OTDR 测试

OTDR 的工作原理

OTDR 将由激光二极管产生的光能（光功率）脉冲发送到光纤的一端。光电二极管在一段时间内测量（反射和散射回的）返回光能量或光功率，并将其转换为经过放大和取样的电值，以图形方式显示在屏幕上。

每个事件的位置和总光缆长度是根据光脉冲通过光纤纤芯的往返时间计算的。插入损耗依据反向散射光的成比例振幅变化计算得出。

大多数现代 OTDR 工具都会通过在称为自动配置、自动设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。尽管当今的先进技术允许多个 OTDR 测试系统自动为您的测试过程确定最佳设置，但了解底层设置是什么以及它们对您的结果有什么影响仍然很重要

OTDR 测试类比

随着通信网络转向光纤，OTDR 与其逐渐取代的铜线信号测试之间存在明显的对比。另一个有用的类比是超声波技术。 

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，并反射回源，以生成人体特征的精确图像。同样，从 OTDR 反射或散射的光波使人们可以“看到”光纤纤芯的整体状况。

OTDR 测试术语

利用一些对于 OTDR 测试过程很重要的基本概念了解 OTDR 背后的技术。

• 衰减

  光信号在传输过程中光功率的减少。光纤衰减以每千米分贝数（dB/千米）表示。信号衰减可能是由于弯曲、拼接、连接器/连接或光纤本身的吸收和散射特性造成的。请参阅 VIAVI 衰减器。

• 反向散射

  该术语用于描述光波沿其来源方向分散反射。反向散射量是光纤总体衰减的一项指标，因为反射回光源的光表示下行信号强度的损耗。在 OTDR 测试中，反向散射光的光量只有测试脉冲的大约百万分之一。

• 反射系数

  对照射到光反射表面上的光的比例进行测量的指标。与反向散射光不同，反射光更直接地返回到光源。连接器/连接和接头会将光反射回光源，这样，OTDR 便能确定位置、状况以及这些组件中的信号损耗。

• 折射

  折射是指光波在从一种透明材料类型传递到另一种透明材料类型时发生的弯曲。反射的光量由通过拼接联接的两条光纤的折射率差异、玻璃纤维中的杂质、连接器中的物质变化或者所铺设光缆内包含的物质变化确定。

OTDR 测试流程

执行 OTDR 测试需要遵循一些基本的设置、编程、测试执行和报告流程。

• 打开 OTDR 电源，并验证电池是否已充电以及测试显示器是否正常工作。
• 清洁并检查所有待测光纤、发射光缆、连接器和适配器的端部。
• 小心地将发射光缆一端连接到 OTDR 的输出端口，另一端连接到待测光纤。
• 根据网络类型和测试条件选择预编程测试例程，或适当设置/调整测试参数。手动 OTDR 测试参数设置通常包括以下各项：
  • 范围：根据光纤总长度设置适当的范围（距离）
  • 脉冲宽度：设置发射的每个激光脉冲的持续时间
  • 采集时间：设置用于对反射光的测量结果求平均值的持续时间
  • 折射率：与所测试光缆材料的指数相匹配
  • 系统和单个元素或“事件”的损耗阈值设置
• 运行 OTDR 必要的时间，以获取测试结果和“轨线”
• 根据需要存储和/或上传测试结果
• 小心断开所有光缆、连接器和适配器

OTDR 最佳测试方法示例

在连接参考光缆和被测光纤进行测量之前，进行光纤清洁和检查是最重要的。在我们的光纤检测页面了解关于 VIAVI“先检查，后连接”方法的更多信息。

发射电缆、待测光纤和 OTDR 之间的配套连接器必须兼容，以最大限度地减少反射系数。想像一个软管龙头，与其连接的软管发生松动或弯曲，从而导致漏水以及水从接合点处向后射出。这类似于错误的 OTDR 连接造成的影响，即气隙允许过多的光线反射回来并使光电二极管过载。

在光缆线路的远端使用接收光缆是另一种推荐的最佳做法。这些光缆将提供一个范例，可帮助准确地测量光缆总长度，以及线路最后一个连接器处的损耗。详细了解光纤特征分析。

最好的手持式 OTDR 测试系统包括一键操作功能和为不同技能水平定制的界面。VIAVI SmartOTDR 手持式光纤测试仪通过自动通过/未通过测试结果提高了生产效率。

