光纤测试与故障排除.

date/time光纤测试与故障排除TE企业网络部议程•光纤损耗机制•光纤测试标准•光纤链路损耗测试方法‒光损耗测试仪（OLTS)‒光时域反射仪(OTDR)•光纤链路测试故障分析•光纤连接器清洁date/time光纤测试标准内部损耗:光在沿光纤传输过程中随着距离的增大,光功率的输出会发生减少吸收(Absorption)：光纤制造过程中产生的杂质如HO原子会吸收部分光信号散射(Scattering)：光纤制造过程中产生的杂质光纤本身损耗宏弯曲微弯曲光纤弯曲损耗光纤连接器耦合损耗耦合器衰减：0.75dB连接器衰减：0.3dB机械拼接衰减：0.3dB光纤连接器污染损耗(2)表面液体污染(3)表面固体污染(1)理想状态date/time光纤测试标准光缆链路的测试标准•光纤元器件标准–与应用无关的安装光缆的标准–基于电缆长度，适配器以及接合的可变标准–例如：TIA/EIA-568-B.3,ISO11801,EN50173•LAN应用标准–特定应用的标准–每种应用的测试标准是固定的–例如：10BASE-FL，TokenRing，100BASE-FX,1000BASE-SX，1000BASE-LX，ATM，FiberChannel光缆链路测试•对于光缆测试，有两种情况：•水平光缆–从设备间到工作区的光缆–最大长度:90m–ANSI/EIA/TIA568B.1标准的要求:“需要在一个波长……一个方向进行测试”•主干光缆–设备间到设备间的光缆–ANSI/EIA/TIA568B.1标准的要求：–“需要在一个方向和两个波长上进行测试”光缆链路测试指标•插入损耗(dB)–值越小越好•回波损耗(dB)–值越大越好•长度(m)•测试结果–通过/失败IEEE以太网技术标准1000BASE-SX10GBASE-SR40GBASE-SR4100GBASE-SR10OM12.60dB2.5dBNotspecifiedNotspecifiedOM23.56dB2.3dBNotspecifiedNotspecifiedOM33.56dB2.6dB1.9dB1.9dBOM4NotspecifiedNotspecified1.9dB1.9dBISO/IEC11801光纤信道标准信道衰减(dB)信道长度MultimodeSinglemode850nm1300nm1310nm1550nmOF-3002.551.951.801.80OF-5003.252.252.002.00OF-20008.504.503.503.50光纤测试等级2004年2月TIA批准TIATSB140标准，定义了两个级别的光缆测试：•Tier1：光纤损耗测试设备(OLTS)–兼容TIA-526-14A及TIA-526-7–使用光损耗测试仪(OLTS)或VFL验证极性•Tier2：Tier1再加上OTDR曲线–证明光缆的安装没有造成性能下降的事件(例如弯曲，连接头，熔接)光纤测试方法EIA/TIA-526-14A(IEC61280-4-1)•采用光纤损耗测试仪器(OLTS)•显示光纤是否满足光纤设备功率预算•适用于多模光纤测试•包括三种方法–MethodA–MethodB–MethodCEIA/TIA-526-7(IEC61280-4-2)•采用光纤损耗测试仪器(OLTS)和光时域反射仪(OTDR)•显示光纤是否满足光纤设备功率预算•显示光纤故障的准确位置(OTDR)•适用于单模光纤测试•包括两种方法–光纤损耗测试仪器(OLTS，3种模式)–光时域反射仪(OTDR)光纤测试方法ISO14763-3•于2006年5月批准,测试方法提供更可靠，更准确、可重复–三根基准(Reference)跳线,链路或信道中允许不同类型的连接器–建议使用卷轴,优化光源模式–测试前确定耦合功率比(CoupledPowerRatio)，以保证光源稳定可靠–采用更严格的基准(Reference)跳线，衰减最大(0.3dB)–测试前确定模式功率分布(MPD)确保测试的可靠性，可重复性耦合功率比（CoupledPowerRatio,CPR）1.