光維OTDR基礎(chǔ)教程

1、中國(guó)電信合肥分公司中國(guó)電信合肥分公司 客戶服務(wù)調(diào)度中心客戶服務(wù)調(diào)度中心FTTHFTTH接入原理及維護(hù)指南接入原理及維護(hù)指南2022-3-17中國(guó)電信合肥分公司中國(guó)電信合肥分公司 客戶服務(wù)調(diào)度中心客戶服務(wù)調(diào)度中心FTTHFTTH接入原理及維護(hù)指南接入原理及維護(hù)指南目 錄 OTDR入門：為什么要使用OTDR？ OTDR測(cè)的是什么？為什么需要使用？它包含些什么？ 優(yōu)點(diǎn) 光纖傳輸背景知識(shí)的了解 OTDR是如何工作的？ 動(dòng)態(tài)范圍 / 發(fā)射激光脈沖寬度 / 平均化 盲區(qū) (ADZ/EDZ) 分辨率（脈寬 / 采樣頻率） OTDR測(cè)試哪些參數(shù)：距離/損耗/彎曲/熔接損耗/連接器損耗/回波損耗 怎樣去讀懂一條

2、測(cè)試曲線 設(shè)置最優(yōu)的測(cè)試條件，得到最準(zhǔn)的測(cè)試結(jié)果2中國(guó)電信合肥分公司中國(guó)電信合肥分公司 客戶服務(wù)調(diào)度中心客戶服務(wù)調(diào)度中心FTTHFTTH接入原理及維護(hù)指南接入原理及維護(hù)指南 OTDR入門JDSU MTS-4000 OTDR最全面的光纖測(cè)試工具 在光纖線路的任何地方檢測(cè)、定位以及測(cè)量事件點(diǎn) 識(shí)別光纖事件和損傷包括鏈路中的熔接點(diǎn)、彎曲、連接器、斷裂等 給出到每個(gè)事件/損傷點(diǎn)的物理距離 測(cè)量光纖、事件點(diǎn)/損傷點(diǎn)的衰減或損耗 針對(duì)每個(gè)反射事件/損傷點(diǎn)給出反射功率以及回波損耗值 管理測(cè)試數(shù)據(jù)并形成測(cè)試報(bào)告YOKOGAWA AQ7275 OTDR3中國(guó)電信合肥分公司中國(guó)電信合肥分公司 客戶服務(wù)調(diào)度中心客戶

3、服務(wù)調(diào)度中心FTTHFTTH接入原理及維護(hù)指南接入原理及維護(hù)指南 光纖傳輸背景知識(shí)OTDR的測(cè)試有賴于以下兩種現(xiàn)象：- 瑞利散射 (Rayleigh scattering)- 菲涅爾反射 (Fresnel reflection)光的反射現(xiàn)象 = 菲涅爾反射光纖中的瑞利散射以及背向散射效應(yīng)傳輸光散射光后向散射光4中國(guó)電信合肥分公司中國(guó)電信合肥分公司 客戶服務(wù)調(diào)度中心客戶服務(wù)調(diào)度中心FTTHFTTH接入原理及維護(hù)指南接入原理及維護(hù)指南 OTDR是如何工作的？ OTDR將一束短的光脈沖注入光纖一端，然后分析返回到輸入端的背向散射光以及反射光信號(hào) 隨后，接收到的光信號(hào)被繪制成背向散射X/Y坐標(biāo)軸曲線（

4、dB vs. 距離） 最后執(zhí)行事件點(diǎn)分析，以形成測(cè)試結(jié)果表一條OTDR曲線圖例5中國(guó)電信合肥分公司中國(guó)電信合肥分公司 客戶服務(wù)調(diào)度中心客戶服務(wù)調(diào)度中心FTTHFTTH接入原理及維護(hù)指南接入原理及維護(hù)指南 光纖類型及適用光波長(zhǎng)單模單模 (SM) 1310 & 1550nm是單模OTDR測(cè)試中使用的主要波長(zhǎng) 當(dāng)需要監(jiān)測(cè)活動(dòng)光纖網(wǎng)絡(luò)時(shí)，可以使用1625nm來(lái)進(jìn)行在線尋障多模多模 (MM) 850 & 1300nm一般被應(yīng)用于多模光纖系統(tǒng)的傳輸以及測(cè)試6中國(guó)電信合肥分公司中國(guó)電信合肥分公司 客戶服務(wù)調(diào)度中心客戶服務(wù)調(diào)度中心FTTHFTTH接入原理及維護(hù)指南接入原理及維護(hù)指南 動(dòng)態(tài)范圍

