光纖測(cè)試與故障排除

光纖測(cè)試與故障排除第一頁，共六十二頁，2022年，8月28日議程光纖損耗機(jī)制光纖測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)光纖鏈路損耗測(cè)試方法光損耗測(cè)試儀（OLTS)光時(shí)域反射儀(OTDR)光纖鏈路測(cè)試故障分析光纖連接器清潔第二頁，共六十二頁，2022年，8月28日date/time光纖測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)第三頁，共六十二頁，2022年，8月28日內(nèi)部損耗:光在沿光纖傳輸過程中隨著距離的增大,光功率的輸出會(huì)發(fā)生減少吸收(Absorption)：光纖制造過程中產(chǎn)生的雜質(zhì)如HO原子會(huì)吸收部分光信號(hào)散射(Scattering)：光纖制造過程中產(chǎn)生的雜質(zhì)光纖本身損耗第四頁，共六十二頁，2022年，8月28日宏彎曲微彎曲光纖彎曲損耗第五頁，共六十二頁，2022年，8月28日光纖連接器耦合損耗耦合器衰減：0.75dB連接器衰減：0.3dB機(jī)械拼接衰減：0.3dB第六頁，共六十二頁，2022年，8月28日光纖連接器污染損耗(2)表面液體污染(3)表面固體污染(1)理想狀態(tài)第七頁，共六十二頁，2022年，8月28日date/time光纖測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)第八頁，共六十二頁，2022年，8月28日光纜鏈路的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)光纖元器件標(biāo)準(zhǔn)與應(yīng)用無關(guān)的安裝光纜的標(biāo)準(zhǔn)基于電纜長(zhǎng)度，適配器以及接合的可變標(biāo)準(zhǔn)例如：TIA/EIA-568-B.3,ISO11801,EN50173LAN應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)特定應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)每種應(yīng)用的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)是固定的例如：10BASE-FL，TokenRing，100BASE-FX,1000BASE-SX，1000BASE-LX，ATM，F(xiàn)iberChannel第九頁，共六十二頁，2022年，8月28日光纜鏈路測(cè)試對(duì)于光纜測(cè)試，有兩種情況：水平光纜從設(shè)備間到工作區(qū)的光纜最大長(zhǎng)度:90mANSI/EIA/TIA568B.1標(biāo)準(zhǔn)的要求:“需要在一個(gè)波長(zhǎng)……一個(gè)方向進(jìn)行測(cè)試”主干光纜設(shè)備間到設(shè)備間的光纜ANSI/EIA/TIA568B.1標(biāo)準(zhǔn)的要求：“需要在一個(gè)方向和兩個(gè)波長(zhǎng)上進(jìn)行測(cè)試”第十頁，共六十二頁，2022年，8月28日

光纜鏈路測(cè)試指標(biāo)插入損耗(dB)值越小越好回波損耗(dB)值越大越好長(zhǎng)度(m)測(cè)試結(jié)果通過/失敗第十一頁，共六十二頁，2022年，8月28日IEEE以太網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1000BASE-SX10GBASE-SR40GBASE-SR4100GBASE-SR10OM12.60dB2.5dBNotspecifiedNotspecifiedOM23.56dB2.3dBNotspecifiedNotspecifiedOM33.56dB2.6dB1.9dB1.9dBOM4NotspecifiedNotspecified1.9dB1.9dB第十二頁，共六十二頁，2022年，8月28日ISO/IEC11801光纖信道標(biāo)準(zhǔn)信道衰減

(dB)信道長(zhǎng)度MultimodeSinglemode

850nm1300nm1310nm1550nmOF-3002.551.951.801.80OF-5003.252.252.002.00OF-20008.504.503.503.50第十三頁，共六十二頁，2022年，8月28日光纖測(cè)試等級(jí)2004年2月TIA批準(zhǔn)TIATSB140標(biāo)準(zhǔn)，定義了兩個(gè)級(jí)別的光纜測(cè)試：Tier1：光纖損耗測(cè)試設(shè)備(OLTS)兼容

