OTDR概述原理、分析

1、1光網(wǎng)絡測試培訓光時域反射儀篇2（一）光纖線路測量概述（一）光纖線路測量概述（二）（二）OTDR 測試基本原理測試基本原理（三）（三）OTDR主要應用主要應用3光纖線路測量損耗鏈路損耗測量意義：鏈路的全程損耗，是否符合設(shè)計光程預算。單位：dB測試儀器：直接方法：光源、光功率計間接方法：光時域反射儀（OTDR）4光損耗測試直接方法設(shè)置參考電平設(shè)置參考電平發(fā)送端的發(fā)送端的連接光纜連接光纜CT511L光光源源CT501P光功光功率計率計TIA-568-A建議的方法建議的方法剪斷法剪斷法測量損耗差值：鏈路以及兩個連接器測量損耗差值：鏈路以及兩個連接器LaunchPatchCableAdapterAda

2、pterReceivingPatchCableFiber OpticLink-under-testCT511L光光源源CT501P光功光功率計率計5光損耗測試間接方法光時域反射儀（OTDR）測試方法dBkm* dB起始反射結(jié)束端與測試結(jié)束點電平的高度差6光纖線路測量纖長鏈路長度（纖長）測試儀器：光時域反射儀（OTDR）意義：獲得光纖長度信息，以便配盤。輔助衰減測量。dBkm* km7光纖線路測量衰減光纖衰減測量測試儀器：光時域反射儀（OTDR）意義：評價鏈路質(zhì)量。衰減鏈路損耗/長度 dB/km兩種評價方法：兩點衰減：即為兩點損耗/長度；（AB）兩點LSA衰減：為降低曲線波動性影響，而采取的數(shù)學

3、分析方法。在兩點間取一條近似逼近直線。（AB）AABB逼近線8光纖線路測量插入損耗插入損耗測量測試儀器：光時域反射儀（OTDR）意義：連接點的損耗值，對應熔接點即為熔接損耗。dBkm事件前后軌跡的高度差即為插入損耗延長線9光纖線路測量反射連接器反射測量測試儀器：光時域反射儀（OTDR）意義：評價連接器的連接質(zhì)量dBkm反射事件前端與反射峰的高度差10光纖線路測量故障位置故障位置查找測試儀器：光時域反射儀OTDR輔助手段：可見光故障定位儀（紅光光源）dBkm故障的位置信息，* km處斷裂或其他事件11光纖線路測量光功率光功率測量測試儀器：光功率計單位：dBm、mwdBm10lg（P1/1mw）

4、dB=10lg(P1/P2)意義：最為常規(guī)的測量，光纖測量的基礎(chǔ)內(nèi)容。應注意調(diào)整校準波長，在校準波長上測量才能獲得準確的測試結(jié)果。12光接收機靈敏度測量光接收機靈敏度測量測試儀器：1.誤碼率：光功率計、可變光衰減器、2M誤碼儀光衰減器光發(fā)射機光接收機2M光功率計13DWDM測量色度色散(CD)意義：由于波長的不同引起的色散，造成收端脈沖展寬極化模式色散或偏振模色散(PMD)意義：由于光沿不同軸向傳輸，路徑不同（沿快軸的路徑短，沿慢軸的路徑長），造成收端脈沖展寬。經(jīng)常會變化的屬性。光譜分析意義：分析光譜分布，確定波長中心頻率、及偏移等參數(shù)光纖線路測量DWDM14Optical：光學的OTDR：光

5、時域反射儀Optical Time Domain ReflectometerOptical Power Meter：光功率計WDM：波分復用 wavelengthdivision multiplexingDWDM密集波分復用（Dense）SM：單模（singlemode）MM：多模（multimode）Loss：損耗Insert loss：插入損耗S/N：信噪比15（一）光纖線路測量概述（一）光纖線路測量概述（二）（二）OTDR 測試基本原理測試基本原理（三）（三）OTDR主要應用主要應用16 光時域反射儀光時域反射儀( (Optical Time Domain Reflectometer)將

