传输常见仪器仪表使用方法介绍

传输常见仪器仪表使用方法介绍引言“工欲善其事，必先利其器”，作为传输运维工程师，你是否思考过以下问题？传输运维过程中，都有哪些工具可以帮助我们快速提升效率？各类型工具的基本原理和应用场景是什么？培训目标培训目标学完本课程后，您应该能：了解传输运维常见仪器仪表类型熟悉掌握各类型仪器仪表应用场景了解具体使用方法及注意事项传输常见仪器仪表简介在传输日常运维过程中，常见的仪器仪表主要有光时域反射仪、光功率计、光缆熔接机、智能尾纤识别仪等工具，它们在帮助快速定位故障、有效处理故障、做好哑资源管理方面，起到了重要的作用。光时域反射仪（OTDR)光功率计智能尾纤识别仪光纤熔接机目录1.光时域反射仪（OTDR）介绍与使用2.光功率计的介绍与使用3.智能尾纤识别仪的介绍与使用什么是OTDR，用OTDR能做什么？OTDR：Optical

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Reflectometer光时域反射仪OTDR是利用光线在光纤中传输时产生的瑞利散射和菲涅尔反射而制成的精密的光电一体化仪表，类似一个光雷达。它先对光纤发出一个测试激光脉冲，然后观察从光纤上各点返回（包括瑞利散射和菲涅尔反射）的激光的功率大小情况，这个过程重复的进行，然后将这些结果根据需要进行平均，并以轨迹图的形式显示出来，这个轨迹图就描述了整段光纤的情况。

OTDR能做什么？OTDR在通信施工及日常维护中被广泛使用，是必备的仪表之一。主要用途包括：1、测量光纤长度。2、分析链路损耗。3、光纤故障定位。OTDR光学原理如同大气中的颗粒散射了光，使天空变成蓝色一样。瑞利散射的能量大小与波长的四次方的倒数成正比，大约比入射光功率低60dB，即入射光功率的0.0001%。所以波长越短散射越强，波长越长散射越弱。还需要注意的是能够产生背向瑞利散射的点遍布整段光纤，是连续的。瑞利散射菲涅尔反射就是我们平常所理解的光反射，是指光在从一种介质（光纤）传到另一种介质（空气）中时，被沿原介质（光纤）以入射时相同的角度反射回来。需要注意的是菲涅尔反射是离散的，由光纤上个别的点位置产生。而反射回来的光强度可达到入射光强度的4%。菲涅尔反射OTDR主要运用了瑞利散射和菲涅尔反射两种光学原理，具体原理如下：OTDR常见应用场景应用场景1－光纤使用前的检验测试或工程施工前（单盘测试）

检查被测光纤的一致性

测试光纤长度

测试光纤衰减系数(dB/km)在工程施工前，需对光缆纤芯质量进行测试，一般情况下，单盘光缆长度约为2KM，要求光缆纤芯衰耗不得高于0.23dB/Km。OTDR常见应用场景应用场景2－光缆工程施工中:实时进行光缆工程建设需要把不同长度光缆(大于2km~3km.)中的光纤熔接到一起。确定接续点及光缆正常,测试熔接点/连接点损耗测试光纤的损耗检查光纤损耗值是否正常OTDR常见应用场景

应用场景3－工程阶段完成:终验（验收）在光纤投入业务之前要对进行光纤终验，光纤终验可由OTDR来完成OTDR测试光纤总长度、回损和事件点的位置。给出光纤测试曲线轨迹用以评估光纤是否合格（例如，对于工程施工方要进行终验。）保存光纤测试资料作为网络维护档案。在工程完工后，需要对光缆纤芯质量进行终验，用OTDR进行光缆纤芯质量测试，并将测试结果上传至光缆医生系统。一般要求汇聚层光缆纤芯衰耗不得高于0.28dB/Km，干线光缆纤芯衰耗不得高于0.26dB/Km，若评估光纤不合格，则视为验收不通过，要求工程施工方开展光缆纤芯整治工作。OTDR常见应用场景