TIA-526-14A及

TIA-526-7使用光損耗測(cè)試儀(OLTS)或VFL驗(yàn)證極性Tier2：Tier1再加上OTDR曲線

證明光纜的安裝沒有造成性能下降的事件(例如彎曲，連接頭，熔接)第十四頁，共六十二頁，2022年，8月28日光纖測(cè)試方法EIA/TIA-526-14A(IEC61280-4-1)采用光纖損耗測(cè)試儀器(OLTS)顯示光纖是否滿足光纖設(shè)備功率預(yù)算適用于多模光纖測(cè)試包括三種方法MethodAMethodBMethodC

EIA/TIA-526-7(IEC61280-4-2)

采用光纖損耗測(cè)試儀器(OLTS)和光時(shí)域反射儀(OTDR)顯示光纖是否滿足光纖設(shè)備功率預(yù)算顯示光纖故障的準(zhǔn)確位置(OTDR)適用于單模光纖測(cè)試包括兩種方法光纖損耗測(cè)試儀器(OLTS，3種模式)光時(shí)域反射儀(OTDR)第十五頁，共六十二頁，2022年，8月28日光纖測(cè)試方法ISO14763-3于2006年5月批準(zhǔn),測(cè)試方法提供更可靠，更準(zhǔn)確、可重復(fù)三根基準(zhǔn)(Reference)跳線,鏈路或信道中允許不同類型的連接器建議使用卷軸,優(yōu)化光源模式測(cè)試前確定耦合功率比(CoupledPowerRatio)，以保證光源穩(wěn)定可靠采用更嚴(yán)格的基準(zhǔn)(Reference)跳線，衰減最大(0.3dB)測(cè)試前確定模式功率分布(MPD)確保測(cè)試的可靠性，可重復(fù)性第十六頁，共六十二頁，2022年，8月28日耦合功率比（CoupledPowerRatio,CPR）為了了解光源的功率發(fā)射(ModalLaunchCondition)情況，多模光纖測(cè)試前，首先進(jìn)行CPR測(cè)試定義:光纖信號(hào)進(jìn)入多模光纖和單模光纖耦合功率的比值，用來衡量多模光纖中不同模式光信號(hào)功率的分布(ModalDistribution),數(shù)值越小越好光源一端采用大約2米長(zhǎng)的同規(guī)格的MMF跳線功率計(jì)(powermeter)一端采用大約2米長(zhǎng)的SMF跳線光源功率計(jì)光源功率計(jì)發(fā)射跳線,多模發(fā)射跳線,多模CPR跳線,單模第十七頁，共六十二頁，2022年，8月28日測(cè)試所得的CPR值與表格1極限值比較.如果CPR不符合表格1所規(guī)定的極限值，在發(fā)射跳線（launchcord）端增加一個(gè)卷軸(mandrel).在卷軸上繞一圈，重復(fù)前面CPR測(cè)試步驟如果CPR仍然很高,在卷軸上繞一圈，重復(fù)前面CPR測(cè)試步驟如果CPR無法符合表格1的極限值,或者沒有卷軸，放棄使用該光源（lightsource).CPR測(cè)試方法表格1:CPR極限值工作波長(zhǎng)CPR@50/125muCPR@62.5/125mu850nm20,5dB±0,5dB25,5dB±0,5dB1300nm16,5dB±0,5dB21,5dB±0,5dB發(fā)射跳線,多模CPR跳線,單模參考耦合器標(biāo)準(zhǔn)連接器（Standardconnector）基準(zhǔn)連接器（Referenceconnector）第十八頁，共六十二頁，2022年，8月28日date/time光損耗測(cè)試儀器(OLTS)第十九頁，共六十二頁，2022年，8月28日光功率計(jì)算光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備預(yù)估損耗計(jì)算:設(shè)備動(dòng)態(tài)損耗范圍=發(fā)送端功率–接收端功率工作波長(zhǎng)(nm)850光纜類型多模接收端接收功率(dBm@_BER)-31平均發(fā)射功率(dBm)-16動(dòng)態(tài)范圍15推薦余量值(dB)3光纜最大可接受損耗(dB)122023/1/1820第二十頁，共六十二頁，2022年，8月28日光纖損耗極限值耦合器衰減=0.75dB熔接/機(jī)械拼接衰減=

