1、2009年12月OTDR工程驗收測試方法1OTDR原理目 錄OTDR參數設置OTDR測試方法OTDR曲線分析OTDR事件表2光時域反射儀原理 光時域反射儀(Optical Time Domain Reflectometer)將窄的光脈沖注入光纖端面作為探測信號。在光脈沖沿著光纖傳播時，各處瑞利散射的背向散射部分將不斷返回光纖入射端，當光信號遇到裂紋時，就會產生菲涅爾反射，其背向反射光也會返回光纖入射端。 通過合適的光耦合和高速響應的光電檢測器檢測到輸入端的背向光的大小和到達時間，就能定量的測量出光纖的傳輸特性、長度及故障點等。如下圖：OTDR連接器被測光纖3OTDR工作原理框圖.光時域反射儀熔

2、接彎折活動連接器斷裂光纖尾端光纖網OTDR 測試顯示相對光功率激光器耦合器脈沖發生器光監測器數據分析及其顯示OTDR 是基本的光纖鏈路安裝和維護的測試工具機械固定連接頭4 基本術語 在OTDR光纖測試中經常用到的幾個基本術語為背向散射、非反射事件、反射事件和光纖尾端。 OTDR測試事件類型及顯示 5（1）背向散射 光纖自身反射回的光信號稱為背向散射光（簡稱背向散射）。（2）非反射事件 光纖中的熔接頭和微彎都會帶來損耗，但不會引起反射。由于它們的反射較小，我們稱之為非反射事件。（3）反射事件 活動連接器、機械接頭和光纖中的斷裂點都會引起損耗和反射，我們把這種反射幅度較大的事件稱之為反射事件。 6

3、背向散射OTDR 測量顯示背向散射是由于光纖的瑞利散射現象而引起的部分光信號返回OTDR的現象MODIFY/ENTERZOOM 10熔接彎折活動連接器機械固定接頭斷裂光纖尾端7（4）光纖末端第一種情況為一個反射幅度較高的菲涅爾反射。第二種情況光纖末端顯示的曲線從背向反射電平簡單地降到OTDR噪聲電平以下。 兩種光纖末端及曲線顯示示意圖 8OTDR用途測試光纖曲線及損耗分布測試光纖長度測試光纖平均衰減測試接頭損耗測試光纖故障點9光損耗測試間接方法光時域反射儀（OTDR）測試方法dBkm* dB起始反射結束端與測試結束點電平的高度差10光纖線路測量纖長鏈路長度（纖長）測試儀器：光時域反射儀（OTD

4、R）意義：獲得光纖長度信息，以便配盤。輔助衰減測量。dBkm* km11光纖線路測量衰減系數光纖衰減測量測試儀器：光時域反射儀（OTDR）意義：評價鏈路質量。衰減鏈路損耗/長度 dB/km兩種評價方法：兩點衰減：即為兩點損耗/長度；（AB）兩點LSA衰減：為降低曲線波動性影響，而采取的數學分析方法。在兩點間取一條近似逼近直線。（AB）AABB逼近線12光纖線路測量插入損耗插入損耗測量測試儀器：光時域反射儀（OTDR）意義：連接點的損耗值，對應熔接點即為熔接損耗。dBkm事件前后軌跡的高度差即為插入損耗延長線13光纖線路測量反射連接器反射測量測試儀器：光時域反射儀（OTDR）意義：評價連接器的連

5、接質量dBkm反射事件前端與反射峰的高度差14光纖線路測量故障位置故障位置查找測試儀器：光時域反射儀OTDR輔助手段：可見光故障定位儀（紅光光源）dBkm故障的位置信息，* km處斷裂或其他事件15OTDR原理目 錄OTDR參數設置OTDR測試方法OTDR曲線分析OTDR事件表16OTDR的使用 用OTDR進行光纖測量可分為三步：參數設置數據獲取曲線分析 17性能參數 OTDR的性能參數一般包括： 動態范圍 盲區 距離精確度 回波損耗 反射損耗18 人工設置測量參數包括： (1)波長選擇()：因不同的波長對應不同的光線特性(包括衰減、微彎等)，測試波長一般遵循與系統傳輸通信波長相對應的原則，即

