光纖通信是以光波作載波以光纖為傳輸媒介的通信方式。光纖通信由于傳輸距離遠(yuǎn)、信息容量大且通信質(zhì)量高等特點(diǎn)而成為當(dāng)今信息傳輸?shù)闹饕侄?,?ldquo;信息高速公路”的基石。光纖測(cè)試技術(shù)是光纖應(yīng)用領(lǐng)域中最廣泛、最基本的一項(xiàng)專(zhuān)門(mén)技術(shù)。OTDR是光纖測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域中的主要儀表,它被廣泛應(yīng)用于光纜線(xiàn)路的維護(hù)、施工之中,可進(jìn)行光纖長(zhǎng)度、光纖的傳輸衰減、接頭衰減和故障定位等的測(cè)量。OTDR具有測(cè)試時(shí)間短、測(cè)試速度快、測(cè)試精度高等優(yōu)點(diǎn)。
1 支持OTDR技術(shù)的兩個(gè)基本公式
OTDR(Optical Time Domain Reflectometer,光時(shí)域反射儀)是利用光脈沖在光纖中傳輸時(shí)的瑞利散射和菲涅爾反射所產(chǎn)生的背向散射而制成的高科技、高精密的光電一體化儀表。半導(dǎo)體光源(LED或LD)在驅(qū)動(dòng)電路調(diào)制下輸出光脈沖,經(jīng)過(guò)定向光耦合器和活動(dòng)連接器注入被測(cè)光纜線(xiàn)路成為入射光脈沖。
入射光脈沖在線(xiàn)路中傳輸時(shí)會(huì)在沿途產(chǎn)生瑞利散射光和菲涅爾反射光,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將會(huì)沿著光纖傳輸到線(xiàn)路的進(jìn)光端口,經(jīng)定向耦合分路射向光電探測(cè)器,轉(zhuǎn)變成電信號(hào),經(jīng)過(guò)低噪聲放大和數(shù)字平均化處理,最后將處理過(guò)的電信號(hào)與從光源背面發(fā)射提取的觸發(fā)信號(hào)同步掃描在示波器上成為反射光脈沖。
返回的有用信息由OTDR的探測(cè)器來(lái)測(cè)量,它們就作為被測(cè)光纖內(nèi)不同位置上的時(shí)間或曲線(xiàn)片斷。根據(jù)發(fā)射信號(hào)到返回信號(hào)所用的時(shí)間,再確定光在石英物質(zhì)中的速度,就可以計(jì)算出距離(光纖長(zhǎng)度)L(單位:m),如式(1)所示。
式(1)中,n為平均折射率,△t為傳輸時(shí)延。利用入射光脈沖和反射光脈沖對(duì)應(yīng)的功率電平以及被測(cè)光纖的長(zhǎng)度就可以計(jì)算出衰減a(單位:dB/km),如式(2)所示:
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