0.3dB說明:OM1,OM2和OM3光纜在850nm/km和1300nm/km波長(zhǎng)時(shí)的衰減值相同光纖類型波長(zhǎng)(nm)最大衰減(dB/km)50/125μm8503.513001.562.5/125μm8503.513001.5室內(nèi)用單模13101.015501.0室外用單模13100.515500.5第二十一頁，共六十二頁，2022年，8月28日鏈路損耗預(yù)估計(jì)算例如:s設(shè)備設(shè)備連接器連接器2Km(OM3)s步驟1：計(jì)算不同工作波長(zhǎng)下光纜本身的損耗光纜長(zhǎng)度(Km)22光纜類型OM3OM3工作波長(zhǎng)(nm)8501300衰減(dB/Km)3.51.5總光纜損耗(dB)732023/1/1822第二十二頁，共六十二頁，2022年，8月28日例如:鏈路損耗預(yù)估計(jì)算s設(shè)備設(shè)備連接器連接器2Km(OM3)s步驟2：連接損耗計(jì)算連接器數(shù)量2總連接器損耗2x0.75=1.5dB熔接點(diǎn)數(shù)量2總?cè)劢訐p耗2x0.3=0.6dB連接器最大允許損耗為0.75dB;熔接點(diǎn)最大允許損耗為0.3dB。2023/1/1823第二十三頁，共六十二頁，2022年，8月28日例如:鏈路損耗預(yù)估計(jì)算s設(shè)備設(shè)備連接器連接器2Km(OM3)s步驟3：計(jì)算整個(gè)光纜鏈路損耗極限值。光纜信道鏈路損耗=光纜本身損耗+連接器損耗+端接損耗

總鏈路損耗@850nm=7+1.5+0.6=9.1dB

總鏈路損耗@1300nm=3+1.5+0.6=6.1dB

1/18/202324第二十四頁，共六十二頁，2022年，8月28日

例如:動(dòng)態(tài)損耗=15dB總鏈路損耗=9.1dB@850nm鏈路余量=5.9dB@850nm如果總鏈路損耗加上鏈路安全余量小于設(shè)備的動(dòng)態(tài)損耗值，那么這個(gè)鏈路是合格的。一般來說,鏈路損耗余量應(yīng)該遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于3dB，這樣可以用來抵消光纜長(zhǎng)時(shí)間使用過程中的自然損耗。s設(shè)備設(shè)備連接器連接器2Km(OM3)s鏈路損耗預(yù)估計(jì)算1/18/202325第二十五頁，共六十二頁，2022年，8月28日光纖損耗極限值耦合器衰減=0.75dB熔接/機(jī)械拼接衰減=0.3dB說明:OM1,OM2和OM3光纜在850nm/km和1300nm/km波長(zhǎng)時(shí)的衰減值相同光纖類型波長(zhǎng)(nm)最大衰減(dB/km)50/125μm8503.513001.562.5/125μm8503.513001.5室內(nèi)用單模13101.015501.0室外用單模13100.515500.5第二十六頁，共六十二頁，2022年，8月28日光纖鏈路損耗極限值的計(jì)算

光功率計(jì)