6、窄的光脈沖注入光纖端面作為探測信將窄的光脈沖注入光纖端面作為探測信號。在光脈沖沿著光纖傳播時，各處瑞利散射的背向散號。在光脈沖沿著光纖傳播時，各處瑞利散射的背向散射部分將不斷返回光纖入射端，當光信號遇到裂紋時，射部分將不斷返回光纖入射端，當光信號遇到裂紋時，就會產(chǎn)生菲涅爾反射，其背向反射光也會返回光纖入射就會產(chǎn)生菲涅爾反射，其背向反射光也會返回光纖入射端。端。 通過合適的光耦合和高速響應的光電檢測器檢測到輸通過合適的光耦合和高速響應的光電檢測器檢測到輸入端的背向光的大小和到達時間，就能定量的測量出光入端的背向光的大小和到達時間，就能定量的測量出光纖的傳輸特性、長度及故障點等。如下圖：纖的傳輸特

7、性、長度及故障點等。如下圖：OTDR連接器連接器被測光纖被測光纖17NA18OTDR 測量顯示測量顯示背向散射是由于光纖的瑞利散射現(xiàn)象而引起的部分光信號返回OTDR的現(xiàn)象MODIFY/ENTERZOOM 10熔接彎折活動連接器機械固定接頭斷裂光纖尾端1920在傳輸距離為Z時有如下關(guān)系式： P(Z) = Pin e 光纖的衰減常數(shù) =(10lgP1/P0)/L (dB/km) P1、P0為輸入、輸出功率在Z處后向散射光又經(jīng)過衰減返回到光纖入射端，其返回功率為： Pr = Pin e 是后向瑞利散射系數(shù)（分散系數(shù)）近似地：Z = (c/n) t c真空光速；n折射率；t傳播時間- Z-2 Z21在

8、光纖輸入端面注入窄脈沖，在光脈沖在光纖輸入端面注入窄脈沖，在光脈沖沿著光纖傳播時，各點瑞利散射部分不沿著光纖傳播時，各點瑞利散射部分不斷返回到光纖的輸入端。斷返回到光纖的輸入端。光纖接收檢測電路檢測到這些返回的光，光纖接收檢測電路檢測到這些返回的光，經(jīng)過數(shù)字處理提高信噪比以后，把與反經(jīng)過數(shù)字處理提高信噪比以后，把與反射功率對應的電信號接到示波器，經(jīng)處射功率對應的電信號接到示波器，經(jīng)處理后，在屏幕上可以顯示出相應的對數(shù)理后，在屏幕上可以顯示出相應的對數(shù)衰減曲線。衰減曲線。22光在傳輸過程中通過折射率不折射率不同的介質(zhì)同的介質(zhì)產(chǎn)生的反射稱菲涅爾反射。n1n223菲涅爾反射通常發(fā)生在連接器、機械接菲

9、涅爾反射通常發(fā)生在連接器、機械接頭、光纜的不匹配處和光纖末端。頭、光纜的不匹配處和光纖末端。菲涅爾反射有如下關(guān)系式：菲涅爾反射有如下關(guān)系式：n2- n1n2+n1n1、n2分別為不連續(xù)處兩側(cè)折射率分別為不連續(xù)處兩側(cè)折射率Pr = Pin 224根據(jù)菲涅爾反射原理，只要在發(fā)送端探根據(jù)菲涅爾反射原理，只要在發(fā)送端探測到背向反射回來的光，就可以看到前測到背向反射回來的光，就可以看到前后端面的回波脈沖，它們之間的時間間后端面的回波脈沖，它們之間的時間間隔就是光走了兩倍纖長度的時間，據(jù)此隔就是光走了兩倍纖長度的時間，據(jù)此可以測量出光纖的長度?？梢詼y量出光纖的長度。同理，如光纖內(nèi)部發(fā)生斷裂或有缺陷也同理，

