光时域反射仪使用方法.docx

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光时域反射仪使用方法

第一节光时域反射仪（OTDR）

一、测试的简单原理及测试项目

光时域反射仪是利用光的后向散射和菲涅尔反射原理制作的，故此测试方法又称为后向散射法。

光波在光纤中传输，沿途受到直径比光波长还小的散射粒子的散射，这就是人们通常所称的瑞利散射。

瑞利散射光向各个方向传播，其中向光波输入端方向传输的这部分光称为后向散射光。

后向散射法就是利用这部分光的变化特牲来测量光纤参数的。

利用后向散射测量原理制作的测量系统见图8-1。

图8-1后向散射法测量系统示意图

从图中看出，光脉冲首先入射在分光板上，分光板的作用是将入射光和后向散射光分开。

入射光通过分光板进入被测光纤，后向散射光通过分光板进入光接收机，经过取样积分，示波器等就可在X-Y记录仪上得到后向散射曲线。

通过观察和分析后向散射曲线就可得到所测量的光纤参数。

用后向散射法可进行如下测量：

1、测量光纤断裂点的位置。

2、测量光纤的衰减。

3、测量光纤的接头损耗。

4、测量光纤的长度。

5、了解光纤沿长度的衰减分布。

二、操作方法

目前光时域反射仪（OTDR）种类很多，其操作方法都大同小异，下面以惠普公司HP8147为例来说明其操作方法。

（一）技术指标

HP8147型光时域反射仪的主要技术指标见表8-1。

表8-1HP8147型光时域反射仪的主要技术指标

距离范围

0到499km

水

平

轴

测量范围

1到500km

读出分辩率

0.1m

精确度

在光纤的拆射率没有变化的情况下：

±0.1m±采样间隔±测试距离×5×10-5

垂

直

轴

刻度（dB）

0.1到10.0Db/格（在1，2，5方式下）

读出分辩率

0.001dB

线性

0.05dB/dB

CRT显示

6.3英寸、彩色-LCD（可选）

热敏打印机

适应（5到40C）

视频输出

混合视频信号：

1Vp—p（75欧负载）连接器：

BNC

电源

交流电：

100到240Vrm±10%,最大150V，50到60Hz

直流电：

（任选）：

11到30Vdc

备用电池：

仪器在20℃断电后一般维持5年

环境温度

0℃至+55℃（运行）0℃至40℃为95%的相对湿度（湿度）-40℃至+70℃（存储）

尺寸和重量

218H*371W*305Kmm，9kg（19.8磅）

激光产品分类

21CFR（1级），IEC825（3A级）

（二）正面板图及各键功能介绍

软键

变动钮

求助键

光输出端

对比度键

激光器起动标志

电子图象放大（Zoom）键

软盘驱动器

功能键

打印机插件槽

1、Zoom键，是用来在显示的扫迹内、外做电子图象放大的手段。

应用该键，可任意方向地缩减或放大扫迹。

还可在扫迹上的标记间做电子图象放大。

2、NEXTMARKER硬键，可用来在标记A、B、C、AB间做切换。

3、按AROUNDMARKER硬键，可用来在A、B间标记间进行电子图象放大。

即使是用钮改变标记（或被标志的部分）在扫迹上的位置，但仍静止在栅格的中心。

4、假若在进行电子图象放大的某个时刻欲返回至全扫迹状态，则可简单地按动FULLTRACE硬键。

5、按动SAVE硬键，则存储现行测量。

6、TRACE/EVENT硬键，可用来在扫迹和事件表荧屏间做切换。

7、按动PRINT硬键，则打印现有的测量结果。

8、按动AUTO硬键，则激励自动测量方式，以自动地设定最佳测量状态。

9、按动RUN/STOP键，则开始或停止测量。

（三）具体操作

1、准备工作

（1）按下电源开关POWER（指示灯应亮）。

（2）接通电源时，所有的键和指示灯都与未接通电源前一样。

一分钟之内荧光屏显示图像。

（3）折射率调节：

按动MENUS软键，以激励菜单软键。

再按动SETTINGS软键，在设定菜单中，选择REFRACTIVEINDEX-TOTALLK加亮参数视窗中的参数值n，转动钮，将值改为1.46200

Range:

