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1、主要内容,一、OTDR 概述原理、分析和操作,（一）光纤线路测量概述,（二）OTDR 测试基本原理,内 容 安 排,（三）OTDR主要应用,光纤线路测量损耗,链路损耗测量 意义：链路的全程损耗，是否符合设计光程预算。 单位：dB 测试仪器： 直接方法：光源、光功率计 间接方法：光时域反射仪（OTDR）,光损耗测试间接方法,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,损耗测试的特性曲线,熔接损耗,连接损耗,熔接点,连接点,100%,4%,max. 4% ( 14dB ),96%,光纤线路测量纤长,链路长度（纤长） 测试仪器：光时域反射仪（OTD
2、R） 意义：获得光纤长度信息，以便配盘。辅助衰减测量。,dB,km,* km,光纤线路测量衰减,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： 两点衰减：即为两点损耗/长度；（AB） 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。（AB）,A,A,B,B,逼近线,光纤线路测量插入损耗,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,事件前后轨迹的高度差即为插入损耗,延长线,光纤线路测量反射,连接器反射测量 测试仪器：光时
3、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,光纤线路测量故障位置,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,（一）光纤线路测量概述,（二）OTDR 测试基本原理,内 容 安 排,（三）OTDR主要应用,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
4、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,光时域反射仪原理,OTDR测试是通过发射光脉冲到光纤内，然后在OTDR端口接收返回的信息来进行。当光脉冲在光纤内传输时，会由于光纤本身的性质、连接器、接合点、弯曲或其它类似的事件而产生散射、反射。其中一部分的散射和反射就会返回到OTDR中。返回的有用信息由OTDR的探测器来测量，它们就作为光纤内不同位置上的时间或曲线片断。,瑞利散射原理,光纤中存在着微小的折射率波动，折射率变化部分的尺寸比波长还小时，会
5、使光产生向各个方向的散射，称为瑞利散射。,瑞利后向散射,fibre core,LD- 光源,光,反射光 (部分反射光),瑞利后向散射 因为玻璃结构上的分布不均，几乎在光纤每个地方都有一部分光被反射。这种反射可以在分子核上产生，也可以在生产时带入的污染物的地方产生反射。这种反射光会返回到OTDR， 用来评估光纤的损耗特性：反射越大，损耗越大！,瑞利散射特性,瑞利散射是光纤主要损耗机理。 瑞利散射的损耗与波长四次方成反比。 离输入端近的地方散射回来的光强，远的地方散射回来的光弱。 可以做定量分析。,OTDR是如何利用瑞利散射原理的,在光纤输入端面注入窄脉冲，在光脉冲沿着光纤传播时，各点瑞利散射部分
6、不断返回到光纤的输入端。 光纤接收检测电路检测到这些返回的光，经过数字处理提高信噪比以后，把与反射功率对应的电信号接到示波器，经处理后，在屏幕上可以显示出相应的对数衰减曲线。,菲涅尔反射原理,光在传输过程中通过折射率不同的介质产生的反射称菲涅尔反射。,n1,n2,“菲涅尔”是一个人的名字，因为他发现了一个有关反射的光学现象，这个现象就用这个人的名字命名了。是什么现象呢？这就是反射/折射与视点角度之间的关系。 如果你站在湖边，低头看脚下的水，你会发现水是透明的，反射不是特别强烈；如果你看远处的湖面，你会发现水并不是透明的，但反射非常强烈。这就是“菲涅尔效应”。 简单的讲，就是视线垂直于表面时，反
