OTDR原理使用詳解部分動(dòng)畫

目錄為什么要使用OTDROTDR的原理OTDR曲線分析各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置現(xiàn)在是1頁\一共有53頁\編輯于星期一目錄為什么要使用OTDROTDR的原理OTDR曲線分析各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置現(xiàn)在是2頁\一共有53頁\編輯于星期一通信質(zhì)量管道、人孔、手孔、防雷設(shè)施、入土出土護(hù)管1234光纜布放質(zhì)量光衰減色散基建質(zhì)量彎折、拉力、側(cè)壓力光纜施工質(zhì)量現(xiàn)在是3頁\一共有53頁\編輯于星期一傳統(tǒng)測(cè)試方式熔接彎折活動(dòng)連接器機(jī)械固定接頭斷裂光纖尾端光纖尾端標(biāo)準(zhǔn)光源發(fā)射=xdb光功率計(jì)接收=ydb測(cè)量優(yōu)點(diǎn)：可以直接測(cè)出全鏈路的光衰減、成本低、簡單可靠、不需要專業(yè)知識(shí)測(cè)量缺點(diǎn)：不能測(cè)熔接損耗、光纜彎折損耗、活動(dòng)連接損耗、機(jī)械連接損耗、光纖斷裂、更不能進(jìn)行距離測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)光源---光功率計(jì)測(cè)量全鏈路損耗=x-ydb現(xiàn)在是4頁\一共有53頁\編輯于星期一工程及維護(hù)需求光纜總長度熔接損耗活動(dòng)連接損耗光彎折損耗光纜總損耗故障點(diǎn)定位?現(xiàn)在是5頁\一共有53頁\編輯于星期一光路測(cè)量利器OTDR?=現(xiàn)在是6頁\一共有53頁\編輯于星期一目錄為什么要使用OTDROTDR的原理OTDR曲線分析各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置現(xiàn)在是7頁\一共有53頁\編輯于星期一OTDR定義定義OTDR的英文全稱是OpticalTimeDomainReflectometer，中文意思為光時(shí)域反射儀工作原理OTDR在精準(zhǔn)時(shí)鐘電路的控制之下，按照設(shè)定的參數(shù)向光口發(fā)射光脈沖信號(hào)，之后OTDR不斷的按照一定的時(shí)間間隔從光口接收從光纖中反射回的光信號(hào)，分別按照瑞利背向散射（測(cè)試光釬的損耗）和菲涅爾反射（測(cè)試光釬的反射）的原理對(duì)光纖進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)試。現(xiàn)在是8頁\一共有53頁\編輯于星期一Rayleigh背向散射（瑞利散射）原因源于光纖內(nèi)部微小粒子或不均勻結(jié)構(gòu)反射和吸收，當(dāng)光照射到雜質(zhì)上時(shí)，一些顆粒將光重定向到不同的方向，同時(shí)產(chǎn)生了信號(hào)衰減和背向散射。規(guī)律其損耗的大小與波長的4次方成反比，即隨著波長的增加，損耗迅速下降。光纖中某一點(diǎn)的后向回波可以反映出光纖中光功率的分布情況，椐此可以測(cè)試出光纖的損耗?，F(xiàn)在是9頁\一共有53頁\編輯于星期一Rayleigh背向散射（瑞利散射）

現(xiàn)在是10頁\一共有53頁\編輯于星期一Rayleigh背向散射（瑞利散射）⑴損耗：RayleighBackscatter(瑞利背向散射) =5Log(P0×W×S)-10ax(loge)

式中：

P0:發(fā)射的光功率（瓦）

W：傳輸?shù)拿}沖寬度（秒）

S：光纖的反射系數(shù)（瓦/焦耳）

a：光纖的衰減系數(shù)（奈踣/米）

1奈踣=8.686dB x：光纖距離

現(xiàn)在是11頁\一共有53頁\編輯于星期一Fresnel反射（非涅爾反射）原因當(dāng)光到達(dá)折射率突變的位置（比如從玻璃到空氣）時(shí)，很大一部分光被反射回去，產(chǎn)生Fresnel反射，它可能比Rayleigh背向散射強(qiáng)上千倍。Fresnel反射可通過OTDR軌跡的尖峰來識(shí)別。

