通过变换、移动游标，，，，，，，，放大曲线的某一段落等职能对事务进行正确定位，，，，，，，，提高测试的分辨率，，，，，，，，增长测试的精度，，，，，，，，在光纤线路的现实测试中常被选取。。。。。。。。实时方式是对曲线不休的扫描刷新，，，，，，，，由于曲线在不休的跳动和变动，，，，，，，，所以较少使用。。。。。。。。

2.OTDR可测试的重要参数：⑴测纤长和事务点的地位。。。。。。。。⑵测光纤的衰减和衰减散布情况。。。。。。。。⑶测光纤的接头损耗。。。。。。。。⑷光纤全回损的丈量。。。。。。。。光纤距离的丈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功夫距离来计量纤长的。。。。。。。。为了提高丈量的精确度，，，，，，，，应凭据被测纤的长度设置相宜的“距离领域”和“脉冲宽度”，，，，，，，，距离通常选被测纤长的1.5倍,使曲线占满屏的2/3为宜。。。。。。。。脉冲宽度直接影响着OTDR的动态领域，，，，，，，，随着被测光纤长度的增长，，，，，，，，脉冲宽度也应逐步加大，，，，，，，，脉宽越大，，，，，，，，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，，，，，，，，丈量也就越精确。。。。。。。。通常凭据所测纤长，，，，，，，，选择一个适当大幼的脉冲宽度，，，，，，，，时时是试测两次后，，，，，，，，确定一个最佳值。。。。。。。。光纤的衰减是客观的反映光纤造作质量的一个参数，，，，，，，，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，，，，，，，，一样长度的光纤衰减越�。。。。。。。。�，，，，，，光可传输的距离就越远。。。。。。。。因而在一样前提下，，，，，，，，应选用均匀每公里损耗值幼的光纤。。。。。。。。衰减还蕴含光纤接头、衔接器、光纤弯曲断裂等引起的损耗，，，，，，，，在现实守护中应尽量削减这些衰耗。。。。。。。。衰减测试有两点法和五点法，，，，，，，，前者适合于图线的线性较好，，，，，，，，噪声较幼的情况，，，，，，，，在测整条光纤或某两点间的衰减值时通常也选取此方式。。。。。。。。后者合用于光纤的一致性较差，，，，，，，，噪声较大的情况，，，，，，，，测接头损耗，，，，，，，，衔接器等反射引起的损耗也常用此步骤，，，，，，，，因它基于数学上的求误差的理论，，，，，，，，所以其丈量精度较高，，，，，，，，要求高的场所多被选取。。。。。。。。在要求不太严格的情况下，，，，，，，，也可直接从事务表中读出各接点衰减值的大幼。。。。。。。。有的OTDR还拥有回损和全回损的测试职能，，，，，，，，但守护中很少使用。。。。。。。。全回损测试的是反射光的能量和入射光的能量的比值的对数暗示，，，，，，，，而回损测试的道理与全回损有所分歧。。。。。。。。全回损和回损的测试能够在自动或手动模式下通过移动游标来实现。。。。。。。。随着OTDR造作技术的日益成熟，，，，，，，，其丈量精度也不休提高，，，，，，，，但是为什么有时测试的数据与线路上故障点的地位有较大的差距呢？？？？？下面我们对测试误差进行简要的分析。。。。。。。。

二、误差分析

1．仪表的固有误差：仪表的固有误差蕴含刻度误差和分辨率误差，，，，，，，，OTDR的采样点数直接影响距离的分辨率。。。。。。。。如OTDRMW9076B距离的丈量精度为：±1m±3×丈量距离×10E-5±标识分辨率,对于肯定长度的光纤,前两项是个常量,只有分辨率是可变的,所以要提高丈量精度,采样点数必须设置在较高的数值上。。。。。。。。

2．事务盲区引起的误差：脉冲宽度设置的越宽，，，，，，，，OTDR输出的能量越大，，，，，，，，可测的距离越远，，，，，，，，但使事务的盲区加大，，，，，，，，降低了分辨率和测试精度，，，，，，，，通常选取OTDR的纵横向放大职能提高分辨率，，，，，，，，减幼读数和丈量误差。。。。。。。。如在光缆单盘检测时，，，，，，，，为了避开起头段较大的盲区，，，，，，，，在OTDR输出端口先接入几百米的裸纤，，，，，，，，这样测试的数据就比力正确。。。。。。。。若直接测，，，，，，，，必须把游标打在盲区后曲线趋平直的处所，，，，，，，，不然可能造成较大的测试误差。。。。。。。。