5、& 輸入功率水平 動(dòng)態(tài)范圍 決定了可探測(cè)到的光纖長(zhǎng)度 & 取決于OTDR本身設(shè)計(jì)以及相關(guān)的設(shè)置 輸入功率水平 即OTDR發(fā)射至待測(cè)光纖中的光的功率水平 在連接耦合不好的情況下，將會(huì)導(dǎo)致較差的輸入功率水平，這也是造成動(dòng)態(tài)范圍損失以及測(cè)試準(zhǔn)確性變差的最重要因素 脈沖寬度的效應(yīng)：脈寬越大，可接收到的背向散射光越多7中國(guó)電信合肥分公司中國(guó)電信合肥分公司 客戶服務(wù)調(diào)度中心客戶服務(wù)調(diào)度中心FTTHFTTH接入原理及維護(hù)指南接入原理及維護(hù)指南 OTDR測(cè)試哪些參數(shù)？ 距離距離OTDR的測(cè)試基于“時(shí)間”：測(cè)試輸入光纖中的每個(gè)光脈沖的來(lái)回全程時(shí)間。我們已知光在真空中傳播的速度和待測(cè)光纖介質(zhì)的折射

6、率，則可以計(jì)算出光纖的長(zhǎng)度。d=(ct)/2nd=光纖長(zhǎng)度c=光在真空中傳播的速度t=時(shí)間n=折射率8中國(guó)電信合肥分公司中國(guó)電信合肥分公司 客戶服務(wù)調(diào)度中心客戶服務(wù)調(diào)度中心FTTHFTTH接入原理及維護(hù)指南接入原理及維護(hù)指南 衰減 （也叫做光纖損耗）表示為dB或dB/km。其中d B代表?yè)p耗，dB/km表示兩個(gè)事件點(diǎn)之間的光纖區(qū)間的衰減率。OTDR測(cè)試哪些參數(shù)？9中國(guó)電信合肥分公司中國(guó)電信合肥分公司 客戶服務(wù)調(diào)度中心客戶服務(wù)調(diào)度中心FTTHFTTH接入原理及維護(hù)指南接入原理及維護(hù)指南 事件損耗即事件點(diǎn)前后的光功率水平之差，以dB表示。熔接點(diǎn)或宏彎曲連接器或機(jī)械接續(xù)子OTDR測(cè)試哪些參數(shù)？所謂事

7、件，一般是指人為的一些損耗點(diǎn)（如熔接點(diǎn)、連接器等）；或者是光纖本身的某些狀況（如彎曲）10中國(guó)電信合肥分公司中國(guó)電信合肥分公司 客戶服務(wù)調(diào)度中心客戶服務(wù)調(diào)度中心FTTHFTTH接入原理及維護(hù)指南接入原理及維護(hù)指南 反射比事件的反射光功率與入射光功率之比，表示為負(fù)dB值。 反射比越大，則表明有更多的光反射回來(lái)，這就告訴我們連接處是比較差的。一個(gè)-50dB的反射比要比-20dB的好。反射比的典型值反射比的典型值 PC連接器連接器 -45dB UPC連接器連接器 -55dB APC連接器連接器 -65dBOTDR測(cè)試哪些參數(shù)？反射比的作用在高速網(wǎng)絡(luò)（10G+）中或者大功率激光傳輸（如FTTH中的CA

8、TV/HDTV）時(shí)變得十分重要11中國(guó)電信合肥分公司中國(guó)電信合肥分公司 客戶服務(wù)調(diào)度中心客戶服務(wù)調(diào)度中心FTTHFTTH接入原理及維護(hù)指南接入原理及維護(hù)指南 光回波損耗 (ORL)測(cè)試光纖中返回起始端的光的多少的參數(shù)，定義為輸出光功率與反射光功率之比，單位為dB。 回波損耗的dB值越大則表明反射回的光越少。OTDR不僅可以測(cè)試線路全程的回?fù)p值，也能夠測(cè)試某一段光纖的回?fù)p值。距離距離 (km)衰減衰減 (dB)指定區(qū)域的ORLOTDR測(cè)試哪些參數(shù)？那么，那么，ORLORL與反與反射比的區(qū)別是什射比的區(qū)別是什么？么？12中國(guó)電信合肥分公司中國(guó)電信合肥分公司 客戶服務(wù)調(diào)度中心客戶服務(wù)調(diào)度中心FTTH

