《OTDR測試培訓(xùn)》PPT課件.ppt

1、接入維護中心 2013年1月,光纜線路OTDR測試應(yīng)用培訓(xùn),目錄,光纜線路質(zhì)量的全面檢查 光纜線路損耗測量只有通過對光纖后向散射信號曲線的檢測，才能發(fā)現(xiàn)光纖連接部位是否可靠，有無異常、光纖損耗隨長度分布是否均勻、光纖全程有無微裂部位、非接頭部位有無“臺階（損耗）”等異常；單盤測試可了解盤長以及有無斷纖情況。 光纜線路損耗的輔助測量 目前高質(zhì)量的OTDR對測量光纜線路來說，損耗測量可以獲得重復(fù)性、準(zhǔn)確度較高的優(yōu)點。OTDR測量方法容易掌握，測量結(jié)果較為客觀，作為光纜線路的輔助測量十分必要。對于一般線路工程用后向法測量光纖線路損耗，可以直接采用OTDR法獲得數(shù)據(jù)。 光纜線路的重要檔案 通過對光纜線

2、路的測試，可以獲得準(zhǔn)確度較高的線路維護資料，對維護具有很好的參考作用。由于測試曲線具有直觀、可比性強、真實性強的優(yōu)點，因此當(dāng)發(fā)生光纖故障時，對照原曲線，可以較準(zhǔn)確的判斷障礙點,光纜線路測試的目的和意義,光纜線路測試類型,單盤測試是對光纜工程中運輸?shù)浆F(xiàn)場的光纜，進行單盤光纜傳輸、技術(shù)特性的檢驗。,光纜建設(shè)工程竣工對工程整個線路進行雙向測試，對整個工程光纜傳輸、技術(shù)特性的全面檢驗。,光纜線路日常維護測試是技術(shù)維護的重要組成部分，通過對光纜線路的光特性測試，可以了解光纜的工作狀態(tài)，掌握光纜線路實際運行情況。我局半年度光特性測試就屬于日常維護測試。,光纜線路障礙測試是判斷光纜障礙類型的主要手段，能準(zhǔn)確

3、判斷機務(wù)障礙和線路障礙，通過測試也能精確的判斷障礙點的位置,維護料測試與工程單盤測試基本相同，主要對維護搶修用單盤光纜進行傳輸、技術(shù)特性的檢驗，以確定維護材料可用性。,光纜線路工程測試,光纜線路維護測試,日常維護測試,光纜線路障礙測試,維護料測試,單盤測試,竣工測試,光纜線路光特性測試項目,光纜線路光特性測試項目 光特性測試主要包括光纖的傳輸特性以及與傳輸特性相關(guān)的一些項目，主要有光纜的長度（KM）、光纖全程損耗（dB）、光纖衰減(dB/km)、插入損耗（dB）、后向散射曲線及光纖的折射率（n=c/v）等。,工程,利用其激光光源向被測光纖發(fā)送一光脈沖，光脈沖在光纖本身及各特征點上會有光信號反射

4、回OTDR。 反射回的光信號通過一個定向耦合器耦合到OTDR的接收器，并在這里轉(zhuǎn)換成電信號，最終在顯示器上顯示出結(jié)果曲線。 OTDR的組成方框圖如下：,測試原理,目錄,工程,背向散射,定義：光纖自身反射回的光信號 原因：主要指瑞利散射，由于光纖折射率的不同引起，瑞利散射是四面八方的，其中沿光纖原鏈路返回OTDR的散射光稱為背向散射光 應(yīng)用：OTDR正是利用其接收到的背向散射光強度的變化來衡量被測光纖上各事件損耗的大小,工程,光纖中熔接頭和微彎都會帶來損耗，但不會引起反射，由于他們的反射較小，故稱非反射事件 在OTDR測試結(jié)果曲線上，以背向散射電平上附加一突然下降臺階的形式來表現(xiàn) 見圖：OTDR

5、測試事件類型及顯示,非反射事件,工程,活動連接器、機械接頭和光纖中的斷裂點都會引起損耗和反射，把反射幅度較大的事件稱為反射事件 反射值（常以回波損耗表示）是由背向散射曲線上反射峰的幅度決定,反射事件,工程,平整端面、末端接有活動連接器（平整、拋光）末端存在反射率為4%的菲涅爾反射 破裂端面，端面不規(guī)則性使光線漫射而不引起反射,光纖末端,顯示曲線,顯示曲線,反射式光纖末端,非反射式光纖末端,垂直切割的端面或未使用的連接器,無規(guī)則的光纖末端或小動態(tài)范圍時,工程,測量光纖長度時必須選準(zhǔn)光纖末端,幾種光纖末端的識別,工程,測試曲線,熔接,彎曲,活動,連接器,機械固,定接頭,斷裂,光纖,末端,OTDR測

