实验名称：自构建光纤链路的otdr测试实验实验日期：指导老师：林远芳学生姓
名：同组学生姓名：成绩：
一、实验目的和要求二、实验内容和原理三、主要仪器设备四、实验结果记录
与分析
五、数据记录和处理六、结果与分析七、讨论、心得
一、实验目的和要求
1. 了解瑞利散射及菲涅尔反射的概念及特点；
2. 熟练掌握裸纤端面切割、清洁、连接对准方法及熔接技术；
3. 熟悉光时域反射仪（optical time domain reflectometer，以下简称 otdr）的工
作原理、操作方法和使用要点，能利用 otdr 测试、判断和分析光纤链路中的事件点位置及
其产生原因，提高工程应用能力。
二、实验内容和原理
1．otdr 测试基本理论
散射：光遇到微小粒子或不均匀结构时发生的一种光学现象，此时光传输不再具有良好
的方向性。
瑞利散射：当光在光纤中传播时，由于光纤的基本结构不完美（光纤本身的缺陷、制作
工艺和材料组分存在着分子级大小的结构上的不均匀性），一部分光纤会改变其原有传播方向
而向四周散射（图 1-3-1），引起光能量损失，其强度与波长的 4 次方成反比，随着波长的
增加，损耗迅速下降。
后向或背向散射：瑞利散射的方向是分布于整个立体角的，其中一部分散射光纤和原来
的传播方向相反，返回到光纤的注入端，形成连续的后向散射回波。光纤中某一点的后向回
波可以反映出光纤中光功率的分布情况，椐此可以测试出光纤的损耗。
菲涅尔反射：当光纤由一种媒质进入另一种媒质时会产生的一种反射，其强度与两种媒
质的相对折射率的平方成正比。如图1-3-2 所示，一束能量为p0 的光，由媒质 1（折射率
为nl）进入媒质 2（折射率为 n2）产生的反射信号为p1，则
?n1?n2p1???n?n2?1? ???2 衰减：指信号沿链路传输过程中损失的量度，以 db 表示。衰减是光纤中光功率减少量
的一种度量，光纤内径中的瑞利散射是引起光纤衰减的主要原因。通常，对于均匀光纤来
说，可用单位长度的衰减，即衰减系数来反映光纤的衰减性能的好坏。
当光脉冲通过光纤传输时，沿光纤长度上的每一点均会引起瑞利散射。这种散射向着四
面八方，其中总有一部分会沿着纤轴反向传输到输入端。由于主要的散射是瑞利散射，并且
瑞利散射光的波长与入射光的波长相同，其光功率与该散射点的入射光功率成正比，光纤中
散射光的强弱反映了光纤长度上各点衰减大小，光纤长度上的某一点散射信号的变化，可以
通过后向散射方法独立地探测出来，而不受其它点散射信号改变的影响，所以测量沿纤轴返
回的后向瑞利散射光功率就可以获得光沿着光纤传输时的衰减及其它信息。
基于后向散射法设计的测量仪器称为 otdr，其突出优点在于它是一种非破坏性的单端测
量方法，测量只需在光纤的一端进行。它利用激光二极管产生光脉冲，经定向耦合器注入被
测光纤，然后在同一端测量沿光纤轴向向后返回的散射光功率返回信号与时间的关系，将时
间值乘以光在光纤中的传播速度以计算出距离，在屏幕上显示返回信号的相对功率与距离之
间的关系曲线和测试结果。国内厂家主要是中国电子科技集团公司第四十一研究所，国外的
品牌主要有安捷伦（agilent）、安立（anritsu）、exfo、wavetek 等。
2．光纤的连接
光纤连接时的耦合损耗因素基本上可分为两大类：一类是固有的，是被连接光纤本身特
性参数的差异，比如纤芯直径、模场直径、数值孔径差异、纤芯或模场的同心度偏差、纤芯
椭圆度等。这些因素所引起的光纤连接损耗一般无法通过连接技术来改善；另一类是光纤连
接时光纤的端面质量、对中质量和连接质量等因素，比如光纤的端面切割质量、端面间隙、
纤轴的横向错位、纤轴的角度倾斜、纤芯形变等因素。这些因素所引起的连接损耗可通过连
接技术的改进而得到改善。
3. 典型事件
用 otdr 测量光纤链路可识别出由于拼接、接头、光纤破损或弯曲及链路中其他故障所
造成的光衰减的位置及大小。otdr 接收和显示的不仅仅是来自各事件的信号，而且包括来自
光纤本身的信号。这种来自光纤本身的信号就是后向散射。当光沿着光纤传送时会由于瑞利
散射效应而衰减，这是由于光纤折射率微小变化等引起的，并且它沿着整根光纤持续发生。
后向散射强度的变化决定了光纤链路沿线各事件的损耗值。
非反射事件：
光纤熔接头和微弯会导致光纤中有一些光功率损耗，但不会引起反射。在otdr 测试曲
线上，这种事件会以“在后向散射电平上附加一个下降台阶”的形式表现出来，竖轴上后向
散射电平值的改变量即为损耗的大小，如图 1‐3‐6所示。
反射事件：
在光纤链路中，光纤的几何缺陷、断裂面、故障点、活动连接和固定连接等都会造成折
射率突变，使光在光纤中产生菲涅尔反射，称之为反射事件。反射和散射的强弱都和通过的
光功率成正比，菲涅尔反射光功率远大于后向瑞利散射光功率，则在 otdr 显示的测试曲线
上，对应于光纤菲涅尔反射点处有突变的峰值区（有一个急剧的上升和下降）。如图 1‐3
‐7 所示，光纤链路中的活动连接和固定连接的接头以及光纤上的裂缝都会同时引起光的反
射和损耗。反射值(通常以回波损耗的形式表示）是由后向散射曲线上反射峰的幅度所决定的，
竖轴上后向散射电平值的改变量即为损耗的大小。
光纤末端：
如果光纤末端（尾端）是平整的端面或者在尾端接有平整、抛光了的活动连接器，则尾
端会存在反射率为 4％的菲涅尔反射，意味着 otdr 测试曲线具有反射终端，如图 1‐3‐8
（a）所示。如果尾端是破裂的端面或者被磨花了，则由于端面的不规则会使光纤漫射而不会
引起反射，在这种情况下，光纤末端的 otdr 测试曲线会从后向反射电平简单下降到 otdr 噪
声电平下，如图 1‐3‐8（b）所示。虽然破裂的尾端也可能引起反射，但其反射峰不会像平
整的光纤末端或活动连接器所带来的反射峰值那么大。
4．otdr 主要性能参数
（1）动态范围
otdr 的信号是通过对数放大器处理的，测试曲线的相对后向散射功率是对数标度，读得的是电平值，而且是经过往返两次衰减的值。后向散射电平初始值与噪声电平的差
值（db）
定义为动态范围。如图 1‐3‐9 所示，根据噪声电平的取法，有两种不同的动态范围表
示方式：
‐‐峰值：取噪声电平的峰值，这是一种传统的比较有意义的指标表示方式。在后向散
射
电平与噪声电平相等时，后向散射信号就成了不可见信号。
‐‐信噪比 snr=1：取噪声电平的均方根值。
动态范围和被测光纤的衰减决定了 otdr 实际可以测量的光纤最长距离：
d l?max?