9、FTTH接入原理及維護(hù)指南接入原理及維護(hù)指南 怎樣去讀懂一條測(cè)試曲線13中國(guó)電信合肥分公司中國(guó)電信合肥分公司 客戶服務(wù)調(diào)度中心客戶服務(wù)調(diào)度中心FTTHFTTH接入原理及維護(hù)指南接入原理及維護(hù)指南 怎樣去讀懂一條測(cè)試曲線14中國(guó)電信合肥分公司中國(guó)電信合肥分公司 客戶服務(wù)調(diào)度中心客戶服務(wù)調(diào)度中心FTTHFTTH接入原理及維護(hù)指南接入原理及維護(hù)指南 在OTDR的測(cè)試光口與測(cè)試尾纖或跳線之間存在耦合連接（反射）。這一現(xiàn)象存在于曲線的最左端。反射比：反射比： PCPC連接頭連接頭 -45dB -45dB UPC UPC連接頭連接頭 -55dB -55dB APC APC連接頭連接頭 -65dB -65d

10、B插入損耗：插入損耗： 無(wú)法測(cè)量無(wú)法測(cè)量 測(cè)試頭端的反射15中國(guó)電信合肥分公司中國(guó)電信合肥分公司 客戶服務(wù)調(diào)度中心客戶服務(wù)調(diào)度中心FTTHFTTH接入原理及維護(hù)指南接入原理及維護(hù)指南 衰減盲區(qū) (ADZ) 就是一個(gè)反射事件之后到可以精確檢測(cè)并測(cè)量另一個(gè)事件損耗的最小距離。所需的最小距離是從發(fā)生反射事件時(shí)開始，直到反射降低到光纖的背向散射級(jí)別的0.5dB。 在左圖中兩個(gè)事件相距比較近，并落在衰減盲區(qū)之內(nèi)，如此只顯示了一個(gè)事件 使用小脈寬可以有效減小衰減盲區(qū)事件盲區(qū) (EDZ) 就是兩個(gè)連續(xù)非飽和反射事件可以被分辨出的最小距離。 在左圖中兩個(gè)事件相距比較近，并落在事件盲區(qū)之內(nèi)，如此只顯示了一個(gè)事件

11、 使用小脈寬可以有效減小事件盲區(qū)盲區(qū)16中國(guó)電信合肥分公司中國(guó)電信合肥分公司 客戶服務(wù)調(diào)度中心客戶服務(wù)調(diào)度中心FTTHFTTH接入原理及維護(hù)指南接入原理及維護(hù)指南 光纖連接器將兩根光纖機(jī)械地連接耦合在一起，但同時(shí)在連接處會(huì)產(chǎn)生一個(gè)反射事件。反射比：反射比： PC連接器連接器 -45dB UPC連接器連接器 -55dB APC連接器連接器 -65dB插入損耗：插入損耗： 0.5dB （良好的連接頭一般插損在（良好的連接頭一般插損在0.2dB以內(nèi)）以內(nèi)）連接器17中國(guó)電信合肥分公司中國(guó)電信合肥分公司 客戶服務(wù)調(diào)度中心客戶服務(wù)調(diào)度中心FTTHFTTH接入原理及維護(hù)指南接入原理及維護(hù)指南 一個(gè)熔接點(diǎn)是

12、由熔接機(jī)熱熔兩根光纖并接續(xù)造成的。反射比：反射比：無(wú)無(wú)插入損耗：插入損耗： 0.1dB一個(gè)“增益”是一種熔接點(diǎn)的負(fù)損耗，當(dāng)兩根具有不同后向散射系數(shù)的光纖熔接在一起時(shí)會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象（后向散射系數(shù)大的在后）。反射比：反射比： 無(wú)無(wú)插入損耗：插入損耗： 小增益小增益熔接點(diǎn)18中國(guó)電信合肥分公司中國(guó)電信合肥分公司 客戶服務(wù)調(diào)度中心客戶服務(wù)調(diào)度中心FTTHFTTH接入原理及維護(hù)指南接入原理及維護(hù)指南 方向 A-B 方向 B-A熔接點(diǎn)雙向分析雙向分析熔接損耗熔接增益由于光纖后向散射系數(shù)的失配，針對(duì)不同的測(cè)試方向，一個(gè)熔接點(diǎn)有可能呈現(xiàn)增益，也有可能呈現(xiàn)為損耗。在兩個(gè)方向上來(lái)測(cè)試熔接損耗并進(jìn)行雙向分析，能夠?qū)?/p>

