光纖測試與故障排除課件

date/time光纖測試與故障排除TE企業(yè)網(wǎng)絡部議程光纖損耗機制光纖測試標準光纖鏈路損耗測試方法光損耗測試儀（OLTS)光時域反射儀(OTDR)光纖鏈路測試故障分析光纖連接器清潔date/time光纖測試標準宏彎曲微彎曲光纖彎曲損耗光纖連接器耦合損耗耦合器衰減：0.75dB連接器衰減：0.3dB機械拼接衰減：0.3dB光纖連接器污染損耗(2)表面液體污染(3)表面固體污染(1)理想狀態(tài)date/time光纖測試標準光纜鏈路測試對于光纜測試，有兩種情況：水平光纜從設備間到工作區(qū)的光纜最大長度:90mANSI/EIA/TIA568B.1標準的要求:“需要在一個波長……一個方向進行測試”主干光纜設備間到設備間的光纜ANSI/EIA/TIA568B.1標準的要求：“需要在一個方向和兩個波長上進行測試”IEEE以太網(wǎng)技術標準1000BASE-SX10GBASE-SR40GBASE-SR4100GBASE-SR10OM12.60dB2.5dBNotspecifiedNotspecifiedOM23.56dB2.3dBNotspecifiedNotspecifiedOM33.56dB2.6dB1.9dB1.9dBOM4NotspecifiedNotspecified1.9dB1.9dB光纖測試等級2004年2月TIA批準TIATSB140標準，定義了兩個級別的光纜測試：Tier1：光纖損耗測試設備(OLTS)兼容

TIA-526-14A及

TIA-526-7使用光損耗測試儀(OLTS)或VFL驗證極性Tier2：Tier1再加上OTDR曲線

證明光纜的安裝沒有造成性能下降的事件(例如彎曲，連接頭，熔接)光纖測試方法EIA/TIA-526-14A(IEC61280-4-1)采用光纖損耗測試儀器(OLTS)顯示光纖是否滿足光纖設備功率預算適用于多模光纖測試包括三種方法MethodAMethodBMethodC

EIA/TIA-526-7(IEC61280-4-2)

采用光纖損耗測試儀器(OLTS)和光時域反射儀(OTDR)顯示光纖是否滿足光纖設備功率預算顯示光纖故障的準確位置(OTDR)適用于單模光纖測試包括兩種方法光纖損耗測試儀器(OLTS，3種模式)光時域反射儀(OTDR)光纖測試方法ISO14763-3于2006年5月批準,測試方法提供更可靠，更準確、可重復三根基準(Reference)跳線,鏈路或信道中允許不同類型的連接器建議使用卷軸,優(yōu)化光源模式測試前確定耦合功率比(CoupledPowerRatio)，以保證光源穩(wěn)定可靠采用更嚴格的基準(Reference)跳線，衰減最大(0.3dB)測試前確定模式功率分布(MPD)確保測試的可靠性，可重復性耦合功率比（CoupledPowerRatio,CPR）為了了解光源的功率發(fā)射(ModalLaunchCondition)情況，多模光纖測試前，首先進行CPR測試定義:光纖信號進入多模光纖和單模光纖耦合功率的比值，用來衡量多模光纖中不同模式光信號功率的分布(ModalDistribution),數(shù)值越小越好光源一端采用大約2米長的同規(guī)格的MMF跳線功率計(powermeter)一端采用大約2米長的SMF跳線光源功率計光源功率計發(fā)射跳線,多模發(fā)射跳線,多模CPR跳線,單模測試所得的CPR值與表格1極限值比較.如果CPR不符合表格1所規(guī)定的極限值，在發(fā)射跳線（launchcord）端增加一個卷軸(mandrel).在卷軸上繞一圈，重復前面CPR測試步驟如果CPR仍然很高,在卷軸上繞一圈，重復前面CPR測試步驟如果CPR無法符合表格1的極限值,或者沒有卷軸，放棄使用該光源（lightsource).CPR測試方法表格1:CPR極限值工作波長CPR@50/125muCPR@62.5/125mu850nm20,5dB±0,5dB25,5dB±0,5dB1300nm16,5dB±0,5dB21,5dB±0,5dB發(fā)射跳線,多模CPR跳線,單模參考耦合器標準連接器（Standardconnector）基準連接器（Referenceconnector）15十二月2022page20/光功率計算光網(wǎng)絡設備預估損耗計算:設備動態(tài)損耗范圍=發(fā)送端功率–接收端功率工作波長(nm)850光纜類型多模接收端接收功率(dBm@_BER)-31平均發(fā)射功率(dBm)-16動態(tài)范圍15推薦余量值(dB)3光纜最大可接受損耗(dB)12光纖損耗極限值耦合器衰減=

