OTDR测试方法培训课件

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1、中国电信股份有限公司湖北传输局 2009年12月 OTDROTDR工程验收测试方法工程验收测试方法 中国电信股份有限公司湖北传输局 OTDR原理 目 录 OTDR参数设置 OTDR测试方法 OTDR曲线分析 OTDR事件表 中国电信股份有限公司湖北传输局 光时域反射仪原理光时域反射仪原理 光时域反射仪 Optical Time Domain Reflectometer 将窄的光脉冲注入光纤端面作为探测信号 在光脉冲沿着光纤传播时 各处瑞利散射的背向散射部 分将不断返回光纤入射端 当光信号遇到裂纹时 就会产 生菲涅尔反射 其背向反射光也会返回光纤入射端 通过合适的光耦合和高速响应的光电检测器检测

2、到输 入端的背向光的大小和到达时间 就能定量的测量出光纤 的传输特性 长度及故障点等 如下图 OTDR 连接器被测光纤 中国电信股份有限公司湖北传输局 OTDROTDR工作原理框图工作原理框图 光时域反射仪 熔接 弯折 活动 连接器 断裂 光纤 尾端 光纤网 OTDR 测试显示 相对光功率 激光器 耦合器 脉冲发生器光监测器 数据分析及其显示 OTDR 是基本的光纤链路安装和 维护的测试工具 机械固定连 接头 中国电信股份有限公司湖北传输局 基本术语基本术语 在OTDR光纤测试中经常用到的几个基本术语为背 向散射 非反射事件 反射事件和光纤尾端 OTDR测试 事件类型及显示 中国电信股份有限公

3、司湖北传输局 1 背向散射 光纤自身反射回的光信号称为背向散射光 简称背向 散射 2 非反射事件 光纤中的熔接头和微弯都会带来损耗 但不会引起反射 由于它们的反射较小 我们称之为非反射事件 3 反射事件 活动连接器 机械接头和光纤中的断裂点都会引起损耗 和反射 我们把这种反射幅度较大的事件称之为反射事件 中国电信股份有限公司湖北传输局 背向散射背向散射 OTDR 测量显示 背向散射是由于光纤的瑞利散射现象而引起的部 分光信号返回OTDR的现象 MODIFY ENTERZOOM 10 熔接 弯折活动连 接器 机械固 定接头 断裂光纤尾端 中国电信股份有限公司湖北传输局 4 光纤末端 q第一种情况

4、为一个反射幅度较高的菲涅尔反射 q第二种情况光纤末端显示的曲线从背向反射电平简单 地降到OTDR噪声电平以下 两种光纤末端及曲线显示示意图 中国电信股份有限公司湖北传输局 OTDROTDR用途用途 p测试光纤曲线及损耗分布 p测试光纤长度 p测试光纤平均衰减 p测试接头损耗 p测试光纤故障点 中国电信股份有限公司湖北传输局 光损耗测试间接方法光损耗测试间接方法 q光时域反射仪 OTDR 测试方法 dB km dB 起始反射结束端与测试结束点电平的高度差 中国电信股份有限公司湖北传输局 光纤线路测量 纤长光纤线路测量 纤长 q链路长度 纤长 测试仪器 光时域反射仪 OTDR 意义 获得光纤长度信

5、息 以便配盘 辅助衰减测量 dB km km 中国电信股份有限公司湖北传输局 光纤线路测量 衰减系数光纤线路测量 衰减系数 q 光纤衰减测量 测试仪器 光时域反射仪 OTDR 意义 评价链路质量 衰减 链路损耗 长度 dB km 两种评价方法 v两点衰减 即为 两点损耗 长度 A B v两点LSA衰减 为降低曲线波动性影响 而采取的数学 分析方法 在两点间取一条近似逼近直线 A B A A B B 逼近线 中国电信股份有限公司湖北传输局 光纤线路测量 插入损耗光纤线路测量 插入损耗 q插入损耗测量 测试仪器 光时域反射仪 OTDR 意义 连接点的损耗值 对应熔接点即为熔接损耗 dB km 事件

