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广州仪器仪表市场网上卖仪器仪表

2020-02-09 05:15

  常见仪器仪表和工具的用途、功能 共47页PPT资料_机械/仪表_工程科技_专业资料。常见仪器仪表和工具的用途、功能 武汉电信规划设计有限公司 李延 电线 中国电信湖北分公司 提纲 一、前言 二、光通信仪器仪表的分类 三、

  常见仪器仪表和工具的用途、功能 武汉电信规划设计有限公司 李延 电线 中国电信湖北分公司 提纲 一、前言 二、光通信仪器仪表的分类 三、常用光通信仪器仪表的用途、功能 3.1 光功率计 3.2 光源 3.3 可变光衰耗器 3.4 光纤识别器/故障跟踪器 3.5 PON功率计 3.6 光时域反射仪(OTDR) 四、冷接技术及工具操作 五、通信仪器表的维护 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公司2 目标 1、熟悉光通信仪表的分类 2、掌握光功率计/PON功率计/光时域反射仪(OTDR)的操作 3、掌握冷接技术的操作 4、熟悉通信仪器仪表的维护 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公司3 一、前言 光通信是以光波作载波以光纤为传输媒介的通信方式。光纤通信由于传 输距离远、信息容量大且通信质量高等特点而成为当今信息传输的主要手段, 是“信息高速公路”的基石。 光通信产业的发展依赖市场的驱动,同时也必须依靠技术的发展来支撑。 近年来光通信技术的主要发展趋势包括:提高容量、进一步智能化、电信级 以太网的光传输和光纤到户(FTTH)等。而涉及的技术标准则包括:DWDM、 ASON、GPON、EPON等。与这些技术的发展相同步,光通信测试技术也发展迅 速。目前,光通信测试的仪器仪表已被广泛应用于光通信网络的维护、施工 之中。 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公司4 二、光通信仪器仪表的分类 目前,光通信仪器仪表有:光功率计、光源、光衰耗器、光通信测量仪器、 信号/频谱仪等五类。 序号 分类 应用 1 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。在系统安装 完毕后,需测量端到端损耗,以便确定连接损耗是否满足设计要求。 2 光源 对光系统发射已知功率和波长的光。稳定光源与光功率计结合在一 起,可以测量光纤系统的光损耗。 3 光衰耗器 用于仿真系统损耗,以便测量系统容限、接收机工作范围及线性度。 (系统容限是实际收到功率与保证系统可靠运行的最小接收功率之差) (OTDR):表现为光纤损耗与距离的函数。能看到整个系统轮廓,识别 并测量光纤的跨度、接续点和连接头。OTDR可被用于以下三个方面: 1).在敷设前了解光缆的特性(长度和衰减)。 2).得到一段光纤的信号轨迹线).在问题增加和连接状况每况愈下时,定位严重故障点。 故障定位仪:大多是手持式仪器,适用于多模和单模光纤系统。利用 4 光通信测量仪器 (OTDR)技术,用于对光纤故障的点定位,测试距离大多在20公里以内。 仪器直接以数字显示至故障点的距离。适用于: 1).广域网(WAN)、20km范围的通讯系统; 2).光纤到路边(FTTC); 3).单模和多模光纤光缆的安装和维护。 光电话:适用于光纤光缆施工与维护、光纤通信、光纤CATV等领域。 特别适用于光纤通讯中野外恶劣环境条件下的通讯。 通信用光谱分析仪:是用来测量光信号光谱功率分布的计量器具,不 5 信号/频谱仪 仅可以测量光源等有源器件的光谱功率分布,也可测量一些无源器件的 光谱传输特性,满足光通信生产和应用领域最广泛的测试需求。是测试 DWDM系统的重要设备之一。 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公司5 三、常用光通信仪器仪表的用途、功能 3.1 光功率计 3.1.1用途 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。 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, 光功率计是重负荷常用表,光纤技术人员应该人手一个。 光功率计可用于测量激光光源和LED光源的输出功率; 用于确认光纤链路的损耗估算;其中最重要的是,它是测试光学元器件(光纤、连接 器、接续子、衰减器等)的性能指标的关键仪器。 