OTDR基礎(chǔ)培訓(xùn)知識(shí).ppt

1、,OTDR的基礎(chǔ)知識(shí),基礎(chǔ),概 況,發(fā)射機(jī) (E O) 光波導(dǎo) 接收機(jī) (O E),光纖傳輸系統(tǒng)特點(diǎn):,-,發(fā)射機(jī),光信號(hào)出,電信號(hào)進(jìn),改變光強(qiáng)度 = 模擬系統(tǒng) 改變開關(guān)狀態(tài) = 數(shù)字系統(tǒng),電到光 (E-O) 轉(zhuǎn)換,光波導(dǎo),光信號(hào)入,光信號(hào)出,石英玻璃光纖,Receiver,光信號(hào)入,光電二極管,電信號(hào)出,(原始信號(hào)),光到電 (O-E)轉(zhuǎn)換,+,-,光信號(hào)的分類,功率 (瓦特或分貝) 使用光功率計(jì)測(cè)試時(shí)dBm是一種典型的量度單位 顏色(波長(zhǎng)) 人眼可以識(shí)別的光從300nm (蘭色光) 到 700nm (紅色光) ，光通信系統(tǒng)則通常使用 850, 1310, & 1550nm 三 個(gè)波長(zhǎng),功率

2、,類似于燈泡:瓦特?cái)?shù)越大 = 越亮 光發(fā)射機(jī): 光強(qiáng)大約為1mw (0 dBm)左右 功率范圍: +20 dBm 到 -70 dBm,100 W,波長(zhǎng),光信號(hào)顏色的度量 度量單位為納米 (nm) 或微米 (um) 不同的顏色 (波長(zhǎng)) 表征著不同的特征:如：日落時(shí)的橘紅色陽光；霧燈的黃光,纖芯,包層,沿光纖長(zhǎng)度方向均勻沉積的纖芯,石英包層,涂覆包層,光纖的結(jié)構(gòu) 光信號(hào)僅僅在光纖的纖芯中行進(jìn),10,125,250,光纖的類型,多模光纖具有較大的芯包比,單模光纖具有較小的芯包比,多模與單模的不同,多模允許光以許多不同的路徑（模式）傳播,單模僅允許光以一個(gè)路徑（模式）傳播,光纖的幾何尺寸問題,偏心,

3、芯直徑偏差,橢圓芯,任何光纖都允許一定范圍內(nèi)的幾何偏差。但這些偏差將會(huì)導(dǎo)致光纖接續(xù)時(shí)的衰耗 。,理論,背向散射 來自于沿著光纖纖芯分布的不均勻的沉積部分和雜質(zhì),纖芯,背向散射- - the amount of light scattered back is relative to the amount of incident light.,1,2,當(dāng) OTDR 通過不均勻的沉積點(diǎn)時(shí)，它的一部分光功率會(huì)被散射到不同的方向上。向光源方向散射回來的部分叫做背向散射. 由于散射損耗的原因，這一部分光脈沖強(qiáng)度會(huì)變得很弱。,沉積點(diǎn),由前向不均勻點(diǎn)導(dǎo)致的背向散射,反射 僅僅發(fā)生于光纖的端面。光信號(hào)通過光纖的

4、端面-類似于手電筒的光穿過玻璃窗 -一部分光以入射時(shí)相同的角度反射回來。反射回來的光強(qiáng)可達(dá)入射光強(qiáng)度的 4% 。,反射光直線返回光源(OTDR),無論光信號(hào)自光纖進(jìn)入空氣還是自空氣進(jìn)入光纖，反射光強(qiáng)度比例是相同的。,光纖端面質(zhì)量不同，返回OTDR的反射光強(qiáng)度也不同。,OTDR 的結(jié)構(gòu),控制系統(tǒng),CRT 或 LCD顯示器,激光器,探測(cè)器,耦合器/分路器,待測(cè)光纖,OTDR 如何測(cè)量距離,t0,t1,如果折射率“n”設(shè)置不正確，所測(cè)出的距離也將是錯(cuò)誤的！,“d”,“t” = t1 - t0,“C” = 光速. “n” = 光纖纖芯的折射率,綜合,OTDR 產(chǎn)生返回光強(qiáng)度（ 背向散射加上反射）與光纖

