时域反射仪 (TDR)

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OneExpert CATV 信号分析仪平台能比以往更轻松、快速地验证网络性能和排查故障,功能更加强大,使每名技术人员都能成为专家。
StrataSync 是托管式云解决方案,可为 VIAVI 仪器提供资产、配置和测试数据管理功能,并保证所有仪器均已安装最新的软件和选项。

什么是时域反射仪 (TDR)?

时域反射仪 (TDR) 是一种测试设备,它在电缆上产生能量脉冲或阶跃,以确定导电电缆沿线的断裂、拼接、端接或其他事件的位置和幅度。阻抗不匹配导致反射回 TDR 测试设备,从而可以对其进行分析。

根据反射能量的时间、相位和振幅,可以精确地确定故障的位置和性质。与用于对光缆线路特征进行特征分析的光时域反射仪 (OTDR) 非常相似,TDR 解读反射的能量以创建传输线或同轴电缆线路的图形表示。

时域反射仪的应用

TDR 的应用包括传统电信行业的用途以及其他新兴和多样化的功能。尽管光纤链路在不断扩展,新的创新技术(例如 DOCSIS)使得现有的同轴电缆安装仍然可行,大大提高了现代互联网和通信路径所需的速度和带宽性能。

时域反射仪可用于测试长距离电缆线路,并准确确定断裂位置,从而减少昂贵的电缆维修(包括挖掘)的规模和频率,并最大限度地减少不必要的整段更换。 

在电信领域,TDR 电缆测试仪在预防性维护应用中也非常有用。它可以主动检测到腐蚀、绝缘损坏、湿气侵入和其他磨损迹象等问题。 

TDR 技术

自 20 世纪 80 年代问世以来,随着同轴电缆基础设施的老化和 TDR 测量应用的多样化,时域反射仪已成为一种越来越有用的技术。TDR 的基本工作原理类似于雷达,因为它将信号射入电缆以便从观察到的任何反射信号中获取信息。

  • 阻抗

    阻抗是施加电压时,材料对电流显示出的阻挡作用,单位为欧姆 (Ω)。与电阻不同,阻抗结果取决于测量的频率和幅度。电缆损坏、电缆类型变化、制造缺陷和进水都将导致特定位置的阻抗变化,这些变化可以反射回 TDR 测试设备取样器。利用电缆特征阻抗与反射阻抗的差值可以确定缺陷的性质和严重程度。

    如果整个电缆链路的阻抗是均匀的,就不会有感应反射,这意味着线路的连续性和完整性是不间断的。如果检测到事件,TDR 电缆故障定位仪可通过分析与电缆传播速度相关的反射周期时间来确定位置,该速度是信号通过给定导体材料的标称速度。

  • 脉冲宽度

    脉冲宽度通常以纳秒 (ns) 为单位,是激励信号的持续时间。更长的脉冲宽度也包含了更多的能量,允许它在电缆中传播得更远。更短的时域反射仪脉冲宽度将提供更精细的信息,特别是对于相对靠近 TDR 电缆测试仪的事件。更短的脉冲还可以将盲点的影响降至最低,盲点是靠近脉冲 TDR 阶跃发生器的区域,入射信号和反射信号在此处重叠,导致不可见的缺陷。

TDR 测试

随着技术和功能的改进,时域反射仪的测试变得更加强大和直观。TDR 测试通常从几个基本的设置功能开始。必须根据电缆类型和规格选择适当的传播速度。如果使用传统的 TDR 技术,还必须根据待测电缆的预期长度设置范围和增益。该长度通常会显示在主视图屏幕上,并在显示屏底部显示预设的距离标记。

如果检测到反射,可以通过将光标移动到屏幕上的阻抗变化区域,或者在更先进的 TDR 测试设备中使用屏幕事件列表,来确定反射的幅度和位置。标记可用于确定事件之间的距离或单一干扰的长度。TDR 分析仪中的存储功能有助于将电缆路径与已知良好的(对照)电缆或先前测量中保存的相同电缆路径进行比较。

脉冲TDR
脉冲 TDR 是最常用的时域反射仪方法。它使用定义的脉冲宽度产生周期,然后是关断周期,在此期间,设备会“侦听”反射信号。脉冲宽度越长,允许反射信号返回的必要关断周期就越长。 考虑到这一限制,脉冲宽度通常是可调的,因此可以考虑电缆长度,但缩短脉冲宽度会降低长距离的分辨率。 基于相对较低的功率传输水平,脉冲 TDR 分析仪存在较大的盲点和较差的分辨率。

阶跃 TDR 
更先进的阶跃 TDR 解决了脉冲 TDR 局限性。阶跃技术允许 TDR 测量设备连续传输信号,监控和分析反射信号同时进行。阶跃 TDR 以较高的传输功率工作,提高了信噪比。数字平均将任何可能影响测试结果的线路干扰的影响降至最低,实现更高的故障分辨率。 与脉冲 TDR 相比,另一个优势是消除了盲点。

TDR 测试设备

高度便携的 TDR 测试设备具有曾经仅可在实验室级仪器中获得的精度和灵敏度,为各种各样的目的提供了一种经济有效的解决方案。有了 Wi-Fi 连接和支持云的数据管理,对 TDR 分析仪速度、多功能性和简单性的期望会不断提高。

VIAVI 将阶跃 TDR 的先进技术和精度引入到为有线网络维护工作组设计的坚固的 手持式 DSP TDR 中。除了先进的技术,DSP TDR 还有一个用户友好的界面,只要按下一个按钮,屏幕上就会出现一个事件列表。有了这个有用的特性,就不必用光标手动定位事件。

内置的 Wi-Fi 适配器可以与决策者进行无缝通信。使用基于云的 StrataSync 管理解决方案,可以方便地上传、分析和保存数据,以备将来使用。

多功能现场测试平台还包括适用于不同应用的便捷时域反射仪功能。对于本地环测试,OneExpert DSL 将 Wi-Fi、光纤、xDSL 和铜缆测试功能结合在一个高性能测试解决方案中。对于电信工作组,OneCheck TDR 功能可以快速、轻松地识别双绞线故障类型和位置,并且可以通过一个按钮进行选择。OneCheck 还包括 TDR 自动化功能,以简化工作记录和收尾。

对于电缆安装和服务,OneExpert CATV 是另外一款手持网络性能测试平台,具有可选的家庭 TDR 功能(接入家庭测试)和通过 StrataSync 实现的便捷云连接。这款一体化便携式测试解决方案可有效执行 DOCSIS 3.1 激活和性能测试、同时进行的入口和下行测试,以及可选的家庭泄漏测试。凭借卓越的模块化和自动化,该综合功能集还支持 WiFi、PONRFoG 和以太网服务激活和故障排查。

TDR 的未来

随着新一代 DOCSIS 技术对现有同轴电缆链路的速度和带宽性能提出了更高的要求,TDR 在电信领域的未来已经得到了保障。VIAVI 产品增强功能,结合阶跃 TDR 和云连接,极大地提高了时域反射仪解决方案在该领域的整体效用,并创造了非凡的长期价值。

凭借先进的 TDR 测量设备,VIAVI 始终致力于为测试、维护重要通信路径并对其进行故障排查提供先进的、经得起未来考验的解决方案。

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