OTDR基础培训知识.pptx

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1、基础第1页/共54页概概 况况 发射机(E O)光波导 接收机(O E)光纤传输系统特点:第2页/共54页-发射机发射机光信号出光信号出+电信号进电信号进改变光强度改变光强度 =模拟系统模拟系统改变开关状态改变开关状态 =数字系统数字系统电到光(E-O)转换第3页/共54页光波导光信号入光信号出石英玻璃光纤石英玻璃光纤第4页/共54页ReceiverReceiver光信号入光电二极管电信号出(原始信号)光到电(O-E)转换+-第5页/共54页光信号的分类光信号的分类功率(瓦特或分贝)使用光功率计测试时dBm是一种典型的量度单位颜色(波长)人眼可以识别的光从300nm(兰色光)到 700nm(红

2、色光)，光通信系统则通常使用 850,1310,&1550nm 三 个波长第6页/共54页功率类似于灯泡:瓦特数越大=越亮光发射机:光强大约为1mw(0 dBm)左右 功率范围:+20 dBm 到-70 dBm 100 100 WW第7页/共54页波长波长光信号颜色的度量度量单位为纳米(nm)或微米(um)不同的颜色(波长)表征着不同的特征:如：日落时的橘红色阳光；雾灯的黄光300nm700nmUVUVIRIR可见光谱第8页/共54页纤芯纤芯包层包层沿光纤长度方向均匀沉积的纤芯沿光纤长度方向均匀沉积的纤芯石英包层石英包层涂覆包层光纤的结构光信号仅仅在光纤的纤芯中行进10101251252502

3、50第9页/共54页光纤的类型光纤的类型多模光纤具有较大的芯包比单模光纤具有较小的芯包比第10页/共54页多模与单模的不同多模与单模的不同多模允许光以许多不同的路径（模式）传播单模仅允许光以一个路径（模式）传播第11页/共54页光纤的几何尺寸问题光纤的几何尺寸问题偏心芯直径偏差椭圆芯任何光纤都允许一定范围内的几何偏差。但这些偏差将会导致光纤接续时的衰耗 。第12页/共54页理论第13页/共54页背向散射 来自于沿着光纤纤芯分布的不均匀的沉积部分和杂质来自于沿着光纤纤芯分布的不均匀的沉积部分和杂质纤芯纤芯背向散射背向散射-the amount of light scattered back is

4、 relative to the amount of incident light.12当 OTDR 通过不均匀的沉积点时，它的一部分光功率会被散射到不同的方向上。向光源方向散射回来的部分叫做背向散射背向散射.由于散射损耗的原因，这一部分光脉冲强度会变得很弱。沉积点由前向不均匀点导致的背向散射 第14页/共54页反射 仅仅发生于光纤的端面。光信号通过光纤的端面-类似于手电筒的光穿过玻璃窗-一部分光以入射时相同的角度反射回来。反射回来的光强可达入射光强度的 4%。反射光直线返回光源反射光直线返回光源(OTDR)OTDR)无论光信号自光纤进入空气无论光信号自光纤进入空气还是自空气进入光纤，反射还是

5、自空气进入光纤，反射光强度比例是相同的光强度比例是相同的。斜角端面斜角端面粗糙端面粗糙端面肮脏端面肮脏端面光纤端面质量不同，返回光纤端面质量不同，返回OTDROTDR的反射光强度也不的反射光强度也不同。同。第15页/共54页OTDR OTDR 的结构的结构控制系统CRT 或 LCD显示器激光器探测器耦合器/分路器待测光纤第16页/共54页OTDR OTDR 如何测量距离如何测量距离d=t C2 nt0t1如果折射率“n”设置不正确，所测出的距离也将是错误的！“d”d”“t”=t1-t0“C”=C”=光速光速.“.“n”=n”=光纤纤芯的折射率光纤纤芯的折射率第17页/共54页综合第18页/共5

6、4页OTDR 产生返回光强度（背向散射加上反射）与光纤长度相关的光纤曲线。返回的返回的信号电平信号电平(dB)dB)距离距离+-0 0+(公里，米，英里，英尺等公里，米，英里，英尺等)第19页/共54页+-0 0+返回的返回的信号电平信号电平(dB)dB)(公里，米，英里，英尺等公里，米，英里，英尺等)沿光纤的背向散射采样点沿光纤的背向散射采样点OTDR 产生返回光强度（背向散射加上反射）与光纤长度相关的光纤曲线。距离距离第20页/共54页距离距离(公里，米，英里，英尺等公里，米，英里，英尺等)+-0 0+返回的返回的信号电平信号电平 (dB)dB)位于光纤远端的背向散射采样点位于光纤远端的背