產(chǎn)生位置這樣的反射例子有連接器、機(jī)械接頭、光纖、光纖斷裂或打開的連接器。用途可檢測(cè)鏈路沿線的物理事件?，F(xiàn)在是12頁\一共有53頁\編輯于星期一Fresnel反射（非涅爾反射）反射光直線返回光源(OTDR)空氣斜角端面粗糙端面骯臟端面光纖端面質(zhì)量不同，返回OTDR的反射光強(qiáng)度也不同?？諝猬F(xiàn)在是13頁\一共有53頁\編輯于星期一OTDR的結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)(高精度時(shí)鐘控制)CRT或LCD

顯示器激光器探測(cè)器耦合器/分路器待測(cè)光纖現(xiàn)在是14頁\一共有53頁\編輯于星期一OTDR測(cè)試過程熔接點(diǎn)彎折活動(dòng)連接器機(jī)械固定接頭斷裂光纖尾端光纖尾端第一步：清理光纖接口端面（法蘭口）第二步：用光功率計(jì)測(cè)試鏈路是否有光（有強(qiáng)光會(huì)損壞OTDR）第三步：了解待測(cè)鏈路的狀態(tài)，設(shè)置OTDR相應(yīng)的參數(shù)第四步：OTDR測(cè)試及結(jié)果分析，保存現(xiàn)在是15頁\一共有53頁\編輯于星期一OTDR測(cè)試過程熔接點(diǎn)彎折活動(dòng)連接器機(jī)械固定接頭斷裂光纖尾端光纖尾端現(xiàn)在是16頁\一共有53頁\編輯于星期一距離測(cè)量原理d=tC

2nt0t1如果折射率“n”設(shè)置不正確，所測(cè)出的距離也將是錯(cuò)誤的??！距離=Dt=t1-t0C=光速n=光纖纖芯的折射率現(xiàn)在是17頁\一共有53頁\編輯于星期一損耗測(cè)量原理A熔接點(diǎn)入射=xdbm反射=xdbm*f(c)B入射=x-0.3dbm反射=(x-0.3)dbm*f(c)損耗=0.3db熔接損耗=0.3db現(xiàn)在是18頁\一共有53頁\編輯于星期一OTDR產(chǎn)生返回光強(qiáng)度（背向散射加上反射）與光纖長度相關(guān)的光纖曲線

0-返回的信號(hào)電平(dB)距離+-+(公里，米，英里，英尺等)現(xiàn)在是19頁\一共有53頁\編輯于星期一-0+沿光纖的背向散射采樣點(diǎn)OTDR產(chǎn)生返回光強(qiáng)度（背向散射加上反射）與光纖長度相關(guān)的光纖曲線

返回的信號(hào)電平(dB)距離+-+(公里，米，英里，英尺等)現(xiàn)在是20頁\一共有53頁\編輯于星期一0位于光纖遠(yuǎn)端的背向散射采樣點(diǎn)OTDR產(chǎn)生返回光強(qiáng)度（背向散射加上反射）與光纖長度相關(guān)的光纖曲線

-返回的信號(hào)電平(dB)距離+-+(公里，米，英里，英尺等)現(xiàn)在是21頁\一共有53頁\編輯于星期一0連接這些采樣點(diǎn)OTDR產(chǎn)生返回光強(qiáng)度（背向散射加上反射）與光纖長度相關(guān)的光纖曲線

-返回的信號(hào)電平(dB)距離+-+(公里，米，英里，英尺等)現(xiàn)在是22頁\一共有53頁\編輯于星期一0僅僅觀察連接線OTDR產(chǎn)生返回光強(qiáng)度（背向散射加上反射）與光纖長度相關(guān)的光纖曲線

-返回的信號(hào)電平(dB)距離+-+(公里，米，英里，英尺等)現(xiàn)在是23頁\一共有53頁\編輯于星期一0端面反射OTDR產(chǎn)生返回光強(qiáng)度（背向散射加上反射）與光纖長度相關(guān)的光纖曲線

