OTDR培训专业知识讲座

光时域反射仪培训深圳市易商仪器有限公司10October2023第1页原理篇一、基本术语二、性能参数三、常见问题第2页一、基本术语OTDR;背向散射；非反射事件；光纤末端第3页一、基本术语－OTDROTDR（OTDR英文全称是OpticalTimeDomainReflectometer

）测量原理：OTDR利用其激光光源向被测光纤发送一光脉冲，光脉冲在光纤本身及各特性点上会有光信号反射回OTDR。反射回光信号又通过一种定向耦合器耦合到OTDR接收器，并在这里转换成电信号，最后在显示屏上显示出成果曲线。第4页一、基本术语－OTDROTDR用途：

测距离：可测量光纤长度、故障点详细位置；

测损耗：可测量光纤损耗、连接损耗；

测衰减：可测量光纤两点间衰减值(衰减系数)；

测反射：可测量光纤、连接器等点反射（或回损）值大小。第5页OTDR应用：光纤施工安装中可用来确认光纤各熔接头和活动接头点连接损耗；光纤是否存在由于微弯或外力作用而产生损耗；整条光纤链路所有损耗是否在要求指标内。光纤维护中可使用OTDR对光纤链路做周期性测试，来确诊光纤链路是否产生劣化；假如发生光纤故障，可用于确定光纤故障点位置。一、基本术语－OTDR第6页一、基本术语－背向散射背向散射定义：是由于光纤瑞利散射现象而引发部分光信号返回OTDR现象。瑞利散射是由于光纤纤芯中折射率不一样而引发，散射会存在于整条光纤内。瑞利散射将光信号散射向四周八方，我们把其中沿光纤原链路返回OTDR散射光称为背向散射光。如下列图：第7页一、基本术语－背向散射OTDR正是利用其接收到背向散射光强度变化来反应被测光纤上各事件损耗大小及事件点位置。入射光线纤芯散射光背向散射光第8页一、基本术语－非反射事件非反射事件：光纤熔接和弯折可造成光功率衰减，但没有反射现象。它们在OTDR上有相同显示成果。将只有光功率衰减没有反射现象事件称为非反射事件。第9页一、基本术语－非反射事件非反射事件在OTDR测试成果曲线上，以背向散射电平上附加一突然下降台阶形式体现出来。那么在竖轴上变化即为该事件损耗大小。

熔接弯曲活动连接机械接头光纤尾端断裂非反射事件第10页一、基本术语－反射事件反射事件活动连接器、机械接头和光纤中断裂点都会引发光损耗和反射，它们在OTDR上有相同显示成果。我们把这种事件称之为反射事件。如下列图：第11页一、基本术语－反射事件熔接弯曲活动连接机械接头光纤尾端断裂反射事件损耗大小同样是由背向散射电平值变化量来决定。反射值（一般以回波损耗形式表达）是由背向散射上反射峰幅度所决定。（如图）反射事件第12页一、基本术语－光纤末端光纤末端一般有两种情况：.假如光纤末端是平整端面或在末端接有活动连接器（平整、抛光），在光纤末端就会存在反射率为4％菲湿尔反射。（如图）熔接弯曲活动连接机械接头光纤尾端断裂第13页一、基本术语－光纤末端.假如光纤末端是破裂端面，由于末端端面不规则性会使光线漫反射而使原路返回能量大大减小。第14页反射式光纤末端一、基本术语－光纤末端垂直切割端面或新连接器非反射式光纤末端无规则光纤末端第15页二、性能参数1.动态范围2.盲区3.距离精确度第16页二、性能参数——动态范围（1）定义：我们把初始背向散射电平与噪声底电平dB差值定义为动态范围。第17页（2）意义：

动态范围大小决定仪器可测量光纤最大长度。假如OTDR动态范围不够大，在测量远距离背向散射信号时，就会被噪声淹没，对于接头、弯曲等小特性点将不能观测到。因此大动态范围可提升远端小信号辨别率。二、性能参数——动态范围动态范围是衡量仪表性能主要指标第18页大、小动态范围差异0km50km200km小动态范围130km大动态范围二、性能参数——动态范围第19页二、性能参数——动态范围A.峰－峰值（又称峰值动态范围）B.信噪比（SNR）＝1（3）表达办法：第20页二、性能参数——动态范围A.峰－峰值（简称峰值）动态范围是一种传统、比较故意义指标，它取背向散射电平初始点电平值与噪声电平峰值电平之差为峰值动态范围。B.SNR＝1动态范围它取背向散射电平初始点电平值与噪声电平均方根值之差为信噪比等于1时动态范围。第21页背向散射电平初始值噪声电平（峰值）