为了了解光源的功率发射(ModalLaunchCondition)情况，多模光纤测试前，首先进行CPR测试–定义:光纤信号进入多模光纤和单模光纤耦合功率的比值，用来衡量多模光纤中不同模式光信号功率的分布(ModalDistribution),数值越小越好–光源一端采用大约2米长的同规格的MMF跳线–功率计(powermeter)一端采用大约2米长的SMF跳线光源功率计光源功率计发射跳线,多模发射跳线,多模CPR跳线,单模1.测试所得的CPR值与表格1极限值比较.2.如果CPR不符合表格1所规定的极限值，在发射跳线（launchcord）端增加一个卷轴(mandrel).在卷轴上绕一圈，重复前面CPR测试步骤3.如果CPR仍然很高,在卷轴上绕一圈，重复前面CPR测试步骤4.如果CPR无法符合表格1的极限值,或者没有卷轴，放弃使用该光源（lightsource).CPR测试方法表格1:CPR极限值工作波长CPR@50/125muCPR@62.5/125mu850nm20,5dB±0,5dB25,5dB±0,5dB1300nm16,5dB±0,5dB21,5dB±0,5dB发射跳线,多模CPR跳线,单模参考耦合器标准连接器（Standardconnector）基准连接器（Referenceconnector）date/time光损耗测试仪器(OLTS)2020年1月7日星期二page20/光功率计算光网络设备预估损耗计算:设备动态损耗范围=发送端功率–接收端功率工作波长(nm)850光缆类型多模接收端接收功率(dBm@_BER)-31平均发射功率(dBm)-16动态范围15推荐余量值(dB)3光缆最大可接受损耗(dB)12光纤损耗极限值•耦合器衰减=0.75dB•熔接/机械拼接衰减=0.3dB•说明:OM1,OM2和OM3光缆在850nm/km和1300nm/km波长时的衰减值相同光纤类型波长(nm)最大衰减(dB/km)50/125µm8503.513001.562.5/125µm8503.513001.5室内用单模13101.015501.0室外用单模13100.515500.52020年1月7日星期二page22/链路损耗预估计算例如:s设备设备连接器连接器2Km(OM3)s步骤1：计算不同工作波长下光缆本身的损耗光缆长度(Km)22光缆类型OM3OM3工作波长(nm)8501300衰减(dB/Km)3.51.5总光缆损耗(dB)732020年1月7日星期二page23/例如:链路损耗预估计算s设备设备连接器连接器2Km(OM3)s步骤2：连接损耗计算连接器数量2总连接器损耗2x0.75=1.5dB熔接点数量2总熔接损耗2x0.3=0.6dB•连接器最大允许损耗为0.75dB;•熔接点最大允许损耗为0.3dB。2020年1月7日星期二page24/例如:链路损耗预估计算s设备设备连接器连接器2Km(OM3)s步骤3：计算整个光缆链路损耗极限值。光缆信道链路损耗=光缆本身损耗+连接器损耗+端接损耗总链路损耗@850nm=7+1.5+0.6=9.1dB总链路损耗@1300nm=3+1.5+0.6=6.1dB2020年1月7日星期二page25/例如:动态损耗=15dB总链路损耗=9.1dB@850nm链路余量=5.9dB@850nm如果总链路损耗加上链路安全余量小于设备的动态损耗值，那么这个链路是合格的。一般来说,链路损耗余量应该远远高于3dB，这样可以用来抵消光缆长时间使用过程中的自然损耗。