0.0-15.0km

n:

1.46200

:

1.1m

π:

100nsλ:

1310nm

optimize:

Autostangdard

AvgTime0:

00of0:

00

改变后的折射率

按动钮，键入值。

（4）改变测量范围：

如欲设定测量范围15倍于光导纤维的长度：

按PARAMS软键，以激励参数软键。

再按SPAN软键，转动钮，设定量程。

Range:

0.0-15.0km

n:

1.46200

:

4.6m

π:

1usλ:

1310nm

optimize:

Autostangdard

AvgTime0:

00of0:

00

（5）脉冲宽度调节：

A、连接设备

B、打开OTDR；自测通过之后，调用故障设置和标准方式。

C、将OTDR置于测量2-光损耗。

D、如果建立了双波模，则选择要求的波长。

E、设置测量范围为0.00-50.00千米。

F、设置脉冲宽度为10毫秒。

G、设置平均时间为3分钟。

H、终结光纤，开始测量，并且等待直到测量停止。

I、显示完整的扫迹

动态范围测试:

显示全部扫迹

J、位置标记A在37.5km见图

K、位置标记B在50km处。

L、选择标记A和标记B，显示两标记间的扫迹。

M、在范围为37.5千米到50千米之间选择最大峰值，位置标记B在最大峰值。

N、显示完整的扫迹。

O、移动标记A到下降界上前反射的末尾，或者移到前反射的数字的左边或右边。

P、移动标记C到下降边界上前反射的末尾，或者移到前反射的数字的左边或右边。

Q、移动标记C到前反向的末尾并显示标记C周围的扫迹

R、设置x轴刻度为500m/格，y轴刻度为0.5dB/格。

S、移动标记C直到前反射以及反向散射起点显示。

T、偏置扫迹直到反向散射外推的起点落在水平网格线上。

如果反向散射从OTDR连续地回到0km，那么反向散射外推的起点即为反向散射将会达到的水平。

U、位置标记A在反向散射外推起始水平上的前反射的末端（在前反射和水平网格线之间横穿）。

见下图。

动态范围测试:

定位前反射末端的标记

V、将A和B之间的2-光损耗记为在真实脉冲宽度下的“动态范围峰值”。

W、按照正式计算动态范围：

动态范围=动态范围+1.8dB

X、对于测试记录中所描述的所有的脉冲宽度重复步骤8到23。

（6）当“LASERREADY”指示灯亮后，按下“OUTPUTON/OFF”。

激光二极管发出的光束入射被测光纤。

（7）[AVERAGE]平均化。

2、测量光纤长度、接头点或障碍点

（1）按下[DISTANCE]（距离）键，有档距离供选择：

和km，这个距离显示在荧光屏的右上角，如DR=18km。

注：

距离的选择一般应是被测光纤长度的（1.5-2）倍。

（2）置（SPLICE/Loss）键于[Loss]

（3）移动垂直游标到所需测量的点。

（4）垂直游标下所显示的值，是从仪表输出端到你选择的点的距离。

（5）按下[ZOOM]键，调节M/div、25m/div或50m/div，（这个调节在荧光屏右上角显示出来）。

（6）用旋转手柄将垂直游标移到接头点或障碍反射点，荧光屏将显示出距离测量值。

例：

两点之间距离的测量：

调节×和*号到被测光纤的始点和终点，则两点之间的距离总衰减和每公里的衰减和每公里的衰减在荧光屏的下方显示。

测量光纤长度、接头点和障碍点具体测量波形见下图，

测量光纤长度、接头点、障碍点波形图

（四）测量光纤衰减（总衰减和每公里衰减）。

光纤衰减的测量同前面两点之间距离的测量方法相同，测出了两点之间的距离，相应的也测出了该距离内光纤的总衰减和每公里的衰减。

在衰减测量时应注意：

当使用[AVERAGE]（平均化）[ON]功能，而不能充分消去“噪声”电平时，就置[LSA/2POINTS]键于[LSA]；当测量任意两点之间的损耗（包括接头在内）时，[LSA/2POINTS]键应置于[2POINTS]处。