应用场景4－日常维护的工具故障定位：当业务中断时，可用OTDR在基站光缆成端位置、或光缆接头盒内进行测试，查找光缆降质点及其他光纤曲线发生变化的地方，快速定位故障点。性能处理：当性能不达标时，可测试熔接点、连接器、微弯及光纤末端等事件，把测试曲线和历史曲线进行比较，分析性能劣化位置并开展整治。备纤测试：周期性进行备纤测试，测试未开业务光纤或备用光纤。在日常维护过程中，OTDR运用场景更为广泛，若没有OTDR，维护难度将大幅提升。主要运用于故障定位、性能处理、备纤测试等方方面面。OTDR测量参数解析1、量程量程是指OTDR横坐标能达到的最大距离。对量程的选取其实就是对测试采样起始和终止时间的选取。测量时选取适当的量程可以生成比较全面的轨迹图，对有效的分析光纤的特性有很好的帮助。1、进行光纤特性详细分析时（如备纤测试），建议选取量程应是被测光纤长度的1.5倍比较合适，亦即使背向散射曲线大约占到OTDR显示屏的约70%，不论是对长度还是损耗进行测试都能得到较好的结果。2、进行故障定位分析时，建议选取量程应是被测光纤长度的的2倍以上，通过观察二次反射来进行故障初判。2点经验对于25公里的光纤，选择13公里测试范围是过短了。对于25公里的光纤，选择32公里测试范围是比较合适的注意：量程相对于被测光纤长度不要差异太大，否则将会影响到有效分辨率。同时，过大的测试范围还将导致过大而无效的测试数据文件，造成存贮空间的浪费。选择164Km测试范围对7.6Km的实际光纤来说是过长了OTDR测量参数解析2、波长波长是指OTDR激光器发射的激光的波长，根据需要选择1310nm或1550nm。在系统开通前进行光纤测试时，选择波长应当与所开通的系统所采用的波长一致。1、波长越长，瑞利散射的光功率就越弱，所以1310nm的脉冲产生的瑞利散射的轨迹图样就要比1550nm产生的图样要高。2、长距离选择1550nm波长合适，因为在长距离测试时，1310nm波长衰耗较大，激光器发出的激光脉冲在待测光纤的末端会变得很微弱，这样受噪声影响较大，形成的轨迹图就不理想。而高波长区（1500nm以上），虽然瑞利散射会持续减少，但是一个红外线衰减（或吸收）就会产生。3、进行全程光纤背向散射信号曲线测试，宜选1550nm波长。两种波长测得的光纤长度、接头损耗值基本一样，但1550nm波长更容易发现光纤线路上是否存在弯曲过度的情况。3点经验选择1550nm波长发现曲线某处有较大台阶，再用1310nm波长复测，若在1310nm波长下损耗台阶消失，说明该处存在弯曲过度情况。如何判断弯曲过度情况呢？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。1550nm下测试的接头损耗大于1310nm处的测试值。上图中，第一个熔接点存在弯曲问题，而另外的熔接点在两测试波长下状态近似，这表明光纤未受力或未弯曲。原则:如果可能，总是同时测试1310和1550nm两个波长以便比较不同波长上的测试结果，判断光缆是否受到应力而弯曲。OTDR测量参数解析3、脉冲宽度脉冲宽度是表示脉冲的时间长度，当然也可以换算成脉冲在光纤上所占用的空间长度。OTDR注入光纤的光沿着光纤的传播与水在管道内流动很相似。测试中选择符合测试需求的脉冲宽度是很重要的。1、从能量的角度思考，在光功率恒定的情况下，脉冲宽度越大，能量越大，所能测试的纤长越长。2、脉冲宽度的大小直接影响动态范围、盲区和分辨率的大小。脉冲宽度越大动态范围越大、盲区越大，分辨率越低，脉冲宽度越小动态范围越小、盲区越小，分辨率越高。2点经验脉冲宽度与盲区和动态范围直接相关。在下图中，用8个不同的脉冲宽度测量同一根光纤。最短的脉宽获得了最小的盲区，但同时也导致了最大的噪声。最长的脉宽获得了最光滑的测试曲线，与此同时，盲区长达接近1公里。在被测光纤始端，脉冲宽度的影响是显而易见的。上图中，位于540米处的第一个接头点在长脉宽下观察不到。