光时域反射计OTDR

OTDR的原理与测试 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 一、课前知识--光纤的结构和分类 1、光纤的结构 纤芯位于光纤中心，直径2a为5～75μm，作用是传输光波。 包层位于纤芯外层，直径2b为100～150μm，作用是将光波限制在纤芯中。 纤芯和包层即组成裸光纤，两者采用高纯度二氧化硅（SiO2）制成，但为了使光波在纤芯中传送，应对材料进行不同掺杂，使包层材料折射率n2比纤芯材料折射率n1小，即光纤导光的条件是n1＞n2。 一次涂敷层是为了保护裸纤而在其表面涂上的聚氨基甲酸乙脂或硅酮树脂层，厚度一般为 30～150μm。 套层又称二次涂覆或被覆层，多采用聚乙烯塑料或聚丙烯塑料、尼龙等材料。经过二次涂敷的裸光纤称为光纤芯线。 光纤的结构示意图 2、ITU-T建议的光纤分类 单模光纤与多模光纤含义：根据传输点模数的不同，光纤可分为单模光纤和多模光纤。所谓"模"是指以一定角速度进入光纤的一束光。单模光纤采用固体激光器做光源,，多模光纤则采用发光二极管做光源。多模光纤允许多束光在光纤中同时传播，从而形成模分散，模分散技术限制了多模光纤的带宽和距离，因此，多模光纤的芯线粗，传输速度低、距离短，整体的传输性能差，但其成本比较低，一般用于建筑物内或地理位置相邻的环境下。单模光纤只能允许一束光传播，所以单模光纤没有模分散特性，因而，单模光纤的纤芯相应较细，传输频带宽、容量大，传输距离长，但因其需要激光源，固成本较高，通常在建筑物之间或地域分散时使用。同时，单模光纤是当前计算机网络中研究和应用的重点，也是光纤通信与光波技术发展的必然趋势。 G.651光纤：渐变多模光纤，工作波长为1.31μm和1.55μm，在1.31μm处光纤有最小色散，而在1.55μm处光纤有最小损耗，主要用于计算机局域网或接入网。 G.652光纤：常规单模光纤，也称为非色散位移光纤，其零色散波长为1.31μm，在1.55μm处有最小损耗，是目前应用最广的光纤。 G.653光纤：色散位移光纤，在1.55μm处实现最低损耗与零色散波长一致，但由于在1.55μm处存在四波混频等非线性效应，阻碍了其应用。 G.654光纤：性能最佳单模光纤，在1.55μm处具有极低损耗（大约0.18dB/km）且弯曲性能好。 G.655光纤：非零色散位移单模光纤，在1.55μm～1.65μm处色散值为0.1～6.0ps/（nm.km），用以平衡四波混频等非线性效应，适用于高速（10Gb/s以上）、大容量、DWDM系统。 3、光缆的基本结构 光缆一般由缆芯、加强元件和护层三部分组成。 缆芯：由单根或多根光纤芯线组成，有紧套和松套两种结构。紧套光纤有二层和三层结构。 加强元件：用于增强光缆敷设时可承受的负荷。一般是金属丝或非金属纤维。 护层：具有阻燃、防潮、耐压、耐腐蚀等特性，主要是对已成缆的光纤芯线进行保护。根据敷设条件可由铝带/聚乙烯综合纵包带粘界外护层（LAP），钢带（或钢丝）铠装和聚乙烯护层等组成。 4、实际使用的光缆分类 分类方法 光缆种类 按所使用的光线分类 单模光缆、多模光缆、（阶跃型、渐变型） 按缆芯结构划分 层绞式、骨架式、大束管式、带式、单元式 按外护套结构分类 无铠装、钢带铠装、钢丝铠装 按光缆中有无金属分类 有金属光缆、无金属光缆 按维护方式分类 充油光缆、充气光缆 按敷设方式分类 直埋光缆、管道光缆、架空光缆、水底光缆 按适用范围分类 中继光缆、海底光缆、用户光缆、局内光缆、长途光缆     二、设备原理 光时域反射计OTDR（Optical Time Domain Reflectometer）是表征光纤传输特性的测试仪器。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，此仪器主要用于测试整个光纤链路的衰减并提供与长度有关的衰减细节，具体表现为探测、定位和测量光纤链路上任何位置的事件（事件是指因光纤链路中熔接、连接器、弯曲等形成的缺陷，其光传输特性的变化可以被测量）。OTDR测试的非破坏性、只需一端接入及直观快速的优点使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。d=(c×t)/2(IOR) 在这个公式里，c是光在真空中的速度，而t是信号发射后到接收到信号（双程）的总时间（两值相乘除以2后就是单程的距离）。因为光在玻璃中要比在真空中的速度慢，所以为了精确地测量距离，被测的光纤必须要指明折射率（IOR）。IOR是由光纤生产商来标明。形成的轨迹是一条向下的曲线，它说明了背向散射的功率不断减小，这是由于经过一段距离的传输后发射和背向散射的信号都有所损耗。OTDR的工作原理就类似于一个雷达。它先对光纤发出一个信号，然后观察从某一点上返回来的是什么信息。这个过程会重复地进行，然后将这些结果进行平均并以轨迹的形式来显示，这个轨迹就描绘了在整段光纤内信号的强弱（或光纤的状态）。 OTDR主要仪表有：美国安捷伦E6000C、加拿大EXFO FTB150、日本安立MT9080、日本横河AQ7275、美国JDSU MTS6000、美国网泰 CMA4000I 三、测试中几个重要的概念 测试距离：由于光纤制造以后其折射率基本不变，这样光在光纤中的传播速度就不变，这样测试距离和时间就是一致的，实际上测试距离就是光在光纤中的传播速度乘上传播时间，对测试距离的选取就是对测试采样起始和终止时间的选取。