其中：d 为 otdr 的动态范围，a 为被测光纤的衰减常数。由此可以分析得知：对衰减
一定的光纤而言，otdr 的动态范围越大，则可测量的光纤长度越长，反之越短；对同一
动态范围的 otdr 而言，光纤衰减越小，则可测量的光纤长度越长，反之越短。
（2）盲区
用 otdr 测试光纤时，反映不出某段范围内光纤损耗等的测量情况，称之为盲区。反射
会使 otdr 的接收器进入饱和状态，接收器从饱和状态逐渐恢复会产生一个“拖尾”。“托
尾”过后，otdr就可以对光纤的后向散射进行测量。
事件盲区：从反射峰的起始点到接收器从饱和峰值恢复到 1.5db 之间的距离。在这点上
紧接的第二个反射为可识别反射，但这时损耗和衰减仍为不可测事件。
衰减盲区：从反射峰的起始点到接收器从饱和状态恢复到线性后向散射上 0.5db 点之间
的距离。（贝尔实验室文件建议的指标是 0.1db，但 0.5db 是一个更常用的指标值）。
三、主要仪器设备
跳纤；尾纤；裸纤；剥纤钳；笔式光纤切割刀；av33012光纤切割器；吹气球、擦镜纸、
无水乙醇、脱脂棉棒、光纤接头清洁器等光纤端面处理与清洁工具；常规法兰、5db和 10db
法兰式光衰减器；使用精密 v槽实现光纤临时耦合对接的av87501 光纤对接器；av6471 光
纤熔接机；具有 32db 动态范围和 0.1m测距分辨率的av6413高性能微型otdr，具有28db
动态范围和0.25m测距分辨率、并且内置波长为650nm的肉眼可视红光出射功能的 av6416
掌上型 otdr。
四、实验结果记录与分析（以下为示例，摘自08级学生实验报告，请同学们根据实验结
果自行分析）
无损/2db/5db/10db -3: 185m
1.28km
图1、自构建的链路情况：法兰盘+机械连接+熔接
图2、测试波形及事件表
? 结果分析：
此次实验得到了非常好的结果，把所有的事件都测试出来了，数值和长度都很合理。
1）第一个35.1m的非反射损耗是意外出现的，在此后的实验结果中也都存在，因此我
们判定此
卷光纤在这个地方存在损伤
2）第一个反射事件：发生在1.31km处，即为法兰盘的连接位置，因此我们新接入的光
纤长度
为1.3km，且法兰盘的连接损耗为1.122db，反射高度为38.326db。虽然标称是无损的
法兰盘，其实还是存在“注意”中所说的机械压力和空气间隙的损耗
3）第二个反射事件：发生在1.46km处，事件间隔一段150m左右的光纤，明显是机械
连接的
位置，因此我们获得了机械损耗的数值，为 1.631db（第一个实验中结果出现伪增益，
应该是量程和平均次数设置出现问题，在增大量程和提高平均次数之后结果明显合理很多，
所以在自动测试出现bug时可以进入手动测试模式，注意量程变大之后要相应的修改脉冲宽
度，因为otdr总的取点数目是一定的）
4）非反射事件：在1.646km处，为明显的“台阶式下降”损耗，是熔接损耗，大小为
0.021db，
且与机械连接相隔的光纤长度为1.646-1.461=0.185km，也就是185m左右
5）光纤末端：光纤总长度为2.93km，尾纤长度约为2.93-1.65=1.28km左右
五、思考题
1、动态范围和盲区的大小都与光脉冲宽度的设定值有关。当分别需要对光纤远端、靠近
otdr 附近的光纤以及两个紧邻事件进行观测时，应该分别选择宽脉冲还是窄脉冲？
2、测量损耗时选择的算法（分为tpa和lsa两种，前者表示用“两点”法测量两个标记
点之间的平均损耗，只有这两个标记点参与计算，后者表示用最小二乘法计算两个标记点之
间的平均损耗，是利用两个标记点间的拟合曲线来进行计算）不同，则测试值也不同。对于
中间没有任何事件点的一段连续光纤来说，选择上面哪种算法所得的测试值更准确些？
3、手动测试时什么参数的设定会影响测试轨迹信噪比？如何合理设置量程、衰减和折射
率？
4、实际测量时，为了避开近端盲区，通常在 otdr 输出端引入一段“过渡光纤”，将
otdr光输出连接器产生的盲区控制在过渡光纤上，以此减小盲区对测量结果的影响。那么，
对过渡光纤的长度是如何要求的？它与被测光纤应以何种形式连接才能消除盲区？
5、采样间隔如何影响 otdr 测试曲线？如何才能减小因采样间隔带来的距离测量误差？
6、用 otdr 从两个方向分别测试光纤上的同一接续点，结果有时会不同甚至相差很多，
为什么？如何才能得到比较真实准确的接头损耗值？
7. 提出你对实验装置及实验内容的意见及建议。篇二：8李唐军实验报告单模光纤损耗
测试实验
实验八单模光纤损耗测试实验
光时域反射仪（otdr）是一种相当复杂的仪表，它广泛地应用于实验室和现场。它所采
用的测试技术也常称为后向散射测试技术。它能测试整个光纤网络链路的衰减并能提供和光
纤长度有关的衰减细节；otdr还可测试光纤线路中接头损耗并可定位故障点位置；otdr这种
后向散射测试具有非破坏性且只需在一端测试的优点。
一、实验目的
（1）掌握otdr工作原理；
（2）熟悉otdr测试方法。
二、实验内容
（1）利用otdr测量一盘光纤的衰减系数和光纤总长度；
（2）测量两盘光纤连接处的接头损耗。
三、基本原理
otdr由激光发射一束脉冲到被测光纤中。脉冲宽度可以选择，由于被测光纤链路特性及
光纤本身特性反射回的信号返回otdr。信号通过一耦合器到接收机，在那里光信号被转换为
电信号。最后经分析并显示在屏幕上。
由于时间乘以光在光纤中的速度即得到距离，这样，otdr可以显示返回的相对光功率对
距离的关系。有了这个信息，就可得出有关链路的非常重要的特性。可以从otdr得出的光路
信息有：
（1）距离：链路上特征点（如接头、弯曲）的位置，链路的长度等。
（2）损耗：单个光纤接头的损耗。
（3）衰减：链路中光信号的衰减。
（4）反射：一事件的反射大小，如活动连接器。
图1为otdr测试的一般原理。它显示了otdr测试链路上可能出现的各类事件。
衰减及其测试方法：
光纤衰减和波长密切相关。衰减系数随波长变化的函数?(?)被称之为损耗谱。人们最感
兴趣的是工作波长下的衰减系数，如在?=1310nm、1550nm等波长下的衰减系数。
在光纤长度z1和z2之间，波长为?的损耗r (?)可由下式定义：
r(?)?10logp1(db)p2 p1和p2分别表示传过光纤截面点z1和z2的光功率。如果p1和p2之间的距离为l，可
用下式计算出每单位距离的损耗，即衰减系数?(?)。
?(?)?
