光功率计和OTDR培训PPT课件

设备维护技能培训,一、机电设备系统化的概念通信机房检查内容二、通信系统常见故障光纤测试仪的使用，光功率计的使用三、设备管理办法相关法律法规,1,.,通信系统测试工具和常见故障,2,.,各种光缆接头简称,认识光缆接头,3,.,光传输基础知识,-,光信号出,改变光强度=模拟系统改变开关状态=数字系统,电到光(E-O)转换,4,.,视频光端机原理,视频信号,缓冲滤波电路,A/D转换,CPLD编码,并串转换,10.0,10.1,电光转换,10.1,10.0,CPLD解码,串并转换,光电转换,D/A转换,A/D转换后8/10位并行数据,编码、同步后8/10位并行数据,串行脉冲,解码后的8/10位并行数据,串行脉冲,滤波缓冲输出电路,发射机,接收机,光信号,光信号,光纤系统,视频信号,5,.,视频光端机最重要的指标-视频电平视频电平可说是光端机最重要的指标。视频电平指标分别要考察3项指标：白电平，标准值是700mV；行同步电平标准值是300mV；色同步电平标准值是300mV。1）如果光端机输出的白电平的幅度低，摄像机传输过来的亮度信号就会等比例压缩。在低照度条件下，摄像机输出的亮度电平较低，再经过光端机的幅度压缩后，传输到监视器的视频信号更低，显示的图像就暗淡；2）行同步电平偏低，监视器上的图像会扭曲；3）色同步电平偏低，监视器上的图像严重偏色，或无色。,小知识：视频光端机指标,6,.,光功率计简称OPM（OpticalPowerMeter）光功率计用于测量绝对光功率或通过一段光纤的光功率相对损耗的仪器在光纤系统中，测量光功率是最基本的，非常像电子学中的万用表。在光纤测量中，光功率计是常用计量表。通过测量发射端机或光网络的绝对功率，一台光功率计就能够评价光端设备的性能。,光功率计,7,.,功率(瓦特或分贝)：使用光功率计测试时dBm是一种典型的量度单位光功率类似于灯泡:瓦特数越大=越亮光发射机:光强大约为1mw(0dBm)左右功率范围:+20dBm到-70dBm颜色(波长)：人眼可以识别的光从300nm(兰色光)到700nm(红色光)，光通信系统则通常使用850,1310,&1550nm三个波长波长度量单位为纳米(nm)或微米(um)不同的波长表征着不同的颜色,光功率计原理：光信号的组成要素,8,.,通常情况下，1310nm的波长每公里光衰减为0.3-0.35dB,1550nm的波长每公里光衰减为0.2-0.25dB。光强度（功率）越高，传输的距离就越远。常规的视频光端机，单模视频光端机传输距离20-40KM；多模视频光端机传输距离2KM。常规的单模光纤收发器传输距离20公里至120公里；多模光纤收发器：传输距离2公里。,光功率计原理：光信号的组成要素,9,.,单模与多模光纤的不同,光功率计原理：光信号的组成要素,多模允许光以许多不同的路径（模式）传播,单模仅允许光以一个路径（模式）传播,10,.,光功率计一般使用FC接头或SC接头单位：db：光衰减dbm：光功率,光功率计的使用,11,.,光功率计的面板,12,.,光功率及使用流程,清零时应盖好探测器的铁盖，防止光线进入一般的塑料盖不能有效防止光线的进入,13,.,理论衰减：衰减产生的原因是什么？设一台视频光端机传输距离20KM，以下是会产生衰减的因素光纤的传输损耗：20km*0.2dB/km=4dBFC型接头损耗：2*0.3dB=0.6dB光纤熔接点的损耗：10*0.1dB=1dB（一般每2公里光纤有1个熔接点）光纤配线架损耗：2*2dB=4dB光学损耗裕量：2.0dB光纤总损耗预算：4dB+0.6dB+1dB+4dB+2dB=11.6dB实际应用中的衰减可以参考配线架上大部分光缆的平均值，因各所使用的光端机为同一型号，有一路光缆功率衰减明显大于平均值，可断定其出现问题,光功率计的应用：例子,14,.,绝对测量值和相对测量值按上面例子所述：20公里的光纤损耗大概11.6dB设视频光端机的发射功率为-9dBm测量出的绝对值：-9dbm-11.6db=21.6dbm以上次测量的绝对值为参照，光功率计自动将再次测量出的功率与上回的绝对值进行比较得出的差值，即为相对测量值,光功率计的应用：例子,15,.,光功率计测量范围：+10dbm-70dbm，完全接收不到光信号时，会显示最低的测量范围-70dbm故障情况一：