6、系統開放1550波長，則測試波長為1550nm。 (2)脈寬(Pulse Width)：脈寬越長，動態測量范圍越大，測量距離更長，但在OTDR曲線波形中產生盲區更大；短脈沖注入光平低，但可減小盲區。脈寬周期通常以ns來表示。一般 10公里以下選用100ns、300 ns ,10公里以上選用300ns、1s。 (3)測量范圍(Range)：OTDR測量范圍是指OTDR獲取數據取樣的最大距離，此參數的選擇決定了取樣分辨率的大小。最佳測量范圍為待測光纖長度1.5倍距離之間。 19 (4)平均時間：由于后向散射光信號極其微弱，一般采用統計平均的方法來提高信噪比，平均時間越長，信噪比越高。例如，3min

7、的獲得取將比1min的獲得取提高 0.8dB的動態。但超過 10min的獲得取時間對信噪比的改善并不大。一般平均時間不超過3min，以20s為宜。 (5)光纖參數：光纖參數的設置包括折射率n和后向散射系數n和后向散射系數的設置。折射率參數與距離測量有關，后向散射系數則影響反射與回波損耗的測量結果。這兩個參數通常由光纖生產廠家給出。 (6)測試模式：選擇平均化模式。 參數設置好后，啟動激光器，OTDR即可發送光脈沖并接收由光纖鏈路散射和反射回來的光，對光電探測器的輸出取樣，得到OTDR曲線，對曲線進行分析即可了解光纖質量。 20（1）動態范圍 定義：把初始背向散射電平與噪聲電平的差值（dB）定義

8、為動態范圍。 動態范圍的作用：動態范圍可決定最大測量長度 。 動態范圍的表示方法：有峰-峰值（又稱峰值動態范圍）和信噪比（SNR1）兩種表示方法。 21性能參數：動態范圍噪聲電壓（峰值)1.8 dB噪聲電平（均方根值）背向散射電平初始點動態范圍(峰值)動態范圍(信噪比1)動態范圍決定了OTDR能“看”多遠的光纖和光纖上的特征點22OTDR動態范圍示意圖 23 動態范圍的應用 動態范圍大小決定儀器可測量光纖的最大長度。 動態范圍的應用示意圖 24 測量范圍與動態范圍的關系 初始背向散射電平與一定測量精度下的可識別事件點電平的最大衰減差值被定義為測量范圍 。動態范圍與測量范圍關系示意圖 25 距離

9、刻度 距離刻度是表示OTDR測量光纖的長度指標，是OTDR的主要參數。 26（2）盲區 定義 由活動連接器和機械接頭等特征點產生反射（菲涅爾反射）后，引起OTDR接收端飽和而帶來的一系列“盲點”稱為盲區。 衰減盲區 衰減盲區是Fresnel反射之后，OTDR能在其中精確測量連續事件損耗的最小距離。所需的最小距離是從發生反射事件時開始，直到反射降低到光纖的背向散射級別的0.5dB 事件盲區 事件盲區是Fresnel反射后OTDR可在其中檢測到另一個事件的最小距離。換而言之，是兩個反射事件之間所需的最小光纖長度。為了建立規格，最通用的業界方法是測量反射峰的每一側-1.5dB處之間的距離 27性能參

10、數：盲區或2點分辨率衰減盲區最小10米事件盲區最小3米1.5dB0.5 dB1.5dB0.5 dB盲區一定是由反射事件造成的。事件盲區是能夠分辯出下一個反射的距離。衰減盲區是能夠分辯出下一個非反射的距離。28什么影響動態范圍和盲區脈寬越大，動態范圍越大，盲區也越大！平均時間越長，動態范圍越大，達到一定程度就無法再有改善。反射越大，需要恢復的時間越長，因此盲區越大。動態范圍取決于脈沖寬度平均時間盲區取決于脈沖寬度反射大小29平均時間參數影響動態范圍實質：增大信噪比（S/N）取平均值測量：多次相加取平均的方法信號的特點：有規律，多次相加后可還原噪聲的特點：隨機，多次相加后極限值趨近于零10秒 3