具体测量波形见图。

（五）光纤接头损耗测量

1、置（SPLICE/LOSS）键于（LOSS）。

2、调垂直游标于[*]号置于接头阶梯的前边缘。

3、转动旋转柄移动垂直游标，使[*]号置于接头阶梯的前边缘。

4、置[SPLICE/LOSS]键于[SPLICE]，在接头前后曲线上各打上两个[×]标记、就可显示出接头损耗值，如下图所示。

5、光纤接头损耗自动测量

（1）置[*]号在接头阶段的前边缘。

（2）置[AUTO/MANUAL]键于[AUTO]（自动）

（3）[*]和[×]号会自动置于标准位置。

（4）显示接头损耗值。

具体测试波形见下图所示。

6、其他功能键操作

（1）[MASK]（屏蔽）功能。

由于连接处较大的菲涅尔反射，给接头损耗昨光纤衰减的测量带来困难。

屏蔽可消除这类问题。

此功能在CRT上可测量三个点的屏蔽。

具体测试波形见下图。

屏蔽前波形图

屏蔽后波形图

（2）自检功能（LED模式）

注：

自检功能由LED光源提供。

按下固定在后面板上LED键，则打开自检功能，（LED灯亮）。

在荧光屏上显示出[LEDMODE]，在[LED]模式操作期间，前面板所有的键都不起作用。

在后面板的插座装置中，装有“LEDOUT”连接器，把功率计到这个连接器上，可测量LED的输出功率。

如果从顶部数起，3格内（dB刻度）显示阶跃脉冲，那么仪器是正常工作。

（3）[ADVANCEDFUNC]（先进功能）

先进功能系统包括下面11项功能，每项功能由[SELECT]键选择。

数值和状态设置由旋转手柄和[SET]键来完成。

初始化、

衰耗器手动、

平均数、

屏蔽光消除、

调折射率、

M-存储、

M-回叫、

字符显示、

公尺/英尺转换、

轨迹显示。

（4）HELP：

使用该键，在荧光屏上能显示键的功能和测量步骤。

三、维修与保养

1、仪表性能的检测

该仪表具有（LED模式）自检功能，使用者可根据仪表使用状况，定期进行LED输出光功率的测量，以检查仪表是否工作正常。

具体检查方法参照本章“自检功能操作”进行。

2、仪表的保养

（1）通电检查

OTDR属高精密仪表，除对存放地点有温度、湿度和洁净度的要求外、对长期不使用的仪表应进行定期的通过检查。

通电检查的目的是驱散机内的潮气和给元器件加热，并且可发现仪表故障，使仪表始终处于良好状态。

通电检查一般每两周一次，潮湿天气适当增加次数。

（2）一般故障的查找

当仪表出现一般故障时，可按下表进行检查。

HP8147一般故障的查找

项目

检查

仪表不能开机

1、查看电源电压是否相符。

2、检查仪表保险丝是否烧坏。

3、电源连接线是否断线，如没断接触是否良好。

开关无效

1、仪表处于（LED模式）自检状态时前面板所有的键不起作用。

2、处于GP-IB模式下，前面板所有的键不起作用。

波形信噪比S/N降低

光纤连接器是否接好，连接器端面是否干净，光单元插件端面是否干净，光单元插件与本机接触是否良好。

GP-IB模式不工作

GP-IB的“地址码”开关位置是否正确