菲涅尔反射课件.ppt
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- 菲涅尔 反射 课件
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1、第第6 6章章 光缆通信工程的测试光缆通信工程的测试 主讲主讲: :尹晓霞尹晓霞一、测试的内容二、需测试的工序三、测试的仪表四、测试的项目五、光缆线路工程测试光纤的衰减和衰减分布情况;光纤损耗;光纤的接头损耗;光纤的长度、障碍点的位置;光缆护层对地绝缘;接地电阻。光缆通信工程的工程测试和维护测试有光缆敷设前的单盘检验测试光缆接续的光纤接头损耗测试工程完工时的中继段光纤衰减的测试通信光缆线路障碍测试光源、光衰减器、光功率计;光时域反射仪(OTDR);光损耗测试仪;光纤寻障仪、光纤显微镜、光万用表、光回损测试仪、光纤电话、光纤识别器、光纤端面检测仪 ;地阻仪。光衰减器是对光信号进行衰减的器件。光衰
2、减器有两种类型,即可变光衰减器和固定光衰减器。衰减光功率的方法有:反射一部分光,吸收一部分光,在空间遮挡一部分光,用偏振片选择光的偏振面等。光衰减器性能指标光衰减器性能指标(深圳市新彭博科技发展有限责任公司): 固定衰减值:1、2、3、5、10、15、20dB或任意 回波损耗:50dB(PC)、60dB(APC) 工作波长:1310nm或1550nm 衰减范围:0-30dB光纤通信测量中使用的光源有三种:稳定光源、白色光源(即宽谱线光源)及可见光源。采用了先进的自动光功率控制(APC)技术,保证了输出光功率有极高的稳定性,达到了0.1dB/h的稳定度。特点:输出功率稳定度高 输出波长稳定 使用
3、简便,可靠性高通测CT-51xL系列激光光源 型号 CT-511L CT 516L CT 518L 工作波长 1310/1550nm 635/1310/1550nm 850/1310/1550nm 发光器件 FP LD FP LD 850:LD;1310/1550:FP LD 输出功率 -6dBm 0dBm/-6dBm -6dBm 输出端口 单端口 双端口 双端口 输出稳定度 0.05dB/15min ; 0.1dB/1h 光输出方式 CW (连续波)和调制方式 2kHz ,( 635nm 为 2Hz ) 光接口 FC 型适配器(可选 SC 型和 ST 型连接器) 工作电源 8.4V 充电电池
4、 + 充电电源适配器 充电时间 3 小时 工作温度 0 C +40 C 存储温度 -40 C +70 C 电池连续工作时间 8 小时 外形尺寸 1407838mm 重量 200g 技术指标技术指标u光功率计是用来测量光功率大小、线路损耗、系统富裕度及接收机灵敏度等的仪表。u根据可接收光功率大小的不同,可分成高光平型(测量范围为1040dBm)、中光平型(范围为055dBm)和低光平型(范围为:090dBm)三类;u根据光波长的不同,可分为长波长型(范围为1.01.7m)、短波长型(范围为0.41.1m)和全波长型(范围为0.71.6m)三类;光功率计一般都由显示器(又称指示器,属于主机部分)和
5、检测器(探头)两大部分组成 。光功率计的原理型号: LPM-3Ta 测量波长 (nm):850/1300/1310/1490/1550/1625 连接器:FC/SC/ST自动关机:具备(可调整) 外接电源:可选显示精度(dB):0.01测量范围(dbm):-70-+10光维光维LPM系列光功率计技术参数系列光功率计技术参数 按光功率计上“”,选择1310nm,按“dBm”选择屏幕上出现dBm将原接处 (或则ODF)的尾纤取下连接至光功率计,等待光功率稳定后,读出测试值。一般在-10dBm到-25dBm之间。注意:一定要注意光纤的清洁。 光功率计的使用 它是一个很灵敏的光电探测器。当你将一根光纤