7、射较弱，而当视线非垂直表面时，夹角越小，反射越明显。如果你看向一个圆球，那圆球中心的反射较弱，靠近边缘较强。不过这种过度关系被折射率影响。 如果不使用“菲涅尔效应”的话，则反射是不考虑视点与表面之间的角度的。在真实世界中，除了金属之外，其它物质均有不同程度的“菲涅尔效应”。,菲涅尔反射原理,菲涅尔反射分析,菲涅尔反射通常发生在连接器、机械接头、光缆的不匹配处和光纤末端。,OTDR是如何利用菲涅尔反射原理,根据菲涅尔反射原理，只要在发送端探测到背向反射回来的光，就可以看到前后端面的回波脉冲，它们之间的时间间隔就是光走了两倍纤长度的时间，据此可以测量出光纤的长度。 同理，如光纤内部发生断裂或有缺陷
8、也会在光纤输入端检测到回波脉冲，根据回波脉冲情况可进行故障定位。,OTDR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,事件：非反射事件,光纤熔接和弯折可导致光功率衰耗,但是没有反射现象.,损耗,弯折,熔接,OTDR 测量显示,熔接,弯折,活动连接器,机械固定接头,断裂,光纤尾端,事件：反射事件,衰耗,反射,OTDR 显示,熔接,弯折,活动连接器,机械固定接头,断裂,光纤尾端,机械固定接头，活动连接器和光纤
9、断裂都会引起光的反射和衰耗， OTDR上有相似的显示结果,事件：光纤尾端,(非反射),反射,OTDR 测量显示,熔接,弯折,活动连接器,机械固定接头,断裂,光纤尾端,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,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。,什么影响
10、动态范围和盲区,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，因此盲区越大。,动态范围取决于 脉冲宽度 平均时间,盲区取决于 脉冲宽度 反射大小,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,长脉冲,平均时间参数影响动态范围,10秒,3 分钟,用接入光纤消除盲区,只有将引入光纤与被测光纤熔接，才能帮助消除盲区,熔接,接入光纤,被测光纤,长度使用脉宽之衰减盲区,光接收机恢复,被测光纤起始点,常用测试方法
11、,双波长测试 意义：分辨弯曲和熔接点 原理：波长越大对微弯越敏感，也就是波长越大插入损耗值越大。 方法：比较在两个波长上的测试结果，如果插入损耗值相差过大，可以判断为弯曲。,常用测试方法,小知识 为什么微弯会有较大损耗？ 答：如果弯曲半径太小，会造成弯曲部位发生光泄露，造成光能量损失。所以会有较大损耗。可以使用“红光光源”验证。,双向测试 主要意义：修正伪增益带来的测试误差。 方法：双向测量损耗值相加取平均（注意：不是绝对值相加，而是带有正负号相加；或者说应该绝对值相减取平均） 其他意义： 盲区的弥补 双向曲线比较 帮助修正漏测事件,常用测试方法,（一）光纤线路测量概述,（二）OTDR 测试基
12、本原理,内 容 安 排,（三）OTDR主要应用,应用光纤使用前的检验测试,把光纤一端熔接到有连接器的尾纤上 尾纤连接器连接到OTDR 检查被测光纤的一致性 测试光纤长度 测试光纤衰减系数 (dB/km),单盘测试,应用光缆工程施工: 实时进行,光缆工程建设需要把不同长度光缆 (大于2km3km.) 中的光纤熔接到一起. 确定接续点及光缆正常 . 在出发去下一个熔接地点之前 . 在熔接点即将被埋上或拖动之前,应用光缆工程施工: 实时进行,连接OTDR 定位新的熔接点/连接点 测试 熔接点/连接点 损耗 测试反射 测试光纤的损耗 检查光纤损耗值是否正常,应用工程阶段: 终验,在光纤投入业务之前要对
13、进行光纤终验 光纤终验可由OTDR 来完成 OTDR 测试光纤总长度、回损和事件点的位置。 给出光纤测试曲线轨迹用以评估光纤是否合格（例如，对于工程承包者要进行终验。） 保存光纤测试资料作为网络维护档案。,二、光纤熔接机原理与使用,藤仓FSM60S单芯熔接机,住友TYPE-39单芯熔接机,古河S177单芯熔接机,常见的单芯熔接机,基本原理,成像原理PAS原理 利用CCD相机与反光镜对光纤成像。利用纤芯与包层的折射率不同完成成像。 特别注意保护: CCD相机镜头 防风罩内反光镜 熔接原理高压电弧放电 利用左右电极的尖端放电。电极是消耗品。 应该注意： 电极的放电次数。放电1000次主机有告警，2