? p10log1(db/km)z1?z2p2p10log1(db/km)lp2 图1 用otdr测试的一般原理
入射到光纤的光脉冲随着在光纤中传播时被吸收和散射而被衰减。一部分散射光返回入
射端。通过分析后向散射光的强度及其返回入射端的时间，可以算得光纤损耗。假设入射光
脉冲宽度为t、功率为p(0)，这束光脉冲以群速度vg在光纤中传播，假设耦合进光纤中的光
功率为 p0 ,考虑沿光纤轴线上任一点 z,设该点距入射端的距离为 z ,那么
该点的光功率为：
p(z)?p(0)exp[???f(x)dx] (1 ) 0z 式中，?f(x)是光纤前向衰减系数。若光在 z点被散射 ,那么该点的背向散射光返回到
达入射端时的光功率为：
ps(z)?s(z)p(z)exp[???b(x)dx] (2 ) 0z 式中，s(z)是光纤在 z点的背向散射系数 , s(z)具有方向性 ; ?b(x)是光纤背向
衰减系数。
将 (1 )式代入 (2 )可得：
ps(z)?p(0)s(z)exp[??(?f(x)??b(x))dx] (3) 0z 考虑光纤中有 2点 z1 和 z2 ,其距入射端的距离分别为 z1 和 z2 (z2 >z1 ),这 2
点的背向散射光到达输入端时为 ps(z1)和 ps(z2),则由 (3)式得
z2ps(z1)s(z1)?exp[?(?f(x)??b(x))dx] （4） z1ps(z2)s(z2) 对上式两边去对数得：
?z2
z1(?f(x)??b(x))dx?lnps(z1)s(z)?ln1 （5） ps(z2)s(z2) 一般认为光纤的损耗和光纤的结构参数沿轴向近似均匀 ,即认为前向衰减系数和背向衰
减系数不随长度 z而变 ,有?f(z),?b(z),并认为背向散射系数也不随长度而变 [即
s(z1)?s(z2)],则 z1 和 z2 两点间损耗系数为：
?f(x)??b(x)?p(z)1lns1 (6) z2?z1ps(z2) 由于损耗为正向和反向之和 ,因此可用?=1/2[?f(z)+?b(z)]表示 z1 点到 z2 点这段光
纤的平均损耗系数 ,由 (6)式有：
??1[lnps(z1)?lnps(z2)] （7） 2(z2?z1) 由上式原理可通过otdr的测试测定一段光纤的平均损耗系数，式中的ps(z1)、ps(z2)
的值可以从otdr显示屏上的连续背向散射轨迹的幅度得到 ,进而可求出平均损耗系数?。
与距离有关的信息是通过时间信息而得到的（此即光时域反射计中时域的由来），otdr
测量发出脉冲与接收后向散射光的时间差 ,利用折射率ｎ值将这一时域信息转换成距离：
z?ct （8） 2ng 其中ｃ为光在真空中的速度 (3×1 0 8ｍ/ｓ) 方向耦合器：
方向耦合器就是光分路耦合器。它把一束光分裂为两路光作不同方向的耦合。光时域反
射仪能在光纤的一端进行测量，就是利用了方向耦合器来实现的。这种方向耦合器要能把光
分路耦合，同时还要能消除或减少前端的菲涅耳反射。最简单的方向耦合器如图2所示。它
是由一块半反射镜（或者叫半反射片）和匹配液盒组成。入射光（实线）一路透过半反射片
注入光纤，一路经过半反射片反射，用作入射光功率监测。背向瑞利散射光（虚线），一路透
过半反射片到光源，另外一路经过半反射片反射耦合到检测器。这样就把入射光和背向散射
光分离开来，光源和检测器都在光纤的同一端，测量能在同一端进行。为了减弱从光纤前端
面来的反射光和杂散光的影响，可把光纤的前端面和半反片放置在盛满匹配液的盒里。
图2 半反片和匹配液盒组成的方向耦合器
这种由半反片和匹配液盒组成的方向耦合器，光路调整困难，而且要用匹配液，不适于现场应用。目前较广泛使用的是整体的方向耦合器——y分路器，其三端通过尾纤分别与光源a、待测光纤b和检测器c直接耦合，如图3所示。
图3 熔锥型光纤耦合器
这种y型整体的耦合器比上述组合式插入损耗小，稳定可靠，
调节对准方便，
还有体积小、重量轻、价格低廉等特点，所以得到广泛使用。
另一种整体的方向耦合器是利用晶体双折射特性设计的。如图4所示的是利用格兰—汤姆生棱镜做成的方向耦合器。
光源
图4 晶体型方向耦合器
如图所示，当具有两个互相垂直偏振方向的激光入射到晶体棱镜时（实线），由于入射光与光轴垂直，被分为o光（遵守菲涅耳折射定理）和e光（不遵守菲涅耳折射定理）。在晶体胶合面，对于o光入射角?大于临界角，因此o光发生全反射，而e光则透过树胶层注入被测光纤。
因为普通光纤不具有保偏特性，经光纤传输出来的背向散射光变成部分偏振光。背向散射光（虚线）进入棱镜，同样分为o光和e光，e光透过棱镜，o光被全反射而被检测器接收。至于前端菲涅耳反射光，因为是线偏振光e光入射到端面，端面反射的仍然是e光，因此沿原路透过树胶层而不能为检测器所接收。这样，采用晶体方向耦合器就完全消除了前端强烈的菲涅耳反射。
晶体方向耦合器用于otdr，虽然具有很好的效果，但其缺点是加工困难，价格昂贵。
反射事件与非反射事件：
图2中显示出非反射事件的例子。光纤熔接点与弯曲点会引起损耗但通常不会引起明显反射。
光纤中活接头、机械式熔接点、裂缝等将会引起损耗与反射。损耗可由后向散射的强度值之差来决定。总的反射（通常称为回损）由叠加在后向散射之上的反射幅度决定。图3显示的是两种反射事件的情况。
尾端菲涅耳反射事件
在光纤中，尾端有两种情况。篇三：光纤通信实验报告
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第 5 页篇四：光通信实验报告
信息与通信工程学院
光纤通信实验报告
班姓学
级：名：号：
班内序号：17 日
期：2015年5月
一、otdr的使用与测量
1、实验原理
otdr使用瑞利散射和菲涅尔反射来表征光纤的特性。瑞利散射是由于光信号沿着光纤产
生无规律的散射而形成。otdr就测量回到otdr端口的一部分散射光。这些背向散射信号就
表明了由光纤而导致的衰减（损耗/距离）程度。形成的轨迹是一条向下的曲线，它说明了背
向散射的功率不断减小，这是由于经过一段距离的传输后发射和背向散射的信号都有所损耗。
给定了光纤参数后，瑞利散射的功率就可以标明出来，如果波长已知，它就与信号的脉
冲宽度成比例：脉冲宽度越长，背向散射功率就越强。瑞利散射的功率还与发射信号的波长
有关，波长较短则功率较强。也就是说用1310nm信号产生的轨迹会比1550nm信号所产生的
轨迹的瑞利背向散射要高。
在高波长区（超过1500nm），瑞利散射会持续减小，但另外一个叫红外线衰减（或吸收）
的现象会出现，增加并导致了全部衰减值的增大。因此，1550nm是最低的衰减波长；这也说
明了为什么它是作为长距离通信的波长。很自然，这些现象也会影响到otdr。作为1550nm
波长的otdr，它也具有低的衰减性能，因此可以进行长距离的测试。而作为高衰减的1310nm
或1625nm波长，otdr的测试距离就必然受到限制，因为测试设备需要在otdr轨迹中测出一
个尖锋，而且这个尖锋的尾端会快速地落入到噪音中。
菲涅尔反射是离散的反射，它是由整条光纤中的个别点而引起的，这些点是由造成反向
系数改变的因素组成，例如玻璃与空气的间隙。在这些点上，会有很强的背向散射光被反射
回来。因此，otdr就是利用菲涅尔反射的信息来定位连接点，光纤终端或断点。
otdr的工作原理就类似于一个雷达。它先对光纤发出一个信号，然后观察从某一点上返
回来的是什么信息。这个过程会重复地进行，然后将这些结果进行平均并以轨迹的形式来显
