OTDR测试方法培训课件

中国电信股份有限公司湖北传输局12009年12月OTDR工程验收测试方法中国电信股份有限公司湖北传输局2OTDR原理目录OTDR参数设置OTDR测试方法OTDR曲线分析OTDR事件表中国电信股份有限公司湖北传输局3光时域反射仪原理光时域反射仪(OpticalTimeDomainReflectometer)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连接器被测光纤中国电信股份有限公司湖北传输局4OTDR工作原理框图.光时域反射仪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中国电信股份有限公司湖北传输局5基本术语在OTDR光纤测试中经常用到的几个基本术语为背向散射、非反射事件、反射事件和光纤尾端。OTDR测试事件类型及显示中国电信股份有限公司湖北传输局6（1）背向散射光纤自身反射回的光信号称为背向散射光（简称背向散射）。（2）非反射事件光纤中的熔接头和微弯都会带来损耗，但不会引起反射。由于它们的反射较小，我们称之为非反射事件。（3）反射事件活动连接器、机械接头和光纤中的断裂点都会引起损耗和反射，我们把这种反射幅度较大的事件称之为反射事件。中国电信股份有限公司湖北传输局7背向散射OTDR测量显示背向散射是由于光纤的瑞利散射现象而引起的部分光信号返回OTDR的现象MODIFY/ENTERZOOM10熔接弯折活动连接器机械固定接头断裂光纤尾端中国电信股份有限公司湖北传输局8（4）光纤末端第一种情况为一个反射幅度较高的菲涅尔反射。第二种情况光纤末端显示的曲线从背向反射电平简单地降到OTDR噪声电平以下。两种光纤末端及曲线显示示意图中国电信股份有限公司湖北传输局9OTDR用途测试光纤曲线及损耗分布测试光纤长度测试光纤平均衰减测试接头损耗测试光纤故障点中国电信股份有限公司湖北传输局10光损耗测试间接方法光时域反射仪（OTDR）测试方法dBkm**dB起始反射结束端与测试结束点电平的高度差中国电信股份有限公司湖北传输局11光纤线路测量－纤长链路长度（纤长）测试仪器：光时域反射仪（OTDR）意义：获得光纤长度信息，以便配盘。辅助衰减测量。dBkm**km中国电信股份有限公司湖北传输局12光纤线路测量－衰减系数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》；（A－B）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。（A’－B’）A’ABB’逼近线中国电信股份有限公司湖北传输局13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。dBkm事件前后轨迹的高度差即为插入损耗•延长线中国电信股份有限公司湖北传输局14光纤线路测量－反射连接器反射测量测试仪器：光时域反射仪（OTDR）意义：评价连接器的连接质量dBkm反射事件前端与反射峰的高度差中国电信股份有限公司湖北传输局15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）dBkm故障的位置信息，**km处断裂或其他事件中国电信股份有限公司湖北传输局16OTDR原理目录OTDR参数设置OTDR测试方法OTDR曲线分析OTDR事件表中国电信股份有限公司湖北传输局17OTDR的使用用OTDR进行光纤测量可分为三步：参数设置数据获取曲线分析中国电信股份有限公司湖北传输局18性能参数OTDR的性能参数一般包括：动态范围盲区距离精确度回波损耗反射损耗中国电信股份有限公司湖北传输局19人工设置测量参数包括：(1)波长选择(λ)：因不同的波长对应不同的光线特性(包括衰减、微弯等)，测试波长一般遵循与系统传输通信波长相对应的原则，即系统开放1550波长，则测试波长为1550nm。(2)脉宽(PulseWidth)：脉宽越长，动态测量范围越大，测量距离更长，但在OTDR曲线波形中产生盲区更大；短脉冲注入光平低，但可减小盲区。脉宽周期通常以ns来表示。一般10公里以下选用100ns、300ns,10公里以上选用300ns、1μs。(3)测量范围(Range)：OTDR测量范围是指OTDR获取数据取样的最大距离，此参数的选择决定了取样分辨率的大小。最佳测量范围为待测光纤长度1.5倍距离之间。中国电信股份有限公司湖北传输局20(4)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，3min的获得取将比1min的获得取提高0.8dB的动态。但超过10min的获得取时间对信噪比的改善并不大。一般平均时间不超过3min，以20s为宜。(5)光纤参数：光纤参数的设置包括折射率n和后向散射系数n和后向散射系数η的设置。折射率参数与距离测量有关，后向散射系数则影响反射与回波损耗的测量结果。这两个参数通常由光纤生产厂家给出。(6)测试模式：选择平均化模式。参数设置好后，启动激光器，OTDR即可发送光脉冲并接收由光纤链路散射和反射回来的光，对光电探测器的输出取样，得到OTDR曲线，对曲线进行分析即可了解光纤质量。中国电信股份有限公司湖北传输局21（1）动态范围①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。②动态范围的作用：动态范围可决定最大测量长度。③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（SNR＝1）两种表示方法。