OTDR测量参数解析4、平均时间/次数平均时间/次数是通过将每次输出脉冲后的反射信号采样，并把多次采样做平均化处理以消除一些随机事件，从而在OTDR形成良好的显示图样，根据用户需要动态的或非动态的显示光纤状况而设定的参数。由于背向散射光信号极其微弱，测试中容易受噪声的影响，同时光纤中某一点的瑞利散射功率是一个随机过程，要确知该点的一般情况，减少接收器固有的随机噪声的影响，一般采用统计平均的方法来提高信噪比，即通过设置合理的平均时间/次数。1、平均化时间/次数越长，噪声电平越接近最小值，动态范围越大。例如，3分钟平均所获得的动态范围比1分钟的动态范围提高0.8dB。2、平均化时间/次数越长，测试精确度越高，但达到一定程度时精度不再提高，为了提高测试速度，缩短整体测试时间，在需要进行详细曲线分析时，一般测试时间可在0.5～3分钟内选择。3、如果要实时掌握光纤的情况，可以设定平均化时间为0，亦即选择实时模式。3点经验平均时间/次数可降低测试结果曲线的噪声水平，提高判读精度。如上图所示，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。OTDR测量参数解析5、OTDR的设计/最优化模式OTDR的设计/最优化模式是指部分仪表设置有不同路径的接收器，用于优化动态范围或提供更良好的分辨率，一般可分为标准、高分辨率或动态（长距离）等优化设计，可根据需要选择适当的OTDR设计模式。1、分辨率优化的OTDR采用宽带接受，虽然可以较快的跟随接收到的信号，但是线路也产生较大的噪音，因此此模式能提供小的盲区，但是动态范围也变小。2、动态范围优化的OTDR采用窄带接受，接收器对跳变沿进行了比分辨率优化时更大的取舍，从连接器反射恢复需要较长的时间，因此此模式提供大动态范围，能测量的光纤距离更远，但是盲区也变大。2点经验6、门限设置门限设置一般是为了给仪表内置的曲线轨迹分析功能寻找特征事件点来设置阈值。门限设置的合理可使仪表快速准确定位特征事件点的距离及测量相应的衰减、损耗等。1、一般情况下：非反射事件门限：应设置为0.01dB；反射事件门限：一般设置为-40dB左右；光纤末端/结束门限：一般设置为3.0dB左右；前端板连接器警告级别：一般设置为-30dB左右。2、在进行曲线轨迹分析时，可参考仪表自动轨迹分析的结果，同时更应该结合线路资料，对比分析多条同缆光纤曲线，综合分析找出正确的特征事件点，减少测量误差。2点经验OTDR曲线解读熔接点：为非反射事件，在该位置显示为一个衰减台阶。接头处：为反射事件（菲尼尔反射），在该位置会有一个反射峰。弯曲损耗点：为非反射事件，特性为1550nm波长损耗高（台阶大），1310nm损耗小（台阶小）。OTDR曲线变化主要存在于熔接点、接头处、弯曲损耗点等几个位置。一般情况下：光纤接头损耗应达到规定值：单纤平均接头损耗≤0.1dB；光纤带平均接头损耗≤0.15dB。光纤的单个最大接头损耗（个别）为0.3dB。OTDR曲线解读测试出曲线后，通过正确移动游标，可以对光纤链路总衰耗、光纤插入损耗等进行识别。测试光纤链路总衰耗没有假纤的情况：游标A置于后向散射曲线开始处，游标B置于后向散射曲线结束处。此时可以测量光纤链路的总损耗和衰减常数，往往不包括前端成端损耗。接入假纤进行测试：游标A置于假纤后向散射曲线结束处，游标B置于后向散射曲线结束处。此时测试出光纤链路通道总损耗，包含前端连接器损耗及前后端成端损耗在内。严格来说，要准确测量光纤通道总损耗，应当采用稳定的光源和光功率计进行直接测量。为什么要接入假纤呢？OTDR曲线解读测试光纤插入损耗游标A置于事件点起始位置，附加标识1置于靠近上一个事件点结束处之后，附加标识2置于被测事件点开始之前，附加标识点3置于被测事件点结束处之后，附加标识点4置于后一个事件点。OTDR仪表操作第一步：找到光纤测试点（基站内或光缆接头盒处），测试接口为APC，请用绿方APC跳线与仪表对接使用，否则测试精度无法保证。1、SM型OTDR接口4、光功率计接口（选配）7、USB2.0接口2、测试指示灯5、红光源接口（选配）