示，这个轨迹就描绘了在整段光纤内信号的强弱。
盲区的概念
fresnel 反射引出一个重要的 otdr 规格，即盲区。有两类盲区：事件和衰减。两种盲
区都由 fresnel 反射产生，用随反射功率的不同而变化的距离来表示。盲区定义为持续时间，
在此期间检测器受高强度反射光影响暂时“失明”，直到它恢复正常能够重新读取光信号为止。
2、实验结果
本实验主要按照要求进行测量，测出在不同折射率条件下的背向散射法曲线，
第1页
并按照下图中所示方法求得所需的衰减常数与接头损耗：
则其所测得效果图如下所示：
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二、脉冲展宽法测量多模光纤带宽
1、实验原理
多模光纤基带响应测试方法既可用频域的方法，也可用时域的方法。时域法利用的是脉
冲调制。按照对脉冲信号采集及数学处理方法的不同，又分为脉冲展宽法、快速傅立叶变换
法和频谱分析法。本实验采用的是较为简单的脉冲展宽法。
图1. 多模光纤脉冲展宽测试仪原理图
如图1所示为多模光纤时域法带宽测试原理框图。从光发模块输出窄脉冲信号，首先使
用跳线（短光纤）连接激光器和光检测器，可以测出注入窄脉冲的宽度??1；然后将待测光纤
替换跳线接入，可以测出经待测光纤后的脉冲宽度??2。经过理论推导可以得到求解带宽公式：
b
多模光纤脉冲展宽测试仪如图2所示。前面板接口分上下两层。上层用于850nm测试，
下层为1310nm。每个波长分别由窄脉冲发生器输出极窄光脉冲经被测光纤回到测试仪内进行
o/e变换后送出电信号，通过高速示波器即可显示。本实验测试850nm波段和1310nm波段，
采用的数字示波器如图3所示。
ghz)
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图2. 多模光纤脉冲展宽测试仪实物图
图3. 实验采用的数字示波器实物图
2、实验步骤
接跳线测试：
1. 打开测试仪电源开关（位于背面），前面板上的电源指示灯亮；
2. 将示波器输入端与本仪器850nm的“rf out”输出端用信号线接好；
3. 用一根光纤
跳线将850nm的“optical in”和“optical out”连接起来； 4. 进行示波器操作：
a) 按auto－scale键调出波形；
b) 点击time base键，并通过右下方旋钮调整脉冲至适当宽度(一般设置为10.0ns/div)；
c) 点击?t、?v键，显示屏右方会出现?v markers(off/on)、?v markers(off/on)选框，
先通过右侧对应按键将?v markers设为on，分别调节v marker1和v marker2测出脉冲高度
并找出脉冲半高值；再将?v markers设为on，分别调节t marker1和t marker2 使其与脉
冲半高值相交。则有t marker2-t marker1即为脉冲半高全宽?1。接光纤测试：
换下该光纤跳线，接入待测光纤用同样方法测出?2。
3、实验结果
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篇五：北邮光纤通信实验报告
北京邮电大学
光纤通信实验报告
学院：信息与通信工程学院班级：2012 学
号：2012 姓名：
日期：2015-6-8 一． otdr的使用
1. 实验原理
otdr使用瑞利散射和菲涅尔反射来表征光纤的特性。瑞利散射是由于光信号沿着光纤产
生无规律的散射而形成。otdr就测量回到otdr端口的一部分散射光。这些背向散射信号就
表明了由光纤而导致的衰减（损耗/距离）程度。形成的轨迹是一条向下的曲线，它说明了背
向散射的功率不断减小，这是由于经过一段距离的传输后发射和背向散射的信号都有所损耗。
给定了光纤参数后，瑞利散射的功率就可以标明出来，如果波长已知，它就与信号的脉
冲宽度成比例：脉冲宽度越长，背向散射功率就越强。瑞利散射的功率还与发射信号的波长
有关，波长较短则功率较强。也就是说用1310nm信号产生的轨迹会比1550nm信号所产生的
轨迹的瑞利背向散射要高。
在高波长区（超过1500nm），瑞利散射会持续减小，但另外一个叫红外线衰减（或吸收）
的现象会出现，增加并导致了全部衰减值的增大。因此，1550nm是最低的衰减波长；这也说
明了为什么它是作为长距离通信的波长。很自然，这些现象也会影响到otdr。作为1550nm
波长的otdr，它也具有低的衰减性能，因此可以进行长距离的测试。而作为高衰减的1310nm
或1625nm波长，otdr的测试距离就必然受到限制，因为测试设备需要在otdr轨迹中测出一
个尖锋，而且这个尖锋的尾端会快速地落入到噪音中。
菲涅尔反射是离散的反射，它是由整条光纤中的个别点而引起的，这些点是由造成反向
系数改变的因素组成，例如玻璃与空气的间隙。在这些点上，会有很强的背向散射光被反射
回来。因此，otdr就是利用菲涅尔反射的信息来定位连接点，光纤终端或断点。
otdr的工作原理就类似于一个雷达。它先对光纤发出一个信号，然后观察从某一点上返
回来的是什么信息。这个过程会重复地进行，然后将这些结果进行平均并以轨迹的形式来显
示，这个轨迹就描绘了在整段光纤内信号的强弱。
2. 实验结果
固定脉冲的宽度为4us，以0.05的步进改变n的值，测量并记录光纤长度和端到端衰减
变化，结果如下图：
二．插入损耗法测量光纤的损耗
1. 实验原理
利用如下公式测量一段光纤的损耗特性
其中，a是被测光纤的损耗与连接器损耗之和，忽略连接器损耗，光纤长度为l，则光纤
的损耗系数为α=a/l （db/km）
2. 实验步骤
没有接入被测光纤时候的功率为p1，视为该段光纤的输入功率；接入被测光纤之后的
功率为p2，视为该段光纤的输出功率。
3. 实验结果
实验中选择的光纤长度为18962m，光信号的波长为1300nm. 经过测量，可计算出对应的
损耗系数，如下表所示：
三．脉冲展宽法测量多模光纤的带宽
1. 实验原理
如上图所示为多模光纤时域法带宽测试原理框图。从光发模块输出窄脉冲信号，首先
使用跳线（短光纤）连接激光器和光检测器，可以测出注入窄脉冲的宽度△τ1；然后将待测
光纤替换跳线接入，可以测出经待测光纤后的脉冲宽度△τ 2 。
经过理论推导可以得到求解带宽公式：
2. 实验步骤
接跳线测试：
（1）打开测试仪电源开关（位于背面），前面板上的电源指示灯亮；
（2）将示波器输入端与本仪器 850nm 的“rf out”输出端用信号线接好；（3）用一
根光纤跳线将 850nm 的“optical in”和“optical out”连接起来；（4）进行示波器
操作：
a) 按 auto－scale 键调出波形； b) 点击 time base 键，并通过右下方旋钮调
整脉冲至适当宽度 ( 一般设置为 10.0ns/div)；
c) 点击△t 、△v 键，显示屏右方会出现△v markers(off/on)、△v markers(off/on) 选框，先通过右侧对应按键将△v markers 设为 on，分别调节 v
marker1 和 v marker2 测出脉冲高度并找出脉冲半高值；再将△ v markers 设为 on，分
别调节 t marker1 和 t marker2 使其与脉冲半高值相交。则有 t marker2-t marker1 即
为脉冲半高全宽。 d) 将光纤换成跳线。
接光纤测试：
换下该光纤跳线，接入待测光纤用同样方法测出τ2。
3、实验结果
