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1、 Slide 1OTDR 基本知识Slide 2OTDR测试维护测试维护 工作l首先应该对OTDR本身的各项参数进行正确的设置；l其次是对OTDR各项技术指标的正确理解；l第三个需要注意的是不同需求和不同测试环境对测试仪器 指标的要求以及测试的方法；l最后是对测量曲线的正确解读。Slide 3几个关键的概念：菲涅尔反射，瑞利散射，背向散射法， OTDR的工作原理。l瑞利散射：光纤在加热制造过程中，热骚动使原子产生压 缩性的不均匀，造成材料密度不均匀，进一步造成折射率的 不均匀。这种不均匀在冷却过程中固定下来，引起光的散射 ，称为瑞利散射，是光纤本身固有的。l菲涅尔反射：菲涅尔反射就是平常所理解
2、的光反射。该现 象通常在不连续界面处发生（如连接器、适配器等），是气 隙、未对准、折射率不匹配等原因导致的结果。需要注意的是能够产生后向瑞利散射的点遍布整段光纤，是一个连续的 ，而菲涅尔反射是离散的反射，它由光纤的个别点产生，能够产生反射 的点大概包括光纤连接器（玻璃与空气的间隙）、阻断光纤的平滑镜截 面、光纤的终点等。Slide 4瑞利散射：当光在光纤传输的过程中撞击到分布在芯径中 的多普勒颗粒，会产生背向散射。纤芯纤芯背向散射背向散射 散射回来的光和注入光的数量有关。12多普勒颗粒从前一点的背向 散射. 瑞利散射瑞利散射Slide 5反射发生在光纤端面. 当光达到端面时，就象一个瞬间的 光
3、束撞击到窗户上，一部分光就会以撞击时相同的角度反 射回来。反射光能量相当于撞击端面光的4% .直接朝向光源的反射光直接朝向光源的反射光反射的数量等于从空气到玻反射的数量等于从空气到玻 璃璃或或从玻璃到空气的反射。从玻璃到空气的反射。成角度成角度粗糙粗糙脏脏端面的质量也许会减少返回到端面的质量也许会减少返回到 OTDROTDR光的数量光的数量菲涅尔反射Slide 6菲涅尔反射平面研磨，回损14dB 球面研磨(PC)，回损40dB 斜角研磨(APC)，回损60dBSlide 7l 背向散射法：背向散射法是将大功率的窄脉冲光注入待测 光纤，然后在同一端，检测沿光纤轴向向后返回的散射光 功率。由于光纤
4、材料密度不均匀，其本身的缺陷和掺杂成 分不均匀，引起光纤中小的折射率的变化，当光脉冲通过 光纤传输时，沿光纤长度上的每一点均会引起瑞利散射。 这种散射向四面八方，其中总有一部分会进入光纤的数值 孔径角，沿光纤轴反向传输到输入端。瑞利散射光的波长 与入射光的波长相同，其光功率与散射点的入射光功率成 正比。测量沿光纤轴向返回的背向瑞利散射光功率可获得 沿光纤传输损耗的信息，从而测得光纤的衰减。Slide 8lOTDR的工作原理：OTDR 类似光雷达。它对光纤发出一个 测试激光脉冲，然后观察从光纤上各点返回（包括瑞利散 射和菲涅尔反射）的激光的功率大小情况，这个过程重复 的进行，然后将这些结果根据需
5、要进行平均，并以轨迹图 的形式显示出来，这个轨迹图就描述了整段光纤的情况。Slide 9OTDR的参数设设置Slide 10关键的设置参数范围一个基本但非常重要的设置一个基本但非常重要的设置波长显示光纤的特性显示光纤的特性分辨率决定距离的精度决定距离的精度平均可以得到一个更平滑的曲线可以得到一个更平滑的曲线脉冲宽度最有用的控制最有用的控制Slide 11范围测量范围：用户根据被测光纤的总长度选择测量长度范围。过长的选择会引起测量 时间的加长，过短的选择会引起尾部的光纤无法被检测到。测量时选取适当的测试 距离可以生成比较全面的轨迹图，对有效的分析光纤的特性有很好的帮助，通常情通常情 况下，选择的