光源光纜拼接損耗跳線的損耗相對(duì)來說幾乎為零光纜損耗連接器耦合損耗光纜損耗連接器耦合損耗跳線的損耗相對(duì)來說幾乎為零光纖鏈路損耗極限值=光纜損耗(3.5*0.5=1.75)+連接器耦合損耗(0.75*2=1.5)+拼接損耗(0.3)=3.55dB500m第二十七頁，共六十二頁，2022年，8月28日多模光纖跳線卷軸(Mandrel)LED光源發(fā)出的光信號(hào)中的高次模信號(hào)容易發(fā)散到涂覆層并且容易受到宏彎曲的影響卷軸能夠優(yōu)化和穩(wěn)定光源信號(hào),過濾高次模信號(hào)的數(shù)量,保證測(cè)試的一致性和可重復(fù)性TIA及IEC要求測(cè)試多模光纖如光源為L(zhǎng)ED時(shí)在光源發(fā)射一端采用卷軸無重疊纏繞５圈卷軸直徑大小取決于光纖纖芯直徑和外部護(hù)套直徑零次模反射高次模低次模LED涂敷層纖芯第二十八頁，共六十二頁，2022年，8月28日光纖跳線卷軸的應(yīng)用光纖尺寸光纖標(biāo)準(zhǔn)卷軸纏繞圈數(shù)250μm光纖護(hù)套卷軸直徑3mm光纖護(hù)套卷軸直徑LD或VESEL光源LED光源采用卷軸的LED光源第二十九頁，共六十二頁，2022年，8月28日光纖測(cè)試方法A適用于室外遠(yuǎn)距離光纖測(cè)試,光纖鏈路的損耗主要取決于光纖本身的損耗方法A用來測(cè)試長(zhǎng)距離的光纖,測(cè)試結(jié)果包含兩根基準(zhǔn)(Reference)跳線和一個(gè)適配器方法A設(shè)置基準(zhǔn)(Reference)值方法一功率計(jì)光源基準(zhǔn)跳線1基準(zhǔn)跳線2卷軸第三十頁，共六十二頁，2022年，8月28日光纖測(cè)試方法A方法A測(cè)試結(jié)果包括待測(cè)試的光纖和一個(gè)耦合器的衰減由于長(zhǎng)距離光纖衰減主要由光纖決定的,耦合器的衰減可以忽略方法A測(cè)試光纖鏈路(藍(lán)色表示實(shí)際測(cè)試結(jié)果)功率計(jì)光源基準(zhǔn)跳線1光纖設(shè)施基準(zhǔn)跳線2卷軸第三十一頁，共六十二頁，2022年，8月28日適用于室內(nèi)短距離光纖測(cè)試,光纖鏈路的損耗主要取決于光纖連接器的損耗方法B基準(zhǔn)(Reference)設(shè)置采用一根基準(zhǔn)(Reference)跳線方法B設(shè)置基準(zhǔn)(Reference)值光纖測(cè)試方法B功率計(jì)光源方法二基準(zhǔn)跳線1卷軸LED光源需采用卷軸第三十二頁，共六十二頁，2022年，8月28日方法B測(cè)試結(jié)果包括待測(cè)試的光纖和一段跳線衰減室內(nèi)光纖的衰減主要取決于連接器的衰減,由于光纖跳線長(zhǎng)度非常短,跳線衰減可以忽略增加的跳線長(zhǎng)度盡可能短光纖測(cè)試方法B方法B測(cè)試光纖鏈路(藍(lán)色表示實(shí)際測(cè)試結(jié)果)功率計(jì)光源基準(zhǔn)跳線1光纖設(shè)施跳線2卷軸LED光源需采用卷軸第三十三頁，共六十二頁，2022年，8月28日光纖測(cè)試方法B的缺點(diǎn)1.