11、分鐘30脈寬怎樣影響動態范圍和盲區？OTDR發短脈沖時能提供更好的盲區性能，但是具有更小的動態范圍；OTDR發長脈沖時能提供更好的動態范圍，但具有更大的盲區。短脈沖MODIFY/ENTERZOOM 10MODIFY/ENTERZOOM 10長脈沖31事件、衰減盲區示意圖 32 盲區和動態范圍間的關系盲區：決定OTDR橫軸上事件的精確程度。動態范圍：決定OTDR縱軸上事件的損耗情況和可測光纖的最大距離。影響動態范圍和盲區的因素： a脈寬的影響 b平均時間對動態范圍的影響 c反射對盲區的影響 33圖8 脈沖寬度對測試的影響 34圖9 平均時間對動態范圍的影響 35（3）距離精度 距離精度是指測試長

12、度時儀表的準確度（又叫一點分辨率）。 OTDR的距離精度與儀表的采樣間隔、時鐘精度、光纖折射率、光纜的成纜因素和儀表的測試誤差有關。 36影響距離精度的因素抽樣間隔：間隔越大，影響越大。因此要求最小抽樣間隔越小越好。折射率：是工廠應該出具的固定參數。絞縮率：光纖長度與光纜長度的比例。有助于實地勘查故障位置。經驗為兩者相差510左右。37距離精度和一點分辨率距離精度取決于時基準確性，抽樣距離，折射率設置和光纜因素。XXXXXXXXXXXXXXXXD = V x T ,=D = _NCV = _NCx T折射率誤差光纖長度 光纜長度XXXXXXXXXXXXXXXX抽樣導致的誤差從光纖測量的實際信號

13、顯示的曲線時基的準確性T抽樣38采樣間隔對測試的影響 39光測試儀表（OTDR）技術參數序號儀表名稱型號動態范圍測試范圍波長nM脈寬備注1HP8147 OTDR814740dB-60dB100KM以上1310nM1550nM10KM以下用100ns10KM以上用100300ns2 安捷倫 OTDRN390040dB-60dB100KM以上1310nM1550nM10KM以下用100ns10KM以上用100300ns3安立OTDR 9080D 30dB以下50KM以下1310nM1550nM10KM以下用30-100ns4安立 OTDR9076D 43dB-45dB100KM以上1310nM15

14、50nM10KM以下用100ns10KM以上用100300ns5精密OTDRTD-300040dB-60dB100KM以上1310nM1550nM10KM以下用100ns10KM以上用100300ns40OTDR原理目 錄OTDR參數設置OTDR測試方法OTDR曲線分析OTDR事件表41 常見問題（1）光纖類型不匹配（2）增益現象（3）盲區的影響消除（4）幻峰（又叫鬼點） 42偽增益現象及產生原因 43用接入光纖消除盲區示意圖 44用接入光纖消除盲區只有將引入光纖與被測光纖熔接，才能幫助消除盲區MODIFY/ENTERZOOM 10熔接接入光纖被測光纖長度使用脈寬之衰減盲區光接收機恢復被測光纖

15、起始點常用測試方法45用接入光纖測試第一個活動連接器示意圖 46雙波長測試意義：分辨彎曲和熔接點原理：波長越大對微彎越敏感，也就是波長越大插入損耗值越大。方法：比較在兩個波長上的測試結果，如果插入損耗值相差過大，可以判斷為彎曲。常用測試方法a)b)d)c)小知識為什么微彎會有較大損耗？答：如果彎曲半徑太小，會造成彎曲部位發生光泄露，造成光能量損失。所以會有較大損耗。可以使用“紅光光源”驗證。47雙向測試主要意義：修正偽增益帶來的測試誤差。方法：雙向測量損耗值相加取平均（注意：不是絕對值相加，而是帶有正負號相加；或者說應該絕對值相減取平均）其他意義：盲區的彌補雙向曲線比較幫助修正漏測事件常用測試

