OTDR测试方法学习.pptx
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1、1OTDR原理原理目目 录录OTDR参数设置OTDR测试方法OTDR曲线分析OTDR事件表第1页/共75页第一页,编辑于星期六:十一点三十二分。2光时域反射仪原理光时域反射仪原理光时域反射仪原理光时域反射仪原理 光时域反射仪光时域反射仪(Optical Time Domain Reflectometer)将窄的光脉冲注入光纤端面作为探测信号。在光脉冲沿着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,纤入射端,当光信号遇到裂纹时,就会产生菲涅尔
2、反射,其背向反射光也会返回光纤入射端。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:输特性、长度及故障点等。如下图:OTDR连接器连接器被测光纤被测光纤第2页/共75页第二页,编辑于星期六:十一点三十二分。3OTDROTDR工作原理框图工作原理框图工作原理框图工作原理框图.光时域反射仪光时域反射仪熔接弯折活动连接器断裂光纤尾端光纤网光纤网OTDR测试显示测试显示相对光功率激光器激
3、光器耦合器耦合器脉冲发生器脉冲发生器光监测器光监测器数据分析及其显示数据分析及其显示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第3页/共75页第三页,编辑于星期六:十一点三十二分。4 基本术语基本术语 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 第4页/共75页第四页,编辑于星期六:十一点三十二分。5(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
4、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。第5页/共75页第五页,编辑于星期六:十一点三十二分。6背向散射背向散射背向散射背向散射OTDR测量显示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第6页/共75页第六页,编辑于星期六:十一点三十二分。7(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 第7页/共75页第七页,编辑于星期六:十一
5、点三十二分。8OTDR用途p测试光纤曲线及损耗分布p测试光纤长度p测试光纤平均衰减p测试接头损耗p测试光纤故障点第8页/共75页第八页,编辑于星期六:十一点三十二分。9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第9页/共75页第九页,编辑于星期六:十一点三十二分。10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第10页/共75页第十页,编辑于星期六:十一点三十二分。11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
6、。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;(AB)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。(AB)AABB逼近线第11页/共75页第十一页,编辑于星期六:十一点三十二分。12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第12页/共75页第十二页,编辑于星期六:十一点三十二分。13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
7、差第13页/共75页第十三页,编辑于星期六:十一点三十二分。14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处断裂或其他事件第14页/共75页第十四页,编辑于星期六:十一点三十二分。15OTDR原理目目 录录OTDR参数设置参数设置OTDR测试方法OTDR曲线分析OTDR事件表第15页/共75页第十五页,编辑于星期六:十一点三十二分。16OTDR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 第16页/共75页第十六页,编辑于星期六:十一点三十二分。17性能参数 OTDR的性能参数一般包括
8、:动态范围 盲区 距离精确度 回波损耗 反射损耗第17页/共75页第十七页,编辑于星期六:十一点三十二分。18 人工设置测量参数包括:(1)波长选择():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(Pulse Width):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、300 ns,10公里以上选用300ns、1s。(3)测量范围(Range):OTDR测
9、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。第18页/共75页第十八页,编辑于星期六:十一点三十二分。19 (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
10、。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。第19页/共75页第十九页,编辑于星期六:十一点三十二分。20(1)动态范围 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。动态范围的作用:动态范围可决定最大测量长度。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(SNR1)两种表示方法。第20页/共75页第二十页,编辑于星期六:十一点三十二分。21性能参数:动态范围噪声电压(峰值)1.8d
11、B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第21页/共75页第二十一页,编辑于星期六:十一点三十二分。22OTDR动态范围示意图 第22页/共75页第二十二页,编辑于星期六:十一点三十二分。23 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 第23页/共75页第二十三页,编辑于星期六:十一点三十二分。24 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 第24页/共75页第二十四页,
12、编辑于星期六:十一点三十二分。25 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。第25页/共75页第二十五页,编辑于星期六:十一点三十二分。26(2)盲区 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。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0.5dB 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
13、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 第26页/共75页第二十六页,编辑于星期六:十一点三十二分。27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。第27页/共75页第二十七页,编辑于星期六:十一点三十二分。28什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!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,达到一定程度就平均时间越长,动态范围越大,达到一定程度就无
14、法再有改善。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。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第28页/共75页第二十八页,编辑于星期六:十一点三十二分。29平均时间参数影响动态范围实质:增大信噪比(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噪声的特点:随机,多次相加后极限值趋近于零10秒3分钟第29页/共75页第二十九页,编辑于星期六:十一点三十二分。3
15、0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长脉冲第30页/共75页第三十页,编辑于星期六:十一点三十二分。31事件、衰减盲区示意图 第31页/共75页第三十一页,编辑于星期六:十一点三十二分。32 盲区和动态范围间的关系p盲区:决定OTDR横轴上事件的精确程度。p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。p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
16、影响 第32页/共75页第三十二页,编辑于星期六:十一点三十二分。33图8 脉冲宽度对测试的影响 第33页/共75页第三十三页,编辑于星期六:十一点三十二分。34图9 平均时间对动态范围的影响 第34页/共75页第三十四页,编辑于星期六:十一点三十二分。35(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。第35页/共75页第三十五页,编辑于星期六:十一点三十二分。36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
17、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510左右。第36页/共75页第三十六页,编辑于星期六:十一点三十二分。37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抽样第37页/共75页第三十七页,编辑于星期六:十一点三十二分。38采样间隔对测试的影响 第38页/共75页第三十八页,编辑于星期六:十一点三十二分。39光测试仪表(OTDR)技术参数序号仪
18、表名称型号动态范围测试范围波长nM脉宽备注1HP8147 OTDR814740dB-60dB100KM以上1310nM1550nM10KM以下用100ns10KM以上用100300ns2 安捷伦 OTDRN390040dB-60dB100KM以上1310nM1550nM10KM以下用100ns10KM以上用100300ns3安立OTDR 9080D 30dB以下50KM以下1310nM1550nM10KM以下用30-100ns4安立 OTDR9076D 43dB-45dB100KM以上1310nM1550nM10KM以下用100ns10KM以上用100300ns5精密OTDRTD-300040
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