OTDR:光纖檢測儀器-中文百科頻道

目前現狀

目前OTDR（光時域反射儀）主流品牌國産有中電41所的AV6416、AV6418，中電34所的FS790。進口有日本安立MT9090A、日本橫河AQ1200，目前國産OTDR的測試距離及測試精度已大大提高，特别是中電41所的AV6416，測試距離超過80公裡，事件盲區僅為1.6米，定價18500元，目前在光纖到戶FTTH驗收測試中得到廣泛使用。

工作特征

OTDR使用

瑞利散射和菲涅爾反射來表征光纖的特性。瑞利散射是由于光信号沿着光纖産生無規律的散射而形成。OTDR就測量回到OTDR端口的一部分散射光。

這些背向散射信号就表明了由光纖而導緻的衰減（損耗/距離）程度。形成的軌迹是一條向下的曲線，它說明了背向散射的功率不斷減小，這是由于經過一段距離的傳輸後發射和背向散射的信号都有所損耗。

給定了光纖參數後，瑞利散射的功率就可以标明出來，如果波長已知，它就與信号的脈沖寬度成比例：脈沖寬度越長，背向散射功率就越強。瑞利散射的功率還與發射信号的波長有關，波長較短則功率較強。也就是說用1310nm信号産生的軌迹會比1550nm信号所産生的軌迹的瑞利背向散射要高。

在高波長區（超過1500nm），瑞利散射會持續減小，但另外一個叫紅外線衰減（或吸收）的現象會出現，增加并導緻了全部衰減值的增大。因此，1550nm是最低的衰減波長；這也說明了為什麼它是作為長距離通信的波長。

很自然，這些現象也會影響到OTDR。作為1550nm波長的OTDR，它也具有低的衰減性能，因此可以進行長距離的測試。而作為高衰減的1310nm或1625nm波長，OTDR的測試距離就必然受到限制，因為測試設備需要在OTDR軌迹中測出一個尖鋒，而且這個尖鋒的尾端會快速地落入到噪音中。

瑞利散射是由于光信号沿着光纖産生無規律的散射而形成。OTDR就測量回到OTDR端口的一部分散射光。這些背向散射信号就表明了由光纖而導緻的衰減（損耗/距離）程度。

菲涅爾反射是離散的反射，它是由整條光纖中的個别點而引起的，這些點是由造成反向系數改變的因素組成，例如玻璃與空氣的間隙。在這些點上，會有很強的背向散射光被反射回來。因此，OTDR就是利用菲涅爾反射的信息來定位連接點，光纖終端或斷點。

OTDR的工作原理就類似于一個雷達。它先對光纖發出一個信号，然後觀察從某一點上返回來的是什麼信息。這個過程會重複地進行，然後将這些結果進行平均并以軌迹的形式來顯示，這個軌迹就描繪了在整段光纖内信号的強弱。

盲區概念

Fresnel反射引出一個重要的OTDR規格，即盲區。有兩類盲區：事件和衰減。兩種盲區都由Fresnel反射産生，用随反射功率的不同而變化的距離（米）來表示。盲區定義為持續時間，在此期間檢測器受高強度反射光影響暫時“失明”，直到它恢複正常能夠重新讀取光信号為止，設想一下，當您夜間駕駛時與迎面而來的車相遇，您的眼睛會短期失明。

在OTDR領域裡，時間轉換為距離，因此，反射越多，檢測器恢複正常的時間越長，導緻的盲區越長。絕大多數制造商以最短的可用脈沖寬度以及單模光纖-45dB、多模光纖-35dB反射來指定盲區。為此，閱讀規格表的腳注很重要，因為制造商使用不同的測試條件測量盲區，尤其要注意脈沖寬度和反射值。

例如，單模光纖-55dB反射提供的盲區規格比使用-45dB得到的盲區更短，僅僅因為-55dB是更低的反射，檢測器恢複更快。此外，使用不同的方法計算距離也會得到一個比實際值更短的盲區。

事件盲區

OTDR盲區是Fresnel反射引出一個重要的 OTDR規格，即盲區。有兩類盲區：事件和衰減。

轉過頭來說OTDR，可以檢測到連續事件，但不能測量出損耗。OTDR合并連續事件，并對所有合并的事件返回一個全局反射和損耗。為了建立規格，最通用的業界方法是測量反射峰的每一側-1.5dB處之間的距離。

還可以使用另外一個方法，即測量從事件開始直到反射級别從其峰值下降到-1.5dB處的距離。該方法返回一個更長的盲區，制造商較少使用。

使得OTDR的事件盲區盡可能短是非常重要的，這樣才可以在鍊路上檢測相距很近的事件。例如，在建築物網絡中的測試要求OTDR的事件盲區很短，因為連接各種數據中心的光纖跳線非常短。如果盲區過長，一些連接器可能會被漏掉，技術人員無法識别它們，這使得定位潛在問題的工作更加困難。

衰減盲區

衰減盲區是Fresnel反射之後，OTDR能在其中精确測量連續事件損耗的最小距離。還使用以上例子，經過較長時間後，您的眼睛充分恢複，能夠識别并分析路上可能的物體的屬性。

檢測器有足夠的時間恢複，以使得其能夠檢測和測量連續事件損耗。所需的最小距離是從發生反射事件時開始，直到反射降低到光纖的背向散射級别的0.5dB。

盲區的重要性

短衰減盲區使得OTDR不僅可以檢測連續事件，還能夠返回相距很近的事件損耗。例如，可以得知網絡内短光纖跳線的損耗，這可以幫助技術人員清楚了解鍊路内的情況。

盲區也受其他因素影響：脈沖寬度。規格使用最短脈沖寬度是為了提供最短盲區。但是，盲區并不總是長度相同，随着脈沖變寬，盲區也會拉伸。使用最長的可能的脈沖寬帶會導緻特别長的盲區，然而這有不同的用途，下文會提到。

動态範圍

動态範圍是一個重要的OTDR參數。此參數揭示了從OTDR端口的背向散射級别下降到特定噪聲級别時OTDR所能分析的最大光損耗。換句話說，這是最長的脈沖所能到達的最大

光纖長度。因此，動态範圍（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，因為被測鍊路的損耗不同。連接器、熔接和分光器也是降低OTDR最大長度的因素。

因此，在一個較長時段内進行平均并使用适當的距離範圍是增加最大可測量距離的關鍵。大多數動态範圍規格是使用最長脈沖寬度的三分鐘平均值、信噪比(SNR)=1（均方根(RMS)噪聲值的平均級别）而給定。再次請注意，仔細閱讀規格腳注标注的詳細測試條件非常重要。

憑經驗，我們建議選擇動态範圍比可能遇到的最大損耗高5到8dB的OTDR。例如，使用動态範圍是35dB的單模OTDR就可以滿足動态範圍在30dB左右的需要。假定在1550nm上的典型光纖典型衰減為0.20dB/km，在每2公裡處熔接（每次熔接損耗0.1dB），這樣的一個設備可以精确測算的距離最多120公裡。

最大距離可以使用光纖衰減除OTDR的動态範圍而計算出近似值。這有助于确定使設備能夠達到光纖末端的動态範圍。請記住，網絡中損耗越多，需要的動态範圍越大。請注意，在20μ指定的大動态範圍并不能确保在短脈沖時動态範圍也這麼大，過度的軌迹過濾可能人為誇大所有脈沖的動态範圍，導緻不良故障查找解決方案。