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 结果。图形（也称为轨线）将显示每个连接器/连接、接头或破裂处的位置，以及每个元素的信号损耗（以 dB 为单位）和反射特征。

具有智能链路映射 (SLM) 等功能的先进 VIAVI OTDR 测试设备还会将此轨线数据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。此功能还为 FTTH、PON 网络或光纤到天线 (FTTA) 等应用提供定制的工作流和图标。

测试运行完成后，将显示光纤总长度和链路损耗。如果一开始设置了损耗阈值，则会为光缆线路的每个元件指示 “通过”或“未通过”。

OTDR 测试设备的类型

尽管功能集、规模和成本大为迥异，但目前市面上的 OTDR 测试设备主要分为三类。 

• 台式
  此术语通常描述实验室和生产设施中使用的 OTDR 测试设备。台式设备可放在实验室工作台上或生产试验间中，并通常有较大的显示屏、更多可用于 MPO 测试等应用的扩展端口，以及直接交流（插座）电源。台式 OTDR 测试设备可用于需要高精度、高灵敏度或远距离测量（具有固有的高功率脉冲强度）的场合。
• 手持式 OTDR 测试设备
  顾名思义，手持式 OTDR 测试设备轻巧（不到 1 千克）、便携、通常以电池供电，并针对现场使用进行了优化。用户界面通常简单明了，因此技术人员可以很容易地接受操作 OTDR 的培训。手持式 OTDR 仪表还可以集成光纤认证和故障排查所需的其他工具，例如可视故障定位仪  (VFL)、 光功率计 (OPM) 和紧凑型光纤检测显微镜。包括 Wi-Fi 或蓝牙在内的连接选项可用于快速传输测试结果和工作指令。
• 嵌入式或机架安装式 OTDR 测试设备
  嵌入式 OTDR 的设计和制造类似于许多大容量电子产品，外形小巧，可以很容易地集成到网络监控设备中。机架安装式 OTDR 与光开关相结合，可在多根光纤间自动轮转。程序化的测试例程可优先考虑关键光纤和重要的客户。这些光纤监控应用可用于在线监控或暗纤监控。

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。

• 动态范围
  动态范围以分贝 (db) 表示，定义为设置为最大脉冲宽度时从光纤反射的初始功率电平与检测器噪底上限之间的差值。动态范围确定光纤的最大可观察长度。
• 事件盲区
  事件盲区 (EDZ) 是 OTDR 可以检测到的两个反射事件（通常是两个连接）之间的最小距离。在多个反射事件的间距比 EDZ 更小的情况下，OTDR 会将它们显示为一个事件。
• 衰减盲区
  在 IEC 61745 标准中，衰减盲区 (ADZ) 定义为反射（例如连接器）或衰减（例如接头）事件后面的一段最短距离，在该距离中可对非反射事件（接头）进行测量。与 EDZ 非常相似，ADZ 取决于脉冲宽度。
• 波长
  当光纤链路工作时，OTDR 根据用于传输的波长发送光脉冲。典型波长为 850 纳米和 1300 纳米（适用于多模光纤），以及 1310 纳米、1550 纳米和 1625 纳米（适用于单模光纤）。经过滤波的 1625 纳米或 1650 纳米可用于维护，以避免干扰实时流量波长。

OTDR 制造商

通过支持光纤测试市场中增长最快的部分，OTDR 设备制造商在全球所有产品类别中都经历了持续的扩张，这一趋势预计将持续下去。5G 的采用带来了新的机遇和挑战，光纤监控、安装和制造操作都在对持续的需求做出反应。作为行业领先的 OTDR 制造商，VIAVI 正在满足客户对 OTDR 安全性、效率和测试产品质量的前所未有的要求。

校准 OTDR 测试设备

所有测量设备必须定期进行校准，以便根据参考标准测量和校正设备偏差和重置功能。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、功率输出和延迟的具体做法。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正在持续降低技术人员的入门门槛，并提高接受度。与短距离光缆线路的反射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。

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。

未来十年，承载大量数据负载的新的 5G 网络、通过通信网络连接的智慧城市以及 FTTH 服务的持续部署将推动行业对高效、多功能 OTDR 测试的需求。凭借 OTDR 的突破性创新，如智能链路映射和智能采集，使测试更容易、更准确、更强大，VIAVI 正在解决未来的光纤安装和维护需求。

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