0.75dB熔接/機械拼接衰減=

0.3dB說明:OM1,OM2和OM3光纜在850nm/km和1300nm/km波長時的衰減值相同光纖類型波長(nm)最大衰減(dB/km)50/125μm8503.513001.562.5/125μm8503.513001.5室內(nèi)用單模13101.015501.0室外用單模13100.515500.515十二月2022page23/例如:鏈路損耗預估計算s設備設備連接器連接器2Km(OM3)s步驟2：連接損耗計算連接器數(shù)量2總連接器損耗2x0.75=1.5dB熔接點數(shù)量2總?cè)劢訐p耗2x0.3=0.6dB連接器最大允許損耗為0.75dB;熔接點最大允許損耗為0.3dB。15十二月2022page24/例如:鏈路損耗預估計算s設備設備連接器連接器2Km(OM3)s步驟3：計算整個光纜鏈路損耗極限值。光纜信道鏈路損耗=光纜本身損耗+連接器損耗+端接損耗

總鏈路損耗@850nm=7+1.5+0.6=9.1dB

總鏈路損耗@1300nm=3+1.5+0.6=6.1dB

光纖損耗極限值耦合器衰減=

0.75dB熔接/機械拼接衰減=

0.3dB說明:OM1,OM2和OM3光纜在850nm/km和1300nm/km波長時的衰減值相同光纖類型波長(nm)最大衰減(dB/km)50/125μm8503.513001.562.5/125μm8503.513001.5室內(nèi)用單模13101.015501.0室外用單模13100.515500.5光纖鏈路損耗極限值的計算