6、前后轨迹 的高度差即为 插入损耗 延长线 中国电信股份有限公司湖北传输局 光纤线路测量 反射光纤线路测量 反射 q 连接器反射测量 测试仪器 光时域反射仪 OTDR 意义 评价连接器的连接质量 dB km 反射事件前 端与反射峰 的高度差 中国电信股份有限公司湖北传输局 光纤线路测量 故障位置光纤线路测量 故障位置 q 故障位置查找 测试仪器 光时域反射仪OTDR 辅助手段 可见光故障定位仪 红光光源 dB km 故障的位置信息 km处断裂或其他事件 中国电信股份有限公司湖北传输局 OTDR原理 目 录 OTDR参数设置 OTDR测试方法 OTDR曲线分析 OTDR事件表 中国电信股份有限公司

7、湖北传输局 OTDROTDR的使用的使用 用OTDR进行光纤测量可分为三步 参数设置 数据获取 曲线分析 中国电信股份有限公司湖北传输局 性能参数 OTDR的性能参数一般包括 动态范围 盲区 距离精确度 回波损耗 反射损耗 中国电信股份有限公司湖北传输局 人工设置测量参数包括 1 波长选择 因不同的波长对应不同的光线特性 包括衰减 微弯等 测试波 长一般遵循与系统传输通信波长相对应的原则 即系统开放1550波长 则测试波长为1550nm 2 脉宽 Pulse Width 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

8、常以ns来表示 一般 10公里以下选用100ns 300 ns 10公里以上 选用300ns 1 s 3 测量范围 Range 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 倍距离之间 中国电信股份有限公司湖北传输局 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 以20s为宜 5 光纤参数 光纤参数的设置包括折

9、射率n和后向散射系数n和后向散射系 数 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 6 测试模式 选择平均化模式 参数设置好后 启动激光器 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 中国电信股份有限公司湖北传输局 1 动态范围 定义 把初始背向散射电平与噪声电平的差值 dB 定义 为动态范围 动态范围的作用 动态范围可决定最大测量长度 动态范围的表示方法 有峰 峰值 又称峰值动态范围 和 信噪比 SNR 1 两种表示方法 中国电信股

10、份有限公司湖北传输局 性能参数 动态范围 噪声电压 峰值 1 8 dB 噪声电平 均方 根值 背向散射电平初始点 动态范围 峰值 动态范围 信噪比 1 动态范围决定了OTDR能 看 多远的光纤和光纤上的 特征点 中国电信股份有限公司湖北传输局 OTDR动态 范围示意图 中国电信股份有限公司湖北传输局 动态范围的应用 动态范围大小决定仪器可测量光纤的最大长度 动态范围的应用示意图 中国电信股份有限公司湖北传输局 测量范围与动态范围的关系 初始背向散射电平与一定测量精度下的可识别事件点电平的 最大衰减差值被定义为测量范围 动态范围与测量范围关系示意图 中国电信股份有限公司湖北传输局 距离刻度 距离

11、刻度是表示OTDR测量光纤的长度指标 是OTDR的主 要参数 中国电信股份有限公司湖北传输局 v 2 盲区 定义 由活动连接器和机械接头等特征点产生反射 菲涅尔反射 后 引起OTDR接 收端饱和而带来的一系列 盲点 称为盲区 衰减盲区 衰减盲区是Fresnel反射之后 OTDR能在其中精确测量连续事件损耗的最小 距离 所需的最小距离是从发生反射事件时开始 直到反射降低到光纤的背向散 射级别的0 5dB 事件盲区 事件盲区是Fresnel反射后OTDR可在其中检测到另一个事件的最小距离 换而 言之 是两个反射事件之间所需的最小光纤长度 为了建立规格 最通用的业界 方法是测量反射峰的每一侧 1 5