16、方法48經驗與技巧(1)光纖質量的簡單判別：正常情況下，OTDR測試的光線曲線主體(單盤或幾盤光纜)斜率基本一致，若某一段斜率較大，則表明此段衰減較大；若曲線主體為不規則形狀，斜率起伏較大，彎曲或呈弧狀，則表明光纖質量嚴重劣化，不符合通信要求。 49 (2)波長的選擇和單雙向測試：1550波長測試距離更遠，1550nm比1310nm光纖對彎曲更敏感，1550nm比1310nm單位長度衰減更小、1310nm比1550nm測的熔接或連接器損耗更高。在實際的光纜維護工作中一般對兩種波長都進行測試、比較。對于正增益現象和超過距離線路均須進行雙向測試分析計算，才能獲得良好的測試結論。 50 (3)接頭清

17、潔： 光纖活接頭接入OTDR前，必須認真清洗，包括OTDR的輸出接頭和被測活接頭，否則插入損耗太大、測量不可靠、曲線多噪音甚至使測量不能進行，它還可能損壞OTDR。避免用酒精以外的其它清洗劑或折射率匹配液，因為它們可使光纖連接器內粘合劑溶解。 51 (4)折射率與散射系數的校正： 就光纖長度測量而言，折射系數每0.01的偏差會引起7m/km之多的誤差，對于較長的光線段，應采用光纜制造商提供的折射率值。 52 (5)鬼影的識別與處理： 在OTDR曲線上的尖峰有時是由于離入射端較近且強的反射引起的回音，這種尖峰被稱之為鬼影。識別鬼影：曲線上鬼影處未引起明顯損耗；沿曲線鬼影與始端的距離是強反射事件與

18、始端距離的倍數，成對稱狀。 消除鬼影：選擇短脈沖寬度、在強反射前端(如OTDR輸出端)中增加衰減。若引起鬼影的事件位于光纖終結，可打小彎以衰減反射回始端的光。 53 (6)正增益現象處理：在OTDR曲線上可能會產生正增益現象。正增益是由于在熔接點之后的光纖比熔接點之前的光纖產生更多的后向散光而形成的。事實上，光纖在這一熔接點上是熔接損耗的。常出現在不同模場直徑或不同后向散射系數的光纖的熔接過程中，因此，需要在兩個方向測量并對結果取平均作為該熔接損耗。在實際的光纜維護中，也可采用0.08dB即為合格的簡單原則。 54(7)附加光纖的使用：附加光纖是一段用于連接OTDR與待測光纖、長3002000

19、m的光纖，其主要作用為：前端盲區處理和終端連接器插入測量。 一般來說，OTDR與待測光纖間的連接器引起的盲區最大。在光纖實際測量中，在OTDR與待測光纖間加接一段過渡光纖，使前端盲區落在過渡光纖內，而待測光纖始端落在OTDR曲線的線性穩定區。光纖系統始端連接器插入損耗可通過OTDR加一段過渡光纖來測量。如要測量首、尾兩端連接器的插入損耗，可在每端都加一過渡光纖。 55驗收規范中的描述 5.1 光纜中繼段竣工測試內容光纜中繼段測試內容應包括下列內容:1.中繼段光纖線路衰減系數(dB/Km)及傳輸長度(Km);2.中繼段光纖線路后向散射曲線;3.中繼段光纖通道總衰減(dB);4.中繼段光纖偏振模色

20、散系數(PS/Km); 5.直埋光纜線路對地絕緣電阻(M Km).光纜中繼段測試記錄應統一格式,參照附錄A.5.2 中繼段光纖線路衰減測試中繼段光纖線路衰減測量,應在完成光纜成端后,采用OTDR測試儀在ODF架上測量光纖線路外線口的衰減值.采用OTDR測試,應采取雙方向測量取其平均值的方式.測試數據應包括:中繼段光纖線路衰減(dB),衰減系數(dB/Km)和光纖線路傳輸長度(Km).測試結果及時記入中繼段測試記錄,見附錄A(表4).光纖衰減系數應符合設計規定或參照附錄B.5.3 中繼段光纖后向散射曲線檢查中繼段光纖后向散射曲線(即光纖軸向衰減系數均勻性)檢查,應在光纖成端,溝坎加固等路面動土項