四．半导体激光器的光谱测量
在半导体激光器的光谱测量实验中，仪器的使用方法较为简单，我们按照给出的操作手
册依步骤进行实验，很快就得出了实验结果。
OTDR常用参数设置 OTDR在光缆工程施工和光缆线路维护工作中经常使用，是最重要的光纤性能测试仪器，它能将长100多公里光纤的性能参数和故障状态，以一定斜率直线（曲线）的形式清晰的显示在几英寸的液晶屏上。根据图形和事件表的数据进行分析，能迅速的查找确定故障点的位置和判断障碍的性质及类别。OTDR主要是根据光学原理以及瑞利散射和菲涅尔反射理论制成的。仪表的激光源发出一定强度和波长的光束至被测光纤，由于光纤本身的缺陷，制作工艺和石英玻璃材料组分的不均匀性，使光在光纤中传输将产生瑞利散射；由于机械连接和断裂等原因将造成光在光纤中产生菲涅尔反射，由光纤沿线各点反射回的微弱的光信号经光定向耦合器到仪器的接收端，通过光电转换器，低噪声放大器，数字图象信号处理等过程，实现图表、曲线扫迹在屏幕上显现。目前OTDR型号种类繁多，本人在工作中先后使用过4种OTDR，操作方式虽各不相同，但其工作原理是一致的。铁通湖南分公司管内使用较多的型号有安捷伦Agilent HP8145A、HP8147，安捷伦Agilent E6000C，安科特纳Acterna MTS5100，在使用中只要其动态范围能达到要求，折射率、波长、脉宽、距离、均化时间等参数的设置符合要求，就可以得到满意的测试结果。 OTDR中测试仪表中的几个参数 测试距离、脉冲宽度、折射率、测试光波长、平均值、动态范围、死区、“鬼影” 下面简单介绍上面各个参数（术语）代表的意义 测试距离：由于光纤制造以后其折射率基本不变，这样光在光纤中的传播速度就不变，这样测试距离和时间就是一致的，实际上测试距离就是光在光纤中的传播速度乘上传
播时间，对测试距离的选取就是对测试采样起始和终止时间的选取。测量时选取适当的测试距离可以生成比较全面的轨迹图，对有效的分析光纤的特性有很好的帮助，通常根据经验，选取整条光路长度的1.5－2倍之间最为合适。
OTDR基本使用方法 一、按设备顶部的红色按钮启动机器 二、进入系统后选择F3进入专家模式 三、在上面图的右面面板有三个按钮：“km”“Ω”“λ” 1. km键的作用是选择需要测试的距离，一般选择你实际距离的2倍，在设备屏幕右边出现16KM/8M的字样，这个表示距离16公里每8米采集一个数据。 2. Ω：选好距离和采样距离后选择，这个表示脉宽 脉宽越长，动态测量范围越大，测量距离更长，但在OTDR曲线波形中产生盲区更大；短脉冲注入光平低，但可减小盲区。一般50公里以下选择2500ns和5000ns，50公里以上选择10000ns和20000ns 3. λ：波长,这个切换两种波长1310和1550，一般50公里以下选择1310，50公里以上选择1550 四、选好以上后连接好光线，这里光纤选择对端收光的一端，否则数据会不正常， 五、按下设备右面面板上的红色按钮（TEST/STOP）开始测试，测试1到2分钟即可. 按（A/B SET）选定游标A，转动旋钮，将游标A移动到过渡光纤尾端接头 反射峰后的线性区起始点，然后按（A/B SET）选定游标B，转动旋钮，将 游标B移动到被测光纤的尾端反射峰前 波长1550nm 脉宽30ns 平均时间30s 光纤折射率1.4671
这是测试完成后出现的表，在这个表中我们A端在0起始线,B端是那条虚线.可以看到AB两点间相距53.4252KM。在虚线旁有个高峰后落下，这表示光纤已经到了设备或终端。在图中a点b点为熔接点, OTDR测试的光线曲线斜率基本一致，若某一段斜率较大，则表明此段衰减较大,b 点为正常情况,a点有上升的情况,是由于在熔接点之后的光纤比熔接点之前的光纤产生更多的后向散光而形成的. 如果出现П这个图标或一个高峰后线没有落到底处，这表示这是个跳接。在图中间上方20.147dB,这表示这条线路的衰减值。 2006-08-14 | OTDR使用方法 一/OTDR的使用 用OTDR进行光纤测量可分为三步：参数设置、数据获取和曲线分析。人工设置测量参数包括： (1)波长选择(λ)： 因不同的波长对应不同的光线特性(包括衰减、微弯等)，测试波长一般遵循与系统传输通信波长相对应的原则，即系统开放1550波长，则测试波长为1550nm。
OTDR使用经验大全 1 OTDR的使用用OTDR进行光纤测量可分为三步：参数设置、数据获取和曲线分析。 人工设置测量参数包括：(1)波长选择(λ)：因不同的波长对应不同的光线特性(包括衰减、微弯等)，测试波长一般遵循与系统传输通信波长相对应的原则，即系统开放1550波长，则测试波长为1550nm。 (2)脉宽(Pulse Width)： 脉宽越长，动态测量范围越大，测量距离更长，但在OTDR曲线波形中产生盲区更大；短脉冲注入光平低，但可减小盲区。脉宽周期通常以ns来表示。(3)测量范围(Range)： OTDR测量范围是指OTDR获取数据取样的最大距离，此参数的选择决定了取样分辨率的大小。最佳测量范围为待测光纤长度1.5～2倍距离之间。 (4)平均时间：由于后向散射光信号极其微弱，一般采用统计平均的方法来提高信噪比，平均时间越长，信噪比越高。例如，3min的获得取将比1min的获得取提高0.8dB的动态。但超过10min的获得取时间对信噪比的改善并不大。一般平
均时间不超过3min。(5)光纤参数： 光纤参数的设置包括折射率n和后向散射系数n和后向散射系数η的设置。折射率参数与距离测量有关，后向散射系数则影响反射与回波损耗的测量结果。这两个参数通常由光纤生产厂家给出。 参数设置好后，OTDR即可发送光脉冲并接收由光纤链路散射和反射回来的光，对光电探测器的输出取样，得到OTDR曲线，对曲线进行分析即可了解光纤质量。2 经验与技巧 (1)光纤质量的简单判别： 正常情况下，OTDR测试的光线曲线主体(单盘或几盘光缆)斜率基本一致，若某一段斜率较大，则表明此段衰减较大；若曲线主体为不规则形状，斜率起伏较大，弯曲或呈弧状，则表明光纤质量严重劣化，不符合通信要求。 (2)波长的选择和单双向测试： 1550波长测试距离更远，1550nm比1310nm光纤对弯曲更敏感，1550nm比1310nm单位长度衰减更小、1310nm比1550nm测的熔接或连接器损耗更高。在实际的光缆维护工作中一般对两种波长都进行测试、比较。对于正增益现象和超过距离线路均须进行双向测试分析计算，才能获得良好的测试结论。 (3)接头清洁：
