OTDR的原理与测试分析

OTDR即光时域反射仪,是光缆线路工程施工及维护中经常用到的光纤测试仪器,可测量光纤的链路损耗、反射损耗、光纤的长度、光纤的后向散射曲线、插入损耗及光纤链路的通断情况等,本文从应用的角度对OTDR的原理进行简单介绍,并介绍应用OTDR的误差分析。     

长波长光学时域反射仪

光学时域反射仪(简称OTDR)是光纤通信中一种重要的测试仪器,可用于测试光纤的长度和故障位置,测试光纤的损耗值和沿长度方向的损耗分布,从而可测出光纤的缺陷和接头的损耗,以及分析光纤的质量情况。本仪器的特点是只需接触光纤的一端即可进行非破坏性测试,所以它也适用于测试已铺设的光缆。随着光纤通信从短波长(0.85μm)向长波长(1.3μm)发展,长波长光学时域反射仪也随之发展起来。为适应我国发展长波长光纤通信的需要,我们研制成功了FC-1型长波长光学时域反射仪,并通过了技术鉴定。     

利用OTDR测试光缆线路应注意的几个问题

本文介绍了光时域反射仪（OTDR）工作原理和用途,详细地阐述了OTDR仪表参数设置、动态范围与测试距离、光脉冲宽度与测试距离、光脉冲宽度测试距离与测试精度的关系以及光纤接头损耗的双向性问题,在工程施工和维护中进行光缆线路测试时应引起高度重视。     

光纤长度标准和光时域反射计(OTDR)检定装置

中国计量科学研究院最近研究建立并通过鉴定的OTDR标准和装置,采用IEC（国际电工委员会）推荐的标推光纤法。该装置原理先进,方法正确,设计合理。其技术指标达到了当前国际水平（见下表）。光时域反射计（OTDR）能实现单端非破坏性测量,通过将光脉冲单端注入被测量光纤,接收其瑞利后向散射和菲涅尔反射信号,从而得到整个光纤链路的损耗和长度信息。准确测量出光纤的位置／距离、损耗／衰减、故障点和故障点位置。因此它是光通讯领域不可缺少的精密测量仪器。广泛用于光纤和光缆的研究、生产、敷设和维护。随着以光纤为主,微波、…     

就弯曲损耗谈光纤测试仪器及其运用

随着光纤通信技术的飞速发展,与此相关的其他行业也在迅猛的发展过程中,比如光纤测试仪器。研究两种弯曲损耗的检测方法,并对基于这两种检测方法的仪器——光线识别仪以及光纤对线器的应用进行研究。希望通过的研究为光纤测试仪器的发展与运用提供一定的参考和借鉴。     

多根光纤衰减变化自动监测的实现

针对光纤衰减变化常用的后向散射监测法和传输功率监测法存在的不足,提出了一种自动监测多根光纤衰减变化的方法。首先将多根光纤串联焊接,再利用计算机所编制的软件,控制光时域反射仪(OTDR)对所焊接的光纤串上的每根光纤逐段进行测试,从而实现对多根光纤的衰减变化的自动测试。该方法成本低廉,测试精度和工作效率大为提高。     

光时域反射计测量范围和光回波损耗的检定装置

无源光网络环境下的复杂光纤链路结构对光时域反射计的测量范围和光回波损耗测量性能提出了更高要求,结合当前光时域反射计检定规程的修订需求,提出了新增检定项目测量范围和光回波损耗的量值溯源方法,并给出了检定装置,根据实验结果进行了测量不确定度评定。     

中国计量科学研究院两项科技成果获国家科技进步奖

本刊讯中国计量科学研究院的两项科技成果“建立光纤长度和光纤时域反射计（OTDR）标准检定装置”和“光电比较仪（或高温计）系统非线性测量装置的建立”荣获2002年度国家科技进步奖二等奖。“建立光纤长度和光纤时域反射计(OTDR)检定标准装置的研究”是世行贷款课题，1995年立项，1999年完成。该成果建立了光纤损耗、光学长度和光纤群折射率的国家计量标准检定装置。这套装置可用于标定传递量值的“标准光纤”，通过“标准光纤”建立我国各省、市计量机构的相应工作标准，由此形成了我国光纤损耗/光纤长度溯源传递系统，为在全国范围…     

多模光时域反射计衰减刻度的检定

本文针对多模光时域反射计的衰减刻度的检测与检定，介绍了标准光纤光，外接光源法和光纤末端反射法三种实验方法。     

光纤时域反射计(OTDR)检定标准

光纤时域反射计（OTDR）检定标准系依据国际电工委员会（IEC）推荐的无源法建立。该方法准确度高，稳定性好，适于比对传递。比之有源法，无源法更适宜于建立计量标准。OTDR是光通讯科研、生产、敷设和日常维护中应用最广的通用计量仪器。OTDR从光纤的一端测量光纤光缆整个链路的损耗、长度、距离、故障点和故障点位置。本装置用剪断法和光纤耦合器法检定损耗，用“光调制一接收，混频一比相”经小数重合法检定光纤的光学长度和距离。我们还用“准用于光干涉一侧长机”准确检定光纤的群折射率，从而依据群折射率从光学长度计算出光纤…     