光功率计与视频光端机直接连接，视频光端机的发射端设备选择1310nm波长，接收端设备选择1550nm波长，仪表马上测量出该光端机的光功率值，仪表显示-70dBm故障情况二：测量出来的光功率值与正常的相差太大（如仪表显示-17dBm，而厂家标示设备输出功率-9dBm，加上光跳线衰减，正常值大概-10dBm左右，-17dBm测量值说明衰减过大）结论：视频光端机故障，没有光功率输出或者输出功率变弱,光功率计的应用：例子,16,.,故障二：断开视频光端机的接收端，将来自远方的光缆接上光功率计，显示-70dBm结论：如果对端的视频光端机设备的光功率输出正常，而经过光纤传输后接收不到光信号，仪表显示-70dBm，说明光纤传输断开，光纤因各种原因造成中断,光功率计的应用：例子,17,.,故障三：按上面例子所述，20公里的光纤损耗大概11.6dB，如果视频光端机的发射功率为-9dBm，接收灵敏度为-27dBm，经过20公里的光纤传输后仪表测量出来的光功率值为-20dBm左右（即相对功率），但实际测量值为-35dbm。结论：光纤老化、人为损害、光纤跳线质量差等会造成光纤损耗过大，仪表测量出来的光功率值在-35dBm左右，如果接近设备通信临界值，光端机可能会有时通有时断，或不正常通信。,光功率计的应用：例子,18,.,应当经常保持仪器清洁，工作环境应无酸、碱等腐蚀性气体存在。可用沾有清水或肥皂水的干净毛巾轻轻擦洗机箱和面板。禁止用酒精、气油等溶剂擦洗；仪器应存放在干净通风的环境中。如果长期不用，应定期加电，在潮湿的季节或潮湿的地区，加电的间隔周期应缩短。仪器出现故障，应由专业技术人员修理或送修。禁止自行拆修仪器光输入口应直接接光探测器，卸下光缆连接线应即时戴上防尘帽，以防止硬物、灰尘或其它脏物触及光敏面，污染和损伤光探測器；禁止过强的光直接进入光输入口,光功率计的日常维护和注意事项,19,.,OTDR的英文全称是OpticalTimeDomainReflectometer，中文意思为光时域反射仪。OTDR是利用光线在光纤中传输时的瑞利散射和菲涅尔反射所产生的背向散射而制成的精密的光电一体化仪表，它被广泛应用于光缆线路的维护、施工之中，可进行光纤长度、光纤的传输衰减、接头衰减和故障定位等的测量。OTDR测试是通过发射光脉冲到光纤内,然后在OTDR端口接收返回的信息来进行。当光脉冲在光纤内传输时，会由于光纤本身的性质，连接器，接合点，弯曲或其它类似的事件而产生散射，反射。其中一部分的散射和反射就会返回到OTDR中。返回的有用信息由OTDR的探测器来测量，它们就作为光纤内不同位置上的时间或曲线片断。从发射信号到返回信号所用的时间，再确定光在玻璃物质中的速度，就可以计算出距离。注意：若光缆发生故障时，因设备还在发光，一般不要用OTDR测试，需要注意设备与OTDR发出的同样的光，有可能把设备或者OTDR毁坏，要用光功率计测试。,OTDR介绍,20,.,当OTDR通过不均匀的沉积点时，它的一部分光功率会被散射到不同的方向上。向光源方向散射回来的部分叫做背向散射.由于散射损耗的原因，这一部分光脉冲强度会变得很弱背向散射：来自于沿着光纤纤芯分布的不均匀的沉积部分和杂质,OTDR原理：背向散射,纤芯,背向散射,1,2,沉积点,由前向不均匀点导致的背向散射,21,.,反射：仅仅发生于光纤的端面。光信号通过光纤的端面-类似于手电筒的光穿过玻璃窗-一部分光以入射时相同的角度反射回来。反射回来的光强可达入射光强度的4%,OTDR原理：反射,反射光直线返回光源(OTDR),无论光信号自光纤进入空气还是自空气进入光纤，反射光强度比例是相同的。,光纤端面质量不同，返回OTDR的反射光强度也不同。,22,.,OTDR的结构,控制系统,CRT或LCD显示器,激光器,探测器,耦合器/分路器,待测光纤,23,.,OTDR如何测量距离,t0,t1,折射率“n”参照光纤厂家提供的参数进行设置,“d”,“C”=光速.“n”=光纤纤芯的折射率,24,.,OTDR产生返回光强度（背向散射加上反射）与光纤长度相关的光纤曲线。,返回的信号电平(dB),距离,+,-,0,+,(公里，米，英里，英尺等),25,.,+,-,0,+,返回的信号电平(dB),(公里，米，英里，英尺等),沿光纤的背向散射采样点,OTDR产生返回光强度（背向散射加上反射）与光纤长度相关的光纤曲线。