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8.1.2 光时域反射仪

光时域反射仪（OTDR）的原理是利用光脉冲的瑞利散射进行测量的。由于瑞利散射光具有和入射波长同样的波长，且功率与该点的入射光功率成正比的特性，所以通过测量沿光纤返回的反向光功率就可以获得入射光沿光纤传输路径所受到的损耗特性，并且还可以通过分析返回光信号的时间来确定待测光纤中不完善点的位置以及待测光纤的总长度。

OTDR的原理框图如图8-1所示。主时钟产生标准时钟信号，脉冲发生器根据这个时钟产生符合要求的窄脉冲，并用它来调制光源；光定向耦合器将光源发出的光，耦合到被测光纤，同时将散射和反射信号耦合进光电检测器，经放大及信号处理后送入示波器显示输出波形及在数据输出系统输出有关数据。其中要进行信号处理的原因是后向散射光非常微弱，淹没在噪声中，此采用取样积分器对微弱散射光进行取样求和，随机噪声抵消，而将散射信号取出。

如图8-2所示是条典型的测量曲线。其中a点为光纤的输入端，由耦合设备和光纤输入端端面产生的菲涅尔反射信号，并且此处的光信号最强；b点有一突降，说明此处有一接头或存在其他的缺陷引起高损耗；c点突然有一个上升，说明此处有光纤的断裂面，引起菲涅尔反射；d点为光纤的终点，输出端引起的菲涅尔反射。在这个曲线屮，由于eb段和be段是逐渐降低的近似直线，说明这两段光纤是均匀的，而be段曲线下降更平缓，说明这段光纤的衰减系数比前段要小，在cd段，曲线不是直线，说明这段光纤轴向结构不太均匀。

为了维护方便，误码分析仪不仅有台式，还有适于接入站和室外使用的便携式误码分OTDR的两个主要参数是动态范围和测量范围。动态范围是指初始后向散射光功率电平与在测量3分钟之后的噪声电平之差，它是以dB为单位的光纤损耗的一种表示方法。动态范围提供了仪器能测量的光纤损耗最大值的信息，指出了测量给定的光纤损耗所需要的时间，所以它通常用于表示OTDR的测量能力。动态范围与分辨率之间的矛盾是制约OTDR的一个基本因素。要获得高的空间分辨率，脉冲宽度必须尽可能小，然而这样会降低信噪比，从而减小动态范围。测景范围表征了OTDR鉴别光纤链路发生故障的能力，如接头点、连接点和光纤断裂点。它的定义是使OTDR仍能进行准确测量的故障与OTDR之间所允许的最大损耗。

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