光缆故障点的判断以及抢修(OTDR的使用及误差分析)

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内容提要
1、OTDR的相关介绍 2、OTDR的工作原理 3、OTDR的常规使用 4、光纤断点定位与误差分析 5、OTDR日常维护 6、其他应该注意事项
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OTDR的相关介绍
• OTDR的发展 • 外国品牌：安捷伦（Agilent）、安立
（ANRITSU）、EXFO、、韦夫泰克WAVETEK、 安藤等
• 国内品牌：41所（AV6411型 OTDR)
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OTDR的相关介绍
• 选择 • 如选择40/39dB动态范围的，那么它的测试
距离为: • 当λ ＝1310nm，L＝40/0.35=114KM • 当λ ＝1550nm，L＝39/0.25=156KM
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内容提要
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光纤断点定位与误差分析
• 隐蔽性障碍 • 查找比较困难，如光缆雷击、鼠害、枪击
(架空)、管道塌陷等造成的光缆损伤及自然 断纤。因这种障碍在光缆线路上不可能直 观的巡查到异常情况，所以称隐蔽性障碍。 如果盲目去查找这种障碍就可能造成不必 要的财力和人力的浪费，如直埋光缆土方 开挖量等，延长障碍历时。
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OTDR的常规使用
测试项目： 1. 光纤接续点的接头损耗 2. 了解沿光纤长度的损耗分布 3. 光纤链路的全程损耗和回波损耗等 4. 光纤断点的位置
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OTDR的常规使用
设置1 设置2
• • • •
模式 事件 采样点 分辨率
• • • • • • •
波长 距离范围 脉宽 折射率 平均化单位 平均化值 背向散射电平
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OTDR的常规使用
7、背向散射：
此处背向散射的数据应为被测光纤背向散射的数据。 该数据与被测光纤背向散射实际值的偏差将直接影响到 OTDR对被测光纤损耗的测试精度。因此，该背向散射数 据的设置应与被测光纤实际的背向散射相一致。 背向散射的默认值为： SM（单摸）：1550nm为–83.0dB、1310nm为–80.0dB、 MM (多模)：1300nm为–74.0dB、850nm为–67.0dB、
• • • •
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OTDR的常规使用
6、折射率：
此处折射率的数据应为被测光纤折射率的数据。 该数据与被测光纤折射率实际值的偏差将直接影响 到OTDR对被测光纤距离的测试精度。因此，该折 射率数据的设置应与被测光纤实际的折射率相一致。 默认值为：
SM(单模):1550nm为1.468100，1310nm为：1.467500， MM（多模）1300nm为1.487000，850nm为1.496000。
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OTDR的工作原理
概述
OTDR是光缆工程施工和光缆线路维护 工作中最重要的测试仪器，它能将长100多公 里光纤的完好情况和故障状态，以一定斜率直 线（曲线）的形式清晰的显示在几英寸的液晶 屏上。根据事件表的数据，能迅速的查找确定 故障点的位置和判断障碍的性质及类别，对分 析光纤的主要特性参数能提供准确的数据。
• •
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OTDR的常规使用
8、平均时间
OTDR每当向被测光纤发出一个光脉冲后，即按照一 定的时间间隔对由被测光纤返回的背向散射的光信号进行 采样。但由于在每一个采样点上均有噪声信号，因此将严 重的影响到测试的准确度。根据噪声信号的随机特性，为 了极大的减小噪声信号对测试准确度的影响，OTDR采用 了反复发送光脉冲、反复进行采样计算的测试方法，最后 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。这就要求OTDR要有一定的测试平 均时间，平均时间越长，OTDR对噪声信号的抑制性能越 好，损耗测试的精度也就越高。 一般情况下，平均时间应在2到3分为好。
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OTDR的工作原理