6、弯曲时,有些光会从纤芯中辐射出来。这些光就会被光纤识别器检测到,技术人员根据这些光可以将多芯光缆或是接插板中的单根光纤从其他光纤中标识出来。光纤识别器可以在不影响传输的情况下检测光的状态及方向。为了使这项工作更为简单,通常会在发送端将测试信号调制成270Hz、1000Hz或2000Hz并注入特定的光纤中。大多数的光纤识别器用于工作波长为1310nm或1550nm的单模光纤光缆,最好的光纤识别器是可以利用宏弯技术在线地识别光缆和测试光缆中的传输方向和功率。 此设备基于激光二极管可见光(红光)源,当光注入光纤时,若出现光纤断裂、连接器故障、弯曲过度、熔接质量差等类似的故障时,通过发射到光纤的光就可
7、以对光纤的故障进行可视定位。可视故障定位器以连续波(CW)或脉冲的模式发射。典型的频率为1Hz或2Hz,但也可工作在kHz的范围。通常的输出功率为0dBm(1Mw)或更少,工作距离为2到5km,并支持所有的通用连接器。 光时域反射仪(OTDR):测量光纤的插入损耗、反射损耗、光纤链路损耗、光纤长度、光纤故障点的位置及光功率沿路由长度的分布情况(即P-L曲线)等。1、OTDR原理框图 用OTDR可测量测纤长和事件点的位置;测光纤的衰减和衰减分布情况;测光纤的接头损耗;光纤全回损的测量;(1)背向散射:光纤自身反射回的光信号。(2)非反射事件:光纤中的熔接头和微弯都会带来损耗,但不会引起反射。(3
8、)反射事件:活动连接器、机械接头和光纤中的断裂点都会引起损耗和反射幅度较大的事件。(4)光纤末端:3、基本术语几种光纤末端的识别示意图 4、OTDR测试事件类型及显示 5、OTDR的性能参数 (1)、动态范围: 定义:把初始背向散射电平与噪声电平的差值(dB)定义为动态范围。 动态范围的作用:动态范围可决定最大测量长度 。 动态范围的表示方法:有峰-峰值(又称峰值动态范围)和信噪比(SNR1)两种表示方法。 动态范围大小决定仪器可测量光纤的最大长度。 动态范围的应用初始背向散射电平与一定测量精度下的可识别事件点电平的最大衰减差值被定义为测量范围 。 测量范围与动态范围的关系距离刻度是表示OTD
9、R测量光纤的长度指标,是OTDR的主要参数。 距离刻度 定义由活动连接器和机械接头等特征点产生反射(菲涅尔反射)后,引起OTDR接收端饱和而带来的一系列“盲点”称为盲区。 衰减盲区: 事件盲区:(2)盲区盲区:决定OTDR横轴上事件的精确程度。动态范围:决定OTDR纵轴上事件的损耗情况和可测光纤的最大距离。影响动态范围和盲区的因素: a脉宽的影响b平均时间对动态范围的影响 c反射对盲区的影响 盲区和动态范围间的关系平均时间对动态范围的影响 距离精度是指测试长度时仪表的准确度(又叫一点分辨率)。OTDR的距离精度与仪表的采样间隔、时钟精度、光纤折射率、光缆的成缆因素和仪表的测试误差有关。 (3)
10、距离精度采样间隔对测试的影响 分段设置折射率示意图 (1)光纤类型不匹配(2)增益现象(3)盲区的影响消除(4)幻峰(又叫鬼点) 6常见问题伪增益现象及产生原因 用接入光纤消除盲区示意图 用接入光纤测试第一个活动连接器示意图 游标B确定示意图 添加界标示意图 双向测量示意图 减测量显示示意图 衰减表明光纤对光能的传输损耗,对光纤通信系统的传输距离有决定性影响。损耗:衰减:式中,L为被测光纤长度(km),P1和P2分别为输入光功率和输出光功率(mW或W)。1550 nm : 0.2 0.3dB/Km 1310 nm : 0.35 0.5 dB/Km850 nm : 2.3 3.4 dB/Km 光
11、纤熔接点损耗:0.08dB/个测量有剪断法、插入损耗法和背向散射法p1p2)/(lg1021KmdBppLLA光纤类别波 长 区(nm)衰减常数技术指标( dB/km)G.6521260-13600.51530-15650.281565-16XX0.35G.6551530-15650.281565-16XX 剪断法是一种测量精度最好的办法,但是其缺点是要截断光纤,有破坏性。(1)在输出端接光功率计,测出输出光功率为)在输出端接光功率计,测出输出光功率为P1( dBm););(2)在输入端)在输入端2米处剪断米处剪断光纤光纤,接入光功率计,测出输出光功率为接入光功率计,测出输出光功率为P2( d
