概述原理分析

概述原理分析光纖線路測量－損耗鏈路損耗測量意義:鏈路得全程損耗,就是否符合設計光程預算。單位:dB測試儀器:直接方法:光源、光功率計間接方法:光時域反射儀(OTDR)2光損耗測試直接方法設置參考電平發(fā)送端得連接光纜CT511L光源CT501P光功率計TIA-568-A建議得方法－剪斷法測量損耗－差值：鏈路以及兩個連接器LaunchPatchCableAdapterAdapterReceivingPatchCableFiberOpticLink-under-testCT511L光源CT501P光功率計3光損耗測試間接方法光時域反射儀(OTDR)測試方法dBkm**dB起始反射結束端與測試結束點電平得高度差4光纖線路測量－纖長鏈路長度(纖長)測試儀器:光時域反射儀(OTDR)意義:獲得光纖長度信息,以便配盤。輔助衰減測量。dBkm**km5光纖線路測量－衰減光纖衰減測量測試儀器:光時域反射儀(OTDR)意義:評價鏈路質量。衰減＝鏈路損耗/長度dB/km兩種評價方法:兩點衰減:即為《兩點損耗/長度》;(A－B)兩點LSA衰減:為降低曲線波動性影響,而采取得數(shù)學分析方法。在兩點間取一條近似逼近直線。(A’－B’)A’ABB’逼近線6光纖線路測量－插入損耗插入損耗測量測試儀器:光時域反射儀(OTDR)意義:連接點得損耗值,對應熔接點即為熔接損耗。dBkm事件前后軌跡得高度差即為插入損耗延長線7光纖線路測量－反射連接器反射測量測試儀器:光時域反射儀(OTDR)意義:評價連接器得連接質量dBkm反射事件前端與反射峰得高度差8光纖線路測量－故障位置故障位置查找測試儀器:光時域反射儀OTDR輔助手段:可見光故障定位儀(紅光光源)dBkm故障得位置信息,**km處斷裂或其她事件9大家有疑問的，可以詢問和交流可以互相討論下，但要小聲點光纖線路測量－光功率光功率測量測試儀器:光功率計單位:dBm、mwdBm＝10lg(P1/1mw)dB=10lg(P1/P2)意義:最為常規(guī)得測量,光纖測量得基礎內(nèi)容。應注意調(diào)整校準波長,在校準波長上測量才能獲得準確得測試結果。11光接收機靈敏度測量光接收機靈敏度測量測試儀器:誤碼率:光功率計、可變光衰減器、2M誤碼儀光衰減器光發(fā)射機光接收機2M光功率計12DWDM測量色度色散(CD)意義:由于波長得不同引起得色散,造成收端脈沖展寬極化模式色散或偏振模色散(PMD)意義:由于光沿不同軸向傳輸,路徑不同(沿快軸得路徑短,沿慢軸得路徑長),造成收端脈沖展寬。經(jīng)常會變化得屬性。光譜分析意義:分析光譜分布,確定波長中心頻率、及偏移等參數(shù)光纖線路測量－DWDM13中英文對照Optical:光學得OTDR:光時域反射儀OpticalTimeDomainReflectometerOpticalPowerMeter:光功率計WDM:波分復用wavelength－divisionmultiplexingDWDM密集波分復用(Dense……)SM:單模(single－mode)MM:多模(multi－mode)Loss:損耗Insertloss:插入損耗S/N:信噪比14(一)光纖線路測量概述(二)OTDR測試基本原理內(nèi)容安排(三)OTDR主要應用15光時域反射儀原理光時域反射儀(OpticalTimeDomainReflectometer)將窄得光脈沖注入光纖端面作為探測信號。在光脈沖沿著光纖傳播時,各處瑞利散射得背向散射部分將不斷返回光纖入射端,當光信號遇到裂紋時,就會產(chǎn)生菲涅爾反射,其背向反射光也會返回光纖入射端。通過合適得光耦合和高速響應得光電檢測器檢測到輸入端得背向光得大小和到達時間,就能定量得測量出光纖得傳輸特性、長度及故障點等。如下圖:OTDR連接器被測光纖16瑞利散射原理光纖中存在著微小得折射率波動,折射率變化部分得尺寸比波長還小時,會使光產(chǎn)生向各個方向得散射,稱為瑞利散射。NA17背向散射OTDR測量顯示背向散射就是由于光纖得瑞利散射現(xiàn)象而引起得部分光信號返回OTDR得現(xiàn)象MODIFY/ENTERZOOM

