OTDR原理培训资料

©EXFOElectro-OpticalEngineeringInc.Allrightsreserved.OTDR培训2012年8月Be-an-ExpertTrainingProgramOTDR基本功能1、OTDR能够做什么？2、OTDR怎么做？OTDR的基本功能1、OTDR能够做什么？A、能够测试光纤对光信号的损耗包括：--------被测光纤对光信号的总损耗--------被测光纤对光信号的平均损耗--------光纤中事件点对光信号的损耗B、能够测试光纤的长度包括：--------被测光纤的总长度（或称之为距离）--------被测光纤中事件点的位置OTDR的基本功能C、能够测试光信号在传输过程中的反射。OTDR的基本功能2、OTDR怎么做？A、按照瑞利散射的原理测试光纤的损耗（或称衰减）所谓瑞利散射，是指光信号在传输过程中，遇到任何微小的粒子都会按照一定的规则向周围空间进行散射。瑞利散射指明的是：光信号------传输-----散射，这就是说首先要有光信号，其次要有传输途径，再其次要对散射的光信号进行接收，最后在根据瑞利散射的原理对接收的光信号进行相关的运算确定光传输介质的损耗。B、按照菲涅尔反射的原理，测试光信号在传输过程中带反射事件的位置：所谓菲尼尔反射原理，是指光信号在传输过程中，遇有两个不同的传输介质时，在两个不同传输介质的交界面会形成一个较大的信号反射。菲尼尔反射指明的是：不同的传输介质-----在不同传输介质的交界面----较强的信号反射。也就是说，光信号在传输过程中如果突然遇到不同的传输介质，那么就会有一个较强信号反射回来，这个反射回来的信号要比接收到的散射回来的信号强。OTDR的基本功能OTDR的基本功能Core0-25µmContact130-250µAdhesive120-130µmCladding25-120µm所谓不同介质，一种是在光纤（光导纤维的缩写）中，是一种在玻璃或塑料制成的纤维中掺杂截然不同的材料，进而形成对光信号的全反射，达到光传导的目的。另一种就是光纤之外的空气，例如：两根光纤连接的法兰盘，光纤到头（或光纤断）。C、利用速度、时间、距离的法则，测试光纤的长度我们知道：d=u×t式中：d为距离u为速度t为时间OTDR的基本功能OTDR基本的测试原理1、由瑞利散射原理我们知道，需要OTDR向被测光纤注入光信号，因此，OTDR必须有自己的光源。而这种光源就是OTDR内部的激光器。每个激光器都有着自身固定的唯一的波长，例如：850nm、1300nm、1310nm、1383nm、1490nm、1550nm、1625nm、1560nm。在这些波长中，我们一般称为850/1300nm为多模波长，其它波长称之为单模波长。2、这些激光器在OTDR内在控制器的控制之下，有规律地、不断地向被测光纤注入光信号。由于光纤本就是由物质组成，而物质又是由微小的离子在组成，光信号在遇到这些微小离子时毕竟会向周围空间散射，因此，OTDR每相关前注入一束光信号，便在控制器的控制之下立即开始接收因散射而返回来的光信号，这即是说OTDR必OTDR基本的测试原理须具备接收器。在注入到光纤中的光信号没有到达被测光纤末端时，OTDR将始终处于接收散射光信号的状态。3、当OTDR认为注入到光纤中的光信号已经达到光纤末端时，OTDR将会按照瑞利散射的原理规则、菲涅尔反射原理的规则以及速度×时间=距离的规则迅速地计算出被测光纤对光信号的损耗、反射以及被测光纤的距离。4、尽管光信号是一种频率极高的电磁信号，对于来自频率较低的电信号具有极其优越的抗干扰能力，但是，由于在空间有着诸多的光信号，因此必然的会对光纤传输中的光信号造成较大的干扰，这种干扰是随机的。也就是说这种干扰落在OTDR每一个接收散射信号的采样点上是不一样的，他们之间没有相关性，没有周期性。解决这些干扰信号唯一有效的办法就是多次的测量，之后对每个采样点若干次所获得的数据进行平均。