光功率计和OTDR培训

光功率计的应用：例子
故障二：断开视频光端机的接收端，将来自远方的光 缆接上光功率计，显示-70dBm 结论：如果对端的视频光端机设备的光功率输出正常， 而经过光纤传输后接收不到光信号，仪表显示-70dBm， 说明光纤传输断开，光纤因各种原因造成中断
光功率计的应用：例子
故障三：按上面例子所述，20公里的光纤损耗大概 11.6dB，如果视频光端机的发射功率为-9dBm，接收灵 敏度为-27dBm，经过20公里的光纤传输后仪表测量出 来的光功率值为-20dBm左右（即相对功率），但实际 测量值为-35dbm。 结论：光纤老化、人为损害、光纤跳线质量差等会造 成光纤损耗过大，仪表测量出来的光功率值在-35dBm 左右，如果接近设备通信临界值，光端机可能会有时 通有时断，或不正常通信。
+ 返回的 信号电平 (dB)
沿光纤的背向散射采样点
0 距离
(公里，米，英里，英尺等) 公里，米，英里，英尺等)
+
产生返回光强度（ 背向散射加上反射） OTDR 产生返回光强度（ 背向散射加上反射）与 光纤长度相关的光纤曲线 。
+ 返回的 信号电平 (dB)
位于光纤远端的背向散射采样点
0 距离(公里，米，英里，英尺等) 距离(公里，米，英里，英尺等) +
CPLD 解 码
解码后的8/10位并行数据
小知识：视频光端机指标
• 视频光端机最重要的指标----视频电平 视频光端机最重要的指标 视频电平 端机最重要的指标 视频电平可说是光端机最重要的指标 电平可说是光端机最重要的指标。 视频电平可说是光端机最重要的指标。视频电平指标分别 要考察3项指标 白电平，标准值是700mV；行同步电平标 项指标： 要考察 项指标：白电平，标准值是 ； 准值是300mV；色同步电平标准值是 准值是 ；色同步电平标准值是300mV。 。 1）如果光端机输出的白电平的幅度低，摄像机传输过来的 ）如果光端机输出的白电平的幅度低， 亮度信号就会等比例压缩。在低照度条件下， 亮度信号就会等比例压缩。在低照度条件下，摄像机输出 的亮度电平较低，再经过光端机的幅度压缩后， 的亮度电平较低，再经过光端机的幅度压缩后，传输到监 视器的视频信号更低，显示的图像就暗淡； 视器的视频信号更低，显示的图像就暗淡； 2）行同步电平偏低，监视器上的图像会扭曲； ）行同步电平偏低，监视器上的图像会扭曲； 3）色同步电平偏低，监视器上的图像严重偏色，或无色。 ）色同步电平偏低，监视器上的图像严重偏色，或无色。
光纤端面质量不同，返回 OTDR的反射光强度也不同。 OTDR的反射光强度也不同。
OTDR 的结构
控制系统
CRT 或 LCD 显示器
耦合器/ 耦合器/分路器
激光器 探测器
待测光纤
OTDR 如何测量距离
t C d = 2 n
t0 t1
折射率“n”参照光纤厂家提供的 折射率“n”参照光纤厂家提供的 参数进行设置
OTDR原理：反射
反射：仅仅发生于光纤的端面。光信号通过光纤的端面-类似于手电筒的光穿过玻璃窗 -一部分光以入射时相同的角度反射回来。反射回来的光强可达入射光强度的 4%
无论光信号自光纤进入空气 还是自空气进入光纤，反射 光强度比例是相同的。 光强度比例是相同的。
反射光直线返回光源( 反射光直线返回光源(OTDR)
+
熔接损耗是一种由于信号电平在接头点突然下降 点损耗。 而造成的点损耗 而造成的点损耗。
+ 返回的 信号电平 (dB) 熔接损耗
0 距离(公里，米，英里，英尺等) 距离(公里，米，英里，英尺等) +
熔接时如果接点含有空气隙，就会产生具有反射的点 熔接时如果接点含有空气隙，就会产生具有反射的点 损耗。 损耗。
光功率计的应用：例子
光功率计测量范围：+10dbm~-70dbm，完全接收不到光信号 时，会显示最低的测量范围 -70dbm 故障情况一：光功率计与视频光端机直接连接，视频光端 机的发射端设备选择1310nm波长，接收端设备选择1550nm 波长，仪表马上测量出该光端机的光功率值，仪表显示70dBm 故障情况二：测量出来的光功率值与正常的相差太大（如 仪表显示-17dBm，而厂家标示设备输出功率-9dBm，加上光 跳线衰减，正常值大概-10dBm左右，-17dBm测量值说明衰 减过大） 结论：视频光端机故障，没有光功率输出或者输出功率变 弱
光功率计原理：光信号的组成要素
单模与多模光纤的不同
多模允许光以许多不同的路径（模式）传播
单模仅允许光以一个路径（模式）传播
光功率计的使用
光功率计一般使用FC接头或SC接头 单位： db：光衰减 dbm：光功率
光功率计的面板
光功率及使用流程