测量时选取适当的测试距离可以生成比较全面的轨迹图，对有效的 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 光纤的特性有很好的帮助，通常根据经验，选取整条光路长度的1.5－2倍之间最为合适。 脉冲宽度：脉冲宽度实际上是激光器"开启"的时间。正如我们知道的，时间转换为距离，因此脉冲宽度具有长度值。在OTDR中，脉冲携带的能量可以产生鉴定链路所需的背向散射。由于在链路中存在传播损耗（即，衰减、连机器、熔接等），所以脉冲越短，携带的能量越少，传播的距离就越短。长脉冲携带的能量高出很多，可以在非常长的光纤中使用。可以用时间表示，也可以用长度表示，在光功率大小恒定的情况下，脉冲宽度的大小直接影响着光的能量的大小，光脉冲越长光的能量就越大。同时脉冲宽度的大小也直接影响着测试死区的大小，也就决定了两个可辨别事件之间的最短距离，即分辨率。显然，脉冲宽度越小，分辨率越高，脉冲宽度越大测试距离越长。 折射率：折射率就是待测光纤实际的折射率，这个数值由待测光纤的生产厂家给出，单模石英光纤的折射率大约在1.4－1.6之间。越精确的折射率对提高测量距离的精度越有帮助。这个问题对配置光路由也有实际的指导意义，实际上，在配置光路由的时候应该选取折射率相同或相近的光纤进行配置，尽量减少不同折射率的光纤芯连接在一起形成一条非单一折射率的光路。 测试波长：测试波长就是指OTDR激光器发射的激光的波长，在长距离测试时，由于1310nm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，宜采用1550nm作为测试波长。所以在长距离测试的时候适合选取1550nm作为测试波长，而普通的短距离测试选取1310nm也可以。 平均值：是为了在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。由于测试中受噪声的影响，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，需要求其在某一段测试时间的平均值。根据需要设定该值，如果要求实时掌握光纤的情况，那么就需要设定时间为实时。 四、光纤测量 1、参数设置： 首先清洁测试侧尾纤，将尾纤垂直仪表测试插孔处插入，并将尾纤凸起U型部分与测试插口凹回U型部分充分连接，并适当拧固。在线路查修或割接时，被测光纤与OTDR连接之前，应通知该中继段对端局站维护人员取下ODF架上与之对应的连接尾纤，以免损坏光盘； a、波长选择：选择测试所需波长， 有1310nm，1550nm两种波长供选择； 因不同的波长对应不同的光线特性(包括衰减、微弯等)，测试波长一般遵循与系统传输通信波长相对应的原则，即系统开放1550波长，则测试波长1550nm。 mscbsc 移动通信论坛1~7E w.|!N b、距离设置（测量范围）：首先用自动模式测试光纤,然后根据测试光纤长度设定测试距离，通常是实际距离的1.5倍 ，主要是避免出现假反射峰，影响判断； OTDR测量范围是指OTDR获取数据取样的最大距离，此参数的选择决定了取样分辨率的大小。最佳测量范围为待测光纤长度1.5～2倍距离之间。 c、脉宽设置：仪表可供选择的脉冲宽度一般有10ns，30ns，100ns，300ns，1μs，10 μs 等参数选择，脉冲宽度越小，取样距离越短，测试越精确，反之则测试距离越长，精度相对要小。根据经验，一般10KM以下选用100ns及以下参数， 10KM以上选用100ns及以上参数； 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；短脉冲注入光平低，但可减小盲区。脉宽周期通常以ns来表示。 d、取样时间（平均时间）：仪表取样时间越长，曲线越平滑，测试越精确； 5a0t1B+o3V- 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。例如，3min的获得取将比1min的获得取提高0.8dB的动态。但超过10min的获得取时间对信噪比的改善并不大。一般平均时间不超过3min。 e、折射率设置：根据每条传输线路要求不同而定；光纤参数的设置包括折射率n和后向散射系数n和后向散射系数η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。 f、事件阈值设置：指在测试中对光纤的接续点或损耗点的衰耗进行预先设置，当遇有超过阈值的事件时，仪表会自动分析定位。 2、数据获取和曲线分析 a、曲线毛糙，无平滑曲线 原因1：测试仪表插口损坏（换插口） 原因2：测试尾纤连接不当（重新连接） 原因3：测试尾纤问题（更换尾纤） 原因2：线路终端问题（重新接续，在进行终端损耗测量时可介入假纤进行测试） b、曲线平滑 ①信号曲线横轴为距离（KM)，纵轴为损耗(dB)，前端为起始反射区（盲区），约为0.1KM，中间为信号曲线，呈阶跃下降曲线，末端为终端反射区，超出信号曲线后，为毛糙部分（即光纤截止电点。 ②如图中所示普通接头或弯折处为为一个下降台阶，活动连接处为反射峰（后面介绍假反射峰），断裂处为较大台阶的反射峰，而尾纤终端为结束反射峰。 继续阅读