otdr原理及应用说明(otdrprincipleandapplicationinstructions)(ppt)

1、huawei technologies co., ltd. huawei confidential internal 2021-5-10 otdrotdr原理及应用说明原理及应用说明 目录目录 otdr简介简介 otdr测试原理测试原理 otdr主要技术指标主要技术指标 otdr测量操作指导测量操作指导 测试曲线分析测试曲线分析 使用指导使用指导 huawei technologies co., ltd.huawei confidential page 3 otdr简介 l光时域反射仪光时域反射仪otdr(optical time domain reflectometer) p通过向被测光纤发

2、射光脉冲，检测光纤中返回的瑞利散射及菲涅尔反射 数值，得到被测光纤的长度及损耗等物理特性，并借助数据分析功能， 精确定位光路中的事件点及故障点。 藤仓（原罗意斯）藤仓（原罗意斯）m200 jdsu mts6000 huawei technologies co., ltd.huawei confidential page 4 l瑞利散射瑞利散射 p光纤材料密度不均匀、掺杂成分不均匀以及光纤本身的缺陷，当脉冲通过光 纤传输时，沿光纤长度上的每一点均会引起瑞利散射。otdr探测到的是后 向瑞利散射光功率。 l菲涅尔反射菲涅尔反射 p在折射率不同的两传输介质的边界，如连接器、机械接续、断裂或光纤终结

3、处，会发生菲涅尔反射。 工作原理 n1 n2 huawei technologies co., ltd.huawei confidential page 5 otdr简介 l可检查可检查pon网络馈线段、配线段及入户段光纤网络馈线段、配线段及入户段光纤 的接头与线路的损耗，常用于支持工程开局以的接头与线路的损耗，常用于支持工程开局以 及运维中对光纤线路的品质确认及故障查找等。及运维中对光纤线路的品质确认及故障查找等。 lotdr可探知的事件主要有：光纤连接、光纤可探知的事件主要有：光纤连接、光纤 末端、光纤断裂、光纤弯曲等。末端、光纤断裂、光纤弯曲等。 lotdr可执行的主要测量：对每个事件的

4、距离、可执行的主要测量：对每个事件的距离、 损耗、反射，对每段光纤的段长、段损耗。损耗、反射，对每段光纤的段长、段损耗。 huawei technologies co., ltd.huawei confidential page 6 otdr测试原理 otdr在电路的控制之下，按照在电路的控制之下，按照 设定的参数向被测光纤中发射光设定的参数向被测光纤中发射光 脉冲信号。（脉冲信号。（被测光纤应为无其被测光纤应为无其 他光信号的黑光纤他光信号的黑光纤） otdr不断地按照一定的时间间不断地按照一定的时间间 隔从光口接收从光纤中反射回的隔从光口接收从光纤中反射回的 光信号。光信号。 分别按照分别

5、按照瑞利背向散射瑞利背向散射和和菲涅尔菲涅尔 反射反射的光功率的大小判断光纤不的光功率的大小判断光纤不 同位置的损耗大小和光纤末端位同位置的损耗大小和光纤末端位 置。置。 huawei technologies co., ltd.huawei confidential page 7 otdr测试原理-相关术语 即光纤自身反射回的由瑞利散射产生的光信号称为背向散射光背向散射光。 背向散射光背向散射光 反射事件反射事件 活动连接器(connector)、光纤断裂点(crack point)或光纤末端(fiber end) 都会引起损耗和反射，这种反射幅度较大的事件称为反射事件反射事件，如下图所示。

6、 huawei technologies co., ltd.huawei confidential page 8 otdr测试原理-相关术语 光纤中的熔接头(fusion splice)和弯曲(bends or macrobending)都会带 来损耗，但不会引起反射，称为非反射事件非反射事件，如下图所示。 非反射事件非反射事件 huawei technologies co., ltd.huawei confidential page 9 otdr测试原理-相关术语 如果光纤的末端是平整的端面或末端接有活动连接器(平整抛光) ，在光纤末端 就会存在有4 %的菲涅耳反射，如左图所示； 如果光纤末

7、端是破裂的端面，由于末端端面的不平整会使光线漫射而不引起 反射，如右图所示。 光纤末端光纤末端 huawei technologies co., ltd.huawei confidential page 10 otdr测试原理-相关术语 在otdr曲线上的尖峰有时并不是有真正的连接器或断点引起的菲涅耳反射 峰，因此并不是真实存在的事件，这种尖峰被称为鬼影鬼影(ghost)。 鬼影鬼影 huawei technologies co., ltd.huawei confidential page 11 otdr测试原理-相关术语 也称为伪增益、正增益伪增益、正增益。主要是由于不同模长直径或不同后向散