12、Bm);); 即即光纤光纤损耗为:损耗为:A=P1-P2(dB)仪表:光损耗测试仪与剪断法原理类似,只不过用2米长的参考光纤的输出光功率代替输入光功率,测试结果精确度较高,但受活动连接器的连接效果影响较大,一般用在中继段衰减的测试。参考设置 测试设置 OTDR:光时域反射仪法测量原理:主要根据瑞利散射和菲涅尔反射理论制成。 背向散射法与剪断法,以及插人损耗法相比,突出的优点是1它是一种非破坏性的测量方法。2它是一种单端口测量法,即测量只需在光纤的 一端进行。3它可以提供光纤损耗与长度关系的详细信息。因此,可检测光纤的物理缺陷或断裂点位置,测量接头损耗和位置,以及测量光纤长度等。距离范围:距离一
13、般选被测纤长的1.5倍,使曲线占满屏的2/3为宜;脉冲宽度:脉宽越大,功率越大,可测的距离越长,但分辨率变低。脉宽越窄,分辨率越高,测量也就越精确。即长距离用宽脉宽,短距离用窄脉宽;选择光纤的工作波长:与光纤实际工作波长一致;设置光纤的折射率:与光纤实际的折射率一致,SM一般为1.45 1.48;(5)平均时间:末端的菲涅尔反射脉冲始端的菲涅尔反射脉冲连接损耗反射点噪声A=VA-VB dB =A / LAB dB/K(1)光纤质量的简单判别: 正常情况:单盘或几盘光缆斜率基本一致; 某段衰减较大:该一段斜率较大; 光纤质量严重劣化:曲线为不规则形状,斜率起伏较大,弯曲或呈弧状。(2)波长的选择
14、和单双向测试: 1550波长测试距离更远,1550nm比1310nm光纤对弯曲更敏感,1550nm比1310nm单位长度衰减更小、1310nm比1550nm测的熔接或连接器损耗更高。在实际的光缆维护工作中一般对两种波长都进行测试、比较。对于正增益现象和超过距离线路均须进行双向测试分析计算,才能获得良好的测试结论。 (3)接头清洁: 光纤活接头接入OTDR前,必须认真清洗,包括OTDR的输出接头和被测活接头,否则插入损耗太大、测量不可靠、曲线多噪音甚至使测量不能进行,它还可能损坏OTDR。避免用酒精以外的其它清洗剂或折射率匹配液,因为它们可使光纤连接器内粘合剂溶解。(4)折射率与散射系数的校正:
15、就光纤长度测量而言,折射系数每0.01的偏差会引起7m/km之多的误差,对于较长的光线段,应采用光缆制造商提供的折射率值。 (5)鬼影的识别与处理: 在OTDR曲线上的尖峰有时是由于离入射端较近且强的反射引起的回音,这种尖峰被称之为鬼影。 识别鬼影:曲线上鬼影处未引起明显损耗;沿曲线鬼影与始端的距离是强反射事件与始端距离的倍数,成对称状。消除鬼影:选择短脉冲宽度、在强反射前端(如OTDR输出端)中增加衰减。若引起鬼影的事件位于光纤终结,可“打小弯”以衰减反射回始端的光。 (6)正增益现象处理: 在OTDR曲线上可能会产生正增益现象。正增益是由于在熔接点之后的光纤比熔接点之前的光纤产生更多的后向
16、散光而形成的。事实上,光纤在这一熔接点上是熔接损耗的。常出现在不同模场直径或不同后向散射系数的光纤的熔接过程中,因此,需要在两个方向测量并对结果取平均作为该熔接损耗。在实际的光缆维护中,也可采用0.08dB即为合格的简单原则。 (7)附加光纤的使用: 附加光纤是一段用于连接OTDR与待测光纤、长3002000m的光纤,其主要作用为:前端盲区处理和终端连接器插入测量。 一般来说,OTDR与待测光纤间的连接器引起的盲区最大。在光纤实际测量中,在OTDR与待测光纤间加接一段过渡光纤,使前端盲区落在过渡光纤内,而待测光纤始端落在OTDR曲线的线性稳定区。光纤系统始端连接器插入损耗可通过OTDR加一段过
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