光時域反射（optical time-domain reflectometer）是目前成熟的技術，主要用來測量光纖沿線的衰減和損耗。基於(yu) 瑞利散射原理，可利用相幹時域反射、光頻域反射等技術作為(wei) 全分布式光纖傳(chuan) 感技術的基礎。從(cong) OTDR技術出發，逐步解釋此技術在分布式傳(chuan) 感中的作用。
光時域反射（OTDR）技術在分布式傳(chuan) 感中的国产成人在线观看免费网站
一、OTDR原理
光時域反射技術由Barnoski博士於(yu) 1976年提出，用於(yu) 檢測光纖的損耗特性，是檢測光纖衰減、斷裂和進行空間故障定位的有效手段，也是後麵我們(men) 著重介紹的全分布式光纖傳(chuan) 感技術的基礎。
OTDR的工作原理如下圖所示：
首先將一束窄的脈衝(chong) 光通過雙向耦合器注入光纖中，這束脈衝(chong) 光在光纖中向前傳(chuan) 輸時會(hui) 不斷產(chan) 生背向瑞利散射光，回傳(chuan) 的背向瑞利散射光帶著使它產(chan) 生散射的信號通過耦合器到光電檢測器中。由於(yu) 激光器發射的就是脈衝(chong) 光，所以可以根據時間得到背向散射發生距光源的時間差，從(cong) 而確定空間位置。
OTDR得到的瑞利散射功率為(wei) 一條指數衰減的曲線，該曲線表示出了光纖沿線的損耗情況。當脈衝(chong) 光在光纖傳(chuan) 播過程中遇到裂紋、斷點、接頭、彎曲等情況，脈衝(chong) 光會(hui) 產(chan) 生一個(ge) 突變的反射或衰減。典型的OTDR探測曲線如下圖所示：
二、OTDR係統及性能指標
OTDR係統主要由脈衝(chong) 發生器、光源、光電探測器、信號處理係統等組成。基本構架如下：
OTDR直接探測背向瑞利散射光的功率，光源輸出功率越高，背向散射信號越強，探測距離越遠。OTDR通常使用帶寬為(wei) 數十納米的寬帶光源，其一是為(wei) 了獲得高的測量動態範圍，第二是避免窄線寬的高功率激光脈衝(chong) 在光纖中傳(chuan) 輸引起的非線性效應對OTDR的影響。
OTDR的性能指標包括動態範圍、空間分辨率、測量盲區、工作波長、采樣點、存儲(chu) 容量等方麵。和全分布式傳(chuan) 感聯係較大的指標是動態範圍、空間分辨率和測量盲區。
動態範圍定義(yi) 為(wei) 初始背向散射功率和噪聲功率之差，單位為(wei) 對數（dB）。它表明了可以測量的Z大光纖損耗信息，直接決(jue) 定了可測光纖的長度。
空間分辨率顯示了儀(yi) 器能分辨相鄰兩(liang) 個(ge) 事件的能力，影響著定位精度和事件識別的準確性。對OTDR而言，空間分辨率通常定義(yi) 為(wei) 事件反射峰功率的10%-90%這段曲線對應的距離。空間分辨率由探測光脈衝(chong) 寬度決(jue) 定，和采樣率有關(guan) 。
高強度反射事件導致OTDR的探測器飽和後，探測器從(cong) 反射事件開始到再次恢複正常讀取光信號時所持續的時間，表示為(wei) OTDR能夠正常探測兩(liang) 次事件的Z小距離間隔。測量盲區又可進一步分為(wei) 事件盲區和衰減盲區，事件盲區指的是OTDR在探測連續的反射事件所需要的z小距離間隔。衰減盲區指的是OTDR在探測到前一個(ge) 反射事件和能夠準確測量該事件損耗所需的z小距離。
三、OTDR在全分布式光纖傳(chuan) 感中的国产成人在线观看免费网站
OTDR是全分布式光纖傳(chuan) 感技術，也是全分布式光纖傳(chuan) 感技術的工作基礎，就像前文中所提到的一樣，主要用於(yu) 測量彎曲、接續、損壞等產(chan) 生的損耗沿光纖分布的空間分布。
光纖通信係統故障排查和監視是OTDR的主要国产成人在线观看免费网站。一直以來，OTDR都是測量光通信線路及故障點的主要手段。這種技術既然能夠測量光纖的變化，那如果對光纖施加變化，再來測量光纖的變化，就可以得到外部施加力部分的特征，由此衍生出第二種国产成人在线观看免费网站，大型結構的安全健康監測。
OTDR被用於(yu) 大型結構如大廈、橋梁、公路等的安全健康監測。其原理主要是利用建築的應力-應變導致光纖微彎從(cong) 而使接收到的該處的瑞利散射功率發生改變。將光纖嵌入到混凝土中，建築結構如出現裂縫，將使光纖破壞或斷裂，再通過OTDR找到裂縫的具體(ti) 位置。與(yu) 通信線路檢測不同的是，建築物內(nei) 的結構安全監測光纖總裏程較短，探測距離也較短，傳(chuan) 輸損耗可以較少，但是混凝土內(nei) 光纖一旦產(chan) 生斷點，會(hui) 影響下一節的測量，所以預留好耦合器熔接位是必須的。
四、基於(yu) OTDR技術的其它光信息時域反射探測技術
利用OTDR技術能在一定程度上對通信線路進行實時在線監測，但是通信線路中常用的摻鉺光纖放大器（EDFA）在補償(chang) 信號光的同時會(hui) 產(chan) 生強的自發輻射放大噪聲（ASE），會(hui) 降低係統測量的信噪比SNR。通過相幹或偏振監測，可以避免這個(ge) 問題。所以在OTDR之下，有下麵的細分。
聲明：本文部分圖表參考自CNKI或SPIE數據庫論文，期刊卷及DOI編號都已在引用部分標出；本国产黄色在线观看可提供分布式光纖傳(chuan) 感係統，配合各種工程實踐研究，價(jia) 格優(you) 惠，性能優(you) 異，如有需要，歡迎采購！
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