8、AC电源适配器接口3、触摸笔6、10/100Mbit/s接口OTDR仪表操作第二步：点击OTDR图标进入OTDR测试程序自动设置实时模式点击进入详细配置开始/停止测试波长选择选择测试光纤长度范围一般为长度的1.5倍根据光纤长度，选择合适的脉宽选择采样时间，时间越长，图形采样越好OTDR仪表操作第三步：测试事件分析事件表曲线显示目录1.光时域反射仪（OTDR）介绍与使用2.光功率计的介绍与使用3.智能尾纤识别仪的介绍与使用什么是光功率计，用光功率计能做什么？光功率计：OpticalPowerMeter光功率计是指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，光功率计是重负荷常用表。当被测光照射到光检测器上即产生相应的光电流，主机部分的作用是把检测到的电信号放大和模/数变换后进入CPU，经CPU处理后的数字信号最后以光功率或相应的功率电平形式显示出来。光电检测器的作用是将光信号转变成相应的电信号。为了使光电检测器检测到的光电信号足以推动后面的显示设备，它还应有电流一电压变换环节、放大环节和模一数转换环节等。光功率计主要用于测量光功率（dBm）和插损（dB）。光功率计能做什么？应用场景：所有通信网络，包括：•无源光网络（PON）•5G部署•FTTx•LAN/WAN接入网和企业网•CATV•军事应用光功率计操作第一步：将需要测试位置的尾纤与光功率计检测器端口相连接，确保连接紧密。常见的测试位置有：1、设备侧端口：用于测试设备收光、发光；2、光缆成端位置：用于测试A端设备-光缆成端位置光功率变化情况；第二步：选择对应波长。波长选择：依据设备发送信号的波长选择对应的波长进行测试。第三步：根据测试需求选择测量模式光功率计操作测量模式分为两种：dBm：测量该点的瞬时值dB：测量相对损耗值第四步：根据测试状态、显示容限计，掌握测试位置光功率情况，以此准确定位故障位置。目录1.光时域反射仪（OTDR）介绍与使用2.光功率计的介绍与使用3.智能尾纤识别仪的介绍与使用什么是智能尾纤识别仪？用智能尾纤识别仪能做什么？智能尾纤识别仪由光纤调制器（TG-300B）和光纤识别器（LFD-300B）组成，是一种三合一测试工具。可作为在线光纤识别仪、在线光纤检测器和暗光纤识别仪，实现真正高效的光纤管理。TG-300B：安装在发射器所在位置，它通过向光纤施加轻柔的低频调制压力，向在线信号添加典型的0.25dB识别标志。TG-300BLFD-300BLFD-300B：短短几秒钟后，LFD-300B就会在另一端检测到该识别标志。智能尾纤识别仪主要用于暗光纤/在用光纤定位、特定暗光纤查找、在线光纤查找。应用场景：大量复杂的光纤识别、查找。智能尾纤识别仪能做什么？智能尾纤识别仪应用场景有负载信号会显示功率示值发现标识不明确光纤且无法判断该光纤是否在用通过光纤识别器检查该光纤有无负载光信号无负载光信号则释放资源应用场景1－光纤资源释放智能尾纤识别仪应用场景对机房内标识不明光纤进行整理清查利用光源在对端施加光调制信号本端通过光纤识别器识别调制信号确认查找的目标光纤，并做好标签记录依据光源调制信号的频率进行识别应用场景2－暗光纤查找智能尾纤识别仪应用场景发现多个在用光纤标识不明确，无法对在用光纤线路进行割接工作在设备发送端通过光纤调制器发送识别信号本端通过光纤识别器识别确认查找的目标光纤，并做好标签开始割接操作对纤成功会有波形提示和信号提示音应用场景3－在线光纤查找智能尾纤识别仪操作第一步：将光纤安装在摆放槽内，向下按动开关进行测试。注意：1、在摆放槽中安装光纤时，请确保光纤平直水平摆放。2、如果不这样将会导致光纤被夹合压力弯曲，使损耗超过保证的1dB。智能尾纤识别仪操作第二步：观察仪表显示情况，据此识别光纤。以太网模块传输距离