當(dāng)從參考設(shè)置轉(zhuǎn)換到測(cè)試設(shè)置時(shí),需要將測(cè)試儀一端的光纖連接斷開,注意這時(shí)千萬不要斷開輸出(Output)或光源一端,如果斷開該連接,原來設(shè)置的基準(zhǔn)值(Reference)就丟失了，需重新設(shè)置基準(zhǔn)值2.盡管從測(cè)試儀輸入(Input)端斷開連接,仍然需要特別小心,避免連接器拔出受到污染或檢測(cè)器受到損壞.3.對(duì)于發(fā)送(Tx)和接收(Rx)在同一端的雙工小型(SFF)光纖連接器,不得不從輸出(Output)或光源端斷開連接,從而違反了正確的基準(zhǔn)值(Reference)和測(cè)試步驟.4.使用方法B要求測(cè)試儀器的連接器類型必須和待測(cè)試光纖的連接器類型相同.第三十四頁，共六十二頁，2022年，8月28日改進(jìn)的測(cè)試方法B基準(zhǔn)(Reference)設(shè)置采用兩根基準(zhǔn)(Reference)跳線和一個(gè)測(cè)試適配器改進(jìn)的光纖測(cè)試方法B方法二功率計(jì)光源基準(zhǔn)跳線1基準(zhǔn)跳線2卷軸第三十五頁，共六十二頁，2022年，8月28日設(shè)置完基準(zhǔn)值之后，把跳線從適配器上斷開，增加一段經(jīng)過測(cè)試合格的短跳線由于跳線長(zhǎng)度相對(duì)較短，長(zhǎng)度可以忽略不計(jì)增加的短跳線長(zhǎng)度盡可能短改進(jìn)的光纖測(cè)試方法B改進(jìn)的方法B測(cè)試光纖鏈路(藍(lán)色表示實(shí)際測(cè)試結(jié)果)LED光源需采用卷軸功率計(jì)光源基準(zhǔn)跳線1光纖設(shè)施基準(zhǔn)跳線2卷軸短跳線第三十六頁，共六十二頁，2022年，8月28日光纖測(cè)試方法C方法C測(cè)試適用于測(cè)試試光纖本身損耗方法C基準(zhǔn)(Reference)設(shè)置采用三根基準(zhǔn)(Reference)跳線和兩個(gè)連接適配器中間的基準(zhǔn)跳線盡可能短方法C設(shè)置基準(zhǔn)(Reference)值功率計(jì)光源基準(zhǔn)跳線1基準(zhǔn)跳線3基準(zhǔn)跳線2卷軸LED光源需采用卷軸第三十七頁，共六十二頁，2022年，8月28日光纖測(cè)試方法C跳線長(zhǎng)度非常短,可以忽略不計(jì)方法A測(cè)試光纖鏈路(藍(lán)色表示實(shí)際測(cè)試結(jié)果)功率計(jì)光源基準(zhǔn)跳線1光纖設(shè)施基準(zhǔn)跳線2卷軸LED光源需采用卷軸第三十八頁，共六十二頁，2022年，8月28日date/time光時(shí)域反射儀(OTDR)第三十九頁，共六十二頁，2022年，8月28日OTDR技術(shù)Rayleigh散射Fresnel反射第四十頁，共六十二頁，2022年，8月28日Rayleigh散射第四十一頁，共六十二頁，2022年，8月28日這一部分是光纜，表示的是逆向散射的結(jié)果Rayleigh散射第四十二頁，共六十二頁，2022年，8月28日耦合損耗