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。 用光功率计与稳定光源组合使用,则能够测量连接损耗、检验连续性,并帮助评估光纤 链路传输质量。 光通信测量中常用的光功率计有: 台式光功率计、便携式光功率计、带光源光功率 计、PON网络测试光功率计。 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公司6 三、常用光通信仪器仪表的用途、功能 3.1.2选择适合的型号 光功率计分为不同的型号、精度、接口等参数,使用时应根据实际的不同使用 需求选择合适的光功率计,主要应该参照: 1).确定这些型号与你的测量范围和显示分辨率相一致。 2).具备直接插入损耗测量的 dB功能。 3).选择最优的探头类型和接口类型 4).评价校准精度和制造校准程序,与你的光纤和接头要求范围相匹配。 ★ mW/dBm/dB间的关系 dBm是功率单位,表示以mW计数的功率取对数乘10。 比如说0.1 mW的功率,就是10*lg0.1 = -10 dBm 。 dB是一个无量纲的的单位,表示两个数据的差距。 比如一个信号是20mW,一个信号是200mW,那么它们相差就是10*lg(200/20) = 10dB。 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公司7 三、常用光通信仪器仪表的用途、功能 3.1.3 操作方法及注意事项 1).光功率的单位是dbm,在光纤收发器或交换机的说明书中有它的发光和接收光功 率,通常发光小于0dbm。接收端能够接收的最小光功率称为灵敏度,能接收的最大光功率 减去灵敏度的值的单位是db,称为动态范围。发光功率减去接收灵敏度是允许的光纤衰耗 值。测试时实际的发光功率减去实际接收到的光功率的值就是光纤衰耗(db)。接收端接收 到的光功率最佳值=能接收的最大光功率-(动态范围/2)。由于每种光收发器和光模块的动 态范围不一样,所以光纤具体能够允许衰耗多少要看实际情形。一般来说允许的衰耗为 15~30db左右。 2).有的说明书会只有发光功率和传输距离两个参数,有时会说明以每公里光纤衰耗 多少算出的传输距离,一般0.5db/km。 ? 用最小传输距离除以0.5,就是能接收的最大光功率,如果接收的光功率高于这个值, 光收发器可能会被烧坏; ? 用最大传输距离除以0.5,就是灵敏度,如果接收的光功率低于这个值,链路可能会不通。 3).光纤测试TX与RX必须分别测试。在单纤情况下由于仅使用一纤(单纤的实现原理 是波分复用),广州仪器仪表市场故只需测试一次。 光纤的连接有两种方式:一种是固定连接;一种是活动连接。 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公司8 三、常用光通信仪器仪表的用途、功能 ? 固定连接就是熔接,是用专用设备通过放电,将光纤熔化使两段光纤连接在一起,优点 是衰耗小,缺点是操作复杂灵活性差;(冷接属于固定连接) ? 活动连接是通过连接器,通常在ODF上连接尾纤,优点是操作简单灵活性好,缺点是衰 耗大。 名称 平均损耗 (dB) 连接器(活动接头) 0.5 连接点 机械接续(冷接头) 0.2 熔接(熔接接头) 0.1 1:64 19.7 1:32 16.5 分光器 1:16 1:08 13.5 10.5 1:04 7.2 1:02 3.2 光纤 (G.652) 1310nm (1 km) 1490nm (1 km) 0.35 0.25 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公司9 三、常用光通信仪器仪表的用途、功能 4).确定光纤和连接器的性能标准与被测系统的性能标准要求相一致。广州仪器仪表市场因为,不 同生产厂家相似的光源、光探头类型、连接器的频谱是不确定的。光功率计的最重 要选择标准是光探头类型与预期的工作范围相匹配。 5).确定符合被测量范围需求的光功率计型号。以dBm为单位表示。 测量范围(量程)是全面的参数【包括确定输入信号的最小/最大范围,线性度 (Bellcore确定为+0.8dB)和分辨率(通常0.1dB or 0.01dB)是否满足应用要求】。 6).大多数光功率计具备dB 功能(相对功率),直接读取光损耗在测量中非常实 用。低成本的光功率计通常不提供此功能。没有dB功能,技术(或装/维) 人员必须 记下单独的参考值和测量值,然后计算其差值。