基础知识 什么是 OTDR?
OTDR将激光光源和检测器结合起来,以提供光纤链路的内部情况。激光光源发送信号到光纤内,检测器在光纤中接收不同链路元素反射的光。然后根据所接收的信号生成一个曲线图,并生成一个后期分析事件表,包含每个被识别出来的网元详细信息。被发送的信号是短脉冲,携带一定的能量。然后,时钟会精确计算脉冲的传输时间,并将时间转换为距离——从而显示光纤的特性。
在脉冲沿着光纤传输时,由于连接和光纤本身的反射,一小部分脉冲能量会返回到检测器。当脉冲完全返回到检测器时,会发送另一个脉冲——直到数据采集时间结束。
因此,会在一秒的时间内进行多次数据采集并计算其平均值,从而清晰地显示链路组成部分的情况。在数据采集完成后,会进行信号处理,除了计算总链路长度、总链进路损耗、光回损、光纤衰减外,还计算每个事件的距离、损耗和反射。
使用OTDR的主要优势在于可实现单端测试——只需要一位操作人员和一台仪表来鉴定链路或查找网络故障。
OTDR的框图
反射非常关键
如前文所述,OTDR通过读取从所发送脉冲返回的光的级别来显示链路情况。请注意,有两种级别的反射光:被称为“瑞利背向散射”、由光纤造成的稳定低级别反射光和被称为“菲涅尔反射”的连接点高反射峰值。瑞利背向散射用于计算光纤内随着距离而变化的衰减水平(单位为dB/km),在OTDR曲线内由直线斜率表示。这种现象来源于光纤内杂质对光线的自然反射和吸收。碰到光线时,有些颗粒会将光线反射到不同的方向,造成信号衰减和背向散射。波长越长,信号衰减越少,因此,信号在标准光纤内传输同样距离需要的功率越小。
瑞利背向散射
瑞利背向散射通过信号水平的突然降低来检测物理非反射事件。可以看到,向下倾斜的曲线信号斜面上有间断处。此事件通常由光纤中的熔接、宏弯或微弯造成。要正确区分光纤里的物理弯曲和熔接,就需要进行双波长测试。宏弯通常会在较高的波长上显示出更高的损耗,而熔接造成的损耗几乎不受波长影响。图3显示的是不同非反射事件的双波长测试曲线。
熔接(事件4)和宏弯(事件5)出现瑞利背向散射下降
OTDR利用的第二种反射是菲涅尔反射,可检测整个链路上的物理事件。当光线的反射率剧烈改变时(如从玻璃进入空气中),较多的光线会被反射回去,造成菲涅尔反射,它可能比瑞利背向散射强数千倍。菲涅尔反射在OTDR曲线中表示为尖状突起。此类反射的例子包括连接器、机械熔接、法兰盘、光纤断裂或连接器断开。图4显示了造成菲涅尔反射的不同连接。
(1)机械熔接、(2)法兰盘和(3)裂开的连接造成的菲涅尔反射
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