噪声电平（均方根值）动态范围（峰值）动态范围（S／N＝1）1.8dB二、性能参数——动态范围第22页二、性能参数——动态范围（4）两种动态范围表达办法差异：峰值比SNR＝1动态范围小2.0dB左右。当我们比较两块仪表动态范围时，应在相同条件下进行比较，或把SNR＝1动态范围减去1.8dB再行比较；没有特殊指明时，仪表给出动态范围大多是SNR＝1时动态范围；第23页初始背向散射电平与一定测量精度下可识别事件点电平最大衰减差值被定义为测量范围。（图形表达如下列图）二、性能参数——动态范围测量范围与动态范围关系第24页背向散射电平初始值噪声电平（峰值）噪声电平（均方根值）动态范围（峰值）动态范围（S／N＝1）1.8dB测量范围二、性能参数——动态范围第25页二、性能参数——动态范围最大测试距离刻度：把仪表给出最大距离刻度理解为可测光纤最大距离是一种常见错误；最长测量距离可由动态范围和被测光纤衰减所决定。当背向散射电平低于OTDR噪声电平时，背向散射信号成了不可见信号，在此之外距离刻度上只能显示噪声。第26页二、性能参数——盲区盲区是决定OTDR测量精细程度主要指标：1.定义：我们将由活动连接器和机械接头等特性点产生反射（菲涅尔反射）后引发OTDR接收端饱合而带来一系列“盲点”称为盲区。第27页二、性能参数——盲区2.盲区意义

盲区决定了两个可测特性点接近程度，盲区有时也被称为OTDR两点辨别率。

对OTDR来说，盲区越小越好。第28页二、性能参数——盲区3.盲区和动态范围间关系

动态范围决定OTDR可测光纤距离；

盲区决定OTDR测量精确程度。

盲区决定OTDR横轴上事件情况；

动态范围决定OTDR纵轴上事件情况；

盲区比较：应在条件（脉冲、反射损耗）相同步进行比较。第29页二、性能参数——盲区脉宽对动态范围影响：在脉冲幅度相同条件下，脉冲宽度越大，脉冲能量就越大，此时OTDR动态范围也越大。仪表给出动态范围是在最大脉宽时指标。脉宽对盲区影响：脉冲宽度越宽，盲区就会越大；较窄脉冲会有较小盲区，使我们对光纤中部两个相接近机械接头能辨别出来，而大脉冲将不能显示出来。仪表给出盲区是指最小脉宽时指标。第30页

对于两个非常接近事件,当采取窄、宽脉冲测试时有如下不一样曲线。二、性能参数——盲区第31页脉冲宽度选择：如需对接近OTDR附近光纤和紧邻事件进行观测时可选择窄脉冲，方便于辨别事件，提升清楚度；如需对光纤远端进行观测时，可选择宽脉冲，以提升仪表动态范围，观测更长距离。二、性能参数——盲区第32页二、性能参数——盲区平均时间对动态范围影响：OTDR测试曲线是将每次输出脉冲后反射信号采样，把数次采样平均处理以消除某些随机事件，平均时间越长，噪声电平越接近最小值，动态范围就越大。OTDR动态范围是按贝尔实验室TRTSY－000196中定义平均时间为3分钟时指标。（厂家建议平均时间大于30秒）平均时间越长，测试精度越高，但达到一定程度时精度不再提高。第33页10秒后3分钟后二、性能参数——盲区第34页二、性能参数——盲区反射对盲区影响：OTDR是利用光纤对光信号反射来观测沿光纤分布光纤质量。较大反射峰（光纤端面），产生盲区也越大（接收器恢复时间较长）。第35页二、性能参数——距离精度距离精度是指测试距离时仪表精确度；（又叫一点辨别率）OTDR距离精度与仪表采样间隔、时钟精度、光纤折射率、光缆成缆原因和仪表测试误差有关。第36页二、性能参数——距离精度采样间隔影响：OTDR对反射信号按一定期间间隔进行采样（其过程为A／D转换），然后再将这些分离采样点连接起来形成最后显示测量曲线（反射曲线）。采样点数量是有限，故仪表精度也是有限。采样间隔越小，仪表测试精度就越高，由于采样点偏差而带来测量误差就越小。（如图）第37页×××××××××××××△抽样时基精确性×××××××××××××仪表上看到曲线仪表实际曲线为分离点抽样距离造成误差二、性能参数——距离精度第38页MT9083采样点数：迅速辨别率为5001,高辨别率为25000。采样间隔＝测量距离采样点数二、性能参数——距离精度第39页二、性能参数——小结动态范围表达仪表能测多远光纤；表达仪表能测多小特性；随脉冲宽度增大而增大。