• ⑴ 损耗：Rayleigh Backscatter(瑞利背向散射) • =5Log(P0×W×S)-10ax(loge) • 式中： • P0:发射的光功率（瓦） • W：传输的脉冲宽度（秒） • S：光纤的反射系数（瓦/焦耳） • a：光纤的衰减系数（奈踣/米） • 1奈踣=8.686dB • x： 光纤距离 • 散射是光线遇到微小粒子或不均匀结构时发生的一种光学现象。这种散
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OTDR的常规使用
• 轨迹分析
1、正常轨迹 2、脉冲设置较小 3、阻断图形 4、衰减图形 5、严重受损图形 6、成端故障图形 7、发光受阻图形 8、跳纤图形 9、仪表发光受损图形
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OTDR的常规使用
1、正常轨迹
这是一条比较完好的纤芯背向散射图形。
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OTDR的常规使用
2、脉冲设置较小
由于脉冲的设置较小，电平噪声十分明显。
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OTDR的常规使用
3、阻断图形
此图反映出光缆已经发生阻断
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OTDR的常规使用
4、衰减图形
类似台阶的图形就是一个衰减事件，台阶 幅度越大说明光纤衰减量就越大。
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内容提要
1、OTDR的相关介绍 2、OTDR的工作原理 3、OTDR的常规使用 4、光纤断点定位与误差分析 5、OTDR日常维护 6、其他应该注意事项
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OTDR的常规使用
三种方式
自动方式：当需要概览整条线路的状况时，采用自动方式，它只需要 设置折射率、波长最基本的参数，其它由仪表在测试中自 动设定，按下自动测试（测试）键，整条曲线和事件表都 会被显示，测试时间短，速度快，操作简单，宜在查找故 障的段落和部位时使用 手动方式：需要对几个主要的参数全部进行设置，主要用于对测试曲 线上的事件进行详细分析，一般通过变换、移动游标，放 大曲线的某一段落等功能对事件进行准确定位，提高测试 的分辨率，增加测试的精度，在光纤线路的实际测试中常 被采用。 实时方式：实时方式是对曲线不断的扫描刷新，由于曲线在 不断的跳动和变化，所以较少使用。
点）。
在电信部门为：双向平均损耗为0.08dB。
在广电部门为：双向平均损耗为0.05dB。
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OTDR的常规使用
2、接续门限值（第二极）：
光纤冷接器作为连接器的连接损耗门限值。 一般清况下，超过该值，OTDR即认为光纤已到末 端。
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OTDR的常规使用
3、反射、非反射：
射主要是瑞利散射，其损耗的大小与波长的4次方成反比，即随着波长的增加， 损耗迅速下降，瑞利散射的方向是分布与整个立体角的，其中一部分返回到 光纤的注入端，形成连续的后向散射回波，成为背向散射光或称为后向散射 光。光纤中某一点的后向回波可以反映出光纤中光功率的分布情况，椐此可 以测试出光纤的损耗。
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OTDR的常规使用
5、严重受损图形
如箭头所示，此图有多个衰减事件，严重影响 光纤传输质量，应找出原因，进行整治。
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OTDR的常规使用
6、成端故障图形
此图反映出成端无正常反射峰，说明有几个问题： 1。法兰盘故障 2。光缆纤芯故障 3。尾纤故障
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OTDR的常规使用
7、发光受阻图形
此图无背向散射图形显示，说明仪表发光部分 故障或成端部分如：尾纤、法兰盘故障等。
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OTDwk.baidu.com的常规使用
8、跳纤图形
每一次跳纤，在图形上都会形成一个反射峰。
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OTDR的常规使用
9、仪表发光受损图形
注意箭头所指的弧线部分，说明激光器受损 或光接口不清洁。正常情况下应该是直角。
1、OTDR的相关介绍 2、OTDR的工作原理 3、OTDR的常规使用 4、光纤断点定位与误差分析 5、OTDR日常维护 6、其他应该注意事项
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OTDR的工作原理
• 掌握OTDR的工作原理有助于使用 • 有助于仪表维护 • 有助于分析测试误差
• 特别提示：当不能确定被测试光纤是
