光纤测试与故障排除

光纤测试与故障排除第一页，共六十二页，2022年，8月28日议程光纤损耗机制光纤测试标准光纤链路损耗测试方法光损耗测试仪（OLTS)光时域反射仪(OTDR)光纤链路测试故障分析光纤连接器清洁第二页，共六十二页，2022年，8月28日date/time光纤测试标准第三页，共六十二页，2022年，8月28日内部损耗:光在沿光纤传输过程中随着距离的增大,光功率的输出会发生减少吸收(Absorption)：光纤制造过程中产生的杂质如HO原子会吸收部分光信号散射(Scattering)：光纤制造过程中产生的杂质光纤本身损耗第四页，共六十二页，2022年，8月28日宏弯曲微弯曲光纤弯曲损耗第五页，共六十二页，2022年，8月28日光纤连接器耦合损耗耦合器衰减：0.75dB连接器衰减：0.3dB机械拼接衰减：0.3dB第六页，共六十二页，2022年，8月28日光纤连接器污染损耗(2)表面液体污染(3)表面固体污染(1)理想状态第七页，共六十二页，2022年，8月28日date/time光纤测试标准第八页，共六十二页，2022年，8月28日光缆链路的测试标准光纤元器件标准与应用无关的安装光缆的标准基于电缆长度，适配器以及接合的可变标准例如：TIA/EIA-568-B.3,ISO11801,EN50173LAN应用标准特定应用的标准每种应用的测试标准是固定的例如：10BASE-FL，TokenRing，100BASE-FX,1000BASE-SX，1000BASE-LX，ATM，FiberChannel第九页，共六十二页，2022年，8月28日光缆链路测试对于光缆测试，有两种情况：水平光缆从设备间到工作区的光缆最大长度:90mANSI/EIA/TIA568B.1标准的要求:“需要在一个波长……一个方向进行测试”主干光缆设备间到设备间的光缆ANSI/EIA/TIA568B.1标准的要求：“需要在一个方向和两个波长上进行测试”第十页，共六十二页，2022年，8月28日

光缆链路测试指标插入损耗(dB)值越小越好回波损耗(dB)值越大越好长度(m)测试结果通过/失败第十一页，共六十二页，2022年，8月28日IEEE以太网技术标准1000BASE-SX10GBASE-SR40GBASE-SR4100GBASE-SR10OM12.60dB2.5dBNotspecifiedNotspecifiedOM23.56dB2.3dBNotspecifiedNotspecifiedOM33.56dB2.6dB1.9dB1.9dBOM4NotspecifiedNotspecified1.9dB1.9dB第十二页，共六十二页，2022年，8月28日ISO/IEC11801光纤信道标准信道衰减

(dB)信道长度MultimodeSinglemode

850nm1300nm1310nm1550nmOF-3002.551.951.801.80OF-5003.252.252.002.00OF-20008.504.503.503.50第十三页，共六十二页，2022年，8月28日光纤测试等级2004年2月TIA批准TIATSB140标准，定义了两个级别的光缆测试：Tier1：光纤损耗测试设备(OLTS)兼容

TIA-526-14A及

TIA-526-7使用光损耗测试仪(OLTS)或VFL验证极性Tier2：Tier1再加上OTDR曲线

证明光缆的安装没有造成性能下降的事件(例如弯曲，连接头，熔接)第十四页，共六十二页，2022年，8月28日光纤测试方法EIA/TIA-526-14A(IEC61280-4-1)采用光纤损耗测试仪器(OLTS)显示光纤是否满足光纤设备功率预算适用于多模光纤测试包括三种方法MethodAMethodBMethodC