随着光缆线路的大量敷设和使用，光纤通信系统的可靠性和安全性越来越受到人们的关注。由于我国幅员辽阔，地形地貌差异很大，对光缆线路可能造成的各种危险因素很多，这包括各种自然因素和人为破坏的光缆线路损毁等。从过往的光缆线路障碍分析中可以出由于光缆本身的质量问题和自然灾害引起的障碍占的比例较少，大部分障碍是属于人为性质的损坏。 一、光缆线路的故障定位 在光传输系统故障处理中故障定位的一般思路为：先外部、后传输，即在故障定位时，先排除外部的可能因素，如光纤断裂、电源中断等，然后再考虑传输设备故障。 首先分析光缆线路的常见障碍现象及原因 1．线路全部中断：光板出现R-LOS告警，可能原因有光缆受外力影响被挖断、炸断或拉断等 2．个别系统通信质量下降：（1）出现误码告警，可能的原因有光缆在敷设和接续过程中造成光纤的损伤使线路衰耗时小时大，活动连接器未到位或者出现轻微污染，或者其它原因造成适配时好时坏；（2）光纤性能下降，其色散和衰耗特性受环境因素影响产生波动；（3）光纤受侧应力作用，全程衰耗增大；（4）光缆接头盒进水；（5）光纤在某些特殊点受压（如收容盘内压纤）等 在确定线路障碍后，用OTDR对线路测试，以确定障碍的性质和部位，当遇到自然灾害或外界施工等外力影响造成光缆线路阻断时，查修人员根据测试人员提供的位置，一般比较容易找到。但有些时候不容易从路由上的异常现象找到障碍地点，这时，必须根据OTDR 测出障碍点到测试点的距离，与原始测试资料进行核对，查出障碍点处于个哪个区段，再通过必要的换算后，再精确丈量其间的地面距离，直至找到障碍点的具体位置。但往往障碍点与测量计算的位置相差很大，这样既浪费人力物力，更由于光缆线路障碍未能尽快修复造成很大影响或损失。 如何才能更精确的判断障碍点的准确位置呢？ 二、首先要分析影响光缆线路障碍点准确定的主要因素 1．OTDR测试仪表存在的固有偏差 由OTDR的测试原理可知，它是按一定的周期向被测光纤发送光脉冲，再按一定的速率将来自光纤的背向散射信号抽样、量化、编码后，存储并显示出来。OTDR仪表本身由于抽样间隔而存在误差，这种固有偏差主要反映在距离分辩率上。OTDR的距离分辩率正比于抽样频率。 2．测试仪表操作不当产生的误差
OTDR测试时常遇到的几个问题 一、我们在使用光时域反射仪（OTDR）时，常常由于测试链路较长不能看到所有的链路情况。那么在什么情况是动态范围不足的表现哪 1、轨迹被淹没在噪声中，有时候会测到的轨迹波动很大，但却保持着轨迹应有的发展趋势。 2、当分析轨迹时，出现《扫描结束》的标识。所谓扫描结束实际是说从该点以后的测试结果只作为参考。扫描结束的出现实际上是因为轨迹的清晰度变差，噪声水平较高，轨迹波动性较大。 3、已知测试链路的长度较长，应该考虑通过设置增大动态范围。 增大动态范围有两种最为常用的方法，一是增加激光注入能量，另一是提高信噪比（S/N）。两种方法均可以通过仪表设置达到。下面是对几种方法的简单概述。 1、选择更大的脉冲宽度。 实际上这种方法是最为常用的方法，它的本质是增加激光的注入能量。由于激光器的性能限制，不可能直接调整激光器以求更大的发射能量。我们知道，OTDR测量必须采用脉冲方式，加大脉冲宽度实际上是使激光器发射的持续时间增加，以达到增大注入能量的目的。因此，这种方法可以获得更大的动态范围。然而，更大的脉宽意味着会有更大的盲区，这种方法是有一定代价的。 2、选择《取平均时间》测量模式，并选择更长的取平均时间。 这种方法被我们实际测量中大量采用，实际上是增大信噪比的一种数字信号处理的算法。主要采用将多次测量的结果相加取平均值的方式提高信噪比。它利用了信号及噪声的不同特性达到提高信噪比的目的。信号是有规律性的，而噪声是随机的。在相加过程中，信号被一次次放大，而噪声相加总的趋势是趋近于“0”。取平均的过程，是将信号还原到原有的强度。整个处理过程实际上是降低噪声的
OTDR原理及使用详解 为什么要使用OTDROTDR工作原理 OTDR定义 定义OTDR的英文全称是Optical Time Domain Reflectometer，中文意思为光时域反射仪 工作原理OTDR在精准时钟电路的控制之下，按照设定的参数向光口发射光脉冲信号，之后OTDR不断的按照一定的时间间隔从光口接收从光纤中反射回的光信号，分别按照瑞利背向散射（测试光钎的损耗）和菲涅尔反射（测试光钎的反射）的原理对光纤进行相应的测试。 Rayleigh 背向散射（瑞利散射） 原因源于光纤内部微小粒子或不均匀结构反射和吸收，当光照射到杂质上时，一些颗粒将光重定向到不同的方向，同时产生了信号衰减和背向散射。 规律其损耗的大小与波长的4次方成反比，即随着波长的增加，损耗迅速下降。光纤中某一点的后向回波可以反映出光纤中光功率的分布情况，椐此可以测试出光纤的损耗。损耗：Rayleigh Backscatter(瑞利背向散 射)=5Log(P0×W×S)-10ax(loge) 式中：P0:发射的光功率（瓦）W：传输的脉冲宽度（秒）S：光纤的反射系数（瓦/焦耳）a：光纤的衰减系数（奈踣/米）
1奈踣=8.686dBx：光纤距离 Fresnel 反射（非涅尔反射） 原因当光到达折射率突变的位置（比如从玻璃到空气）时，很大一部分光被反射回去，产生Fresnel 反射，它可能比Rayleigh 背向散射强上千倍。Fresnel 反射可通过OTDR 轨迹的尖峰来识别。 产生位置这样的反射例子有连接器、机械接头、光纤、光纤断裂或打开的连接器。 用途可检测链路沿线的物理事件。OTDR 的结构OTDR测试过程 第一步：清理光纤接口端面（法兰口）第二步：用光功率计测试链路是否有光（有强光会损坏OTDR）第三步：了解待测链路的状态，设置OTDR相应的参数第四步：OTDR测试及结果分析，保存 距离测量原理如果折射率“n”设置不正确，所测出的距离也将是错误的！！损耗测量原理OTDR 产生返回光强度（背向散射加上反射）与光纤长度相关的光纤曲线熔接损耗是一种由于信号电平在接头点突然下降而造成的点损耗熔接时如 果接点含有空气隙，就会产生具有反射的点损耗。OTDR曲线分析 典型的后向散射信号曲线a、输入端的Fresnel反射区（即盲区）b、恒定斜率区c、局部缺陷、接续或耦合引起的不连
如何正确设定OTDR测试参数 在使用OTDR时，要想准确地测试光纤长度和衰耗，在开始测试前必须要正确地设置相关参数。主要参数有：折射率、脉冲宽带和平均时间；同时，如何用光标准确取点也是至关重要的。一、折射率设置光纤群折射率的设置是否准确对纤长测试的影响较大。该折射率值由光纤生产厂家给出，另外不同厂家的OTDR其距离的算法也略有不同。一般来说，OTDR的纤长测试距离误差由以下的三个因素构成：0.000025％′测试距离±OTDR距离分辨率±光纤折射率引起的误差下面我们通过一个例子来说明 光纤群折射率对纤长测试的影响：假设被测光纤在距离测试点120km处断开，若用XX公司的YY型OTDR进行测试，在此距离范围内若采样点为32,000点，其距离分辨率为8m。我们将光纤群折射率的误差值取为0.001（因为操作者设置折射率时往往在1.467～1.468之间变动）： D ＝ 0.000025％′120,000m + 8m + 120,000m′0.001/1.467＝100.8m 其中折射率所带来误差为81.8m，约占总误差的81.15％。通过上面的例子我们可以理解折射率设置对光纤纤长测试是多么重要！！！二、脉冲宽度和平均时间设置理论上讲，对于同一段光纤，脉冲宽度越大，距离测试误差就越大。但是若脉冲宽度很小，则不能精确识
别光纤末端与噪声电平的界线。操作人员应根据实际情况选择适当的脉冲宽度，原则是在保证能识别光纤末端的情况下，尽可能地小地设置脉冲宽度。如图一所示： 图一、在保证能识别光纤末端的情况下，尽可能小地设置脉冲宽度一般来说，很难机械地定义测试距离与所用脉冲宽度的关系，因为每根光纤的衰耗不同，很难用标准的尺度去衡量到底用多大的脉冲宽度去测试一定距离 的光纤。但是，有两个原则是必须把握的：1、用尽可能小的脉冲宽度去测试光纤，这样距离和衰耗的精度才能得到保证。只有脉冲宽度小到能够能够看到大致的曲线形状，就可以通过平均来测出曲线。2、当脉冲宽度确定以后，所选取的平均时间应该足够长，一般在15秒至60秒之间。被测光纤越长，平均时间约长（同时脉冲宽带也约大）。三、正确使用光标进行取点操作人员在使用OTDR时，因为取点所带来的误差也是不可避免的。对于发射事件，取点位置应在曲线陡升的起点；对于非反射事件，取点位置应在曲线陡降的起点。在测试时应将故障点处的曲线放大后再确定精确的故障点位置。如图二所示。 虽然OTDR的事件表里面有每个事件所对应的距离值，但是对承担抢修任务的技术人员而言，这个距离值不一定是十分可靠的。因为事件表里的距离值只有在正确设置了
