OTDR原理及应用说明OTDRprincipleandapplicationinstru.ppt

2019/8/4,OTDR原理及应用说明,目录,OTDR简介 OTDR测试原理 OTDR主要技术指标 OTDR测量操作指导 测试曲线分析 使用指导,Page 3,OTDR简介,光时域反射仪OTDR(Optical Time Domain Reflectometer) 通过向被测光纤发射光脉冲，检测光纤中返回的瑞利散射及菲涅尔反射数值，得到被测光纤的长度及损耗等物理特性，并借助数据分析功能，精确定位光路中的事件点及故障点。,什么是OTDR？,藤仓（原罗意斯）M200,JDSU MTS6000,Page 4,瑞利散射 光纤材料密度不均匀、掺杂成分不均匀以及光纤本身的缺陷，当脉冲通过光纤传输时，沿光纤长度上的每一点均会引起瑞利散射。OTDR探测到的是后向瑞利散射光功率。 菲涅尔反射 在折射率不同的两传输介质的边界，如连接器、机械接续、断裂或光纤终结处，会发生菲涅尔反射。,工作原理,n1,n2,Page 5,OTDR简介,可检查PON网络馈线段、配线段及入户段光纤的接头与线路的损耗，常用于支持工程开局以及运维中对光纤线路的品质确认及故障查找等。 OTDR可探知的事件主要有：光纤连接、光纤末端、光纤断裂、光纤弯曲等。 OTDR可执行的主要测量：对每个事件的距离、损耗、反射，对每段光纤的段长、段损耗。,OTDR用在什么地方？,OTDR能探测什么,OTDR能提供哪些参数,Page 6,OTDR测试原理,OTDR在电路的控制之下，按照设定的参数向被测光纤中发射光脉冲信号。（被测光纤应为无其他光信号的黑光纤） OTDR不断地按照一定的时间间隔从光口接收从光纤中反射回的光信号。 分别按照瑞利背向散射和菲涅尔反射的光功率的大小判断光纤不同位置的损耗大小和光纤末端位置。,Page 7,OTDR测试原理-相关术语,即光纤自身反射回的由瑞利散射产生的光信号称为背向散射光。,背向散射光,反射事件,活动连接器(Connector)、光纤断裂点(Crack point)或光纤末端(Fiber end) 都会引起损耗和反射，这种反射幅度较大的事件称为反射事件，如下图所示。,Page 8,OTDR测试原理-相关术语,光纤中的熔接头(Fusion splice)和弯曲(Bends or Macrobending)都会带 来损耗，但不会引起反射，称为非反射事件，如下图所示。,非反射事件,Page 9,OTDR测试原理-相关术语,如果光纤的末端是平整的端面或末端接有活动连接器(平整抛光) ，在光纤末端 就会存在有4 %的菲涅耳反射，如左图所示； 如果光纤末端是破裂的端面，由于末端端面的不平整会使光线漫射而不引起 反射，如右图所示。,光纤末端,Page 10,OTDR测试原理-相关术语,在OTDR曲线上的尖峰有时并不是有真正的连接器或断点引起的菲涅耳反射 峰，因此并不是真实存在的事件，这种尖峰被称为鬼影(Ghost)。,鬼影,Page 11,OTDR测试原理-相关术语,也称为伪增益、正增益。主要是由于不同模长直径或不同后向散射系数的光 纤熔接，在熔接点之后的光纤比熔接点之前的光纤产生更多的后向散射光而 形成的。事实上，光纤在这一熔接点上是有熔接损耗的，因此，需要在两个 方向测量并对结果取平均作为该熔接损耗。,熔接增益,Page 12,OTDR主要技术指标,工作波长(Wavelength)：1310，1490，1550，1625 测量范围(Measurement range)：OTDR获取数据取样的最大距离。最佳测量范围为待测光纤长度1.52倍距离之间。 读出分辨率：屏幕上水平轴的距离坐标可以数字显示的最小分度。 光纤参数：包括折射率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。这两个参数通常由光纤生产厂家给出。,Page 13,OTDR主要技术指标,盲区(Deadzone)：受菲涅尔反射的影响，在一定的距离范围内OTDR曲线无法反映光纤线路状态的部分。盲区和脉冲宽度相关，宽度越大，盲区越大，盲区长度光传输速度脉宽/2。OTDR的最小盲区是在脉宽选择最小档时的盲区宽度，一般为100m左右。 原因 由于菲涅尔反射大于后向瑞利散射，造成探测器以及放大器饱和，为了使接收机回复正常值，需要一定的释放时间，而在这个时间内将无法测得有用信息，这个时间对应的光纤距离范围称为盲区。