否有业务时，应先用光功率计或光纤 识别器测试是否有业务运行，以免损 坏OTDR或其它相关设备。
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OTDR的工作原理
工作原理：
OTDR在电路的控制之下，按照设定的参数向光口发射光脉冲信 号，之后OTDR不断的按照一定的时间间隔从光口接收从光纤中反 射回的光信号，分别按照瑞利背向散射（测试光钎的损耗）和菲涅 尔反射（测试光钎的反射）的原理对光纤进行相应的测试。
瑞利散射：由于光纤本身的缺陷，制作工艺和石英玻璃材料组分的不均匀 性，使光在光 纤中传输将产生； 菲涅尔反射：由于机械连接和断裂等原因将造成光在光纤中产生，由 光纤沿线各点反射回的微弱的光信号经光定向耦合器到仪 器的接收端，通过光电转换器，低噪声放大器，数字图象 信号处理等过程，实现图表、曲线扫迹在屏幕上显现。
事件是光纤中引起轨迹从直线偏移的变动。可以分析为反射或非 反射。 反射事件：当一些脉冲能量被反射，例如在连接器上，反射事件发生。 反射事件在轨迹中产生尖峰信号（有一个急剧的上升和下降） 非反射事件：在光纤中有一些损耗但没有光反射的部分发生。非反射事
件在轨迹上产生一个倾角。通常为熔接接头
OTDR判断被测试光纤中反射事件的门限值。在测试过程中，凡有超过该 值的反射点即称为事件点。
光缆故障点的判断以及抢修 （OTDR的使用及误差分析）
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培训内容
一、光缆线路维护的相关理论知识 二、光缆线路维护配备的仪表使用方 法及日常维护 三、光缆故障点的判断以及抢修 四、光缆割接相关规范与具体实施
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内容提要
1、OTDR的相关介绍 2、OTDR的工作原理 3、OTDR的常规使用 4、光纤断点定位与误差分析 5、OTDR日常维护 6、其他应该注意事项
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OTDR的常规使用
4、距离/分辨率：
对被测光纤设置的测试距离和采样点的间隔。 距离的设定原则为：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。分辨率的设定原则见上表
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OTDR的常规使用
5、脉冲宽度：
脉冲宽度决定了OTDR所发出的光功率的大小。脉冲宽度选择的 越宽，OTDR所发出的光功率越大，测试的距离也就越远。反之，脉 冲宽度越窄，OTDR发出的光功率也就越低，测试的距离也就越近。 但决不是说，脉冲宽度越宽越好，脉冲宽度越宽，盲区（尤其是近端 盲区）越大，不可测试的损耗区和不可分辨的事件区越大。因此，必 须综合考虑该参数的设置。 一般情况下，建议用户遵照下属原则： 脉冲宽度≥ 〔长度分辨率×8〕/〔光速/光纤折射率〕 例如：当长度分辨率=0.25米时， 脉冲宽度≥ 〔0.25米×8〕/〔300000000米/s/1.4681〕 ≥100ns 但需注意：脉冲宽度又与测试距离有关，因此测试距离、分辨率、脉 冲宽度等参数的设置应参照上面表中的设置参数。
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内容提要
1、OTDR的相关介绍 2、OTDR的工作原理 3、OTDR的常规使用 4、光纤断点定位与误差分析 5、OTDR日常维护 6、其他应该注意事项
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光纤断点定位与误差分析
• 障碍点的判断 1. 按障碍性质可分为两种:一种为断纤障碍，
一种为光纤链路某点衰减增大性障碍。 2. 按障碍发生的现实情况可分为显见性障碍 和隐蔽性障碍。
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光纤断点定位与误差分析
• 初步解决方法 • 显见性障碍 • 查找比较容易，多数为外力影响所致。可用OTDR仪表测
定出障碍点与局(站)间的距离和障碍性质，线路查修人员 结合竣工资料及路由维护图，可确定障碍点的大体地理位 置，沿线寻找光缆线路上是否有动土、建设施工，架空光 缆线路是否有明显拉断、被盗、火灾，管道光缆线路是否 在人孔内及管道上方有其它施工单位在施工过程中损伤光 缆等。发现异常情况即可查找到障碍点发生的位置。
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OTDR的常规使用
设置3
• 事件阀值 • 告警阀值
非反射性损耗 反射性损耗 回损 光纤损耗
接续损耗 回损 光纤远端 行业标准一般为 0.08dB
全损耗 全回损 平均损耗
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OTDR的常规使用
1、接续门限值：
接头损耗作为事件的门限值。所有接头中，其
损耗凡超过该门限值的即称为事件（即不合格接