-返回的信號(hào)電平(dB)距離+-+(公里，米，英里，英尺等)現(xiàn)在是24頁\一共有53頁\編輯于星期一熔接損耗是一種由于信號(hào)電平在接頭點(diǎn)突然下降而造成的點(diǎn)損耗0熔接損耗-返回的信號(hào)電平(dB)距離+-+(公里，米，英里，英尺等)現(xiàn)在是25頁\一共有53頁\編輯于星期一熔接時(shí)如果接點(diǎn)含有空氣隙，就會(huì)產(chǎn)生具有反射的點(diǎn)損耗。0接頭損耗反射-返回的信號(hào)電平(dB)距離+-+(公里，米，英里，英尺等)現(xiàn)在是26頁\一共有53頁\編輯于星期一現(xiàn)在是27頁\一共有53頁\編輯于星期一目錄為什么要使用OTDROTDR的原理OTDR曲線分析各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置現(xiàn)在是28頁\一共有53頁\編輯于星期一典型的后向散射信號(hào)曲線DB/DIVdbceaM/DIVa、輸入端的Fresnel反射區(qū)（即盲區(qū)）b、恒定斜率區(qū)c、局部缺陷、接續(xù)或耦合引起的不連續(xù)性d、光纖缺陷、二次反射余波等引起的反射e、輸出端的Fresnel反射現(xiàn)在是29頁\一共有53頁\編輯于星期一外部因素引起的可能曲線變化

這里的外部因素指施加于光纜并傳遞至光纖的張力及側(cè)向受力，還有溫度的變化。這些都會(huì)造成曲線弓形彎曲。外部因素引起的弓形彎曲在外力作用下使曲線斜率改變。如圖所示，外力作用前曲線斜率恒定，在外力作用下可出現(xiàn)如下情況之一：現(xiàn)在是30頁\一共有53頁\編輯于星期一曲線斜率不變，衰減不變斜率變化，衰減線性增加整個(gè)長度呈弓形彎曲，各處斜率不同：衰減連續(xù)增加沿長度斜率增加，有限區(qū)域衰減線性增加現(xiàn)在是31頁\一共有53頁\編輯于星期一實(shí)際在測(cè)試中最常見的異常曲線、原理和對(duì)策現(xiàn)象：光纖未端無菲涅爾反射峰，曲線斜率、衰減正常，無法確認(rèn)光纖長度原因：光纖未端面上比較臟或光纖端面質(zhì)量差；對(duì)策：清洗光纖未端面或重新做端面；現(xiàn)在是32頁\一共有53頁\編輯于星期一現(xiàn)象：在整根光纖衰減合格，曲線大部分斜率均勻，但在菲涅爾反射峰前沿有一小凹陷原因：未端幾米或幾十米光纖受側(cè)壓對(duì)策：復(fù)繞觀察有無變化現(xiàn)在是33頁\一共有53頁\編輯于星期一1310nm1550nm現(xiàn)象：1310nm光纖曲線平滑，光纖衰減斜率基本不變，衰減指標(biāo)略微偏高，但1550nm光纖衰減斜率增加，衰減指標(biāo)偏高；原因：束管內(nèi)余長過短，光纖受拉伸；對(duì)策：確認(rèn)束管內(nèi)的余長，增加束管內(nèi)的余長現(xiàn)在是34頁\一共有53頁\編輯于星期一現(xiàn)象：1310nm光纖曲線平滑，光纖衰減斜率基本正常，衰減指標(biāo)正常，但550nm光纖衰減斜率嚴(yán)重不良，衰減指標(biāo)嚴(yán)重偏高；原因：束管內(nèi)余長過長，光纖彎曲半徑過小；對(duì)策：確認(rèn)束管內(nèi)的余長，減少束管內(nèi)的余長現(xiàn)在是35頁\一共有53頁\編輯于星期一正常曲線A為盲區(qū)，B為測(cè)試末端反射峰。測(cè)試曲線為傾斜的，隨著距離的增長，總損耗會(huì)越來越大。用總損耗（dB）除以總距離（km）就是該段纖芯的平均損耗（dB/Km）?，F(xiàn)在是36頁\一共有53頁\編輯于星期一異常情況原因：（1）儀表的尾纖沒有插好，光脈沖根本打不出去；（2）斷點(diǎn)位置比較進(jìn)，OTDR不足以測(cè)試出距離來；方法：（1）