所以建议使用具备dB功能(相对功 率)的光功率计,以提高生产率,减少人工计算错误。 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公1司0 三、常用光通信仪器仪表的用途、功能 4).确定光纤和连接器的性能标准与被测系统的性能标准要求相一致。因为,不 同生产厂家相似的光源、光探头类型、连接器的频谱是不确定的。光功率计的最重 要选择标准是光探头类型与预期的工作范围相匹配。 5).确定符合被测量范围需求的光功率计型号。以dBm为单位表示。 测量范围(量程)是全面的参数【包括确定输入信号的最小/最大范围,线性度 (Bellcore确定为+0.8dB)和分辨率(通常0.1dB or 0.01dB)是否满足应用要求】。 6).大多数光功率计具备dB 功能(相对功率),直接读取光损耗在测量中非常实 用。低成本的光功率计通常不提供此功能。没有dB功能,技术(或装/维) 人员必须 记下单独的参考值和测量值,然后计算其差值。所以建议使用具备dB功能(相对功 率)的光功率计,以提高生产率,减少人工计算错误。 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公1司1 三、常用光通信仪器仪表的用途、功能 3.2 光源 3.2.1用途 对光系统发射已知功率和波长的光—光源。稳定光源与光功率计结合在一起,可以测量 光纤系统的光损耗。对现成的光纤系统,通常也可把系统的发射端机当作稳定光源。如果端机 无法工作或没有端机,则需要单独的稳定光源。稳定光源的波长应与系统端机的波长尽可能一 致。在系统安装完毕后,经常需要测量端到端损耗,以便确定连接损耗是否满足设计要求,如: 测量连接器、接续点的损耗以及光纤本体损耗。 3.2.2选择适合的光源 当传输系统需要单独稳定光源时,光源的最优选择应模拟系统光端机的特性和测量需求。 选择光源应考虑如下方面: 1).激光管(LD) 来自LD发射的光,波长带宽窄,几乎是单色光,即单波长。 ? 与LED相比,通过其光谱波段(小于5nm)的激光不是连续的,在中心波长的两边,还发射 几个较低峰植的波长; ? 与LED光源相比,虽然激光光源提供更大功率,但价格高于LED; ? 激光管常用于损耗超过10dB的长途单模系统; ? 应尽量避免用激光光源测量多模光纤。 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公1司2 三、常用光通信仪器仪表的用途、功能 2).发光二极管(LED) LED具有比LD 更宽的光谱,通常范围为50~200nm。另外,LED光是非干涉光,因而输出 功率更加稳定。 ? LED光源比LD光源要便宜的多,但对最坏情况损耗测量显得功率不足; ? LED光源典型应用在短距离网络和多模光纤的局域网LAN中; ? LED可以用于激光光源单模系统进行精确损耗测量,但前提条件是要求其输出足够功率; 3.2.3操作方法及注意事项 在测量损耗过程中,稳定光源发射已知功率和波长的光进入光系统。对特定波长光源校 准的光功率计/光探头,从光纤网络中接收光,将之转换为电信号。为确保损耗测量精度,尽可 能使光源仿真所用传输设备的特性: 1).波长相同,并采用相同的光源类型(LED,激光)。 2).在测量期间,输出功率和频谱的稳定性(时间和温度稳定性)。 3).提供相同的连接接口,并采用同类型光纤。 4).输出功率大小满足最坏情况下系统损耗的测量。 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公1司3 三、常用光通信仪器仪表的用途、功能 3.3 可变衰耗器 3.3.1用途 用于仿真系统损耗,以便测量系统容限、接收机工作范围及线性度。系统容限是实 际收到功率与保证系统可靠运行的最小接收功率之差。对高端系统,通常需要定性系统在 各种条件下的性能。其系统性能可靠性通常由误码率(BER)来表示。误码率(BER)表示 为每比特错码数。 3.3.2操作方法及注意事项 在测试光接收机时,可变光衰耗器是必要的。系统安装后,系统工程师使用衰减器 确定系统是否在特定的范围工作。借助于误码仪,通过可变光衰耗器调整光功率以测量光 接收机的误码性能。 衰耗器的评价需要注意以下性能参数: 1).工作波长,光纤类型/尺寸和连接器接口。 2).冗余损耗和衰减范围。 3).精度和分辨率。 4).光反射。 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公1司4 三、常用光通信仪器仪表的用途、功能 3.4光纤识别器/故障跟踪器 3.4.1光纤识别器 它是一个很灵敏的光电探测器。