光功率計

光源光纜拼接損耗跳線的損耗相對來說幾乎為零光纜損耗連接器耦合損耗光纜損耗連接器耦合損耗跳線的損耗相對來說幾乎為零光纖鏈路損耗極限值=光纜損耗(3.5*0.5=1.75)+連接器耦合損耗(0.75*2=1.5)+拼接損耗(0.3)=3.55dB500m多模光纖跳線卷軸(Mandrel)LED光源發(fā)出的光信號中的高次模信號容易發(fā)散到涂覆層并且容易受到宏彎曲的影響卷軸能夠優(yōu)化和穩(wěn)定光源信號,過濾高次模信號的數(shù)量,保證測試的一致性和可重復性TIA及IEC要求測試多模光纖如光源為LED時在光源發(fā)射一端采用卷軸無重疊纏繞５圈卷軸直徑大小取決于光纖纖芯直徑和外部護套直徑零次模反射高次模低次模LED涂敷層纖芯光纖測試方法A適用于室外遠距離光纖測試,光纖鏈路的損耗主要取決于光纖本身的損耗方法A用來測試長距離的光纖,測試結(jié)果包含兩根基準(Reference)跳線和一個適配器方法A設置基準(Reference)值方法一功率計光源基準跳線1基準跳線2卷軸光纖測試方法A方法A測試結(jié)果包括待測試的光纖和一個耦合器的衰減由于長距離光纖衰減主要由光纖決定的,耦合器的衰減可以忽略方法A測試光纖鏈路(藍色表示實際測試結(jié)果)功率計光源基準跳線1光纖設施基準跳線2卷軸適用于室內(nèi)短距離光纖測試,光纖鏈路的損耗主要取決于光纖連接器的損耗方法B基準(Reference)設置采用一根基準(Reference)跳線方法B設置基準(Reference)值光纖測試方法B功率計光源方法二基準跳線1卷軸LED光源需采用卷軸方法B測試結(jié)果包括待測試的光纖和一段跳線衰減室內(nèi)光纖的衰減主要取決于連接器的衰減,由于光纖跳線長度非常短,跳線衰減可以忽略增加的跳線長度盡可能短光纖測試方法B方法B測試光纖鏈路(藍色表示實際測試結(jié)果)功率計光源基準跳線1光纖設施跳線2卷軸LED光源需采用卷軸光纖測試方法B的缺點1.當從參考設置轉(zhuǎn)換到測試設置時,需要將測試儀一端的光纖連接斷開,注意這時千萬不要斷開輸出(Output)或光源一端,如果斷開該連接,原來設置的基準值(Reference)就丟失了，需重新設置基準值2.盡管從測試儀輸入(Input)端斷開連接,仍然需要特別小心,避免連接器拔出受到污染或檢測器受到損壞.3.對于發(fā)送(Tx)和接收(Rx)在同一端的雙工小型(SFF)光纖連接器,不得不從輸出(Output)或光源端斷開連接,從而違反了正確的基準值(Reference)和測試步驟.4.使用方法B要求測試儀器的連接器類型必須和待測試光纖的連接器類型相同.改進的測試方法B基準(Reference)設置采用兩根基準(Reference)跳線和一個測試適配器改進的光纖測試方法B方法二功率計光源基準跳線1基準跳線2卷軸設置完基準值之后，把跳線從適配器上斷開，增加一段經(jīng)過測試合格的短跳線由于跳線長度相對較短，長度可以忽略不計增加的短跳線長度盡可能短改進的光纖測試方法B改進的方法B測試光纖鏈路(藍色表示實際測試結(jié)果)LED光源需采用卷軸功率計光源基準跳線1光纖設施基準跳線2卷軸短跳線光纖測試方法C方法C測試適用于測試試光纖本身損耗方法C基準(Reference)設置采用三根基準(Reference)跳線和兩個連接適配器中間的基準跳線盡可能短方法C設置基準(Reference)值功率計光源基準跳線1基準跳線3基準跳線2卷軸LED光源需采用卷軸光纖測試方法C跳線長度非常短,可以忽略不計方法A測試光纖鏈路(藍色表示實際測試結(jié)果)功率計光源基準跳線1光纖設施基準跳線2卷軸LED光源需采用卷軸date/time光時域反射儀(OTDR)OTDR技術Rayleigh散射Fresnel反射Rayleigh散射這一部分是光纜，表示的是逆向散射的結(jié)果Rayleigh散射耦合損耗

空隙造成傳輸中的光纜損耗Fresnel反射當光在不同密度的介質(zhì)中傳輸時產(chǎn)生的（例如光纜鏈路中遇有空隙——空氣）。最高可有8%的光會向光源的方向反射。其余的繼續(xù)傳輸。Fresnel反射這一部分是光纜間的連接，表示的是Fresnel反射的結(jié)果