OTDR使用方法 一、OTDR的使用 用OTDR进行光纤测量可分为三步：参数设置、数据获取和曲线分析。人工设置测量参数包括： (1)波长选择(λ)： 因不同的波长对应不同的光线特性(包括衰减、微弯等)，测试波长一般遵循与系统传输通信波长相对应的原则，即系统开放1550波长，则测试波长为1550nm。 (2)脉宽(Pulse Width)： 脉宽越长，动态测量范围越大，测量距离更长，但在OTDR曲线波形中产生盲区更大；短脉冲注入光平低，但可减小盲区。脉宽周期通常以ns来表示。 (3)测量范围(Range)： OTDR测量范围是指OTDR获取数据取样的最大距离，此参数的选择决定了取样分辨率的大小。最佳测量范围为待测光纤长度1.5～2倍距离之间。 (4)平均时间： 由于后向散射光信号极其微弱，一般采用统计平均的方法来提高信噪比，平均时间越长，信噪比越高。例如，3min的获得取将比1min 的获得取提高0.8dB的动态。但超过10min的获得取时间对信噪比的改善并不大。一般平均时间不超过3min。
(5)光纤参数： 光纤参数的设置包括折射率n和后向散射系数n和后向散射系数η的设置。折射率参数与距离测量有关，后向散射系数则影响反射与回波损耗的测量结果。这两个参数通常由光纤生产厂家给出。参数设置好后，OTDR即可发送光脉冲并接收由光纤链路散射和反射回来的光，对光电探测器的输出取样，得到OTDR曲线，对曲线进行分析即可了解光纤质量。 二、经验与技巧 1.光纤质量的简单判别： 正常情况下，OTDR测试的光线曲线主体(单盘或几盘光缆)斜率基本一致，若某一段斜率较大，则表明此段衰减较大；若曲线主体为不规则形状，斜率起伏较大，弯曲或呈弧状，则表明光纤质量严重劣化，不符合通信要求。 2.波长的选择和单双向测试： 1550波长测试距离更远，1550nm比1310nm光纤对弯曲更敏感，1550nm比1310nm单位长度衰减更小、1310nm比1550nm测的熔接或连接器损耗更高。在实际的光缆维护工作中一般对两种波长都进行测试、比较。对于正增益现象和超过距离线路均须进行双向测试分析计算，才能获得良好的测试结论。 3.接头清洁： 光纤活接头接入OTDR前，必须认真清洗，包括OTDR的输出接头和被测活接头，否则插入损耗太大、测量不可靠、曲线多噪音甚至使
OTDR的现场使用 摘要：OTDR（光时域反射仪）的现场使用一般分为以下几种：单盘测试、现场测试、怪峰的消除与避免、光纤中相邻故障点的测试与分析、对测试现象分析等。以下深圳市夏光通信测量技术有限公司（简称“夏光”）为您详细说明这几种OTDR现场使用情况。 单盘测试 光缆的单盘测试是用户检验出厂光缆是否合格和在运输途中十分遭受损坏最直接的办法。它除了外观检查以外，主要是性能的测试。衰减测试是现场测试的必要检验内容，长度检验测试的目的是检查长度是否符合合同规定，同时还可检验光缆在运输途中是否遭受破坏。检验时，应对每根光纤的测试长度和全部纤长进行比较，如有较大差别，应从另一端测试或者做通光检查，以便判断和发现有无断纤。平均损耗测试的目的是检查LSA衰减是否符合标准，一般平均损耗的指标在出厂说明上有写明。 现场的测试 根据OTDR光缆路由中的位置和测试方法不同，OTDR现场监测可分为机房OTDR双向监测、机房OTDR单向监测、接续点前端OTDR双向监测、接续点前端OTDR单向监测四种方式。 一般情况下，如果在同一种继段采用的光缆为同一厂家的产品，不同的单盘光缆中光纤的模场直径差别不大的情况下，通常采用单向监测的方式，以减少光纤端面的制作和接续点前端、机房的环回接续OTDR的双向测量、计算工作。尤其是在大芯数光缆接续工程中，如某芯或者几芯出现损耗值较大情况，在经过三次重复接续以后，数据如无大的变化，在排除熔接机以及其他原因后，一般认为是两条相接光纤的背向系数和摸厂直径出现较大偏差所致，可暂时判断其合格。但假如某一中继段所采用光缆为两家或者两家以上厂家所提供，且这一中继段距离较长，辐射地形复杂时，则最好采用接续点OTDR双向检测法，以避免或者减少返工现象的产生。 怪峰的消除与避免 在单盘以及终端测试时，终端增加匹配液可以减少或者消除怪峰。在光纤故障时，用变化OTDR量程的方法分清反射峰的真伪，如果变化OTDR量程后，反射峰的距离不变化，说明是真故障点，如果变量程后，反射峰距离变化了，说明是怪峰。另外，在反射峰处光纤有衰减说明反射峰是故障点，反射峰处没有光纤衰减，说明反射峰不是故障点是怪峰。 从减少或者消除故障点的观点出发，采用大量程，即显示距离＞2倍设置距离时，可消除很多的怪峰干扰。这就是采用OTDR测试时，经常采用大量程的原因所在。当然测试重点不是故障点而是光纤衰减的分布状态，要采用尽可能高的分辨里的量程。 光纤中相邻故障点的测试与分析
AQ7260 OTDR 光时域反射仪 简易操作手册 第１版 ２００５年３月
前言 感谢您购买ＡＱ７２６０。本操作手册循序渐进地介绍了实际测量工作流程，简单的仪表操作，使初学者容易上手。同 时我们还提供AQ7260用户手册（英文版），该手册介绍仪表的所有功能以及使用时的安全注意事项。使用前请阅 读两本手册。 目录 第一章 测量前的准备事项．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３１－１ 连接光模块和连接适配器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３ １－２ 打开电源．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３１－２－１ 连接电源．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３ １－２－２ 接通电源．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３１－３ 连接测量光纤．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３第二章 按键和显示画面说明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４２－１ 按键．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４ ２－２ 显示画面．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４ ２－３ 画面显示设定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．５第三章 测量．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．６３－１ 使用单键进行自动测量．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．６３－１－１ 开始测量．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．６ ３－１－２ 停止测量．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．