当你将一根光纤弯曲时,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,可以将多芯光纤或是接插板 中的单根光纤从其他光纤中标识出来。网上卖仪器仪表 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。 一般的光纤识别器用于工作波长为1310nm或1550nm的单模光纤,光纤识别器是可以利用宏 弯技术在线地识别光纤和测试光纤中的传输方向和功率。 3.4.2故障跟踪器 此设备基于激光二极管可见光(红光)源,当光注入光纤时,网上卖仪器仪表若出现光纤断裂、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。 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公1司5 三、常用光通信仪器仪表的用途、功能 3.5 PON功率计 3.5.1用途 PON功率计可以同时测量PON网络中的上行信号1310nm,下行数据信号1490nm和 1550nm的输出功率。 3.5.2操作方法及注意事项 1).参考值设定 参考值的设定一般用于测量实际线路前,预先除去不计算在实际线路 损耗中的衰减值,或用于比对与设定标准功率的差异。(同时设定三个波长的参考值) 2).阈值设定 阈值的设定用于快速检测线路是否能够达标,已确定线路是否可用。 ? 阈值单位:dBm ? 被设定波长:1310nm/1490nm/1550nm。 ? 上门限:表示超过此功率不可通信 ? 下门限警告:表示即将不可通信 ? 下门限:表示低于此功率不可通信 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公1司6 三、常用光通信仪器仪表的用途、功能 PON功率计参数 1310nm上行测试 光谱带宽 测量范围 最大输入功率 隔离度(对1490/1550nm) 突发测试 1490nm下行测试 光谱带宽 测量范围 最大输入功率 隔离度(对1310nm) 隔离度(对1550nm) 1550nm下行测试 光谱带宽 测量范围 最大输入功率 隔离度(对1310nm) 隔离度(对1490nm) 1260nm~1360nm -35dBm~+10dBm 15dBm 30dB 误差1dB 1480nm~1500nm -50dBm~+10dBm 15dBm 30dB 30dB 1530nm~1570nm -45dBm~+25Bm 25dBm 30dB 30dB 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公1司7 三、常用光通信仪器仪表的用途、功能 3.6光时域反射仪(OTDR) 3.6.1用途 OTDR是光通信测试技术领域中的主要仪表,它被广泛应用于光缆线路的维护、施工之 中。主要用于测试整个光纤链路的衰减并提供与长度有关的衰减细节(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), 将光缆的状态以斜率直线或曲线的形 式显示在液晶屏幕上,操作人员能很直观地看出熔接点、活动连接点及断点的位置和损耗。 OTDR具有测试的非破坏性、只需一端接入、测试时间短、测试速度快、测试精度高及直观 等优点。OTDR可被用于以下三个方面: 1).在敷设前了解光缆的特性(长度和衰减)。 2).得到一段光纤的信号轨迹线).在问题增加和连接状况每况愈下时,定位严重故障点。 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公1司8 三、常用光通信仪器仪表的用途、功能 3.6.2 OTDR 原理 OTDR 是根据光学原理以及瑞利散射和菲涅尔反射理论制成的,是将大功率的窄脉冲光注入待 测光纤中,然后在同一端检测沿光纤轴向向后返回散射光功率。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瑞利散射;由于机械连接和断裂等原因将造成 光在光纤中产生菲涅尔反射。其中总有一部分进入光纤的数值孔径角,沿光纤轴反向传输到输入端, 瑞利散射光的波长与入射光的波长相同,其光功率与散射点的入射光功率成正比。因此,测量沿光纤 轴返回的背向瑞利散射光功率可采集到沿光纤传输损耗的信息,从而测得光纤的衰减。