,Page 14,OTDR主要技术指标,事件盲区(EDZ)：对于一个给定的反射回损，反射信号迹线上低于反射峰点1.5 dB两点间的显示距离。也可描述为，两个反射事件仍可分辨的最小距离，此时到每个事件的距离可测， 但每个事件各自的 损耗不可测。,衰减盲区(ADZ)：从反射脉冲的起点到该反射脉冲波形后沿与后向散射曲线的线性部分之上0.5 dB位置线的交点之间的距离。 也可描述为，各自的损耗可以分别被测量 时的两反射事件之间的 最小距离。,Page 15,OTDR主要技术指标,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。设置为短脉冲时仪表注入测试光纤的光功率低，但可减小盲区。脉宽周期通常以ns来表示。 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。OTDR也可以使用平均次数进行计算，平均次数（或平均时间）的设置应视具体情况灵活掌握，一般来讲，平均处理一定次数（如300次或3分钟）后，效果不再明显。 精度(Accuracy)：OTDR测量值与参考值的接近程度。 衰减精度(loss/attenuation accuracy)：目前一般都能保证0.05 dB，较好的能达到0.02 dB; 距离精度(distance accuracy)：手持式OTDR测试20KM以内的光纤距离时，距离精度13m,Page 16,OTDR测量操作指导,与OTDR相关（常用设置） 波长、脉冲宽度、测量范围、平均时间、过渡光纤 与光纤性质相关 折射率、后向散射系数 与事件判断相关（一般采用默认值） 各种事件阈值，比如熔接损耗、反射损耗、光纤末端反射,Page 17,OTDR测量操作指导,测试波长（1310，1490，1550，1625，1650nm） 不同的测试波长导致损耗的差异： 1. 光纤损耗：13101490155016251650 2. 宏弯损耗：波长越长损耗越大 3. 接头插损：无一定规律 推荐测试波长：1310，1550,脉冲宽度 直接影响测试范围的大小，盲区的宽窄，事件的分辨。,短脉宽对应高分辩率,宽脉冲对应大动态范围,根据被测光纤长度选择脉冲宽度，尽量选用较短的脉冲。下表为手持式OTDR推荐选择。,VS,Page 18,OTDR测量操作指导,测量范围 测量范围的设定原则为：大于被测光纤实际距离的1.5到2.0倍，以保证分析软件提供一个曲线端点之后足够清洁的噪声区。 对于PON网络，光纤链路长度为020km。 平均时间 为了减小噪声信号，OTDR反复发送光脉冲、反复进行采样计算，将每一采样点反复采样的数据进行求和并取平均值，以此对噪声信号进行抑制。 平均时间越长，OTDR对噪声信号的抑制性能越好，损耗测试的精度也就越高。 一般情况下，平均时间应在23min为好。,Page 19,OTDR测量操作指导,过渡光纤 在测试光纤时，通常在OTDR的光口和被测光纤的末端接入过渡光纤，来规避近端的连接损耗，提高测试结果的准确性。推荐使用3002000m的过渡光纤。 发射光纤（推荐使用） 接入在OTDR光口和被测光纤之间，避免盲区覆盖靠近被测光纤起始端的事件测量。 接受光纤（一般不用） 接在被测光纤的末端，避免菲涅尔反射导致的反射峰覆盖靠近光纤末端的事件测量。,Page 20,OTDR测量操作指导,折射率 与被测光纤折射率实际值的偏差将影响OTDR对被测光纤距离的测试精度。 建议根据光纤厂家给的参数设置。 可分段设置折射率。 折射率误差为0.001，测得的距离误差可达0.7m/km 后向散射系数 与被测光纤背向散射实际值的偏差将影响OTDR对被测光纤损耗的测试精度。 根据光纤厂家给的参数设置。 可分段设置折射率。,建议设置为厂家给定的折射率和后向散射系数，如果不清楚可选仪器的默认值,Page 21,测试曲线分析,0.2db,2db,Page 22,测试曲线分析,OTDR,Trace,km,dB,冷接点,跳纤,熔接点,连接头,光纤末端,Page 23,测试曲线分析-单个光纤测试,正常曲线,光纤严重受损图形，此图有多个衰减事件，严重影响光纤传输质量,Page 24,测试曲线分析-宏弯,图中：红色无弯曲； 黑色绕圆珠笔三圈,宏弯处衰减,Page 25,测试曲线分析-挤压,红色正常，黑色挤压,挤压处衰减,Page 26,测试用例分析-连接头端面污染,污染引起连接头反射增强，信号功率损耗增大,红色污染，黑色正常,Page 27,测试用例分析-连接头异常,连接头正常损耗为0.5db以下，图中a处连接头损耗过大，为异常。