7、向散射采样点OTDR 产生返回光强度（背向散射加上反射）与光纤长度相关的光纤曲线。第21页/共54页距离距离(公里，米，英里，英尺等公里，米，英里，英尺等)+-0 0+返回的返回的信号电平信号电平 (dB)dB)连接这些采样点连接这些采样点OTDR 产生返回光强度（背向散射加上反射）与光纤长度相关的光纤曲线。第22页/共54页+-0 0+返回的返回的信号电平信号电平 (dB)dB)仅仅观察连接线仅仅观察连接线OTDR 产生返回光强度（背向散射加上反射）与光纤长度相关的光纤曲线。距离距离(公里，米，英里，英尺等公里，米，英里，英尺等)第23页/共54页+-0 0+端面反射端面反射返回的返回的信号

8、电平信号电平 (dB)dB)OTDR 产生返回光强度（背向散射加上反射）与光纤长度相关的光纤曲线。距离距离(公里，米，英里，英尺等公里，米，英里，英尺等)第24页/共54页熔接损耗是一种由于信号电平在接头点突然下降而造成的点损耗。+-0 0+熔接损耗熔接损耗返回的返回的信号电平信号电平 (dB)dB)距离距离(公里，米，英里，英尺等公里，米，英里，英尺等)第25页/共54页熔接时如果接点含有空气隙，就会产生具有反射的点损耗。+-0 0+返回的返回的信号电平信号电平 (dB)dB)接头损耗接头损耗反射反射距离距离(公里，米，英里，英尺等公里，米，英里，英尺等)第26页/共54页您能用OTDR做些

9、什么工作观察整个光纤线路定位端点和断点定位接头点(“故障点”)测试接头损耗测试端到端损耗测试反射值测试回波损耗建立事件点与地标的相对关系建立光纤数据文件数据归档第27页/共54页典型的 OTDR 曲线第28页/共54页自模式屏开始按故障定位键(F1)-或-按专家模式键(F3)在设置屏激活自动模式和自动分析功能后按TESTOTDR开始启动测试并自动分析数据你只需要检查结果.内置的光纤分析软件第29页/共54页显示事件表所有的分析结果都以极易判读的表格形式显示，距离单位可选择公里、米、英里或英尺等。第30页/共54页仪器的设置第31页/共54页主要参数设置Range基本但非常重要的设置基本但非常重

10、要的设置Wavelength根据光传输系统要求根据光传输系统要求Resolution确定距离确定距离 精度精度Averaging使你最好地观察曲线使你最好地观察曲线Pulse width最有用的控制最有用的控制第32页/共54页测 试 范 围范围 是指距离 或显示范围。对这一参数的设置意味着告诉OTDR应该在屏幕上显示多长距离。为了显示整个光纤曲线，设置时这一范围必须大于被测光纤长度。通常选择的测试范围应比实际待测光纤长通常选择的测试范围应比实际待测光纤长2020%。对于对于2525公里的光纤，选择公里的光纤，选择1313公里公里测试范围是过短了。测试范围是过短了。对于对于2525公里的光纤，

11、选择公里的光纤，选择3232公里测试范围是比较合公里测试范围是比较合适的适的第33页/共54页必须注意，测试范围相对于被测光纤长度不要差异太大，否则将会影响到有效分辨率。同时，过大的测试范围还将导致过大而无效的测试数据文件，造成存贮空间的浪费。测 试 范 围选择164Km 测试范围对于 7.6Km 的实际光纤来说是过长了。文件尺寸:9Km 范围=2kbytes 164Km 范围=10kbytes第34页/共54页脉 冲 宽 度脉冲宽度 表示脉冲的时间长度，同时也可换算为脉冲在光纤上所占的空间长度。OTDROTDR1010ns=1 ns=1 米米100100ns=10 ns=10 米米10,00

12、010,000ns=1,000 ns=1,000 米米OTDROTDR注入光纤的光沿着光纤的传播与水在管注入光纤的光沿着光纤的传播与水在管道内流动很相似。道内流动很相似。3030ns ns 脉宽脉宽第35页/共54页30ns1980ns7620ns3860ns960ns480ns240ns120ns脉冲宽度 与盲区和动态范围直接相关。在下图中，用8个不同的脉冲宽度测量同一根光纤。最短的脉宽获得了最小的盲区，但同时也导致了最大的噪声。最长的脉宽获得了最光滑的测试曲线，与此同时，盲区长达接近1公里。使用中等脉宽获得了较好的盲区和清晰的曲线曲线最光滑但盲区最大最短的盲区但噪声很大脉 冲 宽 度 1长

13、脉宽长脉宽中等脉宽中等脉宽短脉宽短脉宽第36页/共54页脉 冲 宽 度 2第37页/共54页965m3,165ft540m1,773ft7620ns960ns120ns盲 区在被测光纤始端，脉冲宽度的影响是显而易见的。下图中，位于540米处的第一个接头点在长脉宽下观察不到。3,000950 250长脉宽中脉宽短脉宽第38页/共54页动 态 范 围脉宽决定了可测试的光纤长度较长的脉宽可得到较大的动态范围.以长脉宽(7620ns)OTDR能够测量 很远。但盲区也比较大。以中等脉宽(120ns)测量 20公里。噪声变的比较大。以中等脉宽(960ns)OTDR能够较好地测量 40余公里。盲区也比较适中