盲区（或两点辨别率）分事件盲区和衰减盲区；表达两个事件距离多近；随脉冲宽度减小而减小。距离精度（又叫一点辨别率）表达仪表测试距离精度；随采样点数增加而提升；与折射率设置有关；与光缆成缆原因有关；与仪表测试误差有关。

第40页光纤类型不匹配增益现象用接入光纤来消除盲区第一种连接器测量鬼点（幻峰）三、常见问题第41页三、常见问题——类型不匹配光纤类型不匹配是指OTDR测试输出光纤与被测光纤芯径不一样，此时在连接器处出现类型不匹配。（如图）此时光纤测试将出现竖轴测试不精确（即光纤损耗和衰减），但横轴测量精确。第42页三、常见问题——类型不匹配位置信息正确衰耗和衰减不正确第43页三、常见问题——类型不匹配产生原因：这是由于当光从芯径小光纤入射到较大芯径光纤时，大芯径光纤不能被入射光线完全充满，于是在损耗参数上引发了测试误差。第44页增益现象主要产生在光纤熔接接头处。增益现象又叫伪增益。伪增益定义：我们把接头背面光反射电平高于接头前面光反射电平现象称为增益现象（或叫伪增益如图）。三、常见问题——增益现象第45页熔接弯曲活动连接机械接头光纤尾端断裂AB增益B光纤背向散射系数大于A光纤三、常见问题——增益现象第46页伪增益产生原因：OTDR测试是通过比较接头前后背向散射电平值来对接头损耗进行测试，一般情况下，接头上损耗会使接头后背向散射电平不大于接头前电平。当接头损耗非常小、且接头背面光纤背向散射系数较高时（对于同样光强，反射系数大引发较大背向反射），接头背面背向散射电平就也许大于接头前背向散射电平，抵消了接头损耗。三、常见问题——增益现象第47页

最直接原因是：由于接头后光纤反射系数大于接头前光纤反射系数。（B段光纤反射系数大于A段光纤反射系数）三、常见问题——增益现象出现伪增益说明什么？1．说明接续点之后光纤比接头之前光纤反射系数大；2．说明接续点接续损耗较小；接续效果较好。第48页三、常见问题——增益现象测试时如何克服其影响呢？伪增益并不是真正增益，假如此时对光纤接续进行测试时可采取双向测试办法测量，并求两次平均值作为接头连接损耗。在接续损耗测试时出现增益现象说明接续损耗非常小。第49页

消除盲区办法：OTDR前面板上活动连接器产生反射（菲涅尔反射）对OTDR测量影响最大，为了更加好地对光纤始端进行测量，我们用接入光纤来消除盲区。三、常见问题——消除盲区第50页对接入光纤要求：

