OTDR原理与应用

OTDR基础Page2提要•光纤的基本知识•光纤测试步骤•OTDR的基本原理•OTDR的应用Page3光纤基本知识光纤的结构•光纤由纤芯和包层组成•纤芯的折射率高于包层的折射率(通过对光纤掺杂杂质，光纤的折射率改变了)纤芯包层护套n纤芯n包层N纤芯n包层Page4光纤的基本知识光纤的类型9/125µm50/125µm62.5/125µm100/140µm200/240µm人的头发直径大约是80µmPage6光纤的基础知识这种光纤材料的纯度如何？如果使光衰减50％，不同的玻璃对比如下3cm窗玻璃3m光学玻璃12km光纤@0.25dB/kmPage7光纤基础知识发光功率、损耗及衰减0dBm=1mW-3dBm=0.5mW-20dBm=0.01mW100%50%1%Page8光纤基本知识衰减增益•a)吸收点•b)散射点•c)微弯点(外部微弯)•d)微弯点(内部微弯)a)b)d)c)Page9光纤基本知识光纤耦合:光纤连接及光纤熔接空气间隙连接器../PC-连接器../APC-连接器8°机械接续V型槽物理连接(间隙处使用折射率匹配液)光纤熔接Page10光纤基本知识光纤耦合:连接损伤纤芯不圆偏心反射过大对接偏移对接角度过大间隙过大断裂Page11主题•光纤基本知识•光纤的测试程序•OTDR的原理•OTDR的应用Page12测试设置光纤衰减测试设置•双端测试•测试总衰耗•测试参数设置270Hz1300nmPERM-28.73dBPage13带有双波长测试和自动波长选择功能的光源和光功率计：OLS-15andOLP-15C/-16C/-18C2sPERM1550nm1310nmWandel&GoltermannONOFFAUTOdBmWattdBREFONOFFHOLD/CONTABSREF2sPERM+13dBmmax.REFBATPERMnmdBmOPTICALPOWERMETEROLP-15Wandel&GoltermannnmdBnmdBONUONUOLT2OLT1COPage14测试设置需要OTDR的情况•故障定位(光纤断点,微弯点,...).•对每一条光纤连接进行衰减和反射测试.DisplayPINOLPA/D-ConverterNoSignal!!?OLSCurrentControlLEDLDBackfacetControlPage15主题•光纤基本知识•光纤的测试程序•OTDR的原理•OTDR的应用Page16OTDR的基本原理反射测试技术•单端测试•一步测试•空间分辨能力Page17OTDR的基本原理OTDR能够捕捉的事件•反射事件•连接器造成的•光纤断裂造成的(光纤间过大的空气间隙)•机械熔接造成的•非反射事件•光纤中大的弯曲及微弯•熔接点•使用折射率匹配液的物理连接•光纤折断(无间隙)Page18OTDR基本原理OTDR扫描曲线OTDRtrace:损耗与距离1)衰减曲线的斜率dB/km2)损耗曲线的坐标单位dB3)反射反射峰值dBdistance/km--loss/dB--1)2)3)Page19OTDR基本原理OTDR方框图LD脉冲发生器耦合器•测试光持续时间--计算光纤的长度•测试背向散射及反射光功率•--计算光纤对光的衰耗数字信号处理器显示结果OTDRAPDPage20OTDR基本原理背向散射功率•瑞利散射发生在每个方向-散射光•部分背向散射光反向传回到光源-背向散射光•背向散射光光功率大约比光源发光功率低60dB，这相当于1*10E-6水平，亦即0,0001%!NAPout=0dBmPend=-20dBmFiberattenuation:20dBPbs=-80dBmPin=-100dBmFiberattenuation:20dBPage21OTDR基本原理量程•选择小的量程会加快测试的速度.•选择量程大于光纤总长度会避免'鬼影'出现.(2倍被测光纤的长度)•选用IAUTO-mode模式，MTS-5000会自动选择最佳的量程.•所设量程必须要大被测实际光纤的长度.•量程选择的不同对应不同的测试脉冲重复速率Page22OTDR基本原理鬼影•鬼影发生这样的情况下：当光纤末端反射的光脉冲还没有返回到OTDR的光电检测器时，下一个光脉冲就已经发出了。•选择量程应长于光纤的总长度。1.脉冲2.脉冲设定量程激光脉冲激光脉冲Page23OTDR基本原理回波•回波是由于光纤中l两个高反射事件点之间发生多次发射事件所造成的，它不能避免。•回波的长度等于反射事件的长度.t1t2多次反射Page24OTDR基本原理动态范围•动态范围:经过平均化处理，背向散射光功率和噪声平台被区分开来。•动态范围与测试光纤的长度还取决于被测光纤种类。如30dB的动态范围：•30dB,单模光纤,1310nm,=0.4dB/km--75km30dB,单模光纤,1550nm,=0.25dB/km--120km•考虑熔接点衰耗、连接器等实际情况(Bellcore)30dB,单模光纤,1310&1550nm,=0.6dB/km--50km动态范围信噪比=1噪声平台推断背向散射光功率水平Page25OTDR基本原理测量范围(无反射事件)•测量范围(无反射事件):自动检测功能经过3分钟的平均化处理，能以±0.1dB的分辨率来测试背向散射光功率并能检测到0.5dB的熔接点。