s设备设备连接器连接器2Km(OM3)s链路损耗预估计算光纤损耗极限值•耦合器衰减=0.75dB•熔接/机械拼接衰减=0.3dB•说明:OM1,OM2和OM3光缆在850nm/km和1300nm/km波长时的衰减值相同光纤类型波长(nm)最大衰减(dB/km)50/125µm8503.513001.562.5/125µm8503.513001.5室内用单模13101.015501.0室外用单模13100.515500.5光纤链路损耗极限值的计算光功率计光源光缆拼接损耗跳线的损耗相对来说几乎为零光缆损耗连接器耦合损耗光缆损耗连接器耦合损耗跳线的损耗相对来说几乎为零光纤链路损耗极限值=光缆损耗(3.5*0.5=1.75)+连接器耦合损耗(0.75*2=1.5)+拼接损耗(0.3)=3.55dB500m多模光纤跳线卷轴(Mandrel)•LED光源发出的光信号中的高次模信号容易发散到涂覆层并且容易受到宏弯曲的影响•卷轴能够优化和稳定光源信号,过滤高次模信号的数量,保证测试的一致性和可重复性•TIA及IEC要求测试多模光纤如光源为LED时在光源发射一端采用卷轴无重叠缠绕５圈•卷轴直径大小取决于光纤纤芯直径和外部护套直径零次模反射高次模低次模LED涂敷层纤芯光纤跳线卷轴的应用光纤尺寸光纤标准卷轴缠绕圈数250µm光纤护套卷轴直径3mm光纤护套卷轴直径LD或VESEL光源LED光源采用卷轴的LED光源光纤测试方法A•适用于室外远距离光纤测试,光纤链路的损耗主要取决于光纤本身的损耗•方法A用来测试长距离的光纤,测试结果包含两根基准(Reference)跳线和一个适配器方法A设置基准(Reference)值方法一功率计光源基准跳线1基准跳线2卷轴光纤测试方法A•方法A测试结果包括待测试的光纤和一个耦合器的衰减•由于长距离光纤衰减主要由光纤决定的,耦合器的衰减可以忽略方法A测试光纤链路(蓝色表示实际测试结果)功率计光源基准跳线1光纤设施基准跳线2卷轴•适用于室内短距离光纤测试,光纤链路的损耗主要取决于光纤连接器的损耗方法B基准(Reference)设置采用一根基准(Reference)跳线方法B设置基准(Reference)值光纤测试方法B功率计光源方法二基准跳线1卷轴LED光源需采用卷轴•方法B测试结果包括待测试的光纤和一段跳线衰减•室内光纤的衰减主要取决于连接器的衰减,由于光纤跳线长度非常短,跳线衰减可以忽略•增加的跳线长度尽可能短光纤测试方法B方法B测试光纤链路(蓝色表示实际测试结果)功率计光源基准跳线1光纤设施跳线2卷轴LED光源需采用卷轴光纤测试方法B的缺点1.当从参考设置转换到测试设置时,需要将测试仪一端的光纤连接断开,注意这时千万不要断开输出(Output)或光源一端,如果断开该连接,原来设置的基准值(Reference)就丢失了，需重新设置基准值2.尽管从测试仪输入(Input)端断开连接,仍然需要特别小心,避免连接器拔出受到污染或检测器受到损坏.3.对于发送(Tx)和接收(Rx)在同一端的双工小型(SFF)光纤连接器,不得不从输出(Output)或光源端断开连接,从而违反了正确的基准值(Reference)和测试步骤.4.使用方法B要求测试仪器的连接器类型必须和待测试光纤的连接器类型相同.改进的测试方法B基准(Reference)设置采用两根基准(Reference)跳线和一个测试适配器改进的光纤测试方法B方法二功率计光源基准跳线1基准跳线2卷轴•设置完基准值之后，把跳线从适配器上断开，增加一段经过测试合格的短跳线•由于跳线长度相对较短，长度可以忽略不计•增加的短跳线长度尽可能短改进的光纤测试方法B改进的方法B测试光纤链路(蓝色表示实际测试结果)LED光源需采用卷轴功率计光源基准跳线1光纤设施基准跳线2卷轴短跳线光纤测试方法C•方法C测试适用于测试试光纤本身损耗•方法C基准(Reference)设置采用三根基准(Reference)跳线和两个连接适配器•中间的基准跳线尽可能短方法C设置基准(Reference)值功率计光源基准跳线1基准跳线3基准跳线2卷轴LED光源需采用卷轴光纤测试方法C•跳线长度非常短,可以忽略不计方法A测试光纤链路(蓝色表示实际测试结果)功率计光源基准跳线1光纤设施基准跳线2卷轴LED光源需采用卷轴date/time光时域反射仪(OTDR)OTDR技术•Ray