清零时应盖好探测器的 铁盖，防止光线进入 一般的塑料盖不能有效 防止光线的进入
产生返回光强度（ 背向散射加上反射） OTDR 产生返回光强度（ 背向散射加上反射）与 光纤长度相关的光纤曲线 。
+ 返回的 信号电平 (dB)
连接这些采样点
0 距离(公里，米，英里，英尺等) 距离(公里，米，英里，英尺等) +
产生返回光强度（ 背向散射加上反射） OTDR 产生返回光强度（ 背向散射加上反射）与 光纤长度相关的光纤曲线 。
OTDR介绍
OTDR的英文全称是Optical Time Domain Reflectometer，中文意思为光时域反 射仪。OTDR是利用光线在光纤中传输时的瑞利散射和菲涅尔反射所产生的背向散 射而制成的精密的光电一体化仪表，它被广泛应用于光缆线路的维护、施工之中， 可进行光纤长度、光纤的传输衰减、接头衰减和故障定位等的测量。 OTDR测试是通过发射光脉冲到光纤内,然后在OTDR端口接收返回的信息来进行。 当光脉冲在光纤内传输时，会由于光纤本身的性质，连接器，接合点，弯曲或其 它类似的事件而产生散射，反射。其中一部分的散射和反射就会返回到OTDR中。 返回的有用信息由OTDR的探测器来测量，它们就作为光纤内不同位置上的时间或 曲线片断。从发射信号到返回信号所用的时间，再确定光在玻璃物质中的速度， 就可以计算出距离。 注意：若光缆发生故障时，因设备还在发光，一般不要用OTDR测试，需要注意设 备与OTDR发出的同样的光，有可能把设备或者OTDR毁坏，要用光功率计测试。
+ 返回的 信号电平 (dB) 反射 接头损耗
0 距离(公里，米，英里，英尺等) 距离(公里，米，英里，英尺等) +
您能用OTDR做些什么工作
定位端点和断点 观察整个光纤线路 定位接头点 (“故障点”) 测试接头损耗 测试端到端损耗
测试反射值 测试回波损耗 建立事件点与地标的相对关系
典型的 OTDR 曲线
光功率Leabharlann Baidu原理：光信号的组成要素
功率 (瓦特或分贝) ：使用光功率计测试时dBm是一种典型的量度单位 光功率类似于灯泡:瓦特数越大 = 越亮 光发射机: 光强大约为1mw (0 dBm)左右 : 1mw dBm) 功率范围:+20 dBm 到 -70 dBm 颜色(波长) ：人眼可以识别的光从300nm (兰色光) 到 700nm (红色光) ， 光通信系统则通常使用 850, 1310, & 1550nm 三 个波长 波长度量单位为纳米 (nm) 或微米 (um) 不同的波长表征着不同的颜色
光功率计
光功率计简称OPM（Optical Power Meter ） 光功率计用于测量绝对光功率或通过一段光纤的光功 率相对损耗的仪器在光纤系统中，测量光功率是最基 本的，非常像电子学中的万用表。 在光纤测量中，光功率计是常用计量表。通过测量发 射端机或光网络的绝对功率，一台光功率计就能够评 价光端设备的性能。
光功率计的日常维护和注意事项
应当经常保持仪器清洁，工作环境应无酸、碱等腐蚀性气体存在。 可用沾有清水或肥皂水的干净毛巾轻轻擦洗机箱和面板。禁止用 酒精、气油等溶剂擦洗； 仪器应存放在干净通风的环境中。如果长期不用，应定期加电， 在潮湿的季节或潮湿的地区，加电的间隔周期应缩短。 仪器出现故障，应由专业技术人员修理或送修。禁止自行拆修仪 器 光输入口应直接接光探测器，卸下光缆连接线应即时戴上防尘帽， 光输入口应直接接光探测器，卸下光缆连接线应即时戴上防尘帽， 接光探测器 以防止硬物、灰尘或其它脏物触及光敏面，污染和损伤光探測器； 以防止硬物、灰尘或其它脏物触及光敏面，污染和损伤光探測器； 禁止过强的光直接进入光 过强的光直接进入光输入口 禁止过强的光直接进入光输入口
一、机电设备系统化的概念 通信机房检查内容 二、通信系统常见故障 光纤测试仪的使用，光功率计的使用 三、设备管理办法 相关法律法规
通信系统测试工具和常见故障
认识光缆接头
各种光缆接头简称
光传输基础知识
电到光 (E-O) 转换
+ -
光信号出
改变光强度 = 改变开关状态
模拟系统 = 数字系统
视频光端机原理
光功率计原理：光信号的组成要素
通常情况下，1310nm的波长每公里光衰减为0.30.35dB,1550nm的波长每公里光衰减为0.2-0.25dB。光 强度（功率）越高，传输的距离就越远。 常规的视频光端机，单模视频光端机传输距离20-40KM； 多模视频光端机传输距离2KM。常规的单模光纤收发器 传输距离20公里至120公里；多模光纤收发器：传输距 离2公里。
“d”
“C” = 光速. 光速.