中国电信股份有限公司湖北传输局22性能参数：动态范围噪声电压（峰值)~1.8dB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中国电信股份有限公司湖北传输局23OTDR动态范围示意图中国电信股份有限公司湖北传输局24④动态范围的应用动态范围大小决定仪器可测量光纤的最大长度。动态范围的应用示意图中国电信股份有限公司湖北传输局25⑤测量范围与动态范围的关系初始背向散射电平与一定测量精度下的可识别事件点电平的最大衰减差值被定义为测量范围。动态范围与测量范围关系示意图中国电信股份有限公司湖北传输局26⑥距离刻度距离刻度是表示OTDR测量光纤的长度指标，是OTDR的主要参数。中国电信股份有限公司湖北传输局27（2）盲区①定义由活动连接器和机械接头等特征点产生反射（菲涅尔反射）后，引起OTDR接收端饱和而带来的一系列“盲点”称为盲区。②衰减盲区衰减盲区是Fresnel反射之后，OTDR能在其中精确测量连续事件损耗的最小距离。所需的最小距离是从发生反射事件时开始，直到反射降低到光纤的背向散射级别的0.5dB③事件盲区事件盲区是Fresnel反射后OTDR可在其中检测到另一个事件的最小距离。换而言之，是两个反射事件之间所需的最小光纤长度。为了建立规格，最通用的业界方法是测量反射峰的每一侧-1.5dB处之间的距离中国电信股份有限公司湖北传输局28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1.5dB0.5dB1.5dB0.5dB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。中国电信股份有限公司湖北传输局29什么影响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中国电信股份有限公司湖北传输局30平均时间参数影响动态范围实质：增大信噪比（S/N）取平均值测量：多次相加取平均的方法信号的特点：有规律，多次相加后可还原噪声的特点：随机，多次相加后极限值趋近于零10秒3分钟中国电信股份有限公司湖北传输局31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MODIFY/ENTERZOOM10MODIFY/ENTERZOOM10长脉冲中国电信股份有限公司湖北传输局32事件、衰减盲区示意图中国电信股份有限公司湖北传输局33④盲区和动态范围间的关系盲区：决定OTDR横轴上事件的精确程度。动态范围：决定OTDR纵轴上事件的损耗情况和可测光纤的最大距离。影响动态范围和盲区的因素：a．脉宽的影响b．平均时间对动态范围的影响c．反射对盲区的影响中国电信股份有限公司湖北传输局34图8脉冲宽度对测试的影响中国电信股份有限公司湖北传输局35图9平均时间对动态范围的影响中国电信股份有限公司湖北传输局36（3）距离精度距离精度是指测试长度时仪表的准确度（又叫一点分辨率）。OTDR的距离精度与仪表的采样间隔、时钟精度、光纤折射率、光缆的成缆因素和仪表的测试误差有关。中国电信股份有限公司湖北传输局37影响距离精度的因素抽样间隔：间隔越大，影响越大。因此要求最小抽样间隔越小越好。折射率：是工厂应该出具的固定参数。绞缩率：光纤长度与光缆长度的比例。有助于实地勘查故障位置。经验为两者相差5％～10％左右。中国电信股份有限公司湖北传输局38距离精度和一点分辨率距离精度取决于时基准确性，抽样距离，折射率设置和光缆因素。XXXXXXXXXXXXXXXXD=VxT,=D=_NCV=_NCxT折射率误差光纤长度光缆长度XXXXXXXXXXXXXXXX抽样导致的误差从光纤测量的实际信号显示的曲线时基的准确性T抽样中国电信股份有限公司湖北传输局39采样间隔对测试的影响中国电信股份有限公司湖北传输局40光测试仪表（OTDR）技术参数序号仪表名称型号动态范围测试范围波长nM脉宽备注1HP8147OTDR814740dB-60dB100KM以上1310nM1550nM10KM以下用100ns10KM以上用100—300ns2安捷伦OTDRN390040dB-60dB100KM以上1310nM1550nM10KM以下用100ns10KM以上用100—300ns3安立OTDR9080D30dB以下50KM以下1310nM1550nM10KM以下用30-100ns4安立OTDR9076D43dB-45dB100KM以上1310nM1550nM10KM以下用100ns10KM以上用100—300ns5精密OTDRTD-300040dB-60dB100KM以上1310nM1550nM10KM以下用100ns10KM以上用100—300ns中国电信股份有限公司湖北传输局41OTDR原理目录OTDR参数设置OTDR测试方法OTDR曲线分析OTDR事件表中国电信股份有限公司湖北传输局42常见问题（1）光纤类型不匹配（2）增益现象（3）盲区的影响消除（4）幻峰（又叫鬼点）中国电信股份有限公司湖北传输局43伪增益现象及产生原因中国电信股份有限公司湖北传输局44用接入光纤消除盲区示意图中国电信股份有限公司湖北传输局451.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MODIFY/ENTERZOOM10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中国电信股份有限公司湖北传输局46用接入光纤测试第一个活动连接器示意图中国电信股份有限公司湖北传输局472.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a)b)d)c