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

采用光纤损耗测试仪器(OLTS)和光时域反射仪(OTDR)显示光纤是否满足光纤设备功率预算显示光纤故障的准确位置(OTDR)适用于单模光纤测试包括两种方法光纤损耗测试仪器(OLTS，3种模式)光时域反射仪(OTDR)第十五页，共六十二页，2022年，8月28日光纤测试方法ISO14763-3于2006年5月批准,测试方法提供更可靠，更准确、可重复三根基准(Reference)跳线,链路或信道中允许不同类型的连接器建议使用卷轴,优化光源模式测试前确定耦合功率比(CoupledPowerRatio)，以保证光源稳定可靠采用更严格的基准(Reference)跳线，衰减最大(0.3dB)测试前确定模式功率分布(MPD)确保测试的可靠性，可重复性第十六页，共六十二页，2022年，8月28日耦合功率比（CoupledPowerRatio,CPR）为了了解光源的功率发射(ModalLaunchCondition)情况，多模光纤测试前，首先进行CPR测试定义:光纤信号进入多模光纤和单模光纤耦合功率的比值，用来衡量多模光纤中不同模式光信号功率的分布(ModalDistribution),数值越小越好光源一端采用大约2米长的同规格的MMF跳线功率计(powermeter)一端采用大约2米长的SMF跳线光源功率计光源功率计发射跳线,多模发射跳线,多模CPR跳线,单模第十七页，共六十二页，2022年，8月28日测试所得的CPR值与表格1极限值比较.如果CPR不符合表格1所规定的极限值，在发射跳线（launchcord）端增加一个卷轴(mandrel).在卷轴上绕一圈，重复前面CPR测试步骤如果CPR仍然很高,在卷轴上绕一圈，重复前面CPR测试步骤如果CPR无法符合表格1的极限值,或者没有卷轴，放弃使用该光源（lightsource).CPR测试方法表格1:CPR极限值工作波长CPR@50/125muCPR@62.5/125mu850nm20,5dB±0,5dB25,5dB±0,5dB1300nm16,5dB±0,5dB21,5dB±0,5dB发射跳线,多模CPR跳线,单模参考耦合器标准连接器（Standardconnector）基准连接器（Referenceconnector）第十八页，共六十二页，2022年，8月28日date/time光损耗测试仪器(OLTS)第十九页，共六十二页，2022年，8月28日光功率计算光网络设备预估损耗计算:设备动态损耗范围=发送端功率–接收端功率工作波长(nm)850光缆类型多模接收端接收功率(dBm@_BER)-31平均发射功率(dBm)-16动态范围15推荐余量值(dB)3光缆最大可接受损耗(dB)122023/1/1820第二十页，共六十二页，2022年，8月28日光纤损耗极限值耦合器衰减=0.75dB熔接/机械拼接衰减=

0.3dB说明:OM1,OM2和OM3光缆在850nm/km和1300nm/km波长时的衰减值相同光纤类型波长(nm)最大衰减(dB/km)50/125µm8503.513001.562.5/125µm8503.513001.5室内用单模13101.015501.0室外用单模13100.515500.5第二十一页，共六十二页，2022年，8月28日链路损耗预估计算例如:s设备设备连接器连接器2Km(OM3)s步骤1：计算不同工作波长下光缆本身的损耗光缆长度(Km)22光缆类型OM3OM3工作波长(nm)8501300衰减(dB/Km)3.51.5总光缆损耗(dB)732023/1/1822第二十二页，共六十二页，2022年，8月28日例如:链路损耗预估计算s设备设备连接器连接器2Km(OM3)s步骤2：连接损耗计算连接器数量2总连接器损耗2x0.75=1.5dB熔接点数量2总熔接损耗2x0.3=0.6dB连接器最大允许损耗为0.75dB;熔接点最大允许损耗为0.3dB。2023/1/1823第二十三页，共六十二页，2022年，8月28日例如:链路损耗预估计算s设备设备连接器连接器2Km(OM3)s步骤3：计算整个光缆链路损耗极限值。光缆信道链路损耗=光缆本身损耗+连接器损耗+端接损耗

总链路损耗@850nm=7+1.5+0.6=9.1dB

总链路损耗@1300nm=3+1.5+0.6=6.1dB

1/18/202324第二十四页，共六十二页，2022年，8月28日

例如:动态损耗=15dB总链路损耗=9.1dB@850nm链路余量=5.9dB@850nm如果总链路损耗加上链路安全余量小于设备的动态损耗值，那么这个链路是合格的。一般来说,链路损耗余量应该远远高于3dB，这样可以用来抵消光缆长时间使用过程中的自然损耗。s设备设备连接器连接器2Km(OM3)s链路损耗预估计算1/18/202325第二十五页，共六十二页，2022年，8月28日光纤损耗极限值耦合器衰减=0.75dB熔接/机械拼接衰减=0.3dB说明:OM1,OM2和OM3光缆在850nm/km和1300nm/km波长时的衰减值相同光纤类型波长(nm)最大衰减(dB/km)50/125µm8503.513001.562.5/125µm8503.513001.5室内用单模13101.015501.0室外用单模13100.515500.5第二十六页，共六十二页，2022年，8月28日光纤链路损耗极限值的计算