10、如光纖內(nèi)部發(fā)生斷裂或有缺陷也會在光纖輸入端檢測到回波脈沖，根據(jù)會在光纖輸入端檢測到回波脈沖，根據(jù)回波脈沖情況可進行故障定位?；夭}沖情況可進行故障定位。25.光時域反射儀光時域反射儀熔接彎折活動連接器斷裂光纖尾端光纖網(wǎng)光纖網(wǎng)OTDR 測試顯示測試顯示相對光功率激光器激光器耦合器耦合器脈沖發(fā)生器脈沖發(fā)生器光監(jiān)測器光監(jiān)測器數(shù)據(jù)分析及其顯示數(shù)據(jù)分析及其顯示OTDR 是基本的光纖鏈路安裝和維護的測試工具機械固定連接頭26光纖熔接和彎折可導致光功率衰耗,但是沒有反射現(xiàn)象.MODIFY/ENTERZOOM 損耗彎折熔接OTDR 測量顯示測量顯示熔接彎折活動連接器機械固定接頭斷裂光纖尾端27MODIFY/E

11、NTERZOOM 10衰耗反射OTDR 顯示顯示熔接彎折活動連接器機械固定接頭斷裂光纖尾端機械固定接頭，活動連接器和光纖斷裂都會引起光的反射和衰耗，OTDR上有相似的顯示結(jié)果28MODIFY/ENTERZOOM 10(非反射)反射OTDR 測量顯示測量顯示熔接彎折活動連接器機械固定接頭斷裂光纖尾端29噪聲電壓（峰值)1.8 dB噪聲電平（均方根值）背向散射電平初始點動態(tài)范圍(峰值)動態(tài)范圍(信噪比1)動態(tài)范圍決定了OTDR能“看”多遠的光纖和光纖上的特征點30衰減盲區(qū)最小10米事件盲區(qū)最小3米1.5dB0.5 dB1.5dB0.5 dB盲區(qū)一定是由反射事件造成的。事件盲區(qū)是能夠分辯出下一個反射

12、的距離。衰減盲區(qū)是能夠分辯出下一個非反射的距離。31動態(tài)范圍取決于脈沖寬度平均時間盲區(qū)取決于脈沖寬度反射大小32OTDR發(fā)短脈沖時能提供更好的盲區(qū)性能，但是具有更小的動態(tài)范圍；OTDR發(fā)長脈沖時能提供更好的動態(tài)范圍，但具有更大的盲區(qū)。短脈沖MODIFY/ENTERZOOM 10MODIFY/ENTERZOOM 10長脈沖33實質(zhì)：增大信噪比（實質(zhì)：增大信噪比（S/N）取平均值測量：多次相加取平均的方法取平均值測量：多次相加取平均的方法信號的特點：有規(guī)律，多次相加后可還原信號的特點：有規(guī)律，多次相加后可還原噪聲的特點：隨機，多次相加后極限值趨近于零噪聲的特點：隨機，多次相加后極限值趨近于零10秒

13、 3 分鐘34距離精度取決于時基準確性，抽樣距離，折射率設(shè)置和光纜因素。XXXXXXXXXXXXXXXXD = V x T ,=D = _NCV = _NCx T折射率誤差光纖長度 光纜長度XXXXXXXXXXXXXXXX抽樣導致的誤差從光纖測量的實際信號顯示的曲線時基的準確性T抽樣35抽樣間隔：間隔越大，影響越大。因此要求最小抽樣間隔越小越好。折射率：是工廠應該出具的固定參數(shù)。絞縮率：光纖長度與光纜長度的比例。有助于實地勘查故障位置。經(jīng)驗為兩者相差510左右。36為了得到準確熔接衰減值，可從二邊測該熔點并取平均值MODIFY/ENTERZOOM 10背向散射系數(shù)光纖AB衰耗BA熔接彎折活動連