这也就是说，为了测试数据的准确，OTDR必©EXFOElectro-OpticalEngineeringInc.Allrightsreserved.Be-an-ExpertTrainingProgramOTDR测试的基本原理须要进行多次的测试。5、由于OTDR并不知道被测光纤的实际长度，因此也就不知道应该向被测光纤注入多强的光信号，也不知究竟测试多长时间对干扰信号的抑制性能才能达到满意的程度，这些未知数据能由OTDR内在的控制器最终提供。6、当OTDR内在的控制器将上述所需要的数据提供之后，OTDR将会按照这些数据有规律的进行测试。测试过程中，OTDR也将会有规律地将计算的结果推向显示屏幕。又由于OTDR的采集散射光信号的采样点极为的密集，因此在屏幕上我们看到的就是一条曲线，这条曲线直观地反映着光纤对光信号的损耗特性、反射特性。7、当OTDR测试完成之后，立即转向对所获得数据进行分析©EXFOElectro-OpticalEngineeringInc.Allrightsreserved.Be-an-ExpertTrainingProgramOTDR测试的基本原理进而确定在被测光纤上出现的非正常点是否算事件？如果算应该是何种事件？这些事件的位置？然而，OTDR自身并没有做出这些判断的标准，这些标准仍然需要OTDR内在控制器提供。8、OTDR内在控制器所提供的OTDR在测试、分析时的所有数据均来自OTDR与OTDR操控人得人机对话。也就是说，这些OTDR在测试与分析时所需要的所有数据均来自操作人员的设置。OTDR的基本结构控制系统CRT或LCD显示器激光器探测器耦合器/分路器待测光纤©EXFOElectro-OpticalEngineeringInc.Allrightsreserved.Be-an-ExpertTrainingProgramOTDR测试的基本原理OTDR测试的相关参数©EXFOElectro-OpticalEngineeringInc.Allrightsreserved.Be-an-ExpertTrainingProgramOTDR测试的参数分为两类：1、测量参数：定义：OTDR在测试过程中，经常使用的参数称之为测量参数。2、分析参数：定义：OTDR测试完成后，在对所获得数据进行分析时所使用的参数称之为分析参数。OTDR测试的基本原理©EXFOElectro-OpticalEngineeringInc.Allrightsreserved.Be-an-ExpertTrainingProgram1、测量参数：A、测量时间：你所希望的OTDR测试的时间。时间越长，OTDR测试的次数也就越多，对随机噪声抑制的性能越好。B、脉冲宽度：脉冲宽度越宽，OTDR内在的激光器发出的光信号强度越强，在同量级的损耗下在被测光纤中传输的距离也就越远。也就是说，测试光纤的距离也就越远。C、测量距离：你所要求的OTDR测试的最远距离。该距离一旦确定OTDR测试的基本原理©EXFOElectro-OpticalEngineeringInc.Allrightsreserved.Be-an-ExpertTrainingProgramOTDR测试的基本原理OTDR就只能测试这么长的距离，测到此处就停止。2、分析参数：A、接续点损耗门限：判断被测光纤中的接续点是否算作事件的门限值。当损耗大于或等于该门限值时，该接续点即称之为事件点。B、反射门限：判断被测光纤中出现的反射点是否算作反射事件的门限值。当反射信号大于或等于该门限值时，该反射点即称之为事件点。©EXFOElectro-OpticalEngineeringInc.Allrightsreserved.Be-an-ExpertTrainingProgramOTDR测试的基本原理C、光纤末端损耗门限：OTDR用于判断被测光纤是否末端的损耗门限。需要指出的是，光纤末端损耗门限只是OTDR判断注入的光信号是否已经到达光纤末端的条件之一，单纯具备该条件还不足说明注入的光信号已经到达光纤末端，必须和反射门限组合一起，才能最后确定注入的光信号已经达到被测光纤的末端。