21、目全部完成后進行.光纖后向散射曲線應均勻平滑,光纖波形及接頭臺階無異常.光纖后向散射曲線檢查可與光纖線路衰減測試同時進行.OTDR打印光纖后向散射曲線應清晰無誤,并應收錄于中繼段測試記錄,見附錄A(表4附圖).5.4 中繼段光纖通道總衰減測試中繼段光纖通道總衰減,包括光纖線路損耗和兩端連接器的插入損耗.應采用穩定的光源和光功率計經過連接器測量.一般可測量光纖通道任一方向(A-B或B-A)的總衰減(dB).中繼段光纖通道總衰減值應符合設計規定.測量值應記入中繼段測試記錄,見附錄A(表5).56圖片格式57 測試中的幾個現象 1.非接頭處的臺階可能是出廠光纜的問題，通過單盤檢測發現；也可能施工中造

22、成，必須處理 2.個別接頭損耗太大無明顯“臺階”，說明線路接頭質量較好，一般指標要求:接頭損耗（雙向平均值）0.1dB/個。 3.曲線明顯不均勻衰減不均勻性要求： 在光纖后向散射曲線上，任意500m 長度上的實測衰減值與全長上平均每500m 的衰減值之差的最壞值應不大于0.05dB.衰減點不連續性要求： 對B1.1類單模光纖，在1310nm波長，一連續光纖長度上不應有超過0.1dB的不連續點，在1550nm波長，一連續光纖長度上不應有超過0.05dB的不連續點；對B4類單模光纖，在1550nm波長，一連續光纖長度上不應有超過0.05dB的不連續點。 4.纖序不對或接叉纖OTDR測試沒法識別，必

23、須通光對纖 5.成端端面不好，耦合損耗大介入假纖測試，可能尾纖端面不好或成端接續質量不好，必須處理58OTDR原理目 錄OTDR參數設置OTDR測試方法OTDR曲線分析OTDR事件表59正常曲線分析60正常曲線分析（續1）如上圖1，判斷曲線是否正常的方法：（1）曲線主體斜率基本一致，且斜率較小，說明線路衰減常數較小，衰減的不均勻性較好。按照國標YD/T901-2001的規定: Bl. 1和B4類單模光纖的衰減系數應符合下表規定。光纖類別B1.1B4使用波長，nm1 3101 5501 6xx1 5501 6xx衰減系數最大值，dB/km0.360.220.320.220.320.40.250.

24、350.250.35注：當光纖要在L波段使用時，才對16xxnm衰減有要求。（xx25nm）61正常曲線分析（續2）衰減不均勻性要求：在光纖后向散射曲線上，任意500m 長度上的實測衰減值與全長上平均每500m 的衰減值之差的最壞值應不大于0.05dB. 衰減點不連續性要求：對B1.1類單模光纖，在1310nm波長，一連續光纖長度上不應有超過0.1dB的不連續點，在1550nm波長，一連續光纖長度上不應有超過0.05dB的不連續點；對B4類單模光纖，在1550nm波長，一連續光纖長度上不應有超過0.05dB的不連續點。（2）無明顯“臺階”，說明線路接頭質量較好，一般指標要求:接頭損耗（雙向平均

25、值）0.1dB/個。（3）尾部反射峰較高，說明遠端成端質量較好。 62事件：非反射事件光纖熔接和彎折可導致光功率衰耗,但是沒有反射現象.MODIFY/ENTERZOOM 10損耗彎折熔接OTDR 測量顯示熔接彎折活動連接器機械固定接頭斷裂光纖尾端63事件：反射事件MODIFY/ENTERZOOM 10衰耗反射OTDR 顯示熔接彎折活動連接器機械固定接頭斷裂光纖尾端機械固定接頭，活動連接器和光纖斷裂都會引起光的反射和衰耗，OTDR上有相似的顯示結果64事件：光纖尾端MODIFY/ENTERZOOM 10(非反射)反射OTDR 測量顯示熔接彎折活動連接器機械固定接頭斷裂光纖尾端65為了得到準確熔接衰減值，可從二邊測該熔點并取平均值MODIFY/ENTERZOOM 10背向散射系數光纖AB衰耗BA熔接彎折活動連接器機械固定接頭斷裂光纖尾端OTDR 測量顯示常見現象分析偽增益66常見現象分析鬼影現象通常在短鏈路測量時出現較多。所謂鬼影就是與事