5、長(zhǎng)度相關(guān)的光纖曲線 。,返回的 信號(hào)電平 (dB),距離,+,-,0,+,(公里，米，英里，英尺等),+,-,0,+,返回的 信號(hào)電平 (dB),(公里，米，英里，英尺等),沿光纖的背向散射采樣點(diǎn),OTDR 產(chǎn)生返回光強(qiáng)度（ 背向散射加上反射）與光纖長(zhǎng)度相關(guān)的光纖曲線 。,距離,距離(公里，米，英里，英尺等),+,-,0,+,返回的 信號(hào)電平 (dB),位于光纖遠(yuǎn)端的背向散射采樣點(diǎn),OTDR 產(chǎn)生返回光強(qiáng)度（ 背向散射加上反射）與光纖長(zhǎng)度相關(guān)的光纖曲線 。,距離(公里，米，英里，英尺等),+,-,0,+,返回的 信號(hào)電平 (dB),連接這些采樣點(diǎn),OTDR 產(chǎn)生返回光強(qiáng)度（ 背向散射加上反射）

6、與光纖長(zhǎng)度相關(guān)的光纖曲線 。,+,-,0,+,返回的 信號(hào)電平 (dB),僅僅觀察連接線,OTDR 產(chǎn)生返回光強(qiáng)度（ 背向散射加上反射）與光纖長(zhǎng)度相關(guān)的光纖曲線 。,距離(公里，米，英里，英尺等),+,-,0,+,端面反射,返回的 信號(hào)電平 (dB),OTDR 產(chǎn)生返回光強(qiáng)度（ 背向散射加上反射）與光纖長(zhǎng)度相關(guān)的光纖曲線 。,距離(公里，米，英里，英尺等),熔接損耗是一種由于信號(hào)電平在接頭點(diǎn)突然下降而造成的點(diǎn)損耗。,+,-,0,+,熔接損耗,返回的 信號(hào)電平 (dB),距離(公里，米，英里，英尺等),熔接時(shí)如果接點(diǎn)含有空氣隙，就會(huì)產(chǎn)生具有反射的點(diǎn)損耗。,+,-,0,+,返回的 信號(hào)電平 (dB

7、),接頭損耗,反射,距離(公里，米，英里，英尺等),您能用OTDR做些什么工作,觀察整個(gè)光纖線路 定位端點(diǎn)和斷點(diǎn) 定位接頭點(diǎn) (“故障點(diǎn)”) 測(cè)試接頭損耗 測(cè)試端到端損耗,測(cè)試反射值 測(cè)試回波損耗 建立事件點(diǎn)與地標(biāo)的相對(duì)關(guān)系 建立光纖數(shù)據(jù)文件 數(shù)據(jù)歸檔,典型的 OTDR 曲線,自模式屏開始 按故障定位鍵 (F1) - 或 - 按專家模式鍵 (F3) 在設(shè)置屏激活自動(dòng)模式和自動(dòng)分析功能后按TEST OTDR開始啟動(dòng)測(cè)試并自動(dòng)分析數(shù)據(jù) 你只需要檢查結(jié)果.,內(nèi)置的光纖分析軟件,顯示事件表,所有的分析結(jié)果都以極易判讀的表格形式顯示， 距離單位可選擇公里、米、英里或英尺等。,儀器的設(shè)置,主要參數(shù)設(shè)置,R

8、ange,基本但非常重要的設(shè)置,Wavelength,根據(jù)光傳輸系統(tǒng)要求,Resolution,確定距離 精度,Averaging,使你最好地觀察曲線,Pulse width,最有用的控制,測(cè) 試 范 圍,范圍 是指距離 或顯示范圍。對(duì)這一參數(shù)的設(shè)置意味著告訴OTDR應(yīng)該在屏幕上顯示多長(zhǎng)距離。為了顯示整個(gè)光纖曲線，設(shè)置時(shí)這一范圍必須大于被測(cè)光纖長(zhǎng)度。,通常選擇的測(cè)試范圍應(yīng)比實(shí)際待測(cè)光纖長(zhǎng)20% 。,對(duì)于25公里的光纖，選擇13公里測(cè)試范圍是過短了。,對(duì)于25公里的光纖，選擇32公里測(cè)試范圍是比較合適的,必須注意，測(cè)試范圍相對(duì)于被測(cè)光纖長(zhǎng)度不要差異太大，否則將會(huì)影響到有效分辨率。同時(shí)，過大的測(cè)試