要檢查尾纖連接情況

（2）

把OTDR的設(shè)置改一下，把距離、脈沖調(diào)到最小，如果還是這種情

況的話，可以判斷1尾纖有問題；

如果是尾纖問題，更換尾纖。現(xiàn)在是37頁\一共有53頁\編輯于星期一非反射事件(臺(tái)階)這種情況比較多見，曲線中間出現(xiàn)一個(gè)明顯的臺(tái)階，多數(shù)為該纖芯打折，彎曲過小，受到外界損傷等因素造成。臺(tái)階現(xiàn)在是38頁\一共有53頁\編輯于星期一曲線遠(yuǎn)端沒有反射峰這種情況一定要引起注意！曲線在末端沒有任何反射峰就掉下去了，如果知道纖芯原來的距離，在沒有到達(dá)纖芯原來的距離，曲線就掉下去了，這說明光纖在曲線掉下去的地方斷了，或者是光纖遠(yuǎn)端端面質(zhì)量不好。現(xiàn)在是39頁\一共有53頁\編輯于星期一測(cè)試距離過長這種情況是出現(xiàn)在測(cè)試長距離的纖芯時(shí)，OTDR所不能達(dá)到的距離所產(chǎn)生的情況，或者是距離、脈沖設(shè)置過小所產(chǎn)生的情況。如果出現(xiàn)這種情況，OTDR的距離、脈沖又比較小的話，就要把距離、脈沖調(diào)大，以達(dá)到全段測(cè)試的目的，稍微加長測(cè)試時(shí)間也是一種辦法。

現(xiàn)在是40頁\一共有53頁\編輯于星期一正增益現(xiàn)象處理正增益正增益是由于在熔接點(diǎn)之后的光纖比熔接點(diǎn)之前的光纖產(chǎn)生更多的后向散光而形成的。事實(shí)上，光纖在這一熔接點(diǎn)上是熔接損耗的。常出現(xiàn)在不同模場直徑或不同后向散射系數(shù)的光纖的熔接過程中，因此，需要在兩個(gè)方向測(cè)量并對(duì)結(jié)果取平均值作為該熔接損耗?，F(xiàn)在是41頁\一共有53頁\編輯于星期一目錄為什么要使用OTDROTDR的原理OTDR曲線分析各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置現(xiàn)在是42頁\一共有53頁\編輯于星期一主要參數(shù)設(shè)置Range基本但非常重要的設(shè)置Wavelength根據(jù)光傳輸系統(tǒng)要求Resolution確定距離精度Averaging使你最好地觀察曲線Pulsewidth最有用的控制現(xiàn)在是43頁\一共有53頁\編輯于星期一測(cè)試范圍范圍是指距離或顯示范圍。對(duì)這一參數(shù)的設(shè)置意味著告訴OTDR應(yīng)該在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)這一范圍必須大于被測(cè)光纖長度。

通常選擇的測(cè)試范圍應(yīng)比實(shí)際待測(cè)光纖長20%。對(duì)于25公里的光纖，選擇13公里測(cè)試范圍是過短了。對(duì)于25公里的光纖，選擇32公里測(cè)試范圍是比較合適的現(xiàn)在是44頁\一共有53頁\編輯于星期一必須注意，測(cè)試范圍相對(duì)于被測(cè)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(cè)試范圍還將導(dǎo)致過大而無效的測(cè)試數(shù)據(jù)文件，造成存貯空間的浪費(fèi)。測(cè)試范圍選擇164Km測(cè)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=2kbytes164Km范圍=10kbytes現(xiàn)在是45頁\一共有53頁\編輯于星期一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空間長度。OTDR10ns=1米100ns=10米10,000ns=1,000米OTDR注入光纖的光沿著光纖的傳播與水在管道內(nèi)流動(dòng)很相似。30ns脈寬現(xiàn)在是46頁\一共有53頁\編輯于星期一30ns1980ns7620ns3860ns960ns480ns240ns120ns脈沖寬度與盲區(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(cè)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(cè)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長脈寬中等脈寬短脈寬現(xiàn)在是47頁\一共有53頁\編輯于星期一脈沖寬度2現(xiàn)在是48頁\一共有53頁\編輯于星期一965m3,165ft540m1,773ft7620ns960ns120ns盲區(qū)在被測(cè)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。>3,000’950’<250’長脈寬中脈寬短脈寬現(xiàn)在是49頁\一共有53頁\編輯于星期一965m3,165ft540m1,773ft7620ns960ns120ns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)。km350’70’現(xiàn)在是50頁\一共有53頁\編輯于星期一動(dòng)態(tài)范圍脈寬決定了可測(cè)試的光纖長度較長的脈寬可得到較大的動(dòng)態(tài)范圍.以長脈寬(7620ns)OTDR能夠測(cè)量很