同时在输入端 经光定向耦合器接收其中的菲涅尔反射光和瑞利背向散射光,通过光电转换器、低噪声放大器、数字 图像信号处理等过程,实现图表、曲线在屏幕上显现,最终得到被测光光纤的长度、链路损耗、熔接 损耗、熔接点和故障点位置等物理信息。 ★支持OFDR技术的两个基本公式 OTDR(光时域反射仪)是利用光脉冲在光纤中传 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高科技、高精密的光电一体化仪 表。半导体光源(LED或LD)在驱动电路调制下输出光脉冲,经过定向光耦合器和活动连接 器注入被测光缆线路成为入射光脉冲。入射光脉冲在线路中传输时会在沿途产生瑞利散射 光和菲涅尔反射光,大部分瑞利散射光将折射入包层后衰减,其中与光脉冲传播方向相反 的背向瑞利散射光将会沿着光纤传输到线路的进光端口,经定向耦合分路射向光电探测器, 转变成电信号,经过低噪声放大和数字平均化处理,最后将处理过的电信号与从光源背面 发射提取的触发信号同步扫描在示波器上成为反射光脉冲。返回的有用信息由OTDR的探测 器来测量,它们就作为被测光纤内不同位置上的时间或曲线片断。根据发射信号到返回信 号所用的时间,再确定光在石英物质中的速度,就可以计算出距离(光纤长度)L(单位:m), 如式(1)所示。 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公1司9 三、常用光通信仪器仪表的用途、功能 式中,n为平均折射率,△t为传输时延。 利用入射光脉冲和反射光脉冲对应的功率电平以及被测光纤的长度就可以计算出衰减 α (单位:dB/km),如式(2)所示: 3.6.3 操作使用 OTDR 具备自动测试和手动测试两种模式。对于一般精度要求不高的测试,使用者 只需选择波长,用OTDR 的自动测试模式即可满足要求,操作也很方便。但在超短距离和 超长距离的测试中,自动测试对事件点的判断和定位就未必准确,可能会出现误判、漏判 的现象。有时同样一根光纤,先后多次自动测试的结果可能不一致,在这些情况下,最好 采用手动测试模式。 3.6.4 参数设置 OTDR 合理的参数设置是达到精确测试光纤的前提,手动测试模式要求操作者根据 被测光纤的距离选择合适的测试参数,如工作波长、脉冲宽度、测量范围、平均化时间等, 测试参数选择的恰当与否直接影响测试结果的精确度。 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公2司0 三、常用光通信仪器仪表的用途、功能 1).波长选择 光系统的行为与传输波长直接相关,不同的波长有各自不同的光纤衰减特性及光纤连 接中不同的行为:同种光纤,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 测得熔接或连接器损耗更高。为此,光纤测试时选用 的波长应与系统传输的波长相同,这意味着1550nm 光系统需选择1550nm 的波长。 由于1310nm和1550nm两波长的测试曲线的形状是一样的,测得的光纤接头损耗值也基 本一致。若在1550nm波长测试没有发现问题,那么1310nm波长测试也肯定没问题。选择 1550 nm波长测试,可以很容易发现光纤全程是否存在弯曲过度的情况。若发现曲线上某 处有较大的损耗台阶,再用1310nm波长复测,若在1310nm波长下损耗台阶消失,说明该处 的确存在弯曲过度情况,需要进一步查找并排除。若在1310nm波长下损耗台阶同样大,则 在该处光纤可能还存在其他问题,还需要查找排除。在单模光纤线路测试中,可考虑选用 1550nm波长,这样测试效果会更好。 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公2司1 三、常用光通信仪器仪表的用途、功能 2).光纤折射率选择 现在使用的单模光纤的折射率基本在1.4600~1.4800范围内,要根据光缆或光纤生产 厂家提供的实际值来精确选择。对于G.652单模光纤,在实际测试时若用1310nm波长,折 射率一般选择在1.4680;若用1550nm波长,折射率一般选择在1.4685。折射率选择不准, 影响测试长度。在式(1)中折射率若误差0.001,则在50000m的中继段会产生约35 m的误差。 在光缆维护和故障排查时很小的失误便会带来明显的误差,测试时一定要引起足够的重视。 3).脉冲宽度选择 设置的光脉冲宽度过大会产生较强的菲涅尔反射,会使盲区加大。较窄的测试光脉冲虽 然有较小的盲区,但是测试光脉冲过窄时光功率肯定过弱,相应的背向散射信号也弱,背向 散射信号曲线会起伏不平,测试误差大。