9、范圍還將導(dǎo)致過大而無效的測(cè)試數(shù)據(jù)文件，造成存貯空間的浪費(fèi)。,測(cè) 試 范 圍,選擇164Km 測(cè)試范圍對(duì)于 7.6Km 的實(shí)際光纖來說是過長(zhǎng)了。,文件尺寸: 9Km 范圍 = 2kbytes 164Km 范圍 = 10kbytes,脈 沖 寬 度,脈沖寬度 表示脈沖的時(shí)間長(zhǎng)度，同時(shí)也可換算為脈沖在光纖上所占的空間長(zhǎng)度。,OTDR注入光纖的光沿著光纖的傳播與水在管道內(nèi)流動(dòng)很相似。,30ns 脈寬,脈沖寬度 與盲區(qū)和動(dòng)態(tài)范圍直接相關(guān)。 在下圖中，用8個(gè)不同的脈沖寬度測(cè)量同一根光纖。最短的脈寬獲得了最小的盲區(qū)，但同時(shí)也導(dǎo)致了最大的噪聲。最長(zhǎng)的脈寬獲得了最光滑的測(cè)試曲線，與此同時(shí)，盲區(qū)長(zhǎng)達(dá)接近1公里。,

10、使用中等脈寬獲得了較好 的盲區(qū)和清晰的曲線,曲線最光滑但盲區(qū)最大,最短的盲區(qū)但噪聲很大,脈 沖 寬 度 1,長(zhǎng)脈寬,中等脈寬,短脈寬,脈 沖 寬 度 2,盲 區(qū),在被測(cè)光纖始端，脈沖寬度的影響是顯而易見的。 下圖中，位于540米處的第一個(gè)接頭點(diǎn)在長(zhǎng)脈寬下觀察不到。,3,000,950, 250,長(zhǎng)脈寬,中脈寬,短脈寬,965m 3,165ft,540m 1,773ft,7620ns,960ns,120ns,拖 尾,不同的脈寬在接頭處會(huì)產(chǎn)生不同長(zhǎng)度的拖尾。 對(duì)于不同的脈寬，拖尾長(zhǎng)度亦有不同，下圖例中960ns脈寬時(shí)的拖尾淹沒了第二個(gè)接頭。機(jī)械接頭在同樣脈寬下的拖尾將大于熔接接頭。 這里所談及的拖

11、尾即是我們通常所說的事件盲區(qū)。,km,350,70,動(dòng) 態(tài) 范 圍,脈寬決定了可測(cè)試的光纖長(zhǎng)度 較長(zhǎng)的脈寬可得到較大的動(dòng)態(tài)范圍.,以長(zhǎng)脈寬 (7620ns) OTDR能夠測(cè)量 很遠(yuǎn)。 但盲區(qū)也比較大。,以中等脈寬 (120ns) 測(cè)量 20公里。噪聲變的比較大。,以中等脈寬 (960ns) OTDR能夠較好地測(cè)量 40余公里。 盲區(qū)也比較適中。,All measurements taken at 1310nm Wavelength,波 長(zhǎng),原則: 如果可能，總是同時(shí)測(cè)試1310和1550納米兩個(gè)波長(zhǎng)以便比較不同波長(zhǎng)上的測(cè)試結(jié)果，判斷光纜是否受到應(yīng)力。,1550nm 曲線,1310nm 曲線,對(duì)

12、同一根光纖，不同波長(zhǎng) 下進(jìn)行的測(cè)試會(huì)得到不同的損耗結(jié)果。測(cè)試波長(zhǎng)越長(zhǎng)，對(duì)光纖彎曲越敏感。 1550nm下測(cè)試的接頭損耗大于在1310nm處的測(cè)試值.下圖中，第一個(gè)熔接點(diǎn)存在彎曲問題，而另外的熔接點(diǎn)在兩測(cè)試波長(zhǎng)下狀態(tài)近似，這表明光纖未受力。,分辨率（數(shù)據(jù)采樣間隔） 確定了事件點(diǎn)的定位精度 OTDR在測(cè)試時(shí)沿光纖長(zhǎng)度方向以固定的間隔進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣，采樣間隔越短，采集的數(shù)據(jù)也越多，同時(shí)意味著定位精度越高，但與此同時(shí)測(cè)試花費(fèi)的時(shí)間也會(huì)越長(zhǎng)，測(cè)試結(jié)果文件也越大。,文件大小: 8m 采樣 = 4kbytes 1m 采樣= 32kbytes,分 辨 率,光纖端點(diǎn)的讀出值可能由于+/-一個(gè)采樣點(diǎn)而不同。在此情況