Fresnel反射OTDR工作原理OTDR事件列表(EventTable)光傳輸過程中遇到的異常情況(如連接器或拼接)導致的信號反射稱為“事件”。顯示所有事件的位置顯示事件性質(zhì)：末端，反射，損耗，幻影及其他事件顯示每個事件的狀態(tài)其他詳細的事件信息典型的OTDR事件非連接損耗斜率代表光纜固有衰減一般機械連接同時存在反射和損耗事件熔接/彎曲（信號不發(fā)生反射）機械拼接/破裂/光纜末端（信號發(fā)生反射）光纖不匹配光纖端面反射不同類型的光纖熔接OTDR事件同種類型的光纖，反向散射系數(shù)相同，OTDR顯示真實的拼接損耗高衰減的光纖拼接到低衰減的光纖上，反向散射系數(shù)相同，OTDR顯示的拼接損耗高于實際損耗低衰減的光纖拼接到高衰減的光纖上，反向散射系數(shù)相同，OTDR顯示的拼接損耗低于實際損耗（增益）OTDR-盲區(qū)(DeadZone)光纖信號在OTDR自身連接器上發(fā)生強烈反射,產(chǎn)生信號過載（飽和峰值），一旦產(chǎn)生信號過載，光電二極管需要一定的長度/時間回復，這段區(qū)域稱為盲區(qū)。盲區(qū)分為事件盲區(qū)(EDZ)和衰減盲區(qū)(ADZ),解決辦法：在發(fā)射端采用發(fā)射線纜(Launchcable)，在接收端采用接收線纜(TailCable)。多模光纖一般100m，單模光纖一般130米衰減盲區(qū)(ADZ)衰減盲區(qū)表示反射事件之后，能夠測試一個非反射事件，例如一個熔接點的最小距離。衰減盲區(qū)取決于脈沖寬度，脈寬越寬,盲區(qū)越大,反之則越小事件盲區(qū)(EDZ)事件盲區(qū)是兩個連續(xù)的反射事件仍然可以被區(qū)分的最小距離。事件盲區(qū)取決于脈沖寬度，可以通過采用更小的脈沖寬度來減小事件盲區(qū)。采用發(fā)射線纜的OTDR圖形光標發(fā)射光纜發(fā)射光纜末端OTDR-幻影（ghost）連接器反射幻影:當測試非常短的光纖連路，光信號傳輸?shù)竭h端連接器后發(fā)生多重反射,看起來像是另外一個發(fā)射源繼續(xù)發(fā)射信號初始發(fā)射脈沖幻影現(xiàn)象發(fā)生在第一個連接器反射的2倍距離處幻影區(qū)域反射強度逐漸減少幻影區(qū)域沒有損耗光纜末端OTDR圖形光纜末端date/time光纖鏈路測試故障分析OLTS(光損耗測量儀)VFL（可視故障定位儀）TorchLight(手電筒)光纖測試故障排查設備光纖觀測儀視頻顯微鏡OTDR光纖鏈路測試故障分析光纖鏈路測試結(jié)果失敗，即超過鏈路極限損耗值光纖連接器受污染,損壞,沒有完全對準.清潔檢查所有的連接器端面采用VFL能夠發(fā)現(xiàn)光纖鏈路的通斷.

采用OTDR能夠準確定位故障位置跳線或光纖發(fā)生扭結(jié)或者嚴重的彎曲光線/跳線斷裂，采用VFL能夠發(fā)現(xiàn)問題連接器或拼接/熔接數(shù)量與實際數(shù)量不符測試設置中光纖類型選擇錯誤.

基準值設置錯誤.多模光纖卷軸尺寸錯誤,直徑小的卷軸容易產(chǎn)生急劇的彎曲，造成損耗跳線與光纖跳線類型不匹配.采用OTDR能夠發(fā)現(xiàn)不匹配發(fā)生的位置.

光纖鏈路熔接/機械拼接不夠理想，或者彎曲過大，采用OTDR能夠發(fā)現(xiàn)問題所在位置光纖跳線極性接反光纖鏈路測試故障分析光纖鏈路功率損耗值為負,重新設置基準值,重新測試設置基準值時光纖連接器端面太臟.設置基準值后,光纖連接被搞亂設置基準值時,跳線發(fā)生急劇的紐結(jié)設置基準值時,連接器沒有完全對準設置基準值時,光纖模塊溫度低于光纖測試時的溫度。（設置基準值前，盡量先開機預熱5分鐘，已達到穩(wěn)定的光功率輸出，因為光纖模塊溫度越高，發(fā)出的光功率值越大；測試環(huán)境溫度越低，預熱時間越長）設置基準值后跳線從光源一端拔掉（因為每一次光源與參考跳線連接器耦合效果不同）光纖鏈路測試故障分析測試出的長度過短或過長光纖設置時,光纖類型選擇錯誤在光纖設置模式中,調(diào)整折射系數(shù)(indexofrefractio