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利用行业领先的 OTDR 测试设备和程序,更好地对光纤系统进行认证、维护和故障排查。
OTDR 测试
随着光纤技术的快速进步,OTDR 测试已经成为了对光纤系统进行构建、认证、维护和故障排查必不可少的方法。
光时域反射仪 (OTDR) 是一种用于创建所铺设光缆的虚拟“图片”的仪器。利用经过分析的数据,您可以洞察光纤以及所铺设光缆沿线任何无源光学元件(例如连接、接头、分路器和多路复用器)的完整性。
由于连接器问题、光纤弯曲、碎裂和破裂造成的信号损耗是 OTDR 发现的常见问题。针对此技术使用了 Rayleigh OTDR 测量。Raman 和 Brillouin OTDR 测量可进行温度和压力测量,从而可用于预测破裂和监测光纤运行状况。这三种技术组成了一套强大的工具,可对光纤进行管理或利用光纤来进行分布式光纤传感。许多会逐步损坏光纤的问题都可在业务中断对客户造成影响之前得到修复。
尽管 OTDR 测试最初是针对长距离光纤应用而设计,但更新一代的 OTDR 测试也可用于诊断距离短很多的光缆,例如飞机内部光缆以及诸如结构化布线等企业设备布线.
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OTDR 的工作原理
OTDR 将激光二极管生成的脉冲光能量注入光纤的一个末端。光电二极管在一段时间内测量(反射和散射回的)返回光能量,并将其转换为经过放大和取样的电值,该值将以图形方式显示在屏幕上。
OTDR 测量无源光网络元素(也称为“事件”)的位置和损耗。每个事件的位置或距离依据沿光纤移动的光脉冲的往返时间计算而得。损耗依据回波信号(反向散射效应)的幅值计算而得。
大多数现代 OTDR 都会通过在一段称为自动配置或自动测试的过程中发出测试脉冲,从而自动选择适用于特定光纤的最佳采集参数。
OTDR 测试类比
OTDR 与随着技术转变为光纤而逐步被其取代的铜线信号完整性测试有一些明显的相似之处。但是,为了形象地介绍 OTDR 测试的前提,可以使用超声波技术来进行更有用的类比。
在医学成像应用中,超声换能器的振动元件会产生人耳听不见的高频率 (≥20KHz) 声波。与光波很像,这些声波会被吸收、反射回来源或散射到各个方向,具体情况取决于距换能器的距离以及所分析材料的特性。返回到换能器的声波的频率、方向和强度提供了足够的数据,用于创建内部解剖特征详细而准确的图像。
OTDR 测试术语
利用一些对于 OTDR 测试程序必不可少的概念了解 OTDR 背后的技术。
OTDR 测试程序
OTDR 测试程序取决于设备类型和所测试的光缆线路,以及测试的目标。不过,有一些对于任何应用都很重要的通用 OTDR 测试程序。
解读 OTDR 测试结果
OTDR 测试完成后,系统将同时以数字和图形格式显示 OTDR 测试结果。 显示内容的 x 轴将指明距离,而 y 轴将以 dB 为单位显示信号损耗。此图形(也称为轨线)将称为每个连接、接头或破裂处的位置,并清楚地显示每个元素的信号损耗和反射特征。好的 OTDR 测试设备会将此轨线转换为图标式线性视图,其中的每个元素和事件都以浅显易懂的图标表示,让您能立即看到通过/未通过信息,并清晰地显示每个组件/事件的名称。
光纤的长度根据光纤中玻璃的折射率计算而得。因此,务必要正确设置此值才能生成准确的 OTDR 测试结果。
系统将对发送和反射(或散射)回接收器测试脉冲所需的精确时间量进行分析,从而准确找到连接器、接头和其他损耗事件的位置。
如果一开始设置了损耗阈值,则会为光缆线路的每个元素指明“通过”或“未通过”。将通过的光缆与一个或多个未通过的元素铺设在一起是完全可能的,反之亦然。此时,前面提到的以前 OTDR 测试中的数据存储可能很容易进行故障排查。
OTDR 测试设备的类型
尽管功能集和成本大为迥异,但目前市面上的 OTDR 测试设备主要分为两种类型。
OTDR 规格
要想针对专门的应用选择正确的 OTDR,务必要了解 OTDR 规格。
校准 OTDR 测试设备
对于所有测量设备,都必须基于参考标准监控并纠正设备偏差,以及重置相关功能。尽管某些人偏爱黄金标准光缆(例如 NPL研制的“金色光纤”,而其他人则推荐使用不需要物理参考标准的电子/光学仿真方法来进行校准。
在 OTDR 测试结果的准确性至关重要的行业中,用于校准的 IEC 61746 标准以及 TIA/EIA-455-226(改编自 IEC 标准)是公认标准。
IEC 标准包括用于校准点到点准确性、线性度、衰减、功率输出以及延迟和其他属性的具体做法。 考虑到复杂性,最好将校准工作留给 OTDR 设备制造商或经过认证的校准实验室来做。
OTDR 测试的未来
以更低的价位提供更多的功能、更高的准确性和分辨率是我们一直面对的挑战。 OTDR 自动测试算法的改进可以降低技术人员的入门门槛,并提高接受度。 同样,与克服反射短距离光缆线路固有过载问题相关的改进可以帮助将 OTDR 技术的应用扩展到新领域中。
借助光纤技术,数百年来拉制玻璃工艺的副产品与现代创新及优化相结合,创造出一种变革性的新方式来满足全球社会的通信需求。随着对光纤网络上数据负载需求的不断增长,OTDR 测试功能必须不断改进才能应对这些挑战。
没有像 OTDR 测试这样的技术,光纤的高级应用将无法实现。 “洞察”数百英里细如发丝的光纤的能力不但成为了一项令人难以置信的成就,而且具有实际需求。