13、下，由于分辨率設(shè)置而導(dǎo)致的讀出誤差可能達(dá)到 8米 。,紅線 = 1m 分辨率 綠線 = 8m 分辨率,平 均,平均 (有時(shí)也稱為掃描) 可降低測(cè)試結(jié)果曲線的噪聲水平，提高判讀精度。測(cè)試時(shí)，可以設(shè)定掃描次數(shù)為快, 中, 慢等三擋或一個(gè)特定的時(shí)間長(zhǎng)度。長(zhǎng)的平均時(shí)間使你能夠獲得較好的結(jié)果曲線。 如果你使用較短的測(cè)試脈寬或測(cè)試較長(zhǎng)的光纜區(qū)段，就應(yīng)該選擇較長(zhǎng)的平均時(shí)間。,噪聲 會(huì)導(dǎo)致曲線的變化， 增加平均次數(shù)可降低噪聲電平.,慢掃描,快掃描,關(guān) 鍵 點(diǎn),改善信噪比 為增強(qiáng)信號(hào) 須使用 長(zhǎng)脈寬(增加注入光纖的能量) 為減少噪聲 加長(zhǎng)平均時(shí)間,如果你需要觀察兩個(gè)很接近的事件點(diǎn) 使用短脈寬 如果你使用短脈寬，

14、可使用 長(zhǎng)平均 減少曲線噪聲 如果使用 FAS 分析功能，請(qǐng)注意選擇分辨率/脈寬組合,應(yīng)用,盤 測(cè),盤 測(cè) 盤測(cè)是對(duì)到貨后但仍繞在纜盤上的光纜進(jìn)行的簡(jiǎn)單驗(yàn)收測(cè)試，通過這一測(cè)試，用戶可以得知光纜的盤長(zhǎng)、連續(xù)性、成纜過程中是否有缺陷以及整個(gè)纜的平均衰耗。,短脈寬 ：更為細(xì)致地觀察光纖的狀態(tài) 快速平均下的實(shí)時(shí)顯示 ：縮短測(cè)試時(shí)間 固定光標(biāo) ：快速得到測(cè)試結(jié)果 固定損耗測(cè)試模式 ：dB/Km,故 障 定 位,故障定位 為了快速而精確地判斷斷點(diǎn)、既可讓儀器全自動(dòng)地設(shè)置測(cè)量也可手動(dòng)設(shè)置測(cè)試參數(shù) :,長(zhǎng)脈寬 ：觀察盡可能最長(zhǎng)的光纖區(qū)段、同時(shí)最清晰地顯示光纖終點(diǎn)位置 快或中平均 ：獲得盡可能清晰的曲線 自動(dòng)分

15、析： OTDR準(zhǔn)確地報(bào)告故障點(diǎn)位置,故 障 修 復(fù),故障修復(fù) 在故障搶修期間，你可能有必要觀察兩個(gè)很接近的接頭點(diǎn) 間距甚至可能在幾十米之內(nèi)，此時(shí)你需要把故障點(diǎn)放大，同時(shí)用實(shí)時(shí)掃描觀察接頭操作，最后再完成整個(gè)測(cè)試得到接續(xù)損耗數(shù)據(jù)。,手動(dòng)分析 ：自動(dòng)分析可能不能正確地獲得結(jié)果 短脈寬 ：同時(shí)觀察兩個(gè)較接近的事件點(diǎn) 實(shí)時(shí)掃描 ：觀察接續(xù)過程. 中或慢平均 ：獲得清晰的曲線、特別是在光纜較長(zhǎng)時(shí) 較低的分辨率 ：加快測(cè)試速度,專題,LSA法與2-點(diǎn)法接頭損耗測(cè)試的比較,采樣區(qū)必須位于接頭點(diǎn)兩側(cè)的線性區(qū)，不可跨越接頭點(diǎn)。,假增益的來源,無衰耗,0.3dB 接頭衰耗,真實(shí)衰耗 = (-0.5 + 0.5) / 2 = 0.0dB,真實(shí)的熔接衰耗 = (-