8、射系数的光 纤熔接，在熔接点之后的光纤比熔接点之前的光纤产生更多的后向散射光而 形成的。事实上，光纤在这一熔接点上是有熔接损耗的，因此，需要在两个 方向测量并对结果取平均作为该熔接损耗。 熔接增益熔接增益 huawei technologies co., ltd.huawei confidential page 12 otdr主要技术指标 l工作波长工作波长(wavelength)：1310，1490，1550，1625 l测量范围测量范围(measurement range)：otdr获取数据取样的最大距离。最佳 测量范围为待测光纤长度1.52倍距离之间。 l读出分辨率读出分辨率：屏幕上水平

9、轴的距离坐标可以数字显示的最小分度。 l光纤参数光纤参数：包括折射率n和后向散射系数的设置。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。 huawei technologies co., ltd.huawei confidential page 13 otdr主要技术指标 l盲区盲区(deadzone)：受菲涅尔反射的影响，在一定的距离范围内otdr曲线 无法反映光纤线路状态的部分。盲区和脉冲宽度相关，宽度越大，盲区越 大，盲区长度光传输速度脉宽/2。otdr的最小盲区是在脉宽选择最小 档时的盲区宽度，一般为100m左右。 p原因

10、 由于菲涅尔反射大于后向瑞利散射，造成探测器以及放大器饱和，为了使接收机 回复正常值，需要一定的释放时间，而在这个时间内将无法测得有用信息，这个 时间对应的光纤距离范围称为盲区。 huawei technologies co., ltd.huawei confidential page 14 otdr主要技术指标 事件盲区事件盲区(edz)：对于一个给定的反射回 损，反射信号迹线上低于反射峰点1.5 db 两点间的显示距离。也可描述为，两个反两个反 射事件仍可分辨的最小距离射事件仍可分辨的最小距离，此时到每个 事件的距离可测， 但每个事件各自的 损耗不可测。 衰减盲区衰减盲区(adz)：从反射

11、脉冲的起点到该 反射脉冲波形后沿与后向散射曲线的线性 部分之上0.5 db位置线的交点之间的距离。 也可描述为，各自的损耗可以分别被测量各自的损耗可以分别被测量 时的两反射事件之间的时的两反射事件之间的 最小距离最小距离。 receiver recovery time pulse width 0.5db (attenuation dead zone ) adz edz (event dead zone) 1.5db huawei technologies co., ltd.huawei confidential page 15 otdr主要技术指标 l脉宽脉宽(pulse width)：脉宽越

12、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。设置为短脉冲时仪表注入测试光纤的光 功率低，但可减小盲区。脉宽周期通常以ns来表示。 l平均时间平均时间：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。otdr也可以使用平均次数进行 计算，平均次数（或平均时间）的设置应视具体情况灵活掌握，一般来讲， 平均处理一定次数（如300次或3分钟）后，效果不再明显。 l精度精度(accuracy)：otdr测量值与参考值的接近程度。 p衰减精度(loss/attenuation accuracy)：目前一般都能保证0.05 db，较好

13、 的能达到0.02 db; p距离精度(distance accuracy)：手持式otdr测试20km以内的光纤距离时， 距离精度13m huawei technologies co., ltd.huawei confidential page 16 otdr测量操作指导 l与与otdr相关（常用设置）相关（常用设置） 波长、脉冲宽度、测量范围、平均时间、过渡光纤 l与光纤性质相关与光纤性质相关 折射率、后向散射系数 l与事件判断相关（一般采用默认值）与事件判断相关（一般采用默认值） 各种事件阈值，比如熔接损耗、反射损耗、光纤末端反射 huawei technologies co., ltd

14、.huawei confidential page 17 otdr测量操作指导 测试波长（1310，1490，1550，1625，1650nm） 不同的测试波长导致损耗的差异： 1. 光纤损耗：13101490155016251650 2. 宏弯损耗：波长越长损耗越大 3. 接头插损：无一定规律 推荐测试波长：推荐测试波长：1310，1550 脉冲宽度 直接影响测试范围的大小，盲区的宽窄，事件的分辨。 短脉宽对应高分辩率 宽脉冲对应大动态范围 根据被测光纤长度选择脉冲宽度，尽量选用较短的脉冲。下表为手持式otdr推荐选择。 vs 被测光纤长度（km）12.55102550100200250 脉