10熔接彎折活動連接器機械固定接頭斷裂光纖尾端18瑞利散射特性瑞利散射就是光纖主要損耗機理。瑞利散射得損耗與波長四次方成反比。離輸入端近得地方散射回來得光強,遠得地方散射回來得光弱?？梢宰龆糠治?。19瑞利散射定量分析在傳輸距離為Z時有如下關系式:P(Z)=Pin

e

光纖得衰減常數(shù)

=(10lgP1/P0)/L(dB/km)P1、P0為輸入、輸出功率在Z處后向散射光又經(jīng)過衰減返回到光纖入射端,其返回功率為:Pr=Pine

就是后向瑞利散射系數(shù)(分散系數(shù))近似地:Z=(c/n)tc真空光速;n折射率;t傳播時間-Z-2Z20OTDR就是如何利用瑞利散射原理得在光纖輸入端面注入窄脈沖,在光脈沖沿著光纖傳播時,各點瑞利散射部分不斷返回到光纖得輸入端。光纖接收檢測電路檢測到這些返回得光,經(jīng)過數(shù)字處理提高信噪比以后,把與反射功率對應得電信號接到示波器,經(jīng)處理后,在屏幕上可以顯示出相應得對數(shù)衰減曲線。21菲涅爾反射原理光在傳輸過程中通過折射率不同得介質產(chǎn)生得反射稱菲涅爾反射。n1n222菲涅爾反射分析菲涅爾反射通常發(fā)生在連接器、機械接頭、光纜得不匹配處和光纖末端。菲涅爾反射有如下關系式:n2-n1n2+n1n1、n2分別為不連續(xù)處兩側折射率Pr=Pin223OTDR就是如何利用菲涅爾反射原理根據(jù)菲涅爾反射原理,只要在發(fā)送端探測到背向反射回來得光,就可以看到前后端面得回波脈沖,她們之間得時間間隔就就是光走了兩倍纖長度得時間,據(jù)此可以測量出光纖得長度。同理,如光纖內(nèi)部發(fā)生斷裂或有缺陷也會在光纖輸入端檢測到回波脈沖,根據(jù)回波脈沖情況可進行故障定位。24OTDR工作原理框圖、光時域反射儀熔接彎折活動連接器斷裂光纖尾端光纖網(wǎng)OTDR測試顯示相對光功率激光器耦合器脈沖發(fā)生器光監(jiān)測器數(shù)據(jù)分析及其顯示OTDR就是基本得光纖鏈路安裝和維護得測試工具機械固定連接頭25事件:非反射事件

光纖熔接和彎折可導致光功率衰耗,但就是沒有反射現(xiàn)象、MODIFY/ENTERZOOM

10損耗彎折熔接OTDR測量顯示熔接彎折活動連接器機械固定接頭斷裂光纖尾端26事件:反射事件

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10衰耗反射OTDR顯示熔接彎折活動連接器機械固定接頭斷裂光纖尾端機械固定接頭,活動連接器和光纖斷裂都會引起光得反射和衰耗,OTDR上有相似得顯示結果27事件:光纖尾端MODIFY/ENTERZOOM

10(非反射)反射OTDR測量顯示熔接彎折活動連接器機械固定接頭斷裂光纖尾端28性能參數(shù):動態(tài)范圍噪聲電壓(峰值)~1、8dB噪聲電平(均方根值)背向散射電平初始點動態(tài)范圍(峰值)動態(tài)范圍(信噪比＝1)動態(tài)范圍決定了OTDR能“看”多遠得光纖和光纖上得特征點29性能參數(shù):盲區(qū)或2點分辨率衰減盲區(qū)最小10米事件盲區(qū)最小3米1、5dB0、5dB1、5dB0、5dB盲區(qū)一定就是由反射事件造成得。事件盲區(qū)就是能夠分辯出下一個反射得距離。衰減盲區(qū)就是能夠分辯出下一個非反射得距離。30什么影響動態(tài)范圍和盲區(qū)脈寬越大,動態(tài)范圍越大,盲區(qū)也越大??！平均時間越長,動態(tài)范圍越大,達到一定程度就無法再有改善。反射越大,需要恢復得時間越長,因此盲區(qū)越大。動態(tài)范圍取決于脈沖寬度平均時間盲區(qū)取決于脈沖寬度反射大小31脈寬怎樣影響動態(tài)范圍和盲區(qū)？OTDR發(fā)短脈沖時能提供更好得盲區(qū)性能,但就是具有更小得動態(tài)范圍;OTDR發(fā)長脈沖時能提供更好得動態(tài)范圍,但具有更大得盲區(qū)。短脈沖MODIFY/ENTERZOOM