12、dB处之间的距离 中国电信股份有限公司湖北传输局 性能参数 盲区或2点分辨率 衰减盲区最小10米 事件盲区最小3米 1 5dB 0 5 dB 1 5dB 0 5 dB 盲区一定是由反射 事件造成的 事件盲区是能够分 辩出下一个反射的距 离 衰减盲区是能够分 辩出下一个非反射的 距离 中国电信股份有限公司湖北传输局 什么影响动态范围和盲区 脉宽越大 动态范围越大 盲区也越大 脉宽越大 动态范围越大 盲区也越大 平均时间越长 动态范围越大 达到一定程平均时间越长 动态范围越大 达到一定程 度就无法再有改善 度就无法再有改善 反射越大 需要恢复的时间越长 因此盲区反射越大 需要恢复的时间越长 因此盲

13、区 越大 越大 q动态范围取决于 脉冲宽度 平均时间 q盲区取决于 脉冲宽度 反射大小 中国电信股份有限公司湖北传输局 平均时间参数影响动态范围 实质 增大信噪比 S N 取平均值测量 多次相加取平均的方法 信号的特点 有规律 多次相加后可还原 噪声的特点 随机 多次相加后极限值趋近于零 10秒 3 分钟 中国电信股份有限公司湖北传输局 脉宽怎样影响动态范围和盲区 OTDR发短脉冲时能提供更好的盲区性能 但是具有更小的动态范围 OTDR发长脉冲时能提供更好的动态范围 但具有更大的盲区 短脉冲 MODIFY ENTERZOOM 10 MODIFY ENTERZOOM 10 长脉冲 中国电信股份有

14、限公司湖北传输局 事件 衰减盲区示意图 中国电信股份有限公司湖北传输局 盲区和动态范围间的关系 p 盲区 决定OTDR横轴上事件的精确程度 p 动态范围 决定OTDR纵轴上事件的损耗情况和可测光纤的最大 距离 p 影响动态范围和盲区的因素 a 脉宽的影响 b 平均时间对动态范围的影响 c 反射对盲区的影响 中国电信股份有限公司湖北传输局 图8 脉冲宽度对测试的影响 中国电信股份有限公司湖北传输局 图9 平均时间对动态范围的影响 中国电信股份有限公司湖北传输局 3 距离精度 距离精度是指测试长度时仪表的准确度 又叫一点分辨率 OTDR的距离精度与仪表的采样间隔 时钟精度 光纤折射 率 光缆的成缆

15、因素和仪表的测试误差有关 中国电信股份有限公司湖北传输局 影响距离精度的因素 q抽样间隔 间隔越大 影响越大 因此要求最小抽 样间隔越小越好 q折射率 是工厂应该出具的固定参数 q绞缩率 光纤长度与光缆长度的比例 有助于实地 勘查故障位置 经验为两者相差5 10 左右 中国电信股份有限公司湖北传输局 距离精度和一点分辨率 距离精度取决于时基准确性 抽样距离 折射率设置和光缆 因素 X X X X X X X X X X X X X X X X D V x T D N C V N C x T 折射率误差 光纤长度 光缆长度 X X X X X X X X X X X X X X X X 抽样导致

16、的误差 从光纤测量的实际信号 显示的曲线 时基的准确性 T 抽样 中国电信股份有限公司湖北传输局 采样间隔对测试的影响 中国电信股份有限公司湖北传输局 光测试仪表 光测试仪表 OTDROTDR 技术参数 技术参数 序 号 仪表名称型号动态范围测试范围波长nM脉宽备注 1 HP8147 OTDR 814740dB 60dB100KM以上1310nM1550nM 10KM以下用 100ns 10KM以上用100 300ns 2 安捷伦 OTDR N390040dB 60dB100KM以上1310nM1550nM 10KM以下用 100ns 10KM以上用100 300ns 3 安立 OTDR 9080D 30dB以下50KM以下1310nM1550nM 10KM以下用30 100ns 4 安立 OTDR 9076D 43dB 45dB100KM以上1310nM1550nM 10KM以下用 100ns 10KM以上用100 300ns 5精密OTDRTD 300040dB 60dB100KM以上1310nM1550nM 10KM以下用 100ns 10KM以上用100 300ns 中国电信股