设置的光脉冲宽度既要能保证没有过强的盲区效 应,又要能保证背向散射信号曲线有足够的分辨率,能看清光纤沿线上每一点的情况。一般 是根据被测光纤长度,先选择一个适当的测试脉宽,预测试一两次后,从中确定一个最佳值。 被测光纤的距离较短(小于5000m)时,盲区可以在10m以下;被测光纤的距离较长(小于 50000m)时,盲区可以在200m以下;被测光纤的距离很长(小于2500000m)时,盲区可高达 2000m以上。在单盘测试时,恰当选择光脉冲宽度(50ns)可以使盲区在10m以下。通过双向 测试或多次测试取平均值,盲区产生的影响会更小。 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公2司2 三、常用光通信仪器仪表的用途、功能 4).测量范围(量程)选择 OTDR 测量范围是指OTDR 获取数据取样的最大距离(横坐标能达到的最大距离),此参 数的选择决定了取样分辨率的大小。测量范围通常设置为待测光纤长度的1.5~2 倍距离 之间,以防止光纤末端的二次反射影响测试结果。量程选择过小时,光时域反射仪的显示 屏上看不全面;量程选择过大时,光时域反射仪的显示屏上横坐标压缩看不清楚。根据工 程技术人员的实际经验,测试量程选择能使背向散射曲线大约占到OTDR显示屏的70%时, 不管是长度测试还是损耗测试都能得到比较好的直视效果和准确的测试结果。在光纤通信 系统测试中,链路长度在几百到几千千米,中继段长度40~60km,单盘光缆长度2~4km, 合选择OTDR的量程可以得到良好的测试效果。 5). 平均化时间选择 由于背向散射光信号极其微弱,一般采用多次统计平均的方法来提高信噪比。OTDR测 试曲线是将每次输出脉冲后的反射信号采样,并把多次采样做平均化处理以消除随机事件, 平均化时间越长,噪声电平越接近最小值,动态范围就越大。平均化时间为3min获得的动 态范围比平均化时间为1min获得的动态范围提高0.8dB。一般来说平均化时间越长,测试 精度越高。为了提高测试速度,缩短整体测试时间,测试时间可在0.5~3 min内选择。 在光纤通信接续测试中,选择1.5min(90s)就可获得满意的效果。 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公2司3 三、常用光通信仪器仪表的用途、功能 3.6.5 实施OTDR测试的三种常用方法 OTDR对光缆和光纤进行测试时,测试场合包括光缆和光纤的出厂测试,光缆和光纤光 缆的施工测试,光缆和光纤的维护测试以及定期测试。OTDR的测试连接如图1所示 测试连接的方法是:OTDR一光纤连接器一第1盘光缆一第2盘光缆一第n盘光缆,终端不连 接任何设备。根据实际测试工作主要有以下三种方法: 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公2司4 三、常用光通信仪器仪表的用途、功能 1). OTDR后向测试法 采用这种方法主要对光缆接续进行监测,光缆接续一定要配备专用光纤熔接机和光时域反射仪 (OTDR)。熔接机在熔接完一根纤芯后一般都会给出这个接点的估算衰耗值。这种方法测试有三个优点: ? OTDR固定不动,省略了仪表转移所需车辆和大量人力物力; ? 测试点选在有市电而不需配汽油发电机的地方; ? 测试点固定,减少了光缆开剥。 同时该方法也有两个缺点: ? 因受距离和地形限制,有时无法保证联络的畅通; ? 随着接续距离的不断增加,OTDR的测试量程和精度受到限制。 目前解决这些问题一般有三种方法: ? 在市内和市郊用移动通话设备可使测试人员和接续人员随时保持联络,便于组织和协调,有利于 提高工作效率。 ? 用光电话进行联络。确定好用一根光纤(如蓝色光纤单元红色光纤)接在光电话上作联络线。当然 最后这根作联络用的光纤在熔接和盘纤时就因无法联络而不能进行监测了。即使这样,出现问题的可 能性仍会大大降低(如果是24芯光缆,出现问题的概率会降到原来的1/24以下)。 ? 当光缆接续达到一个中继距离时,OTDR向前移动。 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公2司5 三、常用光通信仪器仪表的用途、功能 2). OTDR前向单程测试法 OTDR在光纤接续方向前一个接头点进行测试,用施工车辆将测试仪表和测试人员始终超前转移。 使用这种方法进行监测,测试点与接续点始终只有一盘光缆长度,测试接头衰耗准确性高,而且便于 通信联络。