中文OTDR使用知识资料 课件

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1、OTDR基础,概 况,发射机 (E O) 光波导 接收机 (O E),光纤传输系统特点:,-,发射机,光信号出,电信号进,改变光强度 = 模拟系统 改变开关状态 = 数字系统,电到光 (E-O) 转换,光波导,光信号入,光信号出,石英玻璃光纤,Receiver,光信号入,光电二极管,电信号出,(原始信号),光到电 (O-E)转换,+,-,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 (红色光) ，光通信系统则通常使用 850, 1310, & 1550nm 三 个波长,功率,类似于灯泡:

2、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 W,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,纤芯,包层,沿光纤长度方向均匀沉积的纤芯,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,10,125,250,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,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,光纤的几何尺寸问题,偏心,芯直径偏差,椭

3、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 。,理论,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,纤芯,背向散射- - the amount of light scattered back is relative to the amount of incident light.,1,2,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. 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,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

4、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(OTDR),无论光信号自光纤进入空气还是自空气进入光纤，反射光强度比例是相同的。,光纤端面质量不同，返回OTDR的反射光强度也不同。,OTDR 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,OTDR 如何测量距离,t0,t1,如果折射率“n”设置不正确，所测出的距离也将是错误的！,“d”,“t” = t1 - t0,“C” = 光速. “n” = 光纤纤芯的折射率,综合,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

5、曲线 。,返回的 信号电平 (dB),距离,+,-,0,+,(公里，米，英里，英尺等),+,-,0,+,返回的 信号电平 (dB),(公里，米，英里，英尺等),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(公里，米，英里，英尺等),+,-,0,+,返回的 信号电平 (dB),位于光纤远端的背向散射采样点,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(公里，米，英里，英尺等),+,-,0,+,返回的 信号电平 (dB),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

6、的光纤曲线 。,+,-,0,+,返回的 信号电平 (dB),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(公里，米，英里，英尺等),+,-,0,+,端面反射,返回的 信号电平 (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(公里，米，英里，英尺等),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,+,熔接损耗,返回的 信号电平 (dB),距离(公里，米，英里，英尺等),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,+,返回的 信号电平 (dB),接头损耗,

7、反射,距离(公里，米，英里，英尺等),您能用OTDR做些什么工作,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,典型的 OTDR 曲线,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TEST OTDR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,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。,仪器的设置,主要参数设置,Range,基本

8、但非常重要的设置,Wavelength,根据光传输系统要求,Resolution,确定距离 精度,Averaging,使你最好地观察曲线,Pulse width,最有用的控制,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20% 。,对于25公里的光纤，选择13公里测试范围是过短了。,对于25公里的光纤，选择32公里测试范围是比较合适的,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

9、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,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。,OTDR注入光纤的光沿着光纤的传播与水在管道内流动很相似。,30ns 脉宽,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

10、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,长脉宽,中等脉宽,短脉宽,脉 冲 宽 度 2,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。,3,000,950, 250,长脉宽,中脉宽,短脉宽,965m 3,165ft,540m 1,773ft,7620ns,960ns,120ns,拖 尾,不同的脉宽在接头处会产生不同长度的拖尾。 对于不同的脉宽，拖尾长度亦有不同，下图例中960ns脉宽时的拖尾淹没了第二个接头。机械接头在同样脉宽下的拖尾将大于熔接接头。 这里所谈及的拖尾即是我们通常

11、所说的事件盲区。,km,350,70,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。,All measurements taken at 1310nm Wavelength,波 长,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。,1550nm 曲线,1310nm 曲线,对同一根光纤，不

12、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。,分辨率（数据采样间隔） 确定了事件点的定位精度 OTDR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,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

13、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,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。 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,快扫描,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

14、 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,应用,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,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 ：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 快或中平均 ：获得尽可能清晰的曲线 自动分析： OTDR

15、准确地报告故障点位置,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 ：自动分析可能不能正确地获得结果 短脉宽 ：同时观察两个较接近的事件点 实时扫描 ：观察接续过程. 中或慢平均 ：获得清晰的曲线、特别是在光缆较长时 较低的分辨率 ：加快测试速度,专题,LSA法与2-点法接头损耗测试的比较,采样区必须位于接头点两侧的线性区，不可跨越接头点。,假增益的来源,无衰耗,0.3dB 接头衰耗,真实衰耗 = (-0.5 + 0.5) / 2 = 0.0dB,真实的熔接衰耗