6、試事件類型及顯示,工程,范圍 是指距離 或顯示范圍。對這一參數(shù)的設(shè)置意味著告訴OTDR應(yīng)該在屏幕上顯示多長距離。為了顯示整個光纖曲線，設(shè)置時這一范圍必須大于被測光纖長度。,通常選擇的測試范圍應(yīng)比實際待測光纖長20% 。,對于25公里的光纖，選擇13公里測試范圍是過短了。,對于25公里的光纖，選擇32公里測試范圍是比較合適的,測試范圍（一）,工程,必須注意，測試范圍相對于被測光纖長度不要差異太大，否則將會影響到有效分辨率。同時，過大的測試范圍還將導(dǎo)致過大而無效的測試數(shù)據(jù)文件，造成存貯空間的浪費。,選擇164Km 測試范圍對于 7.6Km 的實際光纖來說是過長了。,文件尺寸: 9Km 范圍 = 2

7、kbytes 164Km 范圍 = 10kbytes,測試范圍（二）,脈沖寬度（一）,脈沖寬度 表示脈沖的時間長度，同時也可換算為脈沖在光纖上所占的空間長度。,OTDR注入光纖的光沿著光纖的傳播與水在管道內(nèi)流動很相似。,30ns 脈寬,工程,對動態(tài)范圍的影響： 對盲區(qū)的影響：,脈沖寬度越大,脈沖能量越大,OTDR動態(tài)范圍越大,幅度,相同,脈沖寬度越大,盲區(qū)越大,較窄脈沖,較小盲區(qū),能分辨出光纖 中兩個接近的 機械接頭,寬脈沖,不能分辨,脈沖寬度（二）,工程,脈沖寬度 與盲區(qū)和動態(tài)范圍直接相關(guān)。 在下圖中，用8個不同的脈沖寬度測量同一根光纖。最短的脈寬獲得了最小的盲區(qū)，但同時也導(dǎo)致了最大的噪聲。

8、最長的脈寬獲得了最光滑的測試曲線，與此同時，盲區(qū)長達接近1公里。,使用中等脈寬獲得了較好 的盲區(qū)和清晰的曲線,曲線最光滑但盲區(qū)最大,最短的盲區(qū)但噪聲很大,長脈寬,中等脈寬,短脈寬,脈沖寬度（三）,工程,活動連接器和機械接頭等特征點產(chǎn)生反射（菲涅爾反射），引起OTDR接收端飽合而帶來的一系列“盲點”盲區(qū) 衰減盲區(qū) 盲區(qū) 事件盲區(qū),盲區(qū),從反射峰的起始點到接收器從飽和峰值恢復(fù)到距線性背向散射后延線上0.5dB點間的距離,從反射峰的起始點到接收器從飽和峰值恢復(fù)到距峰值0.1dB點間的距離 盲區(qū)決定2個可測特征點的靠近程度 盲區(qū)有時也稱OTDR的2點分辨率 盲區(qū)越小越好,工程,盲區(qū)-事件、衰減盲區(qū)示意

9、圖,在被測光纖始端，脈沖寬度的影響是顯而易見的。 下圖中，位于540米處的第一個接頭點在長脈寬下觀察不到。,3,000,950, 250,長脈寬,中脈寬,短脈寬,工程,盲區(qū)：決定OTDR橫軸上事件的精確程度 動態(tài)范圍：決定OTDR縱軸上事件的損耗情況和可測光纖的最大距離 影響動態(tài)范圍和盲區(qū)的因素 脈沖寬度 平均時間 反射 OTDR接收電路設(shè)計,盲區(qū)-盲區(qū)和動態(tài)范圍的關(guān)系,工程,965m 3,165ft,540m 1,773ft,7620ns,960ns,120ns,不同的脈寬在接頭處會產(chǎn)生不同長度的拖尾。 對于不同的脈寬，拖尾長度亦有不同，下圖例中960ns脈寬時的拖尾淹沒了第二個接頭。機械接