目前一盘光缆长度大约为2~3km,一般地形下利用对讲机就可保证通信联络。若光缆有皱 纹钢带保护层,也可使用磁石电话进行联络。 这种测试方法的缺点也很明显,OTDR要搬到每个测试点费工费时,又不利于仪表的保护;测试点 还受地形限制,尤其是线路远离公路、地形复杂时更为麻烦。选用便携型OTDR进行监测,近距离测试 对仪表的动态范围要求不高,且小型0TDR体积小重量轻移动方便,这样可大大减小测试人员工作量, 提高测试速度和工作效率。 3). OTDR前向双程测试法 OTDR位置仍同“前向单程”监测,但在接续方向的始端将两根光纤分别短接,组成回路。这种方 法即可满足中继段光纤测试,也可对光纤接续进行监测。对中继段光纤测试可以在光时域反射仪的显 示屏上很清楚地看到入射光脉冲、反射光脉冲、接头点、断裂点、故障点以及衰减分布曲线。OTDR测 试事件类型及显示如图2所示,它可以为光缆维护提供方便。 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公2司6 三、常用光通信仪器仪表的用途、功能 对光纤接续进行监测时由于增加了环回点,所以能在OTDR上测出接续衰耗的双向值。这种方法的 优点是能准确评估接头的好坏。 由于测试原理和光纤结构上的原因,用OTDR单向监测会出现虚假增益的现象,相应地也会出现虚 假大衰耗现象。对一个光纤接头来说,两个方向衰减值的数学平均数才能准确反映其真实的衰耗值。 比如一个接头从A到B测衰耗为0.16dB,从B到A测为-0.12dB,实际上此头的衰耗为: [0.16+(-0.12)]/2=0.02dB。 3.6.6 OTDR常见测试曲线).正常曲线 一般为正常测试曲线图,A 为盲区,B 为测试末端反射 峰。测试曲线为倾斜的,随着距离的增长,总损耗会越来越 大。用总损耗(dB)除以总距离(km),就是该段纤芯的平均损 耗(dB/km)。 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公2司7 三、常用光通信仪器仪表的用途、功能 2).光纤存在跳接点 在测试的曲线中间多了一个反射峰如图2,出现这种情况, 一般是中间有一个用尾纤连接起来的跳接点,当然也有例外的 情况。总之,出现反射峰,很多情况是因为末端的光纤端面是 平整光滑的,端面越平整,反射峰越高。如在光缆割接过程中, 当光缆被砍断以后,测试的曲线应该如光路存在断点图所示, 但当现场的抢修人员把该纤芯的端面做好后,再测试时,在原 来的断点位置会出现一个高的反射峰。 3).异常情况 光纤插接件、连接器件不清洁,物理连接性能不良,都可 能引起较大的测试误差,这在日常测试中经常碰到,它可以 使曲线上产生严重的噪声和毛刺,甚至曲线不能测出。再有 就是断点位置比较近,所使用的距离、脉冲设置又比较大, 看起来就像光没有打出去一样,会出现图3 中的这种情况。 出现这种情况,首先查看OTDR 的设置,把距离、脉冲调小一 点,其次要检查尾的纤连接情况及连接器件是否清洁,如果 还是这种情况的话,可以判断尾纤有问题或者是OTDR 上的识 配器问题,还有可能是断点十分近,OTDR 不足以测试出距离 来。如果是尾纤问题,只要换一根尾纤就可以,不行的话就 要试着擦洗识配器,或就近查看纤芯了。 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公2司8 三、常用光通信仪器仪表的用途、功能 4).非反射事件 在我们平时的光缆测试中,图4 这种情况比较多见, 曲线中间出现一个明显向下的台阶,这个台阶是比较 大的一个损耗点,也可以称为事件点,曲线在该点向 下掉,称为非反射事件。出现这种情况,多数是光缆 受到外界损伤等因素,纤芯打折、弯曲过小所致,有 时熔接不好或盘纤不当也会出现这种情况。 如果曲线在该点向上翘,那就是反射事件。这时, 该点的损耗点就成了负值,但并不是说它的损耗小了, 这是一种伪增益现象。造成这种现象的原因是由于接 头两侧光纤的背向散射系数不一样,接头后光纤背向 散射系数大于前段光纤背向散射系数,而从光纤另一 端测则情况正好相反。折射率不同也有可能产生增益 现象。所以要想避免这种情况,只要用双向测试法就 可以了。 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公2司9 三、常用光通信仪器仪表的用途、功能 5).光纤存在断点 图 5 这种情况一定要引起注意,曲线在末端没 有任何反射峰就掉下去了,把测试的距离和图纸上 标注的纤芯距离对比,可看出在没有到达纤芯原来 的距离时曲线就掉下去了,这说明光纤在曲线掉下 去的地方断了,或者也有可能是光纤在那里打了个 折。