接入光纤长度必须大于OTDR衰减盲区。三、常见问题——消除盲区第51页接入光纤被测光纤熔接光接收机恢复期被测光纤起始点三、常见问题——消除盲区第52页利用一种外部用活动连接器连接引入光纤，插入到第一种活动连接器与OTDR输出面板之间，能帮助测得第一种活动连接器插入损耗和反射系数。三、常见问题——活动连接器测量第53页接入光纤被测光纤活动连接器反射插入衰耗引入被测光纤盲区三、常见问题——活动连接器测量第54页鬼点：是指在光纤末端之后出现光反射峰。形成原因：是由于光在光纤中数次反射而引发。三、常见问题——鬼点入射光信号达到光纤末端后，由于末端反射，一部分反射光沿逆方向向入射端传输，达到入射端后，由于入射端面反射较大，又有部分光线再次进入光纤，第二次达到光纤末端而形成鬼点。第55页鬼点判定：已知光纤长度，超出长度后而形成反射峰即为鬼点；鬼点距离始端距离正好等于光纤尾端到始端距离两倍；鬼点容易出目前短距离测量时。三、常见问题——鬼点第56页消除鬼点办法：减小反射：包括始、终端反射。主要办法：A.把入射和反射端端面处理洁净、平整，符合测试要求；B.把光纤末端放入光纤匹配液中；C.把光纤末端打一小直径结也可达成减小反射目标。三、常见问题——鬼点第57页1． 开机；2． 在顶层菜单选择OTDR（故障定位）模式并确认；3.将被测光纤连接到对应测量接口；4． 假如连接检查功能处于启动状态，OTDR将自动进行连接检查，假如连接检查成果是正常，按“开始”键或F1（继续）键进行测量。假如连接检查功能是关闭，则5． 出现测量参数设置，然后自动进入测试进程画面；6． 出现概述画面后测量完成，画面上出现测试成果概览和详细事件表；7． 按F6(观测轨迹)切换到轨迹画面并对轨迹进行分析；8． 继续测量请连接下一条被测光纤并按“开始”键。故障定位测量步骤第58页光纤总长度测量步骤：1.选择“从原点显示”；2.将标识A设置在测试光纤盒(脉冲干扰抑制器，假如使用)末端，或设置在0.0000km处；3.选择“从点A显示”；4.使用“向右”和“向上”箭头键沿水平和垂直方向调整标识A附近界面，从而更精确地设置标识点；6.使用“旋钮”将标识A设置在背向散射直线部分接近反射或非反射事件(左侧)；7.将标识B设置在光纤末端；8.选择“从B点显示”；9.使用“向右”和“向上”箭头键沿水平和垂直方向调整标识B附近界面，从而更精确地设置标识点；10.使用“旋钮”将标识B设置在背向散射直线部分接近反射或非反射事件(左边)；11.在标识距离信息显示区域读取光纤长度，即A->B距离；光纤总长度测量

第59页已知点到断点距离测量步骤：1.选择“从原点显示”；2.将标识B设置在光纤断点处；3.选择“从B点显示”；4.使用“向右”和“向上”箭头键沿水平和垂直方向调整标识B附近界面，从而更精确地设置标识点；5.使用“旋钮”将标识B设置在背向散射直线部分接近光纤断点(左侧)；6.选择“从原点显示”；7.将标识A设置在光纤已知点处；8.选择“从A点显示”；9.使用“向右”和“向上”箭头键沿水平和垂直方向调整标识A附近界面，从而更精确地设置标识点；10.使用“旋钮”将标识A设置在背向散射直线部分接近光纤断点(左侧)；11.在标识距离信息显示区域读取从已知点到断点距离，即A->B距离。光纤段长度测量第60页两点间损耗测量通过计算标识A与标识B两点间dB差值取得。一般，标识A(Y轴)值要大于标识B(Y轴)值,损耗测量成果应显示为正值。不然，损耗值为负数，称为“增益”。测试步骤：1.选择“从原点显示”；2.将标识B设置在光纤末端；3.选择“从B点显示”；4.沿水平和垂直方向放大界面，从而更精确地设置标识点；5.将标识B设置在光纤末端反射事件起始点；6.选择“从原点显示”；7.将标识A设置在光纤起始段漫反射事件（假如存在）尾部；8.选择“从点A显示”；9.沿水平和垂直方向放大界面，从而更精确地设置标识点；10.将标识A移至漫反射尾部末端；11.设置“损耗模式”为“两点间损耗”；12.两点间损耗值读数将显示在“损耗模式、测量值和反射系数”区域。两点间损耗测量第61页平均损耗测量通过计算标识A与标识B两点间dB(Y轴)差值，并将其与两点间距离相除取得。当标识A(Y轴)值大于标识B(Y轴)值时,测量成果显示为正值：损耗/距离(dB/km)=测试步骤：1.选择“从原点显示”；2.将标识B设置在光纤末端；3.选择“从B点显示”；4.沿水平和垂直方向放大界面，从而更精确地设置标识点;5.将标识B设置在光纤末端反射事件起始点；6.选择“从原点显示”；7.将标识A设置在光纤起始段漫反射事件（假如存在）尾部；8.选择“从点A显示”；9.沿水平和垂直方向放大界面，从而更精确地设置标识点；10.将标识A移至漫反射尾部末端；11.设置“损耗模式”为“dB/km损耗”；12.平均损耗值读数将显示在“损耗模式、测量值和反射系数”区域。平均损耗测量第62页