10MODIFY/ENTERZOOM

10長脈沖32平均時間參數(shù)影響動態(tài)范圍實質:增大信噪比(S/N)取平均值測量:多次相加取平均得方法信號得特點:有規(guī)律,多次相加后可還原噪聲得特點:隨機,多次相加后極限值趨近于零10秒3分鐘33距離精度和一點分辨率距離精度取決于時基準確性,抽樣距離,折射率設置和光纜因素。XXXXXXXXXXXXXXXXD=VxT,=>D=_NCV=_NCxT折射率誤差光纖長度>光纜長度XXXXXXXXXXXXXXXX抽樣導致得誤差從光纖測量得實際信號顯示得曲線時基得準確性T抽樣34影響距離精度得因素抽樣間隔:間隔越大,影響越大。因此要求最小抽樣間隔越小越好。折射率:就是工廠應該出具得固定參數(shù)。絞縮率:光纖長度與光纜長度得比例。有助于實地勘查故障位置。經(jīng)驗為兩者相差5％～10％左右。35為了得到準確熔接衰減值,可從二邊測該熔點并取平均值MODIFY/ENTERZOOM

10背向散射系數(shù)光纖A>B衰耗BA熔接彎折活動連接器機械固定接頭斷裂光纖尾端OTDR測量顯示常見現(xiàn)象分析——偽增益36常見現(xiàn)象分析——鬼影現(xiàn)象通常在短鏈路測量時出現(xiàn)較多。所謂鬼影就就是與事實不符得影像。有時原因較為復雜。常見得鬼影就是由于連接器連續(xù)反射造成。鬼影aba＝b＝c,由于反射脈沖在首個連接器再次發(fā)生反射,對光纖進行了第二次探測,掃描得距離就是原來得兩倍探測脈沖端面反射脈沖再次反射37用接入光纖消除盲區(qū)只有將引入光纖與被測光纖熔接,才能幫助消除盲區(qū)MODIFY/ENTERZOOM

10熔接接入光纖被測光纖長度>使用脈寬之衰減盲區(qū)光接收機恢復被測光纖起始點常用測試方法38雙波長測試意義:分辨彎曲和熔接點原理:波長越大對微彎越敏感,也就就是波長越大插入損耗值越大。方法:比較在兩個波長上得測試結果,如果插入損耗值相差過大,可以判斷為彎曲。常用測試方法a)b)d)c)小知識為什么微彎會有較大損耗？答:如果彎曲半徑太小,會造成彎曲部位發(fā)生光泄露,造成光能量損失。所以會有較大損耗?？梢允褂谩凹t光光源”驗證。39雙向測試主要意義:修正偽增益帶來得測試誤差。方法:雙向測量損耗值相加取平均(注意:不就是絕對值相加,而就是帶有正負號相加;或者說應該絕對值相減取平均)其她意義:盲區(qū)得彌補雙向曲線比較幫助修正漏測事件常用測試方法40(一)光纖線路測量概述(二)OTDR測試基本原理內(nèi)容安排(三)OTDR主要應用41應用－光纖使用前得檢驗測試把光纖一端熔接到有連接器得尾纖上尾纖連接器連接到OTDR檢查被測光纖得一致性測試光纖長度測試光纖衰減系數(shù)(dB/km)單盤測試42應用－光纜工程施工:實時進行光纜工程建設需要把不同長度光纜(大于2km~3km、)中得光纖熔接到一起、確定接續(xù)點及光纜正常、、、在出發(fā)去下一個熔接地點之前、、、在熔接點即將被埋上或拖動之前43應用－光纜工程施工:實時進行連接OTDR定位新得熔接點/連接點測試熔接點/連接點損耗測試反射測試光纖得損耗檢查光纖損耗值就是否正常44

應用－工程階段:終驗在光纖投入業(yè)務之前要對進行光纖終驗光纖終驗可由OTDR來完成OTDR測試光纖總長度、回損和事件點得位置。給出光纖測試曲線軌跡用以評估光纖就是否合格(例如,對于工程承包者要進行終驗。)保存光纖測試資料作為網(wǎng)絡維護檔案。45應用－日常維護周期性進行測試。測試未開業(yè)務光纖或備用光纖。測試熔接點、連接器、微彎及光纖末端等事件。把測試曲線和歷史曲線進行比較。查找降質點及其她光纖曲線發(fā)生變化得地方。46應用－提示－電源電源儀表具備兩個電池槽,可選兩塊