OTDR基礎(chǔ)培訓(xùn)知識(shí)

1、基礎(chǔ)基礎(chǔ). .概概 況況n 發(fā)射機(jī) (E O)n 光波導(dǎo)n 接收機(jī) (O E)光纖傳輸系統(tǒng)特點(diǎn):. .-+電到光電到光 (E-O) 轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換. .光波導(dǎo)光波導(dǎo)光信號(hào)入光信號(hào)入光信號(hào)出光信號(hào)出. .ReceiverReceiver光信號(hào)入光信號(hào)入光電二極管光電二極管電信號(hào)出電信號(hào)出(原始信號(hào)原始信號(hào))光到電光到電 (O-E)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換. .光信號(hào)的分類光信號(hào)的分類n功率功率 (瓦特或瓦特或分貝分貝) 使用光功率計(jì)測試時(shí)使用光功率計(jì)測試時(shí)dBm是一種典型的是一種典型的量度單位量度單位n顏色顏色(波長波長) 人眼可以識(shí)別的光從人眼可以識(shí)別的光從300nm (蘭色光蘭色光) 到到 700nm (紅色光紅

2、色光) ，光通信系統(tǒng)則通常使用，光通信系統(tǒng)則通常使用 850, 1310, & 1550nm 三三 個(gè)波長個(gè)波長. .功率功率n類似于燈泡類似于燈泡:瓦特?cái)?shù)越大瓦特?cái)?shù)越大 = 越亮越亮n光發(fā)射機(jī)光發(fā)射機(jī): 光強(qiáng)大約為光強(qiáng)大約為1mw (0 dBm)左右左右n 功率范圍功率范圍: +20 dBm 到到 -70 dBm . .波長波長n光信號(hào)光信號(hào)顏色顏色的度量的度量n度量單位為納米度量單位為納米 (nm) 或微米或微米 (um)n不同的顏色不同的顏色 (波長波長) 表征著不同的特征表征著不同的特征:如：日落時(shí)的橘紅色陽光；霧燈的黃光如：日落時(shí)的橘紅色陽光；霧燈的黃光300nm700nm可

3、見光譜. .涂覆包層涂覆包層光纖的結(jié)構(gòu)光纖的結(jié)構(gòu)光信號(hào)僅僅在光纖的纖芯纖芯中行進(jìn). .光纖的類型光纖的類型多模光纖具有較大的芯包比單模光纖具有較小的芯包比. .多模與單模的不同多模與單模的不同多模允許光以許多不同的路徑（模式）傳播單模僅允許光以一個(gè)路徑（模式）傳播. .光纖的幾何尺寸問題光纖的幾何尺寸問題偏心芯直徑偏差橢圓芯任何光纖都允許一定范圍內(nèi)的幾何偏差。但這些偏差將會(huì)導(dǎo)致光纖接續(xù)時(shí)的衰耗 。理論理論. .背向散射背向散射 - the amount of light scattered back is relative to the amount of incident light.12當(dāng)

4、 OTDR 通過不均勻的沉積點(diǎn)時(shí)，它的一部分光功率會(huì)被散射到不同的方向上。向光源方向散射回來的部分叫做. 由于散射損耗的原因，這一部分光脈沖強(qiáng)度會(huì)變得很弱。沉積點(diǎn)由前向不均勻點(diǎn)導(dǎo)致的背向散射 . .反射反射 僅僅發(fā)生于光纖的端面。光信號(hào)通過光纖的端面僅僅發(fā)生于光纖的端面。光信號(hào)通過光纖的端面-類似于類似于手電筒的光穿過玻璃窗手電筒的光穿過玻璃窗 -一部分光以入射時(shí)相同的角度反一部分光以入射時(shí)相同的角度反射回來射回來。反射回來的光強(qiáng)可達(dá)入射光強(qiáng)度的反射回來的光強(qiáng)可達(dá)入射光強(qiáng)度的 4% 。. .OTDR OTDR 的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)CRT 或或 LCD顯示器顯示器激光器激光器探測器探測器