IEEE光模块命名方式：

xxx表示速率，速率标准。m：表示传输距离，常见距离有如下几种：PMD类型传输距离说明KR几十厘米K即backplane，为背板之间的信号传输。CR几米C即copper，高速线缆（铜缆）连接。SR300mSR代表短距离（ShortRange），在多模光纤上支持300m的链路长度。DR500mDR代表DatacenterReach，最大传输距离500m，并行单模光纤。FR2kmFR代表FiberReach，最大传输距离2km，通常是CWDM单模。LR10kmLR表示长距离可达(LongReach)，在单模光纤上支持的距离最远为10km。ER40kmER表示扩展可达（ExtendedReach），在单模光纤上支持的距离最远为40km。ZR80kmZR表示最长距离（ZebestRange），在单模光纤上支持的距离最远为80km。字母R后面的数字一般表示并行光纤或者WDM通道的数量。例如：100GBASE-SR10，模块速率100G；10是指10个光通道。100GBASE–LR4，模块速率100G；4是指4个光通道。光功率（luminouspower）：光在单位时间内所做的功。光功率单位常用毫瓦(mw)和分贝毫瓦(dbm)来表示，其中两者的关系为：1mW=0dBm，小于1mw的分贝毫瓦为负值。光功率是光信号测量的最基本和最常见的参数。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测量，一台光功率计就能够评价光端设备的性能，测量连接损耗、检验连续性，并帮助评估光纤链路传输质量。过载光功率：确保误码比特率不超过某一特定值的情况下，在光接收侧参考点可以承受的最大输入光功率。光接收灵敏度：在保证达到所要求的误码比特率的条件下，接收端所需要的最小输入光功率。光功率

接收灵敏度&误码率

接收灵敏度：接收灵敏度定义为在保证达到所要求的误码率的条件下，接收机所需要的最小输入光功率。接收灵敏度越大，说明接收机的接收性能越差。

单位：dBm误码率：误码率（BER：symbolerrorrate）是衡量数据在规定时间内数据传输精确性的指标。

误码率=传输中的误码/所传输的总码数*100%。

一般要求系统的误码率小于10-10。影响接收机灵敏度的因素：信噪比:信噪比越大，表明接收电路的噪声越小，对灵敏度影响越小。信号的波形:信号的波形主要由发端的消光比和光纤的色散来决定。信号的传送速率:速率越高，接收灵敏度越差，中继距离就越短。

