كيف يعمل OTDR

- Aug 06, 2018-

كيف يعمل OTDR

يستخدم مقياس انعكاس مجال التوقيت البصري (OTDR) تأثيرات انتثار رايلي وانعكاس فرينل لقياس خصائص الألياف الضوئية. من خلال إرسال نبضة ضوئية ("بصري" في OTDR) إلى ليف وقياس وقت السفر ("المجال الزمني") وقوة انعكاساتها ("reflectometer") من النقاط داخل الألياف ، فإنها تنتج أثرًا مميزًا ، أو مستوى التوصيف ، للطول مقابل مستوى الإشارة المرتجع على شاشة العرض. يمكن تحليل التتبع على الفور ، وطبعه فورًا لتوثيق النظام ، أو حفظه على قرص كمبيوتر لإجراء تحليل ومقارنات لاحقة. يمكن للمشغل المدربين تحديد موقع نهاية الألياف ومكانها وفقدانها بدقة وفقدان الألياف بشكل عام. توفر معظم السجلات الجديدة (OTDRs) للتحليل التلقائي لبيانات التتبع الأولية ، وبالتالي القضاء على الحاجة إلى تدريب مكثف للمشغل.


نثر رايلي

فعندما يتم إرسال نبضة ضوئية إلى ليف ، فإن جزءًا من النبض يمتد إلى جزيئات مجهرية (تسمى dopants) في الزجاج وينتشر في جميع الاتجاهات. وهذا ما يسمى نثر رايلي (RAY-lay). يتناثر بعض الضوء - حوالي 0.0001 ٪ - في الاتجاه المعاكس للنبض ويسمى الانتثار الخلفي. بما أن الدوبانتس في الألياف البصرية موزعة بشكل منتظم عبر الألياف بسبب عملية التصنيع ، فإن تأثير الانتثار هذا يحدث على طوله.

图片.png

تشتت رايلي هو عامل الخسارة الرئيسي في الألياف. الأطوال الموجية الأطول للضوء تبدي تناثر أقل من أطوال موجات أقصر. على سبيل المثال ، يفقد الضوء عند 1550 نانومتر 0.2 إلى 0.3 ديسيبل لكل كيلومتر (dB / Km) من طول الألياف بسبب تشتت رايلي ، في حين يخسر الضوء عند 850 نانومتر من 4.0 إلى 6.0 ديسيبل / كم من التشتت. ﮐﻣﺎ أن ﮐﺛﺎﻓﺔ أﻋﻟﯽ ﻟﻟدواﺳت ﻓﻲ اﻷﻟﯾﺎف ﺳﺗﺧﻟق أﯾﺿًﺎ ﻣزﯾدا ﻣن اﻻﻧﺗﺷﺎر وﺑﺎﻟﺗﺎﻟﻲ ﻣﺳﺗوﯾﺎت أﻋﻟﯽ ﻣن اﻟﺗﺧﻔﯾف ﺑﺎﻟﮐﯾﻟوﻣﺗر. OTDR

يمكن قياس مستويات الارتداد الارتدادي بدقة كبيرة ، ويستخدمها لاكتشاف تغيرات صغيرة في خصائص الألياف في أي نقطة على طولها. إن تأثير تشتت رايلي يشبه سطوع مصباح يدوي في الضباب ليلاً: ينتشر شعاع الضوء - أو مبعثر - بجزيئات الرطوبة. ضباب كثيف سوف يبعثر أكثر من الضوء لأن هناك المزيد من الجسيمات لعرقلته. ترى الضباب لأن جزيئات الرطوبة تبعثر صغيرة

كميات الضوء فيك. قد يسير شعاع الضوء مسافة طويلة إذا لم يكن الضباب كثيفًا جدًا ، ولكن في الضباب الكثيف ، يتم تخفيف الضوء بسرعة بسبب تأثير التشتت هذا. تعمل الجسيمات الإشعاعية في الألياف مثل جزيئات الرطوبة في الضباب ، وتعيد كميات صغيرة من الضوء إلى المصدر بينما يضربها الضوء.

انعكاس فريسنل

عندما يكون الضوء الذي يسافر في مادة (مثل الألياف الضوئية) يصادف مادة مختلفة الكثافة (مثل الهواء) ، فإن بعض الضوء - ما يصل إلى 4٪ - ينعكس مرة أخرى باتجاه مصدر الضوء بينما يستمر الباقي خارج المادة. تحدث هذه التغيرات المفاجئة في الكثافة عند أطراف الألياف ، عند فواصل الألياف ، وأحيانًا عند نقاط لصق . تعتمد كمية الانعكاس على حجم التغير في كثافة المواد (الموصوفة في مؤشر الانكسار (IOR) - يعني IORs الأكبر كثافة أعلى) والزاوية التي يضيء بها الضوء بين السطحين. يسمى هذا النوع من الضوء المرتجع بـ "فريسنل" (تأليف freh-nell). يتم استخدامه من قبل OTDR لتحديد موقع فواصل الألياف بدقة.

图片.png

إن انعكاس فريسنل يشبه مصباح يدوي في نافذة. معظم الضوء يمر عبر النافذة ، لكن بعضه يعكس لك. تحدد الزاوية التي يصل بها شعاع الضوء إلى النافذة ما إذا كان الانعكاس سيرتد مرة أخرى إلى المصباح أو عينيك أو السقف.

 

مستوى الانتعاش الخلفي مقابل خسارة الإرسال

على الرغم من أن OTDR يقيس فقط مستوى الانتعاش الخلفي وليس مستوى الضوء المرسل ، إلا أنه يوجد ارتباط وثيق للغاية بين مستوى الانتعاش الخلفي ومستوى النبضة المرسلة: نسبة الانتثار الخلفي هي نسبة ثابتة من الضوء المرسل. تُعرف نسبة الضوء المبعثر إلى الضوء المرسل أيضًا باسم " معامل الانتعاش الخلفي ". إذا انخفضت كمية الضوء المرسل فجأة من النقطة A إلى النقطة B (بسبب انحناء ضيق أو لصق بين أليافين أو بسبب عيب) ، ثم التناقص الخلفي المقابل من النقطة A إلى النقطة B سينخفض بنفس المقدار. وستظهر نفس عوامل الفقد التي تقلل من مستويات النبضة المرسلة كمستوى ارتداد مبعثر من النبضة.





زوج من:مواصفات OTDR - المدى الديناميكي في المادة التالية :مجاناً