14、接器機械固定接頭斷裂光纖尾端OTDR 測量顯示測量顯示37通常在短鏈路測量時出現(xiàn)較多。所謂鬼影就是與事實不符的影像。有時原因較為復雜。常見的鬼影是由于連接器連續(xù)反射造成。鬼影ababc，由于反射脈沖在首個連接器再次發(fā)生反射，對光纖進行了第二次探測，掃描的距離是原來的兩倍探測脈沖端面反射脈沖再次反射381.用接入光纖消除盲區(qū)只有將引入光纖與被測光纖熔接，才能幫助消除盲區(qū)MODIFY/ENTERZOOM 10熔接接入光纖被測光纖長度使用脈寬之衰減盲區(qū)光接收機恢復被測光纖起始點392.雙波長測試意義：分辨彎曲和熔接點原理：波長越大對微彎越敏感，也就是波長越大插入損耗值越大。方法：比較在兩個波長上的測

15、試結(jié)果，如果插入損耗值相差過大，可以判斷為彎曲。a)b)d)c)小知識為什么微彎會有較大損耗？答：如果彎曲半徑太小，會造成彎曲部位發(fā)生光泄露，造成光能量損失。所以會有較大損耗?？梢允褂谩凹t光光源”驗證。403.雙向測試主要意義：修正偽增益帶來的測試誤差。方法：雙向測量損耗值相加取平均（注意：不是絕對值相加，而是帶有正負號相加；或者說應該絕對值相減取平均）其他意義：盲區(qū)的彌補雙向曲線比較幫助修正漏測事件41（一）光纖線路測量概述（一）光纖線路測量概述（二）（二）OTDR 測試基本原理測試基本原理（三）（三）OTDR主要應用主要應用42應用應用光纖使用前的檢驗測試把光纖一端熔接到有連接器的尾纖上尾

16、纖連接器連接到OTDR檢查被測光纖的一致性測試光纖長度測試光纖衰減系數(shù) (dB/km)SpliceCable or fiber spoolConnector43應用應用光纜工程施工: 實時進行光纜工程建設(shè)需要把不同長度光纜 (大于2km3km.) 中的光纖熔接到一起.確定接續(xù)點及光纜正常. 在出發(fā)去下一個熔接地點之前. 在熔接點即將被埋上或拖動之前44應用應用光纜工程施工: 實時進行連接OTDR定位新的熔接點/連接點測試 熔接點/連接點 損耗測試反射測試光纖的損耗檢查光纖損耗值是否正常45 應用應用工程階段: 終驗在光纖投入業(yè)務之前要對進行光纖終驗光纖終驗可由OTDR 來完成OTDR 測試光纖

17、總長度、回損和事件點的位置。給出光纖測試曲線軌跡用以評估光纖是否合格（例如，對于工程承包者要進行終驗。）保存光纖測試資料作為網(wǎng)絡維護檔案。46應用應用日常維護周期性進行測試。測試未開業(yè)務光纖或備用光纖。測試熔接點、連接器、微彎及光纖末端等事件。把測試曲線和歷史曲線進行比較。查找降質(zhì)點及其他光纖曲線發(fā)生變化的地方。47應用應用提示電源電源儀表具備兩個電池槽，可選兩塊電池供電（選項），以增加現(xiàn)場操作時間。采用電池供電時，儀表左上角顯示電量。當?shù)陀?0時，請注意保存測試數(shù)據(jù)。儀表長時間閑置，請將電池取出！交流適配器接頭采用多針接頭，插拔要格外注意，切務損傷插頭。野外采用發(fā)電機供電時，應注意：啟動、熄火時不要將交流電源線連接發(fā)電機。油料將盡時，請及時關(guān)機、并拔掉電源線。請隨時檢測發(fā)電機輸出電壓。48應用應用提示電源49應用應用提示存儲存儲格式*.WTK：JDSU專用格式，文件容量小，可以存儲更多曲線。*.SOR：