过载点

过载点：过载点即过载光功率。它定义为在保证达到所要求的误码率的条件下，接收端可以承受的最大输入平均光功率。

单位：dBm最小过载点：规范定义的“过载点”即“最小过载点”，是一个与误码率相关的概念。表示在满足一定误码率的情况下，接收机能接收的最大平均光功率。

目前在波分设备的光模块指标中提到的过载点都是“最小过载点”。

实际设备须有一定的余量，所以测出的过载点会略大于指标中给的“最小过载点”值。最大输入光功率：表示接收机能接收的最大光功率。当实际光功率大于此值时，可能会烧坏光器件。灵敏度与过载点：灵敏度和过载点对应的一个概念，一般指光功率的两个临界点。如果输入光功率小于灵敏度，可能设备无法正常接收信号，因为光功率太弱了。如果输入光功率超过了过载点，可能达不到要求的误码率，甚至会对设备造成损害。平均发送光功率&消光比

消光比：消光比是指在最坏的发射条件下，传"1"的平均光功率与传"0"的平均光功率的比值。

消光比（比例）="1"的平均光功率/"0"的平均光功率

消光比（dB）=10lg"1"的平均光功率/"0"的平均光功率

单位：dB平均发送光功率：平均发送光功率定义为当发送机发送伪随机序列信号时检测点的平均光功率。

单位：dBm消光比越大，代表在接收端会有越好的逻辑鉴别率；消光比越小，表示信号易受到干扰，系统的误码率会上升。标称单波输入/输出光功率&标称增益

工程上还引入了dB(分贝)，它表示两个功率量的比值，是一个相对值，用来表示光功率增益或衰减的单位。dB定义如下：其中Pout表示输出光功率，Pin表示输入光功率。进一步分析上述公式可得：引入dB和dBm后就将功率的计算从乘除法，变为了加减法，极大的简化了计算。光功率计算：光功率表示光信号能量的强弱，是波分系统的关键参数之一。光功率过大可能烧坏光器件，光功率过小，接收机就接收不到光信号。功率的国际单位是W(瓦特)。波分系统中传输的都是弱信号，功率值都非常小，所以用mW(毫瓦)表示。由于直接使用mW计算很不方便，工程上常用dBm(毫瓦分贝)来表示光功率的大小。dBm的定义如下：标称单波输入/输出光功率&标称增益

即：假设每一个单波的光功率都相等，记为P单。换算为dBm,可以得到:其中N表示系统满波时的波数，P总为光放允许的最大总输出功率。在系统满波数已知的情况下，可以计算出P单波光功率值。按照上述公式计算出的光放的单波输入光功率，称之为标称单波输入光功率。同理计算光放的单波输出光功率，即为标称单波输出光功率。

标称单波输入/输出光功率：进入光放中的信号是合波信号，合波信号的光功率，是每一个单波信号光功率之和。标称单波输入/输出光功率&标称增益

当输入和输出都达到标称时，此时的增益值即为光放的标称增益。即标称单波输入/输出，标称增益之前存在如下关系。标称增益：光放的增益定义为：标称值在光功率调测中的实际意义：在实际环境中，每一个单波的光功率都有一定的差异，因此标称值是一个理论值，但它对光功率调测有重要的参考意义。光功率调测的目标是使收端的OTU单板的OSNR满足要求，从而系统误码率符合传输要求。光放单板在对光功率进行放大的同时也引入了OSNR。当光放的增益达到标称增益、单波输入光功率达到标称单波输入光功率时，单波输出光功率自然也达到标称单波输出光功率，光放工作最稳定，输出和各系数指标也能达到稳定值，引入的噪声也小。因此光放的标称单波输入/输出，标称增益，是光功率调测时的重要的参考指标，在光放增益能够补偿线路损耗的情况下，使光放的单波输入/输出达到标称值，并且各波尽量平坦，此时系统传输性能达到最佳状态。

维护建议l

网络上产生的MAC_FCS_EXC告警必须及时处理，否则有业务中断的风险；l

网络上产生的MAC_FCS_SD告警，说明网络存在误码，建议尽快处理；l

根据现网业务对误码的敏感度，合理设置端口的EXC丢包门限值，避免EXC门限过高；l

当工