BOTDR中散射谱中心频率的ESPRIT估计算法研究

在光纤布里渊光时域反射仪(BOTDR)系统中,对光纤中各处的布里渊散射谱中心频率的估计是测量的关键,也是最为费时的环节,导致BOTDR系统难以做到快速响应。本文研究了ESPRIT算法用来估计BOTDR系统中的布里渊散射谱中心频率,并与基于快速傅里叶变换(FFT)的频率估计算法进行了比较分析。结果表明,ESPRIT算法具有与补零FFT算法配合上洛伦兹频谱拟合所得结果相近的性能。由于ESPRIT算法对数据长度的要求较低,能够在短数据长度上获得较好的频率估计性能,因此能够在保证较高空间分辨率和测量性能的情况下,提高测量速度。     

光传输系统接续损耗测试分析

本文介绍了光纤接续损耗产生的原因,光纤接续损耗测试的原理以及几种测试方法的应用和计算,较为系统的阐述了光纤接续损耗测试的科学方法。     

光纤接续损耗测试以及分析

本文介绍光纤接续损耗产生的原因,光纤接续损耗测试的原理以及几种测试方法的应用和计算,较为系统的阐述了光纤接续损耗测试的科学力法。     

光纤光栅温度调谐特性分析与实验

提出了均匀调制光纤光栅的热调谐数学模型,确定了储热与布拉格波长之间的数学关系,分析光纤光栅热敏度,计算出热调谐的响应时间。设计和建立了一套光纤光栅温度调谐实验装置,利用光谱分析仪测试出光纤光栅反射波长漂移量受温度变化的关系曲线。测试了0～100℃的温度变化过程中光纤光栅反射波中心波长调谐量,测得光纤光栅反射中心波长λB为1546.8～1548.8nm,每摄氏度光纤光栅反射光波的中心波长平均漂移量为0.0210nm/℃。讨论了波长调谐量与温度的变化方向的关系和调谐响应速度等问题。实验结果表明光纤光栅反射波长漂移量与温度具有比较好的线性关系,且与温度的变化方向无关。     

光纤爆速仪在导爆索爆速测试中的应用

介绍了光纤爆速仪基本原理,利用设计的光纤爆速仪和BsZ-1型智能单段爆速仪对塑料导爆索的爆速进行了对比测试。在10次测试中,光纤爆速仪均测到数据,平均爆速为7060．16m／s;BSZ-1型爆速仪3次未测到数据,平均爆速为7048．67m／s。结果表明该光纤爆速仪具有测试精度高、性能稳定、结果可靠、操作简单等优点。     

光纤光棚温度调谐特性分析与实验

提出了均匀调制光纤光栅的热调谐数学模型,确定了储热与布拉格波长之间的数学关系,分析光纤光栅热敏度,计算出热调谐的响应时间.设计和建立了一套光纤光栅温度调谐实验装置,利用光谱分析仪测试出光纤光栅反射波长漂移量受温度变化的关系曲线.测试了0-100℃的温度变化过程中光纤光栅反射波中心波长调谐量,测得光纤光栅反射中心波长λB为1546.8～1548.8nm,每摄氏度光纤光栅反射光波的中心波长平均漂移量为0.0210nm/℃.讨论了波长调谐量与温度的变化方向的关系和调谐响应速度等问题.实验结果表明光纤光栅反射波长漂移量与温度具有比较好的线性关系,且与温度的变化方向无关.     

基于长信号谱自相关的光纤光栅传感解调方法

针对光纤光栅传感领域波长高精度探测和传感复用光栅数量增多的需要,提出一种基于长信号相关谱的新型光纤光栅数字解调技术.该技术在可调谐滤波法的基础上,通过传感光栅与调制光栅反射谱卷积后的信号,即光电探测器的光强时间信号,进行自相关分析以实现对波长漂移的测量以及对传感光栅反射谱形状的识别,增强系统的复用能力,提高了性价比.模拟仿真表明,光纤光栅长信号相关数字解调方法可以准确测量光纤光栅波长的漂移,能更好实现传感复用.等强度悬臂梁实验验证该解调方法能实现光栅应变的高精度测量,优于传统的应变片测试.     

单晶光纤光损耗测量

报导了单晶光纤损耗测量原理以及测量仪器的设计方案、特点、主要技术性能指标及测试实例。     

大型结构应变场光纤分布监测系统

研究了一种用于大型工程结构应变、变形状态监测的基于光时域反射技术的分布式光纤应变传感系统。设计了一种新型的光纤微弯传感器结构,用于对沿传感光纤分布各测量点的应变信息进行提取;在此新结构的基础上,了全光纤型应变传感器串行阵列,以对构件应变测量和安全监测为主要目标,建立了起了分布光纤应变实时监测系统,进行了系统实验了得到了良好的结构。     

基于支持向量机的相位敏感光时域反射仪研究

为了解决实际环境中振动事件易误报的问题,在基于相位敏感光时域反射仪的分布式光纤振动传感系统中,引入了一种融合小波能量谱和支持向量机(SVM)的模式识别方法。首先,利用小波能量谱分析方法,设定最优分解层为5层,并从原始信号中提取出特征向量;然后利用支持向量机的“一对一法”多分类策略对振动事件进行识别分类。考虑到实际环境因素的影响,对沿光纤行走、敲击光纤以及沿光纤慢跑3种模式的振动进行了检测试验;最后,采用准确率、精确率、召回率和F值来综合评价支持向量机分类器的性能。实验结果表明:该模式识别方法实现了84.9%的振动事件分类准确率。