空隙造成傳輸中的光纜損耗Fresnel反射當(dāng)光在不同密度的介質(zhì)中傳輸時(shí)產(chǎn)生的（例如光纜鏈路中遇有空隙——空氣）。最高可有8%的光會(huì)向光源的方向反射。其余的繼續(xù)傳輸。Fresnel反射第四十三頁，共六十二頁，2022年，8月28日這一部分是光纜間的連接，表示的是Fresnel反射的結(jié)果

Fresnel反射第四十四頁，共六十二頁，2022年，8月28日OTDR工作原理第四十五頁，共六十二頁，2022年，8月28日OTDR事件列表(EventTable)光傳輸過程中遇到的異常情況(如連接器或拼接)導(dǎo)致的信號(hào)反射稱為“事件”。顯示所有事件的位置顯示事件性質(zhì)：末端，反射，損耗，幻影及其他事件顯示每個(gè)事件的狀態(tài)其他詳細(xì)的事件信息第四十六頁，共六十二頁，2022年，8月28日典型的OTDR事件非連接損耗斜率代表光纜固有衰減一般機(jī)械連接同時(shí)存在反射和損耗事件熔接/彎曲（信號(hào)不發(fā)生反射）機(jī)械拼接/破裂/光纜末端（信號(hào)發(fā)生反射）光纖不匹配光纖端面反射第四十七頁，共六十二頁，2022年，8月28日不同類型的光纖熔接OTDR事件同種類型的光纖，反向散射系數(shù)相同，OTDR顯示真實(shí)的拼接損耗高衰減的光纖拼接到低衰減的光纖上，反向散射系數(shù)相同，OTDR顯示的拼接損耗高于實(shí)際損耗低衰減的光纖拼接到高衰減的光纖上，反向散射系數(shù)相同，OTDR顯示的拼接損耗低于實(shí)際損耗（增益）第四十八頁，共六十二頁，2022年，8月28日OTDR-盲區(qū)(DeadZone)光纖信號(hào)在OTDR自身連接器上發(fā)生強(qiáng)烈反射,產(chǎn)生信號(hào)過載（飽和峰值），一旦產(chǎn)生信號(hào)過載，光電二極管需要一定的長(zhǎng)度/時(shí)間回復(fù)，這段區(qū)域稱為盲區(qū)。盲區(qū)分為事件盲區(qū)(EDZ)和衰減盲區(qū)(ADZ),解決辦法：在發(fā)射端采用發(fā)射線纜(Launchcable)，在接收端采用接收線纜(TailCable)。多模光纖一般100m，單模光纖一般130米第四十九頁，共六十二頁，2022年，8月28日衰減盲區(qū)(ADZ)衰減盲區(qū)表示反射事件之后，能夠測(cè)試一個(gè)非反射事件，例如一個(gè)熔接點(diǎn)的最小距離。衰減盲區(qū)取決于脈沖寬度，脈寬越寬,盲區(qū)越大,反之則越小第五十頁，共六十二頁，2022年，8月28日事件盲區(qū)(EDZ)事件盲區(qū)是兩個(gè)連續(xù)的反射事件仍然可以被區(qū)分的最小距離。事件盲區(qū)取決于脈沖寬度，可以通過采用更小的脈沖寬度來減小事件盲區(qū)。第五十一頁，共六十二頁，2022年，8月28日采用發(fā)射線纜的OTDR圖形光標(biāo)發(fā)射光纜發(fā)射光纜末端第五十二頁，共六十二頁，2022年，8月28日OTDR-幻影（ghost）連接器反射幻影:當(dāng)測(cè)試非常短的光纖連路，光信號(hào)傳輸?shù)竭h(yuǎn)端連接器后發(fā)生多重反射,看起來像是另外一個(gè)發(fā)射源繼續(xù)發(fā)射信號(hào)初始發(fā)射脈沖幻影現(xiàn)象發(fā)生在第一個(gè)連接器反射的2倍距離處幻影區(qū)域反射強(qiáng)度逐漸減少幻影區(qū)域沒有損耗第五十三頁，共六十二頁，2022年，8月28日光纜末端OTDR圖形光纜末端第五十四頁，共六十二頁，2022年，8月28日date/time光纖鏈路測(cè)試故障分析第五十五頁，共六十二頁，2022年，8月28日OLTS(光損耗測(cè)量?jī)x)VFL（可視故障定位儀）TorchLight(手電筒)光纖測(cè)試故障排查設(shè)備光纖觀測(cè)儀視頻顯微鏡OTDR第五十六頁，共六十二頁，2022年，8月28日光纖鏈路測(cè)試故障分析光纖鏈路測(cè)試結(jié)果失敗，即超過鏈路極限損耗值光纖連接器受污染,損壞,沒有完全對(duì)準(zhǔn).清潔檢查所有的連接器端面采用VFL能夠發(fā)現(xiàn)光纖鏈路的通斷.

采用OTDR能夠準(zhǔn)確定位故障位置跳線或光纖發(fā)生扭結(jié)或者嚴(yán)重的彎曲光線/跳線斷裂，采用VFL能夠發(fā)現(xiàn)問題連接器或拼接/熔接數(shù)量與實(shí)際數(shù)量不符測(cè)試設(shè)置中光纖類型選擇錯(cuò)誤.

基準(zhǔn)值設(shè)置錯(cuò)誤.多模光纖卷軸尺寸錯(cuò)誤,直徑小的卷軸容易產(chǎn)生急劇的彎曲，造成損耗跳線與光纖跳線類型不匹配.采用O