接续损耗模式用于由光纤光缆上连接器、接续点和耦合器引发光功率损耗测量。

测试步骤：

1.选择“从原点显示”；2.将标识A设置在待测接续损耗事件起始点附近；3.选择“从A点显示”；4.沿水平和垂直方向放大界面更精确地将标识A设置在待测接续损耗事件起始点处；5.设置“损耗模式”为“接续损耗”。；6.假如LSA间隔设置恰当，各间隔点位置应与下列图所示类似,假如是这样设置，请进入步骤8；假如是这样设置，请进入步骤8；调整LSA间隔使各间隔点都位于背向散射轨迹线性部分。详见6-9页“接续损耗模式LSA间隔调整”；接续损耗值读数将显示在“损耗模式、测量值和反射系数”区域，如上图所示。接续损耗模式LSA间隔调整对于某些事件点，顾客也许需要调整LSA间隔（含糊标识）来取得较好事件接续损耗测量值，尤其是当间隔点落入实际损耗事件区域或者分布呈“膝状”时(见下列图)；接续损耗测量第63页接续损耗测量7. 调整LSA间隔使各间隔点都位于背向散射轨迹线性部分。详见下一节“接续损耗模式LSA间隔调整”；8. 接续损耗值将显示在“损耗模式、测量值和反射系数”区域。第64页

对于某些事件点，顾客也许需要调整LSA间隔（含糊标识）来取得较好事件接续损耗测量值，尤其是当间隔点落入实际损耗事件区域或者分布呈“膝状”时(见下列图)；LSA间隔调整

第65页测试步骤：1.设置“损耗模式”为“接续损耗”；2.移动标识A至待测事件起始点(见上图)；3.按下“从…显示”(f5)，设置为“从A点显示”；4.使用“向右”和“向上”箭头键放大标识A附近轨迹；5.使用旋钮将标识A精确设置在接续事件起始点处；6.按下“更多>>(f6)”,然后按下“标识(f5)”，显示标识软键；7.按下“关闭LSA移动”(f2)。软键图标变为“启动LSA移动”并且左侧LSA间隔左侧标识颜色从黑色变为红色；8.按下“旋钮”两次，将右侧LSA间隔左侧标识颜色从黑色变为红色，然后顺时针方向旋转“旋钮”直到标识“X”中心位于事件右侧背向散射轨迹线性部分。LSA间隔调整第66页最小均方根近似法(LSA)测量两点损耗是基于目前标识位置使用LSA法计算出最佳Y轴交叉点值。标识A右侧和标识B左侧间隔将用于计算交叉点值。顾客能够选择LSA间隔长度，其缺省值大约是400米。间隔两端显示为标识“X”，如下列图所示。当轨迹曲线中有过多噪声时,LSA(最小均方根近似法)十分有用。左侧间隔与标识A有关，右侧间隔与标识B有关。左侧间隔默认位置是紧靠标识A右侧，右侧间隔默认位置是紧靠标识B左侧。两点间LSA测量第67页测量步骤：1.按照端到端损耗测量办法设置标识。详见“光纤长度测量”；2.选择“从原点显示”；3.按下“更多>>(f6)”键进入二层软键菜单；4.按下“损耗模式(f3)”键并设置损耗模式为“两点间LSA”；5.从每个标识显示并根据需要沿水平和垂直方向放大界面，从而更精确地设置标识点；6.确认LSA间隔都位于背向散射轨迹线性部分并且与接续点或其他事件点无接触。假如需要，调整LSA间隔；7.两点间LSA损耗值读数将显示在“损耗模式、测量值和反射系数”区域。两点间LSA测量第68页平均LSA损耗测量通过计算两点间LSA损耗值，并将其与两标识点间距离相除取得。

损耗/距离(dB/km)=

测试步骤：1.在轨迹曲线待测点处设置标识；2.选择从原点显示；3.按下更多>>(f6)键进入二级软键菜单；4.按下损耗模式(f3)，设置损耗模式为平均LSA；5.从每个标识显示并根据需要沿水平和垂直方向放大界面，从而更精确地设置标识点；6.确认LSA间隔位于背向散射轨迹线性部分并且与前述事件点无接触。假如需要，调整LSA间隔；7.平均LSA损耗值读数将显示在“损耗模式、测量值和反射系数”区域。平均LSA损耗测量第69页MT9083A支持光回损(ORL)测试，即通过测试光纤链路中反射光能量与输入光能量之比来计算。ORL能够是部分或整条光纤链路中值.测量步骤：1.按下范围/脉冲宽度(f4),进入“距离范围、脉宽和辨别率”对话框;进行如下设置：设置距离范围,根据光纤长度加25%标