10、頭在同樣脈寬下的拖尾將大于熔接接頭。 這里所談及的拖尾即是我們通常所說的事件盲區(qū)。,350,70,拖 尾,定義：初始背向散射電平與噪聲底電平的差值（dB） 動態(tài)范圍的作用：決定最大測量長度；大動態(tài)范圍可提高遠(yuǎn)端小信號的分辨率 動態(tài)范圍的表示方法： 峰-峰值（峰值）動態(tài)范圍：背向散射電平初始點電平值與噪聲峰值電平之差 信噪比（SNR=1）動態(tài)范圍：背向散射電平初始點電平值與噪聲電平均方根值之差,動態(tài)范圍（一）,工程,動態(tài)范圍的應(yīng)用： 動態(tài)范圍的大小決定儀器可測量光纖的最大長度；不夠大時，遠(yuǎn)距離背向信號會被噪聲淹沒，而觀察不到接頭、彎曲等小特征點 所需儀表的動態(tài)范圍等于觀察事件點損耗所需信噪比加上

11、光纖的鏈路損耗,動態(tài)范圍（二）,背向散射電平初始值,22dB鏈路損耗,動態(tài)范圍,（SNR=1）,觀察事件損耗所需信噪電平值,34dB,動態(tài)范圍應(yīng)用示意圖,工程,脈寬決定了可測試的光纖長度 較長的脈寬可得到較大的動態(tài)范圍.,以長脈寬 (7620ns) OTDR能夠測量 很遠(yuǎn)。 但盲區(qū)也比較大。,以中等脈寬 (120ns) 測量 20公里。噪聲變的比較大。,以中等脈寬 (960ns) OTDR能夠較好地測量 40余公里。 盲區(qū)也比較適中。,All measurements taken at 1310nm Wavelength,動態(tài)范圍（三）,工程,1550nm 曲線,1310nm 曲線,對同一根光

12、纖，不同波長 下進行的測試會得到不同的損耗結(jié)果。測試波長越長，對光纖彎曲越敏感。 1550nm下測試的接頭損耗大于在1310nm處的測試值.下圖中，第一個熔接點存在彎曲問題，而另外的熔接點在兩測試波長下狀態(tài)近似，這表明光纖未受力。,波長,原則: 如果可能，總是同時測試1310和1550納米兩個波長以便比較不同波長上的測試結(jié)果，判斷光纜是否受到應(yīng)力。,工程,分辨率（數(shù)據(jù)采樣間隔） 確定了事件點的定位精度 OTDR在測試時沿光纖長度方向以固定的間隔進行數(shù)據(jù)采樣，采樣間隔越短，采集的數(shù)據(jù)也越多，同時意味著定位精度越高，但與此同時測試花費的時間也會越長，測試結(jié)果文件也越大。,文件大小: 8m 采樣 =

13、 4kbytes 1m 采樣= 32kbytes,光纖端點的讀出值可能由于+/-一個采樣點而不同。在此情況下，由于分辨率設(shè)置而導(dǎo)致的讀出誤差可能達到 8米 。,紅線 = 1m 分辨率 綠線 = 8m 分辨率,分辨率,平均,平均 (有時也稱為掃描) 可降低測試結(jié)果曲線的噪聲水平，提高判讀精度。測試時，可以設(shè)定掃描次數(shù)為快, 中, 慢等三擋或一個特定的時間長度。長的平均時間使你能夠獲得較好的結(jié)果曲線。 如果你使用較短的測試脈寬或測試較長的光纜區(qū)段，就應(yīng)該選擇較長的平均時間。,噪聲 會導(dǎo)致曲線的變化， 增加平均次數(shù)可降低噪聲電平.,慢掃描,快掃描,工程,OTDR測試曲線是將每次輸出脈沖后的反射信號采

14、樣，并把多次采樣做平均處理以消除一些隨機事件 OTDR動態(tài)范圍是按貝爾實驗室TRTSY-00196中定義的平均時間為3min時的指標(biāo) 為提高測試速度，縮短整體測試時間一般測試時間可在0.53min內(nèi)（建議30s）,平均時間,噪聲電平,越長,越接近最小值,平均-平均時間對動態(tài)范圍的影響,工程,10s后,3min后,平均平均時間對動態(tài)范圍的影響,目錄,采樣區(qū)必須位于接頭點兩側(cè)的線性區(qū)，不可跨越接頭點。,LSA法與2-點法接頭損耗測試的比較,無衰耗,0.3dB 接頭衰耗,真實衰耗 = (-0.5 + 0.5) / 2 = 0.0dB,真實的熔接衰耗 = (-0.2 + 0.8) / 2 = 0.3d