5、. .OTDR OTDR 如何測量距離如何測量距離綜合綜合. .OTDR 產(chǎn)生返回光強(qiáng)度（產(chǎn)生返回光強(qiáng)度（ 背向散射加上反射）與背向散射加上反射）與光纖長度相關(guān)的光纖長度相關(guān)的光纖曲線光纖曲線 。. .OTDR 產(chǎn)生返回光強(qiáng)度（產(chǎn)生返回光強(qiáng)度（ 背向散射加上反射）與背向散射加上反射）與光纖長度相關(guān)的光纖長度相關(guān)的光纖曲線光纖曲線 。. .OTDR 產(chǎn)生返回光強(qiáng)度（產(chǎn)生返回光強(qiáng)度（ 背向散射加上反射）與背向散射加上反射）與光纖長度相關(guān)的光纖長度相關(guān)的光纖曲線光纖曲線 。. .OTDR 產(chǎn)生返回光強(qiáng)度（產(chǎn)生返回光強(qiáng)度（ 背向散射加上反射）與背向散射加上反射）與光纖長度相關(guān)的光纖長度相關(guān)的光纖曲線光

6、纖曲線 。. .OTDR 產(chǎn)生返回光強(qiáng)度（產(chǎn)生返回光強(qiáng)度（ 背向散射加上反射）與背向散射加上反射）與光纖長度相關(guān)的光纖長度相關(guān)的光纖曲線光纖曲線 。. .OTDR 產(chǎn)生返回光強(qiáng)度（產(chǎn)生返回光強(qiáng)度（ 背向散射加上反射）與背向散射加上反射）與光纖長度相關(guān)的光纖長度相關(guān)的光纖曲線光纖曲線 。. .熔接損耗是一種由于信號(hào)電平在接頭點(diǎn)突然下降熔接損耗是一種由于信號(hào)電平在接頭點(diǎn)突然下降而造成的而造成的點(diǎn)損耗點(diǎn)損耗。. .熔接時(shí)如果接點(diǎn)含有空氣隙，就會(huì)產(chǎn)生熔接時(shí)如果接點(diǎn)含有空氣隙，就會(huì)產(chǎn)生具有反射的點(diǎn)具有反射的點(diǎn)損耗損耗。. .您能用您能用OTDROTDR做些什么工作做些什么工作n觀察整個(gè)光纖線路觀察整個(gè)光

7、纖線路n定位端點(diǎn)和斷點(diǎn)定位端點(diǎn)和斷點(diǎn)n定位接頭點(diǎn)定位接頭點(diǎn) (“故障點(diǎn)故障點(diǎn)”)n測試接頭損耗測試接頭損耗n測試端到端損耗測試端到端損耗n測試反射值測試反射值n測試回波損耗測試回波損耗n建立事件點(diǎn)與地標(biāo)的相對(duì)關(guān)系建立事件點(diǎn)與地標(biāo)的相對(duì)關(guān)系n建立光纖數(shù)據(jù)文件建立光纖數(shù)據(jù)文件n數(shù)據(jù)歸檔數(shù)據(jù)歸檔. .典型的典型的 OTDR OTDR 曲線曲線. .自模式屏開始自模式屏開始n按故障定位鍵 (F1) - 或 -n按專家模式鍵 (F3)n在設(shè)置屏激活自動(dòng)模式和自動(dòng)分析功能后按TESTnOTDR開始啟動(dòng)測試并自動(dòng)分析數(shù)據(jù)n你只需要檢查結(jié)果.內(nèi)置的光纖分析軟件內(nèi)置的光纖分析軟件. .顯示事件表顯示事件表所有的

8、分析結(jié)果都以極易判讀的表格形式顯示，所有的分析結(jié)果都以極易判讀的表格形式顯示，距離單位可選擇公里、米、英里或英尺等。距離單位可選擇公里、米、英里或英尺等。儀器的設(shè)置儀器的設(shè)置. .RangeWavelengthResolutionAveragingPulse width. .測測 試試 范范 圍圍范圍范圍 是指是指距離距離 或或顯示范圍顯示范圍。對(duì)這一參數(shù)的設(shè)置意味著告訴。對(duì)這一參數(shù)的設(shè)置意味著告訴OTDR應(yīng)該在應(yīng)該在屏幕上顯示多長距離屏幕上顯示多長距離。為了顯示整個(gè)光纖曲線，設(shè)置時(shí)這一范圍必須大為了顯示整個(gè)光纖曲線，設(shè)置時(shí)這一范圍必須大于被測光纖長度。于被測光纖長度。 . .必須注意，測試范

9、圍相對(duì)于被測光纖長度不要差異太大，否則將會(huì)影響到有效分辨率。同時(shí)，過大的測試范圍還將導(dǎo)致過大而無效的測試數(shù)據(jù)文件，造成存貯空間的浪費(fèi)。測測 試試 范范 圍圍選擇164Km 測試范圍對(duì)于 7.6Km 的實(shí)際光纖來說是過長了。文件尺寸: 9Km 范圍 = 2kbytes 164Km 范圍 = 10kbytes. .脈 沖 寬 度脈沖寬度脈沖寬度 表示脈沖的時(shí)間長度，同時(shí)也可換算為脈沖在光纖上所占的表示脈沖的時(shí)間長度，同時(shí)也可換算為脈沖在光纖上所占的空間長度。空間長度。. .30ns1980ns7620ns3860ns960ns480ns240ns120ns脈沖寬度脈沖寬度 與盲區(qū)和動(dòng)態(tài)范圍直接相關(guān)