,a,b,Page 28,测试用例分析-鬼影,a,a处为鬼影，位置一般为强反射事件距离的整数倍，且没有损耗。,L,2L,Page 29,OTDR MTS-6000,测试结果分析操作,设置说明,简介,按键和接口说明,界面介绍,文件操作,Page 30,MTS6000 简介,可采用1310/1490/1550/1625nm波长 可集成光功率计，故障定位仪，光纤端面检测器等 结构紧凑，集成度高 可穿透分光器测量 最大动态范围为50db（42db），盲区最小0.8m,Page 31,按键和接口说明,麦克风,充电和工作指示灯,7个 菜单键 - 与上下文相关,方向键(选择和确认),8.4“ 高清晰度TFT 彩色显示屏,开关键,“系统”键,“文件”键,“设置”键,“结果”键,“脚本”键,测试“开始/停止”键,测试正在进行指示灯,Page 32,按键和接口说明,RJ-45 以太网口 远程控制 FTP 传输,2 x USB 接口 USB 存储器 视频检测显微镜 鼠标, 键盘,AC 输入,OTDR模块及测试端口,锂电池,Page 33,界面介绍,“设置”界面,通过 进行 选择或输入相应值,Page 34,界面介绍,轨迹区,事件区,操作项,页眉（含参数信息）,“测试”界面,Page 35,界面介绍,“文件”界面,Page 36,设置说明,第一步：选择功能,当OTDR底色变为黄色时功能被选中,按 进行功能模块切换，按中间的键进行选中确认,显示软件版本信息和硬件模块配置信息,显示屏，语言，接口，打印设置,查阅测试结果（即使未配置模块，也可查看结果）,软件升级，远端显示，仪器锁定等,PDF浏览器，可查看PDF文件,Page 37,设置说明,第二步：系统设置（可跳过）,Page 38,设置说明,第二步：测试参数设置,（在任意界面按“设置”键，即可进入测试参数设置）,Page 39,设置说明,第二步：测试参数设置,1. 模式设置：手动，自动，故障定位。,手动模式，适用于对OTDR较为熟悉人员，测试结果针对性强,自动模式，适用于对OTDR较为生疏人员，测试参数仪器自动判断,故障定位模式，设置参数很少，用来快速定位明显的故障位置（默认会测试所有波长）,Page 40,设置说明,第二步：测试参数设置,2. 波长选择。有业务光时需要选择1625nm的测试光,a. 无业务光时：选择1310，1550，1310/1550，1550/1625,b. 有业务光或无法判断是否有业务光时：选择1625,Page 41,设置说明,第二步：测试参数设置,3. 脉宽设置。3ns20us，脉宽设置越短，精度越高。一般PON网络中设置为100ns较好。,a. 当为纯光纤链路，下列值可以参考：,b. 当链路中有分光器时，则要考虑分光器损耗。,Page 42,设置说明,第二步：测试参数设置,4. 范围选择。选择某一个值后，OTDR只在此范围测量。,Page 43,设置说明,第二步：测试参数设置,5. 采样时间设置。一般20s后就比较稳定了。推荐选择20s或30s,Page 44,设置说明,第二步：测试参数设置,5. 折射率设置。,几种类型光纤折射率如下所示：,推荐设置精确的待测光纤的折射率（以厂家给定的数值为准）。折射率误差为0.001，测得的距离误差可达0.7m/km,Page 45,设置说明,第二步：测试参数设置,6. 其他设置。（次要设置）,Page 46,设置说明,第三步：按START/STOP进行轨迹测试，测试后结果显示如下。,Page 47,测试结果分析操作,轨迹区,事件区,页眉（含参数信息）,游标A，B的位置,轨迹区和事件区之间的切换,轨迹缩放或平移操作,活动光标的切换和光标位置移动,轨迹自动缩放,可以手工设置事件的类型,三种轨迹显示方式，区域比例有所变化,主要用来设置多轨迹显示，手动斜率测量，回损测量，两点，五点损耗测量,A到B游标处的损耗,Page 48,文件操作,1. 查看已测的轨迹,在任意界面，按“FILE”键即可进入文件界面,在此界面上可选择右边的按键进行重命名或复制，删除等编辑，,选择右下角的