光功率计

光源光缆拼接损耗跳线的损耗相对来说几乎为零光缆损耗连接器耦合损耗光缆损耗连接器耦合损耗跳线的损耗相对来说几乎为零光纤链路损耗极限值=光缆损耗(3.5*0.5=1.75)+连接器耦合损耗(0.75*2=1.5)+拼接损耗(0.3)=3.55dB500m第二十七页，共六十二页，2022年，8月28日多模光纤跳线卷轴(Mandrel)LED光源发出的光信号中的高次模信号容易发散到涂覆层并且容易受到宏弯曲的影响卷轴能够优化和稳定光源信号,过滤高次模信号的数量,保证测试的一致性和可重复性TIA及IEC要求测试多模光纤如光源为LED时在光源发射一端采用卷轴无重叠缠绕５圈卷轴直径大小取决于光纤纤芯直径和外部护套直径零次模反射高次模低次模LED涂敷层纤芯第二十八页，共六十二页，2022年，8月28日光纤跳线卷轴的应用光纤尺寸光纤标准卷轴缠绕圈数250µm光纤护套卷轴直径3mm光纤护套卷轴直径LD或VESEL光源LED光源采用卷轴的LED光源第二十九页，共六十二页，2022年，8月28日光纤测试方法A适用于室外远距离光纤测试,光纤链路的损耗主要取决于光纤本身的损耗方法A用来测试长距离的光纤,测试结果包含两根基准(Reference)跳线和一个适配器方法A设置基准(Reference)值方法一功率计光源基准跳线1基准跳线2卷轴第三十页，共六十二页，2022年，8月28日光纤测试方法A方法A测试结果包括待测试的光纤和一个耦合器的衰减由于长距离光纤衰减主要由光纤决定的,耦合器的衰减可以忽略方法A测试光纤链路(蓝色表示实际测试结果)功率计光源基准跳线1光纤设施基准跳线2卷轴第三十一页，共六十二页，2022年，8月28日适用于室内短距离光纤测试,光纤链路的损耗主要取决于光纤连接器的损耗方法B基准(Reference)设置采用一根基准(Reference)跳线方法B设置基准(Reference)值光纤测试方法B功率计光源方法二基准跳线1卷轴LED光源需采用卷轴第三十二页，共六十二页，2022年，8月28日方法B测试结果包括待测试的光纤和一段跳线衰减室内光纤的衰减主要取决于连接器的衰减,由于光纤跳线长度非常短,跳线衰减可以忽略增加的跳线长度尽可能短光纤测试方法B方法B测试光纤链路(蓝色表示实际测试结果)功率计光源基准跳线1光纤设施跳线2卷轴LED光源需采用卷轴第三十三页，共六十二页，2022年，8月28日光纤测试方法B的缺点1.当从参考设置转换到测试设置时,需要将测试仪一端的光纤连接断开,注意这时千万不要断开输出(Output)或光源一端,如果断开该连接,原来设置的基准值(Reference)就丢失了，需重新设置基准值2.尽管从测试仪输入(Input)端断开连接,仍然需要特别小心,避免连接器拔出受到污染或检测器受到损坏.3.对于发送(Tx)和接收(Rx)在同一端的双工小型(SFF)光纤连接器,不得不从输出(Output)或光源端断开连接,从而违反了正确的基准值(Reference)和测试步骤.4.使用方法B要求测试仪器的连接器类型必须和待测试光纤的连接器类型相同.第三十四页，共六十二页，2022年，8月28日改进的测试方法B基准(Reference)设置采用两根基准(Reference)跳线和一个测试适配器改进的光纤测试方法B方法二功率计光源基准跳线1基准跳线2卷轴第三十五页，共六十二页，2022年，8月28日设置完基准值之后，把跳线从适配器上断开，增加一段经过测试合格的短跳线由于跳线长度相对较短，长度可以忽略不计增加的短跳线长度尽可能短改进的光纤测试方法B改进的方法B测试光纤链路(蓝色表示实际测试结果)LED光源需采用卷轴功率计光源基准跳线1光纤设施基准跳线2卷轴短跳线第三十六页，共六十二页，2022年，8月28日光纤测试方法C方法C测试适用于测试试光纤本身损耗方法C基准(Reference)设置采用三根基准(Reference)跳线和两个连接适配器中间的基准跳线尽可能短方法C设置基准(Reference)值功率计光源基准跳线1基准跳线3基准跳线2卷轴LED光源需采用卷轴第三十七页，共六十二页，2022年，8月28日光纤测试方法C跳线长度非常短,可以忽略不计方法A测试光纤链路(蓝色表示实际测试结果)功率计光源基准跳线1光纤设施基准跳线2卷轴LED光源需采用卷轴第三十八页，共六十二页，2022年，8月28日date/time光时域反射仪(OTDR)第三十九页，共六十二页，2022年，8月28日OTDR技术Rayleigh散射Fresnel反射第四十页，共六十二页，2022年，8月28日Rayleigh散射第四十一页，共六十二页，2022年，8月28日这一部分是光缆，表示的是逆向散射的结果Rayleigh散射第四十二页，共六十二页，2022年，8月28日耦合损耗