10、。與盲區(qū)和動(dòng)態(tài)范圍直接相關(guān)。在下圖中，用8個(gè)不同的脈沖寬度測量同一根光纖。最短的脈寬獲得了最小的盲區(qū)，但同時(shí)也導(dǎo)致了最大的噪聲。最長的脈寬獲得了最光滑的測試曲線，與此同時(shí)，盲區(qū)長達(dá)接近1公里。使用中等脈寬獲得了較好的盲區(qū)和清晰的曲線曲線最光滑但盲區(qū)最大最短的盲區(qū)但噪聲很大脈 沖 寬 度 1. .脈 沖 寬 度 2. .965m3,165ft540m1,773ft7620ns960ns120ns盲盲 區(qū)區(qū)在被測光纖始端，脈沖寬度的影響是顯而易見的在被測光纖始端，脈沖寬度的影響是顯而易見的。 下圖中，位于540米處的第一個(gè)接頭點(diǎn)在長脈寬下觀察不到。3,000950 250長脈寬長脈寬中脈寬中脈寬短

11、脈寬短脈寬. .965m3,165ft540m1,773ft7620ns960ns120ns拖拖 尾尾不同的脈寬在接頭處會(huì)產(chǎn)生不同長度的拖尾。不同的脈寬在接頭處會(huì)產(chǎn)生不同長度的拖尾。對(duì)于不同的脈寬，拖尾長度亦有不同，下圖例中960ns脈寬時(shí)的拖尾淹沒了第二個(gè)接頭。機(jī)械接頭在同樣脈寬下的拖尾將大于熔接接頭。這里所談及的拖尾即是我們通常所說的事件盲區(qū)。km35070. .動(dòng) 態(tài) 范 圍脈寬決定了可測試的光纖長度脈寬決定了可測試的光纖長度較長的脈寬可得到較大的較長的脈寬可得到較大的動(dòng)態(tài)范圍動(dòng)態(tài)范圍.以長脈寬 (7620ns) OTDR能夠測量 很遠(yuǎn)。 但盲區(qū)也比較大。以中等脈寬 (120ns) 測量

12、 20公里。噪聲變的比較大。以中等脈寬 (960ns) OTDR能夠較好地測量 40余公里。 盲區(qū)也比較適中。All measurements taken at 1310nm Wavelength. .波波 長長如果可能，總是同時(shí)測試1310和1550納米兩個(gè)波長以便比較不同波長上的測試結(jié)果，判斷光纜是否受到應(yīng)力。對(duì)同一根光纖，不同對(duì)同一根光纖，不同波長波長 下進(jìn)行的測試會(huì)得到不同的損耗結(jié)果。測試波下進(jìn)行的測試會(huì)得到不同的損耗結(jié)果。測試波長越長，對(duì)光纖彎曲越敏感。長越長，對(duì)光纖彎曲越敏感。1550nm下測試的接頭損耗大于在1310nm處的測試值.下圖中，第一個(gè)熔接點(diǎn)存在彎曲問題，而另外的熔接點(diǎn)

13、在兩測試波長下狀態(tài)近似，這表明光纖未受力。. .分辨率分辨率（數(shù)據(jù)采樣間隔）（數(shù)據(jù)采樣間隔） 確定了事件點(diǎn)的定位精度確定了事件點(diǎn)的定位精度OTDR在測試時(shí)沿光纖長度方向以固定的間隔進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣，采樣間隔越短，采集的數(shù)據(jù)也越多，同時(shí)意味著定位精度越高，但與此同時(shí)測試花費(fèi)的時(shí)間也會(huì)越長，測試結(jié)果文件也越大。文件大小: 8m 采樣 = 4kbytes 1m 采樣= 32kbytes分分 辨辨 率率1 m 采樣8 m 采樣光纖端點(diǎn)的讀出值可能由于光纖端點(diǎn)的讀出值可能由于+/-一個(gè)采樣點(diǎn)而不同一個(gè)采樣點(diǎn)而不同。在此情況下，由于分在此情況下，由于分辨率設(shè)置而導(dǎo)致的讀出誤差可能達(dá)到辨率設(shè)置而導(dǎo)致的讀出誤差可

