OTDR原理.ppt
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1、基础知识,OTDR概述OTDR测试原理基本概念:1非涅尔反射.2瑞利散射和背向散射.3反射事件.4非反射事件.5光纤末端.性能参数:1动态范围及影响动态的因素 2盲区及影响盲区的因素 3脉宽如何影响动态范围和盲区,距离测量原理距离精度损耗测量原理回波损耗测量原理区间回波损耗测量原理常见问题的分析及解决方案光缆施工测试,一、OTDR概述,OTDR是光缆施工和维护工作中的最基本的测试工具.它可实现对光纤链路的单向测试.单端测试光缆中损耗分布情况及各接点位置 测试内容:损耗测试:传输损耗(含部分),连接损耗.距离测试:连接点.异常点距离.回波损耗测试(点,区间),二、OTDR测试原理,三、基本概念,
2、1.非涅尔反射,光从光纤到空气R=4%(-14db)即存在反射率为4%的非涅尔反射,2.瑞利散射和背向散射,3.非反射事件,光纤熔接和弯折可导致光功率衰耗,但是没有反射现象.它在OTDR上有相似的显示结果,损耗,弯折,熔接,OTDR测量显示,熔接,弯折,活动连接器,机械固定接头,断裂,光纤尾端,衰耗,反射,OTDR显示,熔接,弯折,活动连接器,机械固定接头,断裂,光纤尾端,4.反射事件,机械固定接头,活动连接器和光纤断裂都会引起光的反射和衰耗,它们在OTDR上有相似的显示结果,我们称之为反射事件.,5.光纤末端,(非反射),反射,无规则的光纤尾端粲,OTDR测量显示,熔接,弯折,活动连接器,机
3、械固定接头,断裂,光纤尾端,四、性能参数,背向散射电平初始点,动态范围定义了可测光纤中的最大损耗值;动态范围越大,可测距离越远,1.动态范围,影响动态范围的因素,脉宽:选择更大的脉冲宽度,可获得更大的功率,即可 获得更大的动态范围。平均化时间:由于更长的平均时间减少了OTDR的噪声电 平,所以增大了测试的动态范围,10秒后,3分钟后,2.盲区或两点分辨率,衰减盲区最小20米,事件盲区最小3米,1.5dB,0.5dB,1.5dB,0.5dB,盲区是指OTDR分辨两个事件所需的最短距离,它决定了两个可测特征点的靠近程度;所以盲区也叫两点分辨率,对OTDR来说其盲区越小越好。,影响盲区的因素,脉宽:
4、选择更小的脉冲宽度,可获得更好的分辨率,即更 小的盲区,反射大小:反射越大,造成光检测器饱和越严重,恢复时间越长,盲区越大。,2PTR=两点分辨率PW=脉冲宽度BW=检波器带宽c=光速 n=光纤折射率,3.脉宽如何影响动态范围和盲区,OTDR发送短脉冲会提供更好的盲区,同时也会使得其动态范围更小;OTDR发送长脉冲会提供更好的动态范围,同时也会带来更长的盲区。,五、距离测量原理,在光纤中的光速:=c/nc:真空中的光速,后向散射光,光脉冲,速度V,折射率 n,长度L,光纤长度计算公式:2L=Vt=ct/n:后向散射光到达的时间(往返),通过测量光纤中的后向散射光到达时间来计算距离,注意:必须设
5、定正确的折射率才能得到正确的距离,六、距离精度,X,X,X,X,X,X,X,X,X,X,X,X,X,X,X,X,D=VxT,=,D=,_,N,C,V=,_,N,C,xT,折射率误差,光纤长度光缆长度,X,X,X,X,X,X,X,X,X,X,X,X,X,X,X,X,抽样导致的误差,从光纤测量的实际信号,显示的曲线,时钟的准确性,T,抽样,距离精度取决于折射率设置,采样距离,时钟准确性,光缆因素。,八、回波损耗测量原理(一),回波损耗的测量,回波损耗定义:某一点(位置)的入射光和反射 光的比例,一般以dB表示 计算公式:10LogB/A(dB),入射光,反射光,例A=20(mw)、B=0.02(m
6、w),回波损耗=-10Log0.02/20=30(dB),十、常见问题的分析及解决方案,1.如何消除OTDR的活动连接器引起的盲区,熔接,接入光纤,被测光纤,长度大于使用脉宽之衰减盲区,光接收机恢复,被测光纤起始点,只有将引入光纤与被测光纤熔接,才能帮助消除盲区,2.如何解决反射饱和时回波损耗的测量问题,反射功率造成光探测器饱和,回波损耗难以测量,增大衰减值,减小功率,扩大脉宽(增加后向散射功率),对高反射区进行分段计算,4.光缆接续为什么会产生增益现象,通过双向测量连接损耗,再取平均值,正确的连接损耗:(A+B)/2,原因是由于光纤的材料,种类不同造成后一种光纤的背向散射光较大造成的。,后向
7、散射光功率,连接点,(+),光纤,光纤,5.如何测量第一个连接器的插入损耗损耗和反射系数,引入光纤,被测光纤,活动连接器,反射,插入损耗,注意引入的被测光纤盲区,长度大于使用脉宽的衰减盲区,利用引入光纤能帮助测得第一个活动连接器的插入损耗和反射系数,6.用单模OTDR测量多模光纤引起的误差是什么,我们可使用单模OTDR去测量更大纤芯直径的光纤的位置或断裂位置,但不能用来精确测量损耗。如果你用单模OTDR模块对多模光纤进行测试,距离参数或许很精确,但其光纤损耗,平均损耗,接头损耗和回波损耗等垂直参数不正确。这是因为光从小芯径的光纤入射到大芯径的光纤时,大芯径光纤不能被入射光完全充满,于是在损耗参
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