15、冲宽度（ns）10205010050010002000400010000 huawei technologies co., ltd.huawei confidential page 18 otdr测量操作指导 测量范围测量范围 测量范围的设定原则为：大于被测光纤实际距离的1.5到2.0倍，以保证分析软件提供 一个曲线端点之后足够清洁的噪声区。 对于对于pon网络，光纤链路长度为网络，光纤链路长度为020km。 平均时间平均时间 为了减小噪声信号，otdr反复发送光脉冲、反复进行采样计算，将每一采样点反复 采样的数据进行求和并取平均值，以此对噪声信号进行抑制。 平均时间越长，otdr对噪声信号的

16、抑制性能越好，损耗测试的精度也就越高。 一般情况下，平均时间应在一般情况下，平均时间应在23min为好。为好。 huawei technologies co., ltd.huawei confidential page 19 otdr测量操作指导 过渡光纤过渡光纤 在测试光纤时，通常在otdr的光口和被测光纤的末端接入过渡光纤，来规 避近端的连接损耗，提高测试结果的准确性。推荐使用推荐使用3002000m的过渡的过渡 光纤光纤。 p发射光纤（推荐使用）发射光纤（推荐使用） n接入在otdr光口和被测光纤之间，避免盲区覆盖靠近被测光纤起始端的事 件测量。 p接受光纤（一般不用）接受光纤（一般不用

17、） n接在被测光纤的末端，避免菲涅尔反射导致的反射峰覆盖靠近光纤末端的事 件测量。 huawei technologies co., ltd.huawei confidential page 20 otdr测量操作指导 折射率折射率 l与被测光纤折射率实际值的偏差将影响otdr对被测光纤距离的测试精度。 l建议根据光纤厂家给的参数设置。 l可分段设置折射率。 折射率误差为折射率误差为0.001，测得的距离误差可达，测得的距离误差可达0.7m/km 后向散射系数后向散射系数 l与被测光纤背向散射实际值的偏差将影响otdr对被测光纤损耗的测试精度。 l根据光纤厂家给的参数设置。 l可分段设置折射率

18、。 建议设置为厂家给定的折射率和后向散建议设置为厂家给定的折射率和后向散 射系数，如果不清楚可选仪器的默认值射系数，如果不清楚可选仪器的默认值 huawei technologies co., ltd.huawei confidential page 21 测试曲线分析 0.2db 2db huawei technologies co., ltd.huawei confidential page 22 测试曲线分析 0102468 0 -2 -1 -3 -4 otdr trace km db 冷接点跳纤熔接点连接头光纤末端 huawei technologies co., ltd.huawei

19、 confidential page 23 测试曲线分析-单个光纤测试 正常曲线 光纤严重受损图形，此图有多个衰减事件， 严重影响光纤传输质量 huawei technologies co., ltd.huawei confidential page 24 测试曲线分析-宏弯 图中：红色无弯曲； 黑色绕圆珠笔三圈 宏弯处衰减 huawei technologies co., ltd.huawei confidential page 25 测试曲线分析-挤压 红色正常，黑色挤压 挤压处衰减 huawei technologies co., ltd.huawei confidential page

20、 26 测试用例分析-连接头端面污染 污染引起连接头反射增强， 信号功率损耗增大 红色污染，黑色正常 huawei technologies co., ltd.huawei confidential page 27 测试用例分析-连接头异常 2.5db 0.3db 正常连接头 异常连接头 连接头正常损耗为0.5db以下，图 中a处连接头损耗过大，为异常。 a b huawei technologies co., ltd.huawei confidential page 28 测试用例分析-鬼影 a a处为鬼影，位置一般为强反射事件距离的整数倍，且没有损耗。 l 2l huawei techno

21、logies co., ltd.huawei confidential page 29 otdr mts-6000 测试结测试结果分析操作果分析操作 设设置置说说明明 简简介介 按按键键和接口和接口说说明明 界面介界面介绍绍 文件操作文件操作 huawei technologies co., ltd.huawei confidential page 30 mts6000 简介 可采用可采用1310/1490/1550/1625nm波波长长 可集成可集成光功率光功率计计，故障定位，故障定位仪仪，光，光纤纤端端 面面检测检测器器等等 结结构构紧紧凑，集成度高凑，集成度高 可穿透分光器可穿透分光器测

22、测量量 最大最大动态动态范范围为围为50db（ （42db），盲区最小），盲区最小 0.8m huawei technologies co., ltd.huawei confidential page 31 按键和接口说明 麦克风麦克风 充电和工作指示灯充电和工作指示灯 7个个 菜单键菜单键 - 与上下文相关 方向键方向键(选择和确认选择和确认) 8.4“ 高清晰度高清晰度tft 彩色显示屏彩色显示屏 开关键开关键 “系统系统”键键 “文件文件”键键 “设置设置”键键 “结果结果”键键 “脚本脚本”键键 测试测试“开始开始/停止停止” 键键 测试正在进行指示灯测试正在进行指示灯 huawei