14、000次应更换电极并成对更换。,为什么熔接机是精密仪器？,光纤的特性：材质、纤细 成像过程需要大量的机械部件配合。 需要多部步进电机协同配合，以做到纤芯对准。推进电机和聚焦电机。 熔接过程需要对切割角度、光纤类型及环境条件做精确判定。 因此，正确的操作流程对熔接的速度、质量乃至熔接机的维护费用至关重要。,熔接流程,成像,聚焦,推进,熔接,灰尘检查,推进量,光纤类型判定,切割角度检查,熔接过程实现1光纤的清洁,用蘸有酒精的纱布或脱脂棉清洁光纤涂覆层，长度大约从断面100mm。 将光纤穿过热缩管。 用剥纤钳剥去涂覆层，约3040mm。 用另一块蘸有酒精的纱布或脱脂棉清洁裸纤。 准备切割 注意：务必
15、使用纯度在99以上的酒精。 最好使用酒精泵和不掉毛的纱布。,熔接过程实现2光纤的切割,常用切割工具 藤仓CT07切割刀 藤仓CT20切割刀 藤仓CT30切割刀 住友FC6S切割刀 笔式切割刀（宝石刀） 注意： 切割后千万不要碰触切割断面。如果碰到只能从新制备光纤。 切割后绝不能清洁光纤。,熔接过程实现3光纤的放置,放置过程中不要碰触切割断面。 将制备好的光纤放在V型槽底部。 轻轻地盖上光纤压板（磁性），合上光纤压脚。 如果发觉光纤不在V型槽底部，可用光纤压脚反复下压。 盖上防风罩。,按“SET”键开始熔接。 注意观察光纤图像和数据。 两个暂停操作： 暂停1开：熔接机将在测量切割角度后暂停。 暂
16、停2开：熔接机将在对准操作后暂停。,熔接过程实现4光纤的熔接,熔接结束后，会显示熔接损耗的估测值。,熔接过程实现5光纤的取出,打开加热器盖（左右） 打开防风罩 打开左光纤压板，用左手拿着左边的光纤。然后打开右边的光纤压板。 用右手拿住光纤，将其取出熔接机。,熔接过程实现6热缩管加热,将热缩管中心移至熔接点，然后放入加热器中。 注意：金属加强件处于下方。 确保光纤没有扭曲。 拉紧光纤，放入加热器中。加热器的左边夹具会自动关闭。 右手继续拉紧光纤，用左手盖上右边的夹具。 按“HEAT”键开始加热。 加热结束会发出声音告警且加热灯灭。,熔接过程实现总结,光纤的清洁人 光纤的切割人 光纤的放置人 光纤
17、的熔接熔接机 光纤的取出人 热缩管加热熔接机 工程人员的操作至关重要,熔接机的维护清洁,清洁V型槽 用蘸有99的酒精棉棒清洁V型槽的槽底。用干棉棒清除多余的酒精。 注意：不要接触电极尖；不要用力过度，以免损坏V型槽。 如果V型槽内的脏物不能用酒精棉棒清除，使用切割好的光纤清理。,熔接机的维护清洁,清洁光纤压脚 清洁防风镜（不要留有水迹，否则影响成像） 清洁切割刀刀片及胶垫 清洁物镜镜头,熔接机的维护放电校准,为什么要做放电强度校准？ 外界环境因素（温度、气压）的影响 外界震动和电极磨损导致放电中心位置的偏移 环境传感器温度、湿度、气压 建议在每天操作开始前或熔接损耗较大时进行放电校准。,熔接机
18、的维护更换电极,1000次放电后，主机会提示 步骤： 在维护菜单中执行更换电极 提示关机，按住键直到LED由绿色变成红色为止 拆下旧的电极；清洁新电极并安装 打开熔接机，将制备好的光纤放入，按键执行放电校正。,熔接机的维护调整刀片,当切割刀不能正常切割光纤时，将刀片转过1/16圈，换到下一个刀口锋利的位置。 当刀片转过一圈后（16个位置），可调整高度以补偿刀片的磨损量。 刀片被调高3次后就需要更换刀片。 调整中不要触及刀口。,熔接机的维护电池完全放电,记忆效应会使电池容量下降。 执行电池放电功能可以使残存的电量下降为0。 需要定期对电池做彻底放电。建议每月执行一次 。 步骤： 进入维护菜单并执
19、行电池放电，会显示剩余电量。 完成后，报警器响，自动关机。 电池充电,怎样才能使熔接速度更快？,熟练掌握操作步骤，千万不要省略某个环节。保证成功率！ 清洁工作。包括光纤、V型槽、反光镜、物镜。使成像更为快捷，并且节约光纤对准时间。 适当的放置光纤。在操作过程中摸索适当的放置长度。 了解光纤类型，选择适当的熔接模式。如光纤为单模，可以选择。当不知道光纤类型时选择。 定期做熔接机保养。,接续的几点建议,详细阅读操作说明书 熔接工具配备完全 做好熔接机日常清洁工作 根据熔接机的状态做即时调整 防止熔接机的磕碰及震动 野外环境中要注意环境变化和施工条件 定期做保养 野外尽量采用电池供电，当发电机供电时，应在发电机输出端采取降压措施。 发电机使用注意： 启动时千万不要连接交流电源线，待转速稳定、声音稳定再连接。 油料即将耗尽时应及时切断供电。 最好在输出端采取降压措施，可降至110V使用。,谢谢大家！,