14、能達(dá)到 8米米 。紅線 = 1m 分辨率綠線 = 8m 分辨率. .平平 均均平均 (有時(shí)也稱為掃描) 可降低測試結(jié)果曲線的噪聲水平，提高判讀精度。測試時(shí)，可以設(shè)定掃描次數(shù)為快, 中, 慢等三擋或一個(gè)特定的時(shí)間長度。長的平均時(shí)間使你能夠獲得較好的結(jié)果曲線。如果你使用較短的測試脈寬或測試較長的光纜區(qū)段，就應(yīng)該選擇較長的平均時(shí)間。噪聲 會(huì)導(dǎo)致曲線的變化，增加平均次數(shù)可降低噪聲電平. .關(guān)關(guān) 鍵鍵 點(diǎn)點(diǎn)改善信噪比為增強(qiáng)信號(hào)為增強(qiáng)信號(hào) 須使用 長脈寬長脈寬(增加注入光纖的能量) 為減少噪聲為減少噪聲 加長平均時(shí)間加長平均時(shí)間n如果你需要觀察兩個(gè)很接近的事件點(diǎn)如果你需要觀察兩個(gè)很接近的事件點(diǎn) 使用短脈使

15、用短脈寬寬n如果你使用短脈寬，可使用如果你使用短脈寬，可使用 長平均長平均 減少曲線噪減少曲線噪聲聲n如果使用如果使用 FAS 分析功能，請(qǐng)注意選擇分析功能，請(qǐng)注意選擇分辨率分辨率/脈寬組合脈寬組合應(yīng)用應(yīng)用. .盤盤 測測盤盤 測測盤測是對(duì)到貨后但仍繞在纜盤上的光纜進(jìn)行的簡單驗(yàn)收測試，通過這一盤測是對(duì)到貨后但仍繞在纜盤上的光纜進(jìn)行的簡單驗(yàn)收測試，通過這一測試，用戶可以得知光纜的盤長、連續(xù)性、成纜過程中是否有缺陷以及測試，用戶可以得知光纜的盤長、連續(xù)性、成纜過程中是否有缺陷以及整個(gè)纜的平均衰耗。整個(gè)纜的平均衰耗。n短脈寬短脈寬 ：更為細(xì)致地觀察光纖的狀態(tài)更為細(xì)致地觀察光纖的狀態(tài)n快速平均下的實(shí)時(shí)

16、顯示快速平均下的實(shí)時(shí)顯示 ：縮短測試時(shí)間：縮短測試時(shí)間n固定光標(biāo)固定光標(biāo) ：快速得到測試結(jié)果快速得到測試結(jié)果n固定損耗測試模式固定損耗測試模式 ：dB/Km. .故故 障障 定定 位位故障定位故障定位為了快速而精確地判斷斷點(diǎn)、既可讓儀器全自動(dòng)地設(shè)置測量也可手動(dòng)設(shè)為了快速而精確地判斷斷點(diǎn)、既可讓儀器全自動(dòng)地設(shè)置測量也可手動(dòng)設(shè)置測試參數(shù)置測試參數(shù) :. .故故 障障 修修 復(fù)復(fù)故障修復(fù)故障修復(fù)在故障搶修期間，你可能有必要觀察兩個(gè)很接近的接頭點(diǎn)在故障搶修期間，你可能有必要觀察兩個(gè)很接近的接頭點(diǎn) 間距甚至可間距甚至可能在幾十米之內(nèi)，此時(shí)你需要把故障點(diǎn)放大，同時(shí)用實(shí)時(shí)掃描觀察接頭能在幾十米之內(nèi)，此時(shí)你需要把故障點(diǎn)放大，同時(shí)用實(shí)時(shí)掃描觀察接頭操作，最后再完成整個(gè)測試得到接續(xù)損耗數(shù)據(jù)操作，最后再完成整個(gè)測試得到接續(xù)損耗數(shù)據(jù)。專題專題. .LSALSA法與法與2-2-點(diǎn)法接頭損耗測試的比較點(diǎn)法接頭損耗測試的比較2-PTLSAABLSA 法排除了由于法排除了由于曲線噪聲導(dǎo)致的接續(xù)曲線噪聲導(dǎo)致的接續(xù)損耗判讀誤差損耗判讀誤差“采樣區(qū)采樣區(qū)”采樣區(qū)必須位于接頭點(diǎn)兩側(cè)的線性區(qū)，不可跨越接頭點(diǎn)。. .假增益的來源假增益的來源無衰耗0.3dB 接頭衰耗AB-0.5dBAB