23、technologies co., ltd.huawei confidential page 32 按键和接口说明 rj-45 以太网口以太网口 - 远程控制 - ftp 传输 2 x usb 接口接口 -usb 存储器 -视频检测显微镜 - 鼠标, 键盘 ac 输入输入 otdr模块及测试端口模块及测试端口 锂电池锂电池 huawei technologies co., ltd.huawei confidential page 33 界面介绍 u“设设置置” ”界面界面 通通过过 进进行行 选择选择或或输输入相入相应值应值 huawei technologies co., ltd.huawe

24、i confidential page 34 界面介绍 轨轨迹区迹区事件区事件区 操作操作项项 页页眉（含参数信息）眉（含参数信息） u“测试测试” ”界面界面 huawei technologies co., ltd.huawei confidential page 35 界面介绍 u“文件文件” ”界面界面 huawei technologies co., ltd.huawei confidential page 36 设置说明 l第一步：选择功能第一步：选择功能 当otdr底色变为 黄色时功能被选中 按 进行 功能模块切换， 按中间的键进行 选中确认 显示软件版本信息和硬件 模块配置信息

25、 显示屏，语言，接口，打印 设置 查阅测试结果（即使未配 置模块，也可查看结果） 软件升级，远端显示，仪 器锁定等 pdf浏览器，可查看pdf文 件 huawei technologies co., ltd.huawei confidential page 37 设置说明 l第二步：系统设置（可跳过）第二步：系统设置（可跳过） 按下此键，所有值一起变 为出厂默认值 编辑数字或字母 退出到“功能选择”界面 huawei technologies co., ltd.huawei confidential page 38 设置说明 l第二步：测试参数设置第二步：测试参数设置（在任意界面按“设置”键，

26、即可进入测试参数设置） huawei technologies co., ltd.huawei confidential page 39 设置说明 l第二步：测试参数设置第二步：测试参数设置 1. 模式设置：手动，自动，故障定位。 手动模式，适用于对otdr 较为熟悉人员，测试结果 针对性强 自动模式，适用于对otdr 较为生疏人员，测试参数 仪器自动判断 故障定位模式，设置参数很少， 用来快速定位明显的故障位置 （默认会测试所有波长） huawei technologies co., ltd.huawei confidential page 40 设置说明 l第二步：测试参数设置第二步：测试

27、参数设置 2. 波长选择。有有业务业务光光时时需要需要选择选择1625nm的的测试测试光光 a. 无业务光时：选择1310，1550， 1310/1550，1550/1625 b. 有业务光或无法判断是否有业务光 时：选择1625 huawei technologies co., ltd.huawei confidential page 41 设置说明 l第二步：测试参数设置第二步：测试参数设置 3. 脉宽设置。3ns20us，脉宽设置越短，精度越高。一般pon网络中设置为100ns较好。 a. 当为纯光纤链路，下列值可以参考： b. 当链路中有分光器时，则要考虑分光器损耗。 huawei t

28、echnologies co., ltd.huawei confidential page 42 设置说明 l第二步：测试参数设置第二步：测试参数设置 4. 范围选择。选择某一个值后，otdr只在此范围测量。 huawei technologies co., ltd.huawei confidential page 43 设置说明 l第二步：测试参数设置第二步：测试参数设置 5. 采样时间设置。一般20s后就比 较稳定了。推荐选择20s或30s huawei technologies co., ltd.huawei confidential page 44 设置说明 l第二步：测试参数设置第二

29、步：测试参数设置 5. 折射率设置。 几种类型光纤折射率如下所示： 推荐设置精确的待测光纤的折射率（以厂家给定 的数值为准）。折射率折射率误误差差为为0.001， ，测测得的距离得的距离 误误差可达差可达0.7m/km huawei technologies co., ltd.huawei confidential page 45 设置说明 l第二步：测试参数设置第二步：测试参数设置 6. 其他设置。（次要设置） huawei technologies co., ltd.huawei confidential page 46 设置说明 l第三步：按第三步：按start/stop进行轨迹测试，测试后结果显示如下。进行轨迹测试，测试后结果显示如下。 huawei technologies co., ltd.huawei confidential page 47 测试结果分析操作 轨轨迹区迹区事件区事件区 页页眉（含参数信息）眉（含参数信息） 游游标标a a， ，b b的位置的位置 轨迹区和事件区之间的切 换 轨迹缩放或平移操作 活动光标的切换和光标位 置移动 轨迹自动缩放 可以手工设置事件的类型 三种轨迹显示方式，区域 比例有所变化 主要用