,距离,26,.,距离(公里，米，英里，英尺等),+,-,0,+,返回的信号电平(dB),位于光纤远端的背向散射采样点,OTDR产生返回光强度（背向散射加上反射）与光纤长度相关的光纤曲线。,27,.,距离(公里，米，英里，英尺等),+,-,0,+,返回的信号电平(dB),连接这些采样点,OTDR产生返回光强度（背向散射加上反射）与光纤长度相关的光纤曲线。,28,.,+,-,0,+,返回的信号电平(dB),仅仅观察连接线,OTDR产生返回光强度（背向散射加上反射）与光纤长度相关的光纤曲线。,距离(公里，米，英里，英尺等),29,.,+,-,0,+,端面反射,返回的信号电平(dB),OTDR产生返回光强度（背向散射加上反射）与光纤长度相关的光纤曲线。,距离(公里，米，英里，英尺等),30,.,熔接损耗是一种由于信号电平在接头点突然下降而造成的点损耗。,+,-,0,+,熔接损耗,返回的信号电平(dB),距离(公里，米，英里，英尺等),31,.,熔接时如果接点含有空气隙，就会产生具有反射的点损耗。,+,-,0,+,返回的信号电平(dB),接头损耗,反射,距离(公里，米，英里，英尺等),32,.,您能用OTDR做些什么工作,定位端点和断点观察整个光纤线路定位接头点(“故障点”)测试接头损耗测试端到端损耗,测试反射值测试回波损耗建立事件点与地标的相对关系,33,.,典型的OTDR曲线,34,.,距离（Range）：对这一参数的设置意味着告诉OTDR应该在屏幕上显示多长距离。为了显示整个光纤曲线，设置时这一范围必须大于被测光纤长度。脉冲宽度（Pulsewidth）：表示脉冲的时间长度，同时也可换算为脉冲在光纤上所占的空间长度波长（Wavelength）：对同一根光纤，不同波长下进行的测试会得到不同的损耗结果。测试波长越长，对光纤弯曲越敏感。平均分布（Averaging）：可降低测试结果曲线的噪声水平，提高判读精度。测试时，可以设定扫描次数为快,中,慢等三挡或一个特定的时间长度。长的平均时间使你能够获得较好的结果曲线。如果你使用较短的测试脉宽或测试较长的光缆区段，就应该选择较长的平均时间。分辨率（Resolution）：确定了事件点的定位精度，OTDR在测试时沿光纤长度方向以固定的间隔进行数据采样，采样间隔越短，采集的数据也越多，同时意味着定位精度越高，但与此同时测试花费的时间也会越长，测试结果文件也越大,主要参数设置：参照附件PPT,35,.,盘测，对一盘备用光缆进行检测对故障光纤进行测试，发现故障点维修过程中进行测试，确定熔接质量,OTDR的应用,36,.,特殊的测量情况,真实衰耗=(-0.5+0.5)/2=0.0dB,真实的熔接衰耗=(-0.2+0.8)/2=0.3dB,37,.,长度判断的特殊情况,SP#1,SP#2,SP#3,光缆敷设时可能不直或上下左右偏离路由.每一光纤在光缆内是松弛的，且在接头盒内有不同长度的盘留。,断点位置,38,.,长度判断的特殊情况,SP#1,SP#2,SP#3,断点位置,技巧:1.根据参考地标提高断点定位精度.2.从故障点附近的已知点进行判读.3.从光缆的两端进行测试.,39,.,故障：被小动物咬伤,长途通信光缆线路经多年的使用，存在部分线路光纤和接头盒老化，且线路经过区域多为山区，K2648光缆线路被松鼠咬伤次数较多，光缆传输能力有所下降,对山区或穿越树林的光缆线路设计时可采用防鼠光缆。对运行中的光缆线路可砍伐光缆线路周围的树枝，或更换防鼠光缆，防止小动物（松鼠）咬伤,40,.,故障：被汽车撞断,高速公路桥架部分的光缆虽然有走线盒保护，但无法承受汽车直接撞击，K2628处发生一起车辆装护栏导致光缆中断的事故,41,.,施工时挖断光缆被盗窃分子作为电缆割断架空光缆被鸟枪、气枪等打断人孔井盖板断裂，砸断或压迫井内光缆，也会导致信号损耗的现象故障后进行维修时的熔接质量不佳，也会导致较大光缆损耗，引起通信系统故障,其他可能发生的故障,42,.,光缆接头比较复杂，主要注意以下几个问题：1接头环境尽量避免在灰尘过多的场合，以免造成切割好的光纤断面污染2待光纤热塑保护管完全冷凝后再往接头托盘上的接头卡槽中放置3当光纤接续完毕后，应安置好接头盒中的光纤，不能出现光纤曲率半径过小的现象，以免加大弯曲损耗4光纤的每个接头损耗衰减应保证不大于0.1dB,利用光时域反射