13、可能出現(xiàn)的光纖失配現(xiàn)象找出，并通過(guò)平均兩個(gè)測(cè)試結(jié)果來(lái)得到實(shí)際的熔接損耗值。19中國(guó)電信合肥分公司中國(guó)電信合肥分公司 客戶服務(wù)調(diào)度中心客戶服務(wù)調(diào)度中心FTTHFTTH接入原理及維護(hù)指南接入原理及維護(hù)指南 宏彎曲是指光纖的物理彎曲 光波長(zhǎng)越長(zhǎng)，彎曲損耗越大 因此如要區(qū)分一個(gè)損耗是彎曲還是熔接點(diǎn)，則可以使用雙波長(zhǎng)測(cè)試典型為1310&1550nm反射比：反射比： 無(wú)無(wú)插入損耗：插入損耗：隨彎曲程度隨彎曲程度&波長(zhǎng)的變化而變化波長(zhǎng)的變化而變化宏彎曲20中國(guó)電信合肥分公司中國(guó)電信合肥分公司 客戶服務(wù)調(diào)度中心客戶服務(wù)調(diào)度中心FTTHFTTH接入原理及維護(hù)指南接入原理及維護(hù)指南 機(jī)械接續(xù)子一個(gè)

14、機(jī)械接續(xù)子通過(guò)將兩根光纖在它的內(nèi)部對(duì)準(zhǔn)的方式來(lái)進(jìn)行物理耦合。反射比：反射比： -35dB插入損耗：插入損耗： 0.5dB一般機(jī)械接續(xù)子（也稱冷接子）主要應(yīng)用于FTTH接入，極少用于城域傳輸網(wǎng)及更高級(jí)別的網(wǎng)絡(luò)21中國(guó)電信合肥分公司中國(guó)電信合肥分公司 客戶服務(wù)調(diào)度中心客戶服務(wù)調(diào)度中心FTTHFTTH接入原理及維護(hù)指南接入原理及維護(hù)指南 一個(gè)光纖末端或斷點(diǎn)通常存在于一根光纖的終點(diǎn)。 末端的反射效果取決于光纖斷點(diǎn)端面的平整度及其所處環(huán)境。反射比：反射比：暴露于空氣中的暴露于空氣中的PC連接頭連接頭 -14dB 暴露于空氣中的暴露于空氣中的APC連接頭連接頭 -35dB插入損耗：插入損耗： 高（通常情況

15、下）高（通常情況下）光纖末端或斷點(diǎn)OTDR并不能告訴你光纖的末端究竟是正常并不能告訴你光纖的末端究竟是正常的終點(diǎn)還是一個(gè)切割點(diǎn)或斷裂點(diǎn)。的終點(diǎn)還是一個(gè)切割點(diǎn)或斷裂點(diǎn)。由于在曲線上看上去都差不多，所以你必須由于在曲線上看上去都差不多，所以你必須根據(jù)實(shí)際自己判斷。根據(jù)實(shí)際自己判斷。22中國(guó)電信合肥分公司中國(guó)電信合肥分公司 客戶服務(wù)調(diào)度中心客戶服務(wù)調(diào)度中心FTTHFTTH接入原理及維護(hù)指南接入原理及維護(hù)指南 一個(gè)鬼影的出現(xiàn)是我們所不希望看到的，它是由于一個(gè)較大的反射所造成的，在曲線上會(huì)產(chǎn)生“回聲”。鬼影通常會(huì)出現(xiàn)在光纖末端之后。往往它到二次反射點(diǎn)的距離正好是反射點(diǎn)至二次反射點(diǎn)距離的兩倍。反射比：反射

16、比：小于它的源反射小于它的源反射插入損耗：插入損耗：無(wú)無(wú) 鬼影23中國(guó)電信合肥分公司中國(guó)電信合肥分公司 客戶服務(wù)調(diào)度中心客戶服務(wù)調(diào)度中心FTTHFTTH接入原理及維護(hù)指南接入原理及維護(hù)指南 設(shè)置最優(yōu)的測(cè)試條件，得到最準(zhǔn)的測(cè)試結(jié)果24中國(guó)電信合肥分公司中國(guó)電信合肥分公司 客戶服務(wù)調(diào)度中心客戶服務(wù)調(diào)度中心FTTHFTTH接入原理及維護(hù)指南接入原理及維護(hù)指南 1.檢查并清潔光纖連接頭的端面（尾纖 & 測(cè)試接口）2.根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置合理的測(cè)試參數(shù)3.測(cè)試4.查看測(cè)試曲線 / 結(jié)果列表5.存儲(chǔ) / 形成報(bào)告 6.更多的分析執(zhí)行一項(xiàng)OTDR測(cè)試25中國(guó)電信合肥分公司中國(guó)電信合肥分公司 客戶服務(wù)調(diào)度

