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1、仪器仪表操作OTDR,代维认证培训-基站一体化,1,OTDR,理 论,2,OTDR,基本概念,OTDR是Optical Time-domain Reflectometer的缩写。 OTDR是光纤测量中最主要的仪器，被广泛应用于光纤光缆工程的测量、施工、维护及验收工作中，是光纤系统中使用频度最高的现场仪器，形象的被人称为光通信中的“万用表”。,3,OTDR,基本原理,OTDR利用其激光光源向被测光纤发送一光脉冲，光脉冲在光纤本身及各特征点上会有光信号反射回OTDR，反射回的光信号又通过定向耦合到OTDR的接收器，并在这里转换成电信号，最终在显示屏上显示出结果曲线。,4,OTDR,原理框图,5,O
2、TDR,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,OTDR,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
3、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,基本结构,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,8,OTDR,9,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,OTDR,综 合,10,OTDR,11,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 。,返回的
4、 信号电平 (dB),距离,+,-,0,+,(公里，米，英里，英尺等),OTDR,12,+,-,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,OTDR,13,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 。,OTDR,14,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（
5、背向散射加上反射）与光纤长度相关的光纤曲线 。,OTDR,15,+,-,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),OTDR,16,+,-,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),OTDR,17,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),OTDR,18,熔接时如果接
6、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,反射,距离(公里，米，英里，英尺等),OTDR,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,19,主要用途,OTDR,20,仪表的设置,OTDR,21,主要参数设置,Range,基本但非常重要的设置,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,OTDR,22
7、,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,OTDR,23,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 =
8、 2kbytes 164Km 范围 = 10kbytes,OTDR,24,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,OTDR,25,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,OTD
9、R,26,脉 冲 宽 度 2,OTDR,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,OTDR,28,965m 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所说的事件盲区。,km,350,70,OTDR,29,动 态 范 围,脉宽决定了可测
10、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,OTDR,30,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，不同波长 下进行的测试会得到不同的损耗结果。测试波长越
11、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。,OTDR,31,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，由于分辨率设置而导致的读出误差可能达到 8米
12、。,红线 = 1m 分辨率 绿线 = 8m 分辨率,OTDR,32,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,OTDR,33,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 减
13、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,OTDR,34,应 用,OTDR,35,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,OTDR,36,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
14、 ：获得尽可能清晰的曲线 自动分析： OTDR准确地报告故障点位置,OTDR,37,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,OTDR,38,专 题,OTDR,39,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。,O
15、TDR,40,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 = (-0.2 + 0.8) / 2 = 0.3dB,OTDR,41,距离精度,CO,SP#1,SP#2,SP#3,光缆敷设时可能不直或上下左右偏离路由. 每一光纤在光缆内是松弛的，且在接头盒内有不同长度的盘留。松套光缆纤芯富裕度为：0.2%0.8%；层绞式或骨架式光缆沿 缆芯的扭绞率一般为1%3%。,测试距离较短:沿着地面. 测试距离较接近:沿着光缆. 测试距离较长:光纤长度.,OTDR测量光纤长度 !,断点位置,OTDR 距离精度,42,CO,SP#1,
16、SP#2,SP#3,断点位置,技巧: 1. 根据参考地标提高断点定位精度. 2. 从故障点附近的已知点进行判读. 3. 从光缆的两端进行测试.,OTDR,事件类型及显示,43,OTDR,两种光纤末端及曲线显示,44,OTDR,性能参数,OTDR的性能参数一般包括OTDR的动态范围、盲区、距离精确度、OTDR接收电路设计和光纤的回波损耗、反射损耗。,45,OTDR,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（SNR1）两种表示方法。 该指标决定了OTDR能
17、够分析的最大光损耗值；即决定了OTDR可以测量的最大光纤长度 动态范围越大，OTDR可以分析的距离越远。,46,OTDR,动态范围示意图,47,OTDR,盲区,盲区是由光纤线路上的反射类型事件引起的（接头或活动连接器等） 当反射的强光进入OTDR后，探测电路会在某一段时间（即一段距离）内处于饱和状态。 结果就是在光纤线路上，不能够“看到”反射事件之后的一段光纤或该区域内所发生的事件，所以被称为盲区 盲区分事件盲区、衰减盲区两种,48,OTDR,事件盲区 衰减盲区,事件盲区描述的是能够分辩开的两个反射事件的最短距离 如果一个反射事件在事件盲区之外，则该事件可以被定位，距离可以计算出来 衰减盲区是
18、指可以测量随后的一个反射或非反射事件衰减的最小距离 如果一个反射或非反射事件在 衰减盲区之外，则该事件可以被定位，损耗也可以测量。,49,OTDR,OTDR测试曲线示意,功率 (dB),斜率显示衰减,损耗,反射,OTDR 连接器,连接器 (P.P.),熔接点,光纤末端,50,OTDR-典型案例分析,51,由于脉冲的设置较小，电平噪声十分明显。,类似台阶的图形就是一个衰减事件，台阶幅度越大说明光纤衰减量就越大。,此图有多个衰减事件，严重影响 光纤传输质量。,1.法兰盘故障 2.光缆纤芯故障 3.尾纤故障,OTDR-典型案例分析,此图无背向散射图形显示，说明仪表发光部分故障或成端部分如：尾纤、法兰盘故障等。,距离范围设置不当，每一次跳纤， 在图形上都会形成一个反射峰。,注意箭头所指的弧线部分，说明激光器受损或光接口不清洁。正常情况下应该是直角。,Thank You !,53,54,