题 目 学生姓名 光纤线路工程测试实验设计 顾晓峰 班级学号 B080411 B08041137 专业 光电信息工程 提纲(开题报告2000字以上)： 1. 对指导教师下达的课题任务的学习与理解 2. 阅读文献资料进行调研的综述 3. 根据任务书的任务及文献调研结果，初步拟定的执行（实施）方案（含具体进度计划） 1. 对指导教师下达的课题任务的学习与理解 通信光缆是由若干根（芯）光纤（一般从几芯到几千芯）构成的缆心和外护层所组成。光纤与传统的对称铜回路及同轴铜回路相比较，其传输容量大得多；衰耗少；传输距离长；体积小；重量轻；无电磁干扰；成本低，是当前最有前景的通信传输媒体。它正广泛地用于电信、电力、广播等各部门的信号传输上，将逐步成为未来通信网络的主体。光缆在结构上与电缆主要的区别是光缆必须有加强构件去承受外界的机械负荷，以保护光纤免受各种外机械力的影响。 光纤通信是以光波作载波以光纤为传输媒介的通信方式。光纤通信由于传输距离远、信息容量大且通信质量高等特点而成为当今信息传输的主要手段，是“信息高速公路”的基石。光纤测试技术是光纤应用领域中最广泛、最基本的一项专门技术。OTDR是光纤测试技术领域中的主要仪表，它被广泛应用于光缆线路的维护、施工之中，可进行光纤长度、光纤的传输衰减、接头衰减和故障定位等的测量。OTDR具有测试时间短、测试速度快、测试精度高等优点。 OTDR的英文全称是Optical Time Domain Reflectometer，中文意思为光时域反射仪。OTDR是利用光线在光纤中传输时的瑞利散射和菲涅尔反射所产生的背向散射而制成的精密的光电一体化仪表，它被广泛应用于光缆线路的维护、施工之中，可进行光纤长度、光纤的传输衰减、接头衰减和故障定位等的测量。 实验基于OTDR，通过对不同长度光纤和不同类型光纤线路配置的测试，测量光纤线路的接续，微弯应变，分路，损耗等参数，编制表格。熟悉光纤线路的配置方法。 光纤线路的接续：将两根光纤永久连接在一起，并使两光纤之间光功率耦合的操作。 （接下页） 指导教师(签名)： 年 月 日 指导教师批阅意见 1
光纤损耗：光纤损耗所谓损耗是指光纤每单位长度上的衰减，单位为dB／km。光纤损耗的高低直接影响传输距离或中继站间隔距离的远近，因此，了解并降低光纤的损耗对光纤通信有着重大的现实意思。
OTDR作为光纤通信的主要仪表，在科研、教学、工厂、施工、维护等领域发挥着重要作用。就目前而言OTDR不论进口设备还是国产设备，对测试精度和盲区两个关键问题都会因为测试者的技术发挥有一定的差异。随着时间的推移和科学技术的进步，使用新一代人工智能OTDR进行光纤参数全自动测试，速率会更快、效果会更好。
2. 阅读文献资料进行调研的综述
i)OTDR的工作原理
OTDR测试是通过发射光脉冲到光纤内,然后在OTDR端口接收返回的信息来进行。当光脉冲在光纤内传输时，会由于光纤本身的性质，连接器，接合点，弯曲或其它类似的事件而产生散射，反射。其中一部分的散射和反射就会返回到OTDR中。返回的有用信息由OTDR的探测器来测量，它们就作为光纤内不同位置上的时间或曲线片断。从发射信号到返回信号所用的时间，再确定光在玻璃物质中的速度，就可以计算出距离。
从发射信号到返回信号所用的时间，再确定光在玻璃物质中的速度，就可以计算出距离。以下的公式就说明了OTDR是如何测量距离的。 d=(c×t)/2(IOR)
在这个公式里，c是光在真空中的速度，而t是信号发射后到接收到信号（双程）的总时间（两值相乘除以2后就是单程的距离）。因为光在玻璃中要比在真空中的速度慢，所以为了精确地测量距离，被测的光纤必须要指明折射率（IOR）。IOR是由光纤生产商来标明。
ii)OTDR各部分功能：
荧光屏：可以显示被测光纤的菲涅尔反射背向散射，并可显示刻度、测试条件、测试结果、标记、光标等。荧光屏的颜色分为：红色、黄色、彩色、绿色等。
距离量程：可根据光纤的长度来选择具体量程。 脉冲宽度：根据光纤的长度选择。
测试模式的选择：根据具体测试内容选择两点法、接续损耗、链路回损、事件回损。
波长、折射率的选择：根据采用的光纤来定波长、折射率自动/手动（人工）的转换。
平均化功能键：根据光纤的长短，选择时间（平均化次数）。 垂直轴刻度设定键：可以改变纵轴刻度。 水平刻度设定键：可以改变横坐标刻度。
大容量存储器：A－从磁盘向机内存储装入文件。B-文件存入磁盘中。C－磁盘格式化。D－拷贝。
语言：中、日、英、法、德、西、葡。 iii)保障OTDR精度的五个参数设置
使用OTDR测试光缆线路或光纤链路时，首先要根据被测光纤线路情况设置恰当的测试波长、光纤折射率、脉冲宽度、测试量程和平均化时间等主要参数，方能测得比较精确的数据。
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(1)测试波长选择
由于OTDR是为光纤通信服务的，因此在进行光纤测试前先选择测试波长，单模光纤只选择1 310 nm或1 550 nm。由于1 550 nm波长对光纤弯曲损耗的影响比1 310 nm波长敏感得多，因此不管是光缆线路施工还是光缆线路维护或者进行实验、教学，使用OTDR对某条光缆或某光纤传输链路进行全程光纤背向散射信号曲线测试，一般多选用1 550 nm波长。1 310nm和1 550 nm两波长的测试曲线的形状是一样的，测得的光纤接头损耗值也基本一致。若在1 550 nm波长测试没有发现问题，那么1 310 nm波长测试也肯定没问题。选择1 550 nm波长测试，可以很容易发现光纤全程是否存在弯曲过度的情况。若发现曲线上某处有较大的损耗台阶，再用1 310 nm波长复测，若在1 310 nm波长下损耗台阶消失，说明该处的确存在弯曲过度情况，需要进一步查找并排除。若在1 310 nm波长下损耗台阶同样大，则在该处光纤可能还存在其他问题，还需要查找排除。在单模光纤线路测试中，应尽量选用1 550 nm波长，这样测试效果会更好
(2)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。脉宽周期通常以ns来表示。
(3)测量范围
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。
3. 根据任务书的任务及文献调研结果，初步拟定的执行（实施）方案（含具体进度计划）
i)OTDR使用步骤：
（1）接仪表。按规定电压值接通电源，荧光屏出现光栅；
（2）清洁被测光纤的光连接器、插件，然后接至OTDR的光输出接口； （3）根据被测光纤情况，调整折射率、量程、脉冲宽度，垂直刻度范围、水平刻度范围、增益调节等测试条件；
（4）按检测内容测试光纤线路损耗，连接损耗 ； （5）打印、记录反射信号曲线 。
ii) 执行（实施）方案（含具体进度计划）
毕设开始后第一～二周：查阅相关资料，完成开题报告； 毕设开始后第三～六周：完成任务书中第1和第2条任务；
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毕设开始后第七周：中期检查；
毕设开始后第八～十一周：完成剩余任务；
毕设开始后第十二～十三周：撰写并完成毕业设计论文； 毕设开始后第十四周：进行答辩。
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