15、B,假增益的來源,工程,采樣間隔的影響 時鐘的影響 折射率的影響 光纜成纜因數(shù) 的影響 儀表的測試誤差,距離精度（一）,采樣間隔,越小,儀表測試精度越高,由采樣點偏差 帶來的測量 誤差越小,儀器距離計算公式：L = V * T = T * C/n C光在真空中的速度 n纖芯的折射率 T光在光纖中傳播時間的一半 為減小折射率的影響，輸入的折射率必須準(zhǔn)確；當(dāng)幾段光纜折射率不同時可分段測試，以減小測試誤差,當(dāng)采用儀表內(nèi)部時鐘時，對測試精度影響較小 當(dāng)采用外部時鐘時，測量精度取決于外部時鐘的精度,OTDR測試的是光纖的長度，通常光纖長度大于光纜長度 光纜成纜時扭絞系數(shù)一般為0.7%左右,儀表的設(shè)計 儀

16、表的制造技術(shù) 儀表應(yīng)用軟件,CO,SP#1,SP#2,SP#3,光纜敷設(shè)時可能不直或上下左右偏離路由. 每一光纖在光纜內(nèi)是松弛的，且在接頭盒內(nèi)有不同長度的盤留。,測試距離較短:沿著地面. 測試距離較接近:沿著光纜. 測試距離較長:光纖長度.,OTDR測量光纖長度 !,斷點位置,距離精度（二）,CO,SP#1,SP#2,SP#3,斷點位置,技巧: 1. 根據(jù)參考地標(biāo)提高斷點定位精度. 2. 從故障點附近的已知點進行判讀. 3. 從光纜的兩端進行測試.,距離精度（三）,回波損耗（回?fù)p）：光波反向傳輸時的損耗 反射損耗：光波正向傳輸時由于反射造成的損耗,回波損耗與反射損耗,回?fù)p越小，反射波越大，鏈路

17、性能越差；回?fù)p越大，反射波越小，鏈路性能越好 反射損耗越大，反射波越大，鏈路性能越差；反射損耗越小，反射波越小，鏈路性能越好 減小反射峰的措施 OTDR的輸出端面應(yīng)經(jīng)常清洗，每次測試都要清洗被測光纖端面 處理好光纖端面,目錄,工程,典型的后向散射信號曲線,a、輸入端的Fresnel反射區(qū)（即盲區(qū)） b、恒定斜率區(qū) c、局部缺陷、接續(xù)或耦合引起的不連續(xù)性 d、光纖缺陷、二次反射余波等引起的反射 e、輸出端的Fresnel反射,工程,A 為盲區(qū)， B 為測試末端反射峰。測試曲線為傾斜的，隨著距離的增長，總損耗會越來越大。用總損耗（ dB ）除以總距離（ km ）就是該段纖芯的平均損耗（ dB/Km

18、 ）。,原因：（1）儀表的尾纖沒有插好，光脈沖根本打不出去； （2）斷點位置比較進， OTDR 不足以測試出距離來； 方法：（1） 要檢查尾纖連接情況 （2） 把 OTDR 的設(shè)置改一下，把距離、脈沖調(diào)到最小，如果還是這種情 況的話，可以判斷 1 尾纖有問題； 如果是尾纖問題，更換尾纖,正常曲線,異常情況,實際在測試中最常見的異常曲線、原理和對策,工程,這種情況比較多見，曲線中間出現(xiàn)一個明顯的臺階，多數(shù)為該纖芯打折，彎曲過小，受到外界損傷等因素造成。,臺階,這種情況一定要引起注意！曲線在末端沒有任何反射峰就掉下去了，如果知道纖芯原來的距離，在沒有到達纖芯原來的距離，曲線就掉下去了，這說明光纖在

19、曲線掉下去的地方斷了，或者是光纖遠(yuǎn)端端面質(zhì)量不好,曲線遠(yuǎn)端沒有反射峰,非反射事件 (臺階),現(xiàn)象：在光纖纖連接器、耦合器、熔接點處產(chǎn)生一個明顯的增益； 原因：模場直徑不匹配造成的； 對策：測試衰減和接頭損耗必須雙向測試，取平均值,實際在測試中最常見的異常曲線、原理和對策,實際在測試中最常見的異常曲線、原理和對策,現(xiàn)象：光纖未端無菲涅爾反射峰，曲線斜率、衰減正常，無法確認(rèn)光纖長度 原因：光纖未端面上比較臟或光纖端面質(zhì)量差； 對策：清洗光纖未端面或重新做端面；,現(xiàn)象：曲線成明顯弓形，衰減嚴(yán)重偏大或偏小，無菲涅爾反射峰； 原因：量程設(shè)置錯誤（不足被測光纖長度2倍以上）； 對策：增大量程,現(xiàn)象：在曲線