也就是说，被测光纤中的反射值已经达到并超过反射门限，同时，该点的损耗也已经达到并超过光纤末端的损耗值时，OTDR才能最终判定注入的光信号已经达到被测光纤的末端了。©EXFOElectro-OpticalEngineeringInc.Allrightsreserved.Be-an-ExpertTrainingProgramOTDR的测试过程OTDR的测试过程©EXFOElectro-OpticalEngineeringInc.Allrightsreserved.Be-an-ExpertTrainingProgramOTDR的测试过程1、参数设置：根据需要，分别将测量时间、脉冲宽度、测量距离相关参数设置准确。由于这三种参数对于OTDR极为重要，因此，在大多数品牌的OTDR种，这三项参数往往放在比较明显的地方。对于分析参数，由于对测试结果的影响不是太大，因此，有些品牌的OTDR对这些参数放置的地方比较的不明显。参数设置原则：测量时间：对于不超过50公里的被测光纤，测量时间一般为20秒左右。对于100公里左右的被测光纤，测量时间一般不少于50秒左右。对于更长距离的被测光纤，一般应在60秒。©EXFOElectro-OpticalEngineeringInc.Allrightsreserved.Be-an-ExpertTrainingProgram脉冲宽度：对于不超过50公里的被测光纤，脉冲宽度应在100至400ns之间。对于50至100公里左右的被测光纤，脉冲宽度一般为500至1000ns，对于超过130公里左右的被测光纤，脉冲宽度一般为2us至10us。对于超过150公里的被测光纤，脉冲宽度一般为20us。测量距离：确定让OTDR测量的距离应该是被测光纤时间距离的1,2至2倍。接续损耗：一般为0.3至0.5dB。反射门限：一般为-65dB。光纤末端损耗门限：一般为3dB。OTDR的测试过程©EXFOElectro-OpticalEngineeringInc.Allrightsreserved.Be-an-ExpertTrainingProgramOTDR的测试过程2、启动测试：OTDR的测试方式分为两种，一种是实时测量，这种测量按照一种内在的模式无休止的进行测试，并快速、阶段性的将测试结果推向显示屏幕。由于这种短时间、阶段性的测试对测试数据中干扰信号的抑制性能较差，因此测试数据准确度也较差。这种测量方式主要用于观察被测光纤中活动连接器（包括法兰盘）的连接性能。另一种是周期性测量，这种测量将会按照我们设置的测量参数进行有规则的测量。一旦测量的时间达到我们设置的测量时间时，OTDR即自行停止。之后便会按照我们设置的分析参数对测试数据进行分析。在给出测试曲线的同时，给出分析的事件表。©EXFOElectro-OpticalEngineeringInc.Allrightsreserved.Be-an-ExpertTrainingProgramOTDR的测试过程3、测试开始：由于测量参数已经通过人机对话存放在OTDR内在的控制器中，控制器首先产生一个已经设置宽度的脉冲，该脉冲由控制器施加到OTDR内在的激光器上，激光器便在这个脉冲有效期间发光，该光信号同时被注入到被测光纤中。在该脉冲结束的瞬间，OTDR在控制器的作用下，立即转入到接收状态，按照OTDR内在规定的采样时间间隔（由控制器将时间间隔变为采样的距离间隔），有规律地对散射回来的光信号进行接收。随着采样的时间间隔的不断延续以及OTDR知道的光信号在被测光纤中的传输速度，OTDR不断地计算着光信号的传输距离，一旦光信号在被测光纤中的传输距离达到设定©EXFOElectro-OpticalEngineeringInc.Allrightsreserved.Be-an-ExpertTrainingProgramOTDR的测试过程设置的让OTDR测试的距离，OTDR就会停止该次