14、。All measurements taken at 1310nm Wavelength第40页/共54页波 长原则原则:如果可能，总是同时测试1310和1550纳米两个波长以便比较不同波长上的测试结果，判断光缆是否受到应力。15501550nm nm 曲线曲线13101310nm nm 曲线曲线对同一根光纤，不同波长 下进行的测试会得到不同的损耗结果。测试波长越长，对光纤弯曲越敏感。1550nm下测试的接头损耗大于在1310nm处的测试值.下图中，第一个熔接点存在弯曲问题，而另外的熔接点在两测试波长下状态近似，这表明光纤未受力。第41页/共54页分辨率（数据采样间隔）确定了事件点的定位精度O

15、TDR在测试时沿光纤长度方向以固定的间隔进行数据采样，采样间隔越短，采集的数据也越多，同时意味着定位精度越高，但与此同时测试花费的时间也会越长，测试结果文件也越大。文件大小:8m 采样=4kbytes 1m 采样=32kbytes分 辨 率1 m 采样8 m 采样光纤端点的读出值可能由于+/-一个采样点而不同。在此情况下，由于分辨率设置而导致的读出误差可能达到 8米。红线=1m 分辨率绿线=8m 分辨率第42页/共54页平 均平均(有时也称为扫描)可降低测试结果曲线的噪声水平，提高判读精度。测试时，可以设定扫描次数为快,中,慢等三挡或一个特定的时间长度。长的平均时间使你能够获得较好的结果曲线。

16、如果你使用较短的测试脉宽或测试较长的光缆区段，就应该选择较长的平均时间。噪声 会导致曲线的变化，增加平均次数可降低噪声电平.慢扫描慢扫描快扫描快扫描第43页/共54页关 键 点改善信噪比为增强信号 须使用 长脉宽(增加注入光纤的能量)为减少噪声 加长平均时间如果你需要观察两个很接近的事件点 使用短脉宽如果你使用短脉宽，可使用 长平均 减少曲线噪声如果使用 FAS 分析功能，请注意选择分辨率/脉宽组合第44页/共54页应用第45页/共54页盘 测盘 测盘测是对到货后但仍绕在缆盘上的光缆进行的简单验收测试，通过这一测试，用户可以得知光缆的盘长、连续性、成缆过程中是否有缺陷以及整个缆的平均衰耗。短脉

17、宽：更为细致地观察光纤的状态快速平均下的实时显示：缩短测试时间固定光标：快速得到测试结果固定损耗测试模式：dB/Km第46页/共54页故 障 定 位故障定位为了快速而精确地判断断点、既可让仪器全自动地设置测量也可手动设置测试参数:长脉宽长脉宽 ：观察尽可能最长的光纤区段、同时最清观察尽可能最长的光纤区段、同时最清晰地显示光纤终点位置晰地显示光纤终点位置快或中平均快或中平均 ：获得尽可能清晰的曲线获得尽可能清晰的曲线自动分析：自动分析：OTDROTDR准确地报告故障点位置准确地报告故障点位置 第47页/共54页故 障 修 复故障修复在故障抢修期间，你可能有必要观察两个很接近的接头点 间距甚至可能

18、在几十米之内，此时你需要把故障点放大，同时用实时扫描观察接头操作，最后再完成整个测试得到接续损耗数据。手动分析手动分析 ：自动分析可能不能正确地获得结果：自动分析可能不能正确地获得结果短脉宽短脉宽 ：同时观察两个较接近的事件点：同时观察两个较接近的事件点实时扫描实时扫描 ：观察接续过程观察接续过程.中或慢平均中或慢平均 ：获得清晰的曲线、特别是在光缆较长时获得清晰的曲线、特别是在光缆较长时较低的分辨率较低的分辨率 ：加快测试速度：加快测试速度 第48页/共54页专题第49页/共54页LSA法与2-点法接头损耗测试的比较2-PTLSAABLSA 法排除了由于法排除了由于曲线噪声导致的接续曲线噪声

19、导致的接续损耗判读误差损耗判读误差“采样区”采样区必须位于接头点两侧的线性区，不可跨越接头点。第50页/共54页假增益的来源无衰耗0.3dB 接头衰耗AB-0.5dBAB0.5dBAB-0.2dBAB0.8dB真实衰耗=(-0.5+0.5)/2=0.0dB真实的熔接衰耗=(-0.2+0.8)/2=0.3dB第51页/共54页距离精度COCOSP#1SP#1SP#2SP#2SP#3SP#3光缆敷设时可能不直或上下左右偏离路由.每一光纤在光缆内是松弛的，且在接头盒内有不同长度的盘留。测试距离较短:沿着地面.测试距离较接近:沿着光缆.测试距离较长:光纤长度.OTDR测量光纤长度!断点位置第52页/共54页距离精度距离精度COCOSP#1SP#1SP#2SP#2SP#3SP#3断点位置技巧:1.根据参考地标提高断点定位精度.2.从故障点附近的已知点进行判读.3.从光缆的两端进行测试.第53页/共54页谢谢您的观看！第54页/共54页