20、斜率恒定的曲線中間有一個“小山峰”（背向散射劇烈增強所致） 原因：（1）光纖本身質(zhì)量原因（小裂紋）； （2）二次反射余波在前端面產(chǎn)生反射； 對策：在這種情況下改變光纖測試量程、脈寬、重新做端面，再測試如“小山峰”消失則為原因（2），如不消失則為原因（1）,現(xiàn)象：在整根光纖衰減合格，曲線大部分斜率均勻，但在菲涅爾反射峰前沿有一小凹陷 原因：未端幾米或幾十米光纖受側(cè)壓； 對策：復(fù)繞觀察有無變化,實際在測試中最常見的異常曲線、原理和對策,現(xiàn)象：尾纖與過渡纖有部分曲線出現(xiàn)有規(guī)則的曲線不良，但被測光纖后半部分曲線正常，整根被測光纖衰減指標(biāo)基本正常； 原因：一般是由設(shè)備本身和測試方法綜合造成的； 對策：關(guān)

21、機，重新起動，對各個光纖接觸部分進行清潔,實際在測試中最常見的異常曲線、原理和對策,測試距離過長,這種情況是出現(xiàn)在測試長距離的纖芯時， OTDR 所不能達到的距離所產(chǎn)生的情況，或者是距離、脈沖設(shè)置過小所產(chǎn)生的情況。如果出現(xiàn)這種情況， OTDR 的距離、脈沖又比較小的話，就要把距離、脈沖調(diào)大，以達到全段測試的目的，稍微加長測試時間也是一種辦法。,實峰,幻峰,幻峰（鬼影）的識別曲線上鬼影處未引起明顯損耗圖（a）；沿曲線鬼影與始端的距離是強反射事件與始端距離的倍數(shù)，成對稱狀圖（b） 消除幻峰（鬼影） 選擇短脈沖寬度、在強反射前端(如OTDR輸出端)中增加衰減。若引起鬼影的事件位于光纖終結(jié)，可打小彎以

22、衰減反射回始端的光,幻峰,實峰,幻峰（鬼影）的識別與處理,實際在測試中最常見的異常曲線、原理和對策,目錄,盤測是對到貨后但仍繞在纜盤上的光纜進行的簡單驗收測試，通過這一測試，用戶可以得知光纜的盤長、連續(xù)性、成纜過程中是否有缺陷以及整個纜的平均衰耗。,短脈寬 ：更為細(xì)致地觀察光纖的狀態(tài) 快速平均下的實時顯示 ：縮短測試時間 固定光標(biāo) ：快速得到測試結(jié)果 固定損耗測試模式 ：dB/Km,盤 測,為了快速而精確地判斷斷點、既可讓儀器全自動地設(shè)置測量也可手動設(shè)置測試參數(shù) :,長脈寬 ：觀察盡可能最長的光纖區(qū)段、同時最清晰地顯示光纖終點位置 快或中平均 ：獲得盡可能清晰的曲線 自動分析： OTDR準(zhǔn)確地

23、報告故障點位置,故障定位,在故障搶修期間，你可能有必要觀察兩個很接近的接頭點 間距甚至可能在幾十米之內(nèi)，此時你需要把故障點放大，同時用實時掃描觀察接頭操作，最后再完成整個測試得到接續(xù)損耗數(shù)據(jù)。,手動分析 ：自動分析可能不能正確地獲得結(jié)果 短脈寬 ：同時觀察兩個較接近的事件點 實時掃描 ：觀察接續(xù)過程. 中或慢平均 ：獲得清晰的曲線、特別是在光纜較長時 較低的分辨率 ：加快測試速度,故障修復(fù),光纜線路障礙的測試與查找,發(fā)生光纜線路障礙后，在端站或傳輸站使用OTDR對線路測試，以確定線路障礙的性質(zhì)和部位。方法步驟大致如下。 1.用OTDR測試出故障點到測試端的距離 a.顯示屏上沒有曲線 b.曲線最遠(yuǎn)端位置與中繼段總長明顯不符 c.后向散射曲線的中部無異常，且最遠(yuǎn)端點又與中繼段總長相符 d.顯示屏上