3．仪表设置不当产生的误差：距离领域设置的比被测纤长幼可产生较大的误差；；；；；；；；衰减的门限值设置的太大（通常设在0.01dB）使得光纤微弯、应力造成的轻微危险、较幼的接头损耗等事务不能被找到，，，，，，，，现实上降低了丈量精度；；；；；；；；设置的折射率和光缆上的标示值有误差，，，，，，，，能引起较大的误差，，，，，，，，折射率是个沉要的参数，，，，，，，，测试前应严格核实；；；；；；；；均化功夫对提高测试的信噪迸仔沉要作用，，，，，，，，为了提高测试精度，，，，，，，，宜设较长的均化功夫，，，，，，，，但为了缩短测试功夫，，，，，，，，必要均化的功夫要少，，，，，，，，所以应两全思考；；；；；；；；游标设置不正确，，，，，，，，尤其在测接头损耗和有反射的事务时，，，，，，，，必须把游标设置在事务曲线的前沿上，，，，，，，，谬误的设置能造成大的误差。。。。。。。。

4．光纤插接件，，，，，，，，衔接器件不清洁，，，，，，，，物理衔接机能不良，，，，，，，，可能引起较大的测试误差，，，，，，，，这在日常测试中时时际遇，，，，，，，，它能够使曲线上产生严沉的噪声和毛刺，，，，，，，，甚至曲线不能测出。。。。。。。。详细的清洁工作有着沉要的意思，，，，，，，，测试中不成忽视。。。。。。。。

以上产生的测试误差通过正确的设置，，，，，，，，仔细的操作通常是能够预防或减幼的，，，，，，，，并且能够获得正确靠得住的测试数据。。。。。。。。我曾用两台分歧型号的OTDR 对100多公里的光纤线路用统一根尾纤先后进行纤长的测试，，，，，，，，在全自动方式下，，，，，，，，两块仪表的测试数值只相差2-3米。。。。。。。。除了以上可能的误差表，，，，，，，，还应充分思考光缆在敷设装置时和资料的纪录产生的误差，，，，，，，，OTDR 测试的是光缆中光纤的物理长度，，，，，，，，而光缆线路从设计资料上的数据，，，，，，，，经过敷设的过程，，，，，，，，到每个标石上的数字，，，，，，，，只管进行过各类各样的折算，，，，，，，，仍会产生一些误差。。。。。。。。如接头盒旁边、进出局盘留缆的现实长杜纂资料的不一致性，，，，，，，，光缆弯曲率所取值和现实敷设弯曲度存在着差距，，，，，，，，缆内光纤扭绞系数与现实值的偏离，，，，，，，，这些不确定的成分综合起来组成了不成忽视的与现实物理长度的误差，，，，，，，，这可能是故障点定位不正确的又一个原因。。。。。。。。凭据必要，，，，，，，，有的光缆线路可能已用OTDR经过反复测试查对较正确的定位了每个接头点的地位，，，，，，，，测定了线路的全长，，，，，，，，堆集了一套较具体的守护原始资料，，，，，，，，在线路的抢建守护中阐扬了沉要作用，，，，，，，，能够说是一份贵重的财富。。。。。。。。但有时在现实测试时发现，，，，，，，，对某一点，，，，，，，，分歧功夫的两次测试仍有或大或幼的误差，，，，，，，，通过调查分析，，，，，，，，测试的季节分歧或这两次测试时室表的温度相差较大时，，，，，，，，误差也较大。。。。。。。。光缆的热胀冷缩是产生这种测试误差的重要原因。。。。。。。。光缆遇冷收缩产生断纤的事例，，，，，，，，能够充分注明这一景象。。。。。。。。所以在做原始资料的测试时应备注其时的室表温度和气象情况，，，，，，，，而后在守护中通过屡次测试数据的比力，，，，，，，，找到一个能靠近现实变动的热胀冷缩的系数。。。。。。。。资料的动态治理在现实守护中也有着沉要的意思。。。。。。。。测试产生的误差，，，，，，，，表界环境前提对光缆物理长度变动的影响是产生测试误差的两个重要成分，，，，，，，，因而除了要求原始资料的正确、齐全并的确与OTDR 的实测数据相符表，，，，，，，，还应对实测现场进行综合分析，，，，，，，，以测试数据为凭据，，，，，，，，找出左近段落的特殊点（如接头盒），，，，，，，，易受损点，，，，，，，，估测和判断可能的故障部位，，，，，，，，在逐步缩幼故障部位的领域中，，，，，，，，找准故障点的地位。。。。。。。。正确的测试数据和守护经验的结合是急剧正确定位故障点的最好法子。。。。。。。。

OTDR 测试技术是理论知识和实际经验的有机结合，，，，，，，，在现实的测试工作中要长于思虑和不休的总结，，，，，，，，多分析测试事俘找出产生误差的本原，，，，，，，，不休提高测试精度，，，，，，，，使对故障点的判断和定位越发精密正确，，，，，，，，缩短抢建的功夫，，，，，，，，削减因误测误判造成的不用要的人力和财物的浪费。。。。。。。。

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