兰州交通大学现代传输技术课程设计

兰州交通大学本科生课程设计中文题目：光时域反射仪在实际工程中的应用英文题目：OpticalTimeDomainReflectometerUsedintheActualProject学院：电子与信息工程学院课程：现代传输技术专业：通信工程班级：通信工程班姓名：学号：指导教师：高丽二零一五年七月兰州交通大学现代传输技术课程设计I摘要目前在数字光纤通信实验教学中开设了光纤传输特性测试实验，其中对于光纤损耗的测量方法普遍采用的是插入法，为了让学生掌握如何在工程实际中进行光纤损耗的测量，在实验中引入了基于光时域反射仪（OTDR）进行测量的后向散射法，并通过两者的比较得出结论。同时也使学生了解光时域反射仪的工作原理和基本操作。介绍光时城反射仪的工作原理、测试故降点的分析，重点介绍接头损耗的计算和分析方法，提出在使用光时城反射仪时要注意的几个问题。基于光时域反射仪（OTDR）的后向散射法不仅可以测量出光纤或光缆的总损耗、接续损耗、总回损等还能测量其物理缺陷、断点的准确位置和光纤总长度，这样既加强了学生对光纤损耗概念的理解和测量方法的掌握，又对光纤连接器的插入损耗有所了解，同时为他们以后进行实际的工程测量打下一定的基础。关键词:光纤损耗；光时域反射仪；光纤实验；光功率兰州交通大学现代传输技术课程设计IIAbstractCurrentlyoffersdigitalopticalfibercommunicationexperimentteachingfibertransmissioncharacteristicsofthetestexperimentsinwhichthemethodformeasuringfiberlossiscommonlyusedinsertionmethod,inordertoallowstudentstolearnhowtofiberlossmeasurementsinengineeringpractice,introducedintheexperimentaftermeasurementbasedonopticaltimedomainreflectometer(OTDR)toscatteringmethod,andconcludedbycomparingthetwo.Butalsotoenablestudentstounderstandtheopticaltimedomainreflectometerprincipleandbasicoperations.Introducingthecityoflightreflectionanalysisinstrumentworks,testitdroppoints,focusingonthecalculationandanalysisofspliceloss,andraisedseveralquestionsintheuseoflightwhenthecityReflectometertonote.Afterthelight-baseddomainreflectometer(OTDR)tothescatteringmethodcannotonlymeasurethetotallossoftheopticalfiberorcable,splicelossandtotalreturnloss,andsooncanmeasuretheirphysicaldefects,theexactlocationandthetotallengthofthefiberbreak,sobothstrengthenthestudents'understandingofconceptsandmethodsofmeasurementoffiberlossofcontrol,butalsoontheopticalfiberconnectorinsertionlossofunderstanding,aswellastheirsubsequentmeasurementoftheactualprojecttolayafoundation.Keywords:Fiberloss;OpticalTimeDomainReflectometer;Fibertest;Opticalpower兰州交通大学现代传输技术课程设计目录摘要.............................................................................................................................................IAbstract......................................................................................................................................II1.绪论.......................................................................................................................................12.光时域反射仪的工作原理简介...........................................................................................23.光时域反射仪测试故障点的分析.......................................................................................54.光时域反射计的主要参数分析...........................................................................................64.1动态范围..........................................................................................................64.2测试距离..........................................................................................................74.3脉冲宽度..........................................................................................................74.4盲区.................................................................................................................84.5平均值..............................................................................................................94.6采样分辨率和采样点........................................................................................95.光时域反射仪在使用中应注意的问题.............................................................................105.1正确设置参数.................................................................................................105.2正确分析测试曲线..........................................................................................10参考文献..................................................................................................................................11兰州交通大学现代传输技术课程设计11.绪论人类社会离不开信息技术的交流和沟通，最早的通信方式有烽火、鸡毛信、飞鸽传书、千里驿站等，由于传递速度慢、信息量小，不能满足社会生产发展的需要。自古以来人们都在用自己的智慧来解决远距离、快速通信的问题，而衡量人类历史进步的尺度之一是人与人之间传递信息的能力，尤其是远距离传递消息的能力。通信技术的发展使社会产生了深远的变革，为人类社会带来了巨大的利益。在当今和未来的信息社会中，通信是人们获取、传递和交换信息的重要手段。随着大规模集成电路技术、激光技术、空间技术等新型技术的不断发展以及计算机技术的广泛应用，现代通信技术日新月异。近二三十年来出现的数字通信、卫星通信、光纤通信是现代通信中具有代表性的新领域。而在这些新领域中，数字通信尤为重要，它是现代通信系统的基础。特别是数字通信技术和计算机技术的紧密结合可以说是通信发展史上的一次飞跃。随着光纤通信技术的飞速发展，在通信工程等相关专业开设《数字光纤通信原理》课程已经成为培养通信人才的必然趋势。由于该课程涉及到的内容比较多，不仅涵盖了光纤传输理论、光纤物理特性，以及光电器件等基础知识，而且还包括整个光纤系统、光纤通信网等内容。这样就给光纤通信的实验课教学提出了很高的要求。在光纤传输特性测试实验中，单纯的采用插入法仅能测量出光纤的传输损耗，而基于光时域反射仪（OTDR）的后向散射法不仅可以测量出光纤或光缆的总损耗、接续损耗、总回损等还能测量其物理缺陷、断点的准确位置和光纤总长度，这样既加强了学生对光纤损耗概念的理解和测量方法的掌握，又对光纤连接器的插入损耗有所了解，同时为他们以后进行实际的工程测量打下一定的基础。兰州交通大学现代传输技术课程设计22.光时域反射仪的工作原理简介光时域反射仪（OTDR）又叫光纤分析仪。光在光纤中传播时会被瑞利散射的效应所削弱，这是由光纤中存在着结构不均匀、光纤本身的缺陷和掺杂成分的非均匀性等造成的，在接续点、对接处和光纤的端面连续发生的散射，一些光被直接向后散射回来，称之为后向散射，光时域反射仪就是通过对发送的光脉冲与接收后向散射光之间的传输时差的测量，实现对光纤线路的长度、光纤的损耗、光纤接续点的损耗和线路故障点的位置等测量。在控制器控制下，激光二极管LD发生一系列经过脉冲调制的光脉冲通过光方向藕合器注人光纤端面，光脉冲沿着光纤线路传播时，在光纤中有几何缺陷或断裂面的位置，产生的后向散射光将不断地返回光纤的人射端，经过光方向祸合器到光接收电路变为电信号，然后经过信号放大、均衡处理，根据后向光脉冲的大小和到达时间，在显示器上显示出光纤的衰减、长度等确定故障点。例如，若光纤始端到反射故障点之间的长度是L，光脉冲在光纤中传输速度为V，光纤输人端发送光脉冲与返回光脉冲前沿之间的时间差为T。由于光纤在加热制造过程中，热骚动使原子产生压缩性的不均匀，造成材料密度不均匀，进一步造成折射率不均匀。这种不均匀性在冷却过程中固定了下来并引起光的散射。因此，当光脉冲通过光纤传输时，沿光纤长度上的各点均会引起散射，其强弱与通过该处的光功率成正比，而后者又与光纤的衰耗有直接关系，因此，其强弱也就反映了光纤各点的衰耗大小。由于散射光是向四面