6、范围要比光纤实际长度长况下，选择的范围要比光纤实际长度长25% 25% 到到 5050% %。 蓝线：选择的范围为蓝线：选择的范围为1313千英尺千英尺太短太短所所 以看不到整条光纤（以看不到整条光纤（2525千英尺）千英尺）. .红线：选择的范围为红线：选择的范围为3030千英千英 尺，正好能看到尺，正好能看到2525千英尺的千英尺的 整条光纤整条光纤. .Slide 12不要选择相比实测光纤长得多的距离，尽管它不会影响测试，但会影响 分辨率，同时文件也会更大选择范围为164Km (538Kft) 对于7.6Km (25Kft)的光纤太 长.文件大小: 9Km 范围 = 2k字节164Km
7、范围 = 10k字节范围Slide 13脉冲宽度脉冲宽度：脉宽指注入被测光纤的光脉冲信号高功率信号的宽度，脉宽越宽， 反向信号越强，OTDR可以有效探测的距离越远，但宽脉宽会引起起始反射信号 饱和，引起大的盲区。因此，脉宽的选择是与测量光纤的长度有关系的。长度 越长，脉宽越宽。一般的OTDR脉宽从nss分若干档供用户选择。用户在使 用OTDR时，可以根据经验选择合适的脉宽设置。OTDROTDR1010ns = 2 ns = 2 米米 = 6 = 6 feet feet 100100ns = 20 ns = 20 米米 = 66 = 66 feet feet 10,00010,000ns = 2
8、,000 ns = 2,000 米米 = 65,62 = 65,62 feet feet 脉冲光沿光纤内部传输就象水通过管道一样脉冲光沿光纤内部传输就象水通过管道一样. .3030ns ns 脉冲脉冲Slide 1430ns1980ns7620ns3860ns960ns480ns240ns120ns脉冲宽度决定着盲区和动态范围好的盲区和干净的曲线最差的盲区但曲线很干净最好的盲区但曲线噪声大脉冲宽度1长脉宽长脉宽中脉宽中脉宽短脉宽短脉宽Slide 15脉冲宽度2Slide 16965m 3,165ft540m 1,773ft7620ns960ns120ns盲区脉冲宽度的影响在曲线的始端最为显著
9、光纤连接OTDR的点3,000950 250LongMediumShortSlide 17波长原则原则: : 只要可能总是测试只要可能总是测试2 2个个波长波长. 通过比较2个测试决定光纤 上是否有压力点，这点很重要. 15501550nmnm曲线曲线13101310nmnm曲线曲线波长：光纤在不同波长下的衰减特性是不一样的，了解光链路的衰减量是用户测 试最重要的目的。一般而言，OTDR提供1310nm/1550nm两个单模波长或 850nm/1300nm两个多模波长，个别也有只提供单波长的情况，但提供双波长的是 多数情况。因此，OTDR的设置中，让用户选择测量波长的选项，用户在使用时应 注意
10、设置你所关心的测量波长。Slide 18平均平均时间：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 ，3分钟的获取将比1分钟的获取提高0.8dB的动态。但超过 10分钟的获取时间对信噪比的改善并不大。一般平均时间不 超过3分钟。噪声表现为曲线的起伏变化，更长的 平均时间可减少噪声电平.红线：慢速扫描红线：慢速扫描蓝线：快速扫描蓝线：快速扫描Slide 19l折射率：OTDR通过测量从发射光到接收到反射所经过的时 间来计算到事件的距离。这可能是前面板连接器反射的上 升沿或来自某一连接器的反射。显示的距离和测量的时间 通过折射率相联系。这表示折射
11、率的变化会导致计算出的 距离发生变化。l折射率是光纤的固有参数，取决于所用光纤的材料，因此 应由光纤或光缆供应商提供。了解所测量光纤的折射率是 非常重要的。由于折射率不准确所造成的误差通常大于仪 器的误差。改变折射率设置会使OTDR测距结果发生变化。折射率的定义： 折射率=（真空中的光速）/（光脉冲在光纤中的速度）Slide 20l散射系数：散射系数是散射回OTDR光线量的度量。它会影 响回波损耗和反射级别的测量值。散射系数是OTDR输出处的 光脉冲功率（不是能量）与光纤近端处的后向散射功率的比 率。此比率以dB为单位。因为光脉冲功率与脉冲宽度相互独 立，所以此比率与脉冲宽度成反比。Slide