“n” = 光纤纤芯的折射 率
产生返回光强度（ 背向散射加上反射） OTDR 产生返回光强度（ 背向散射加上反射）与 光纤长度相关的光纤曲线 。
+ 返回的 信号电平 (dB)
0 距离
(公里，米，英里，英尺等) 公里，米，英里，英尺等)
+
产生返回光强度（ 背向散射加上反射） OTDR 产生返回光强度（ 背向散射加上反射）与 光纤长度相关的光纤曲线 。
光功率计的应用：例子
理论衰减：衰减产生的原因是什么？
设一台视频光端机传输距离20KM，以下是会产生衰减的因素 光纤的传输损耗：20km*0.2dB/km=4dB FC型接头损耗：2*0.3dB=0.6dB 光纤熔接点的损耗：10*0.1dB=1dB（一般每2公里光纤有1个熔接 点） 光纤配线架损耗：2*2dB=4dB 光学损耗裕量：2.0dB 光纤总损耗预算： 4dB+0.6dB+1dB+4dB+2dB=11.6dB 实际应用中的衰减可以参考配线架上大部分光缆的平均值，因各 所使用的光端机为同一型号，有一路光缆功率衰减明显大于平均 值，可断定其出现问题
OTDR原理：背向散射
当 OTDR 通过不均匀的沉积点时，它的一部分光功率会被散射到不同的方向上。向光源方向 散射回来的部分叫做背向散射. 由于散射损耗的原因，这一部分光脉冲强度会变得很弱 背向散射：来自于沿着光纤纤芯分布的不均匀的沉积部分和杂质
由前向不均匀点 导致的背向散射 1
沉积点 2
纤芯
背向散射 背向散射
+ 返回的 信号电平 (dB)
仅仅观察连接线
0 距离(公里，米，英里，英尺等) 距离(公里，米，英里，英尺等) +
产生返回光强度（ 背向散射加上反射） OTDR 产生返回光强度（ 背向散射加上反射）与 光纤长度相关的光纤曲线 。
+ 返回的 信号电平 (dB)
0
端面反射
距离(公里，米，英里，英尺等) 距离(公里，米，英里，英尺等)
视频信号
发射机 缓冲滤波电路
A/D转换后8/10位并行数据
1 0 . . 0
A/D转换 并串转换
串行脉冲
1 0 . . 1
光信号
电光转换
CPLD 编 码
光纤系统
光信号
编码、同步后8/10位并行数据
接收机 光电转换 滤波缓冲输出电路
串行脉冲
串并转换 D/A转换
1 0 . . 1
视频信号
1 0 . . 0
主要参数设置：参照附件PPT
距离（Range）：对这一参数的设置意味着告诉OTDR应该在屏幕上显示多长 距离。为了显示整个光纤曲线，设置时这一范围必须大于被测光纤长度。 脉冲宽度（Pulse width）：表示脉冲的时间长度，同时也可换算为脉冲在 光纤上所占的空间长度 波长（Wavelength）：对同一根光纤，不同波长下进行的测试会得到不同的 损耗结果。测试波长越长，对光纤弯曲越敏感。 平均分布（Averaging）：可降低测试结果曲线的噪声水平，提高判读精度。 测试时，可以设定扫描次数为快, 中, 慢等三挡或一个特定的时间长度。长 的平均时间使你能够获得较好的结果曲线。如果你使用较短的测试脉宽或测 试较长的光缆区段，就应该选择较长的平均时间。 分辨率（Resolution）：确定了事件点的定位精度，OTDR在测试时沿光纤长 度方向以固定的间隔进行数据采样，采样间隔越短，采集的数据也越多，同 时意味着定位精度越高，但与此同时测试花费的时间也会越长，测试结果文 件也越大
光功率计的应用：例子
绝对测量值和相对测量值 按上面例子所述：20公里的光纤损耗大概11.6dB 设视频光端机的发射功率为-9dBm 测量出的绝对值：-9dbm-11.6db=21.6dbm 以上次测量的绝对值为参照，光功率计自动将再次测 量出的功率与上回的绝对值进行比较得出的差值，即 为相对测量值