空隙造成传输中的光缆损耗Fresnel反射当光在不同密度的介质中传输时产生的（例如光缆链路中遇有空隙——空气）。最高可有8%的光会向光源的方向反射。其余的继续传输。Fresnel反射第四十三页，共六十二页，2022年，8月28日这一部分是光缆间的连接，表示的是Fresnel反射的结果

Fresnel反射第四十四页，共六十二页，2022年，8月28日OTDR工作原理第四十五页，共六十二页，2022年，8月28日OTDR事件列表(EventTable)光传输过程中遇到的异常情况(如连接器或拼接)导致的信号反射称为“事件”。显示所有事件的位置显示事件性质：末端，反射，损耗，幻影及其他事件显示每个事件的状态其他详细的事件信息第四十六页，共六十二页，2022年，8月28日典型的OTDR事件非连接损耗斜率代表光缆固有衰减一般机械连接同时存在反射和损耗事件熔接/弯曲（信号不发生反射）机械拼接/破裂/光缆末端（信号发生反射）光纤不匹配光纤端面反射第四十七页，共六十二页，2022年，8月28日不同类型的光纤熔接OTDR事件同种类型的光纤，反向散射系数相同，OTDR显示真实的拼接损耗高衰减的光纤拼接到低衰减的光纤上，反向散射系数相同，OTDR显示的拼接损耗高于实际损耗低衰减的光纤拼接到高衰减的光纤上，反向散射系数相同，OTDR显示的拼接损耗低于实际损耗（增益）第四十八页，共六十二页，2022年，8月28日OTDR-盲区(DeadZone)光纤信号在OTDR自身连接器上发生强烈反射,产生信号过载（饱和峰值），一旦产生信号过载，光电二极管需要一定的长度/时间回复，这段区域称为盲区。盲区分为事件盲区(EDZ)和衰减盲区(ADZ),解决办法：在发射端采用发射线缆(Launchcable)，在接收端采用接收线缆(TailCable)。多模光纤一般100m，单模光纤一般130米第四十九页，共六十二页，2022年，8月28日衰减盲区(ADZ)衰减盲区表示反射事件之后，能够测试一个非反射事件，例如一个熔接点的最小距离。衰减盲区取决于脉冲宽度，脉宽越宽,盲区越大,反之则越小第五十页，共六十二页，2022年，8月28日事件盲区(EDZ)事件盲区是两个连续的反射事件仍然可以被区分的最小距离。事件盲区取决于脉冲宽度，可以通过采用更小的脉冲宽度来减小事件盲区。第五十一页，共六十二页，2022年，8月28日采用发射线缆的OTDR图形光标发射光缆发射光缆末端第五十二页，共六十二页，2022年，8月28日OTDR-幻影（ghost）连接器反射幻影:当测试非常短的光纤连路，光信号传输到远端连接器后发生多重反射,看起来像是另外一个发射源继续发射信号初始发射脉冲幻影现象发生在第一个连接器反射的2倍距离处幻影区域反射强度逐渐减少幻影区域没有损耗第五十三页，共六十二页，2022年，8月28日光缆末端OTDR图形光缆末端第五十四页，共六十二页，2022年，8月28日date/time光纤链路测试故障分析第五十五页，共六十二页，2022年，8月28日OLTS(光损耗测量仪)VFL（可视故障定位仪）TorchLight(手电筒)光纤测试故障排查设备光纤观测仪视频显微镜OTDR第五十六页，共六十二页，2022年，8月28日光纤链路测试故障分析光纤链路测试结果失败，即超过链路极限损耗值光纤连接器受污染,损坏,没有完全对准.清洁检查所有的连接器端面采用VFL能够发现光纤链路的通断.

采用OTDR能够准确定位故障位置跳线或光纤发生扭结或者严重的弯曲光线/跳线断裂，采用VFL能够发现问题连接器或拼接/熔接数量与实际数量不符测试设置中光纤类型选择错误.

基准值设置错误.多模光纤卷轴尺寸错误,直径小的卷轴容易产生急剧的弯曲，造成损耗跳线与光纤跳线类型不匹配.采用O