12、 21正确的理解OTDR各项项性能参数的含义义Slide 22动态范围：它表示后向散射开始与噪声峰值间的功率损耗比 。它决定了OTDR所能测得的最长光纤距离。如果 OTDR 的动 态范围较小，而待测光纤具有较高的损耗，则远端可能会消 失在噪声中。Slide 23动态范围：l决定着能够测试光纤的长度，值越大，测试的距离就越 长，以dB来表示发光功率和接收器的灵敏度决定着OTDR的 动态范围l提高动态范围有三种方法：一是提高发射功率；二是提 高脉冲宽度；三是改善接收器灵敏度Slide 24计算OTDR动态范围的方法动态范围“98% 噪声电平” (Bellcore 标准) “SNR = 1” “RM
13、S 噪声电平”Slide 25动态范围影响动态范围OK，可以测量整 条光纤动态范围不够，末端 有噪声Slide 26盲区当遇到反射事件时，高强度的反射光信号覆盖了弱强度的散射信号，从 而造成OTDR光接收器的盲区。OTDR的盲区：(一个脉冲宽度持续时间+OTDR光接收器的恢复时间)内光 在光纤中通过的距离。光脉冲宽度和光接收器的质量决定着盲区的长度。光脉冲宽度决定着动态范围和盲区的值，脉冲宽度越大，盲区就越大， 测试距离就越长；更小的脉冲宽度，更好的分辨率, 但动态范围减小, 需要更多的平均。 盲区和动态范围是一个矛盾体100ns20m100*10-9*2*108=20mSlide 27盲区：
14、盲区是指两个靠的很近但仍可分别测量出来的事件， 如果事件靠的太近，OTDR会把他们当成一个点。有时把盲区 叫做两个事件的分辨率。盲区也如动态范围那样，有它自己 的指标。经常发生把事件盲区与衰减盲区混为一谈的误解。Slide 28两种盲区： 菲涅尔反射（事件盲区）/背向散射（衰减盲 区）菲涅尔反射盲区是OTDR检测下一个事件所需的最小距离。背向散射盲区定义了OTDR可以测量的最小长度。Slide 29l衰减盲区：衰减盲区是强反射覆盖了测量数据的那部分 OTDR轨迹。它的发生是由于强信号使接收器饱和，并且需 要一定时间进行恢复。衰减盲区描述了从反射点开始（C 点）到接收点恢复到后向散射电平约0.5
15、dB（D点）范围内 的这段距离。这是OTDR能够再次测试衰减和损耗的点。衰 减盲区是指两个反射事件之间的最小距离，但是能够分别 测出他们各自的损耗。l事件盲区：事件盲区是反映两个反射事件之间的最小距离 ，仍可分辨出它们是两个彼此分开的事件。能够分别测出 他们的距离，但是不能分别测出它们各自的损耗。从OTDR 接收到的反射点开始到OTDR恢复的最高反射点1.5dB以下 的这段距离（A，B两点之间），这里可以看到是否存在第 二个反射点，但是不能测试衰减和损耗。Slide 30衰减盲区衰减盲区的距离是从反射事件的开始到反射事件后背向散射电平 0.5dB以上的强度距离。Slide 31事件盲区事件盲区
16、是从反射事件点开始到反射事件峰值1.5 dB以下的距 离。EDZ1.5 dBSlide 32初始盲区EDZ从峰值下降1.5dB，初 始事件盲区EDZ初始衰减盲区Slide 33l 损耗分辨率接收器区分两个光信号的能力l 距离分辨率数据采样点之间的距离，决定着光纤末端距离判断的精 度，距离分辨率不同于显示分辨率l 损耗精度测试的损耗精度，同光功率计的测试方式相同l 距离精度和时钟的稳定性、采样分辨率以及IOR的不稳定性有关系Slide 34Slide 35不同需求和不同测试环测试环 境对对 OTDR指标标的要求以及测试测试 的方法Slide 36正确的是用OTDR进行测试应该注意以下几点：测试场合对仪器 技术指标的要求，参数设置是否正确，所要测量的光纤与仪器 所提供的能力是否相符，测试方法是否正确。（1）测试场合的要求： 在对楼宇或小范围的光纤进行测试和调试时，短盲区比动态范 围重要得多。由于距离较短，不需要较大的动态范围。但是为 了检测出跳线和光纤链路两端的损耗，需要短盲区。 对于长距离（超过20公里）光纤测试和诊断，由