６ ３－１－３ 确认和改变测量条件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．７ ３－１－４ 初始化测量条件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．８３－２ 手动测量．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．９３－２－１ 设置测量条件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．９ ３－２－２ 实时测量．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１０ ３－２－３ 平均化操作．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１１ ３－２－４ 放大、缩小和移动波形．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１１ ３－２－５ 距离测量．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１２ ３－２－６ 测量连接损耗．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１４ ３－２－７ 测量回波损耗量．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１５３－３ 自动搜索．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１６第四章 测量数据的记录．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１７４－１ 保存．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１７ ４－２ 调用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１９ ４－３ 删除．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２０ ４－４ 打印．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２１４－４－１ 打印显示画面．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２１ ４－４－２ 打印文件数据．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２１４－５ 复制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２３ 1
什么是OTDR，用OTDR能做什么？ OTDR：Optical Time Domain Reflectometer 主要用于光缆工程施工和光缆线路维护工 作。主要用途包括：
测量光纤长度 分析链路损耗 故障准确定位
1
交流提纲
一、OTDR原理 二、参数解析 三、曲线分析 四、应用实例分析
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OTDR原理 目标
了解两个原理，区分瑞利散射和菲涅尔反射
光学原理
工作原理
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OTDR原理.光学原理
1、光学原理：背向瑞利散射和菲涅尔反射
瑞利散射是光纤的一种固有损耗，是指光波在光纤传输 时，遇到一些比光波波长小的微粒而向四周散射，导致光功率 减小的现象。瑞利散射光有以下特征：波长与入射光波的波长 相同，它的光功率与此点的入射光功率成正比。
瑞利散射 瑞利散射
菲涅尔反射 菲涅尔反射
菲尼尔反射就是光在从一种介质（光纤）传到另一种介质 （空气）中时，被沿原介质（光纤）反射回来。
什么条件下产生瑞利散射和菲涅尔反射？
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OTDR原理.光学原理
如同大气中的颗粒散射了光，使天空变成蓝色一样。瑞利散射的能 量大小与波长的四次方的倒数成正比，大约比入射光功率低60dB，即入 射光功率的0.0001%。所以波长越短散射越强，波长越长散射越弱。 还 需要注意的是能够产生背向瑞利散射的点遍布整段光纤，是连续的。 瑞利散射发生在每个方向上 沉积点 由前向不均匀点 导致的背向散射 ，能传回光源的 纤芯
瑞利散射 瑞利散射
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光纤在加热制造过程中，使原子产生压缩性的不均匀，造成材料密 度不均匀，进一步造成折射率的不均匀，产生沉积点。
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OTDR的使用 一、OTDR参数设置 1、用OTDR进行光纤测量可分为三步：参数设置、数据获取和曲线分析。人工设置测量参数包括： (1)波长选择(λ)： 因不同的波长对应不同的光线特性(包括衰减、微弯等)，测试波长一般遵循与系统传输通信波长相对应的原则，即系统开放1550波长，则测试波长为1550nm。 (2)脉宽(Pulse Width)： 脉宽越长，动态测量范围越大，测量距离更长，但在OTDR 曲线波形中产生盲区更大；短脉冲注入光平低，但可减小盲区。脉宽周期通常以ns来表示。 (3)测量范围(Range)： OTDR测量范围是指OTDR获取数据取样的最大距离，此参数的选择决定了取样分辨率的大小。最佳测量范围为待测光纤长度1.5～2倍距离之间。 (4)平均时间： 由于后向散射光信号极其微弱，一般采用统计平均的方法来提高信噪比，平均时间越长，信噪比越高。例如，3min的获得取将比1min的获得取提高0.8dB的动态。但超过10min的获得取时间对信噪比的改善并不大。一般平均时间不超过3min。 (5)光纤参数：
光纤参数的设置包括折射率n和后向散射系数n和后向散射系数η的设置。折射率参数与距离测量有关，后向散射系数则影响反射与回波损耗的测量结果。这两个参数通常由光纤生产厂家给出。 参数设置好后，OTDR即可发送光脉冲并接收由光纤链路散射和反射回来的光，对光电探测器的输出取样，得到OTDR曲线，对曲线进行分析即可了解光纤质量。 二、OTDR的现场使用 1、现场的测试 （1）根据OTDR光缆路由中的位置和测试方法不同OTDR现场监测可分为机房OTDR双向监测、机房OTDR 单向监测、接续点前端OTDR双向监测、接续点前端OTDR 单向监测四中方式。 一般情况下，如果在同一中继段采用的光缆为同一厂家的产品，不同的单盘光缆中光纤的模场直径差别不大的情况下，通常采用单向监测的方式，以减少光纤端面的制作和接续点前端、机房的环回接续OTDR的双向测量、计算工作。尤其是在大芯数光缆接续工程中，如某芯或者几芯出现损耗值较大情况，在经过三次重复接续以后，数据如无大的变化，在排除熔接机以及其他原因后，一般认为是两条相接光纤的背向系数和摸厂直径出现较大偏差所致，可暂时判断其合格。但假如某一中继段所采用光缆为两家或者两家以上厂家