17、中心客戶服務(wù)調(diào)度中心FTTHFTTH接入原理及維護(hù)指南接入原理及維護(hù)指南 自動(dòng)模式測(cè)試 最簡(jiǎn)單 & 最有效的測(cè)試方法1. 進(jìn)入設(shè)置菜單2. 選擇自動(dòng)模式3. 按測(cè)試鍵4. 屏幕顯示測(cè)試曲線以及事件表（平均化完成后）5. 曲線可被自動(dòng)保存并生成報(bào)告6. 可以使用PC軟件來(lái)離線分析及管理測(cè)試結(jié)果在自動(dòng)模式下，OTDR會(huì)自動(dòng)決定最佳的參數(shù)設(shè)置（脈寬、平均化次數(shù)、距離范圍等）OTDR操作 自動(dòng)模式26中國(guó)電信合肥分公司中國(guó)電信合肥分公司 客戶服務(wù)調(diào)度中心客戶服務(wù)調(diào)度中心FTTHFTTH接入原理及維護(hù)指南接入原理及維護(hù)指南 脈寬 控制發(fā)射進(jìn)光纖的激光的多少 一個(gè)短的脈寬具備較高的分辨率以及較短的

18、盲區(qū)，但是動(dòng)態(tài)范圍卻較小 一個(gè)長(zhǎng)的脈寬具備較高的動(dòng)態(tài)范圍，但是其分辨率卻變小了，同時(shí)盲區(qū)將增大短脈寬：短脈寬： 更高的分辨率更高的分辨率 更短的盲區(qū)更短的盲區(qū) 更小的動(dòng)態(tài)范圍更小的動(dòng)態(tài)范圍 更多的噪聲更多的噪聲5ns1s100ns長(zhǎng)脈寬：長(zhǎng)脈寬： 更低的分辨率更低的分辨率 更大的盲區(qū)更大的盲區(qū) 更大的動(dòng)態(tài)范圍更大的動(dòng)態(tài)范圍 更少的噪聲更少的噪聲OTDR手動(dòng)操作中的關(guān)鍵設(shè)置參數(shù)27中國(guó)電信合肥分公司中國(guó)電信合肥分公司 客戶服務(wù)調(diào)度中心客戶服務(wù)調(diào)度中心FTTHFTTH接入原理及維護(hù)指南接入原理及維護(hù)指南 5s30s20s 捕獲時(shí)間（平均化） OTDR用于獲取及平均化數(shù)據(jù)點(diǎn)的時(shí)間 增加捕獲時(shí)間有助于

19、在不影響分辨率及盲區(qū)的情況下改善動(dòng)態(tài)范圍OTDR手動(dòng)操作中的關(guān)鍵設(shè)置參數(shù)通常將平均化時(shí)間設(shè)置為1020秒即可。而有時(shí)候我們會(huì)使用較短的脈寬來(lái)觀察曲線的某些細(xì)節(jié)，此時(shí)就應(yīng)該將平均化時(shí)間延長(zhǎng)以得到更清晰的曲線。28中國(guó)電信合肥分公司中國(guó)電信合肥分公司 客戶服務(wù)調(diào)度中心客戶服務(wù)調(diào)度中心FTTHFTTH接入原理及維護(hù)指南接入原理及維護(hù)指南 折射率 (IOR) 折射率將OTDR測(cè)得的時(shí)間轉(zhuǎn)換為距離，并顯示于測(cè)試曲線上 輸入合適的折射率數(shù)值將能確保準(zhǔn)確的光纖長(zhǎng)度測(cè)試OTDR手動(dòng)操作中的關(guān)鍵設(shè)置參數(shù)29中國(guó)電信合肥分公司中國(guó)電信合肥分公司 客戶服務(wù)調(diào)度中心客戶服務(wù)調(diào)度中心FTTHFTTH接入原理及維護(hù)指南接入原理及維護(hù)指南 OTDR模塊特性主要是根據(jù)動(dòng)態(tài)范圍來(lái)決定的?？蓞⒄找韵聨c(diǎn)來(lái)選擇最佳的測(cè)試模塊：1. 估算你可能需要測(cè)試的最長(zhǎng)距離2. 決定光纖鏈路的總損耗預(yù)算3. 按照這樣的原則選擇模塊：從模塊的額定動(dòng)態(tài)范圍中減去6dB后仍滿足上述兩點(diǎn)要求（這6dB是預(yù)留的，以便于觀察后向散射信號(hào)或測(cè)試熔接損耗）怎樣選擇合適的OTDR（模塊）30中國(guó)電信合肥分公司中國(guó)電信合肥分公司 客戶服務(wù)調(diào)度中心客戶服務(wù)調(diào)度中心FTTHFTTH接入原理及維護(hù)指南接入原理及維