计算出的背向散射光水平测量范围0.5dB衰耗Page26OTDR基本原理可测范围(有光纤末端反射事件)•可测范围(有光纤末端反射事件):自动检测功能经过3分钟的平均化处理，会区分出背向散射光和光纤末端的反射事件(r末端-16dB)可测范围计算出的背向散射水平计算出的背向散射水平Page27OTDR基本原理动态范围•定义点1:SNR=1•定义点2:98%噪声峰值水平(Bellcoreold)•定义点3:检测到一个0.5dB熔接点(Bellcoremeasurementrange)Def.1噪声平台Def.2(-2dB)Def.3(-5dB)Page28OTDR基本原理衰减盲区•衰减盲区:衰减盲区指的是自起始反射点到与背向散射曲线相差不超过±0.5dB处的距离。•衰减盲区告诉我们测试光纤连接点到第一个可检测接头点之间的最短距离。衰减盲区±0.5dBPage29OTDR基本原理事件盲区•事件盲区:从反射事件的起始点到该事件峰值衰减1.5dB点间的距离。•事件盲区确定了两个可区分的反射事件点间的最短距离(例如，两个连接器之间).eventdeadzone1.5dBPage30OTDR基本原理分辨率•显示分辨率:带有相应衰减和距离读数的最小的标记步长。(曲线放大到最大状态时)•采样分辨率:两个实测采样点间的最小距离。例如：量程为8km,32000个采样点--25cmPage31OTDR基本原理Aquisitionrange•Aquisitionrange:Range(km)wheretheOTDRistakingsamples.•Samplingofonlyapartofthefiberincreasesthesamplingresolution.•Example:Distancerange100km•Standardoperation:Samplesfrom0kmtodistancerange4000sampleswithasampledistance25m•Aquisitionrangeselectedfrom10kmto20km4000sampleswithasampledistanceof2.5mAquisitionrangeselectionPage32OTDRBasicsPulsewidth--Dynamic•Pulsewidthinfluencesbackscatterlevelandwidthofreflections.•Longpulsewidthincreasesthedynamicrange,butreducesresolution.•Shortpulsewidthincreasesresolution,butreducesdynamic.Noisefloor10µs=1000m10ns=1mPage33OTDRBasicsAveraging•Thedynamiccanbeincreasedbyaveraging.•Afirstoverviewtraceisvisibleimediatly.•Measuringwithoutaveraginginrealtimemodepossible.NoisereductionPage34Topics•光纤基本知识•光纤的测试程序•OTDR基本原理•OTDR应用Page35OTDR的应用光纤使用前的检验测试•把光纤一端熔接到有连接器的尾纤上•尾纤连接器连接到OTDR•检查被测光纤的一致性•测试光纤长度•测试光纤衰减系数(dB/km)SpliceCableorfiberspoolConnectorPage36OTDR的应用光缆工程施工:实时进行•光缆工程建设需要把不同长度光缆(大于2km~3km.)中的光纤熔接到一起.•确定接续点及光缆正常•...在出发去下一个熔接地点之前•...在熔接点即将被埋上或拖动之前Page37OTDR的应用光缆工程施工:实时进行•连接OTDR•定位新的熔接点/连接点•测试熔接点/连接点损耗•测试反射•测试光纤的损耗•检查光纤损耗值是否正常Page38OTDR的一些应用工程阶段:终验•在光纤投入业务之前要对进行光纤终验•光纤终验可由OTDR&OLTS(Opt.LossTestSet)来完成•OLTS给出可能使用的光纤•OLTS给出包括前端和光纤末端在内的总损耗•OTDR测试光纤总长度、回损和事件点的位置。•给出光纤测试曲线轨迹用以评估光纤是否合格（例如，对于工程承包者要进行终验。•保存光纤测试资料作为网络档案Page39OTDR的一些应用日常维护•周期性进行测试•测试未开业务光纤或备用光纤•测试熔接点、连接器、微弯及光纤末端等事件•把测试曲线和历史曲线进行比较•查找降质点及其他光纤曲线发生变化的地方PlannedRestorationvs.EmergencyRestoration