我们经常利用这种现象,查找线路断点或大的损耗点;也可以把不能确定的纤芯打折, 然后利用OTDR 的实时监测功能,按照图中的这种情况来判断纤芯缺陷。 6).测试距离过长 在测试长距离的纤芯时,可能出现图6 这种情况, 一般有两个原因:一是纤芯的距离超出了OTDR 的测 量范围,二是OTDR 的距离、脉冲参数设置过小。如 果光缆长度没有超出OTDR 最大测量范围而又出现这 种情况,就要把距离、脉冲参数调大,加长测试时间以达到测试效果。 总之,OTDR 是光缆生产、施工、维护中不可缺少的仪器,其测试技能是理论知识和实践 经验的有机结合,在实际的测试工作中要善于思考和不断地总结,多分析测试实例找出产 生误差的根源,不断提高测试精度,使对故障点的判断和定位更加精细准确,缩短抢修的 时间,网上卖仪器仪表减少因误测误判造成的不必要的人力和财物的浪费。 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公3司0 三、常用光通信仪器仪表的用途、功能 3.6.7注意事项 OTDR是一个非常专业的测试仪表组合:由一个稳定高速脉冲源和一个高速光探头组成。 OTDR的选择过程应注意下列属性: 1).确认工作波长,光纤类型和连接器接口; 2).预期连接损耗和需要扫描的范围; 3).空间分辨率。 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公3司1 四、冷接技术及工具操作 4.1光纤连接基本概念 光缆、光纤的连接,可以采用二种方式:活动连接(俗称活接头)和固定连接(俗称 死接头)。活动连接即通过活动连接器,完成光纤与光纤的连接。固定连接可以采用二种 技术:熔接和冷接。 熔接即通过光纤熔接机完成光纤、光缆的接续;冷接则是通过“冷接子”完成光缆的 机械接续。熔接的优点是连接损耗低,安全、可靠,受外界因素的影响小。最大的缺点是 需要价格昂贵的熔接机具。 冷接的优点是方面灵活,便于施工操作,但缺点是连接损耗相对熔接较高,且易受外 界因素影响。光纤连接中最重要的是定心技术和端面处理技术。 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公3司2 四、冷接技术及工具操作 4.2 冷接技术主要应用场合和产品 冷接技术主要应用于皮线光缆的接续和端接,冷接产品包含冷接子、快速连接头、L型快 速连接器,具体应用点如下图所示: OLT机房内 小区光缆汇聚点 住宅楼楼道 用户宅内 光分配点 语音 OLT 单芯皮缆 SFU 数据 光缆交接/ 配纤 设备 配光缆 楼道分纤盒 家庭信息箱 视频 入户光缆现场制作快 用户光缆 采用一级分光方式、楼道 分纤盒内采用冷接子接续 速连接头与SFU连接 住宅楼 用户有家庭信息箱 楼道分纤盒 一级分光点 用户光缆和配光缆 成端采用熔接方式 光分路器 配光缆 二级分光点 面板 SFU 语音 单芯皮缆 数据 楼道光分路箱 采用二级分光方式、配光缆与单头尾纤 冷接,提供OBD的上行纤,入户光缆现 场制作快速连接头,与OBD活动连接, 也可采用与OBD自带尾纤冷接子接续 视频 用户无家庭信息箱 入户光缆现场制作L型快速连接器,安 装在尾纤插座内,通过跳纤与SFU连接 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公3司3 四、冷接技术及工具操作 冷接子是一种通过机械方式快速实现裸光纤对接的光纤接续器件;可用于多种护层直径光 纤间的对接,适用于护层直径为250um-900um 光纤间的接续。冷接子技术参数见下表: 平均插入损耗(dB) 回波损耗(dB) 抗拉强度(N) 环境温度(摄氏度) 0.15 -40 10 -40℃-80℃ 1).L 型快速连接器:是一种通过机械方式快速实现裸光纤端接的光纤接续器件,具有快 速光纤机械接续功能,适应安装在A86 接线盒内的光纤插座。 平均插入损耗(dB) 回波损耗(dB) 抗拉强度(N) 环境温度(摄氏度) 0.5 -55 20 -40℃-75℃ 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公3司4 四、冷接技术及工具操作 2).快速连接头:是一种通过机械方式快速实现裸光纤端接的光纤接续器件,具有快速光 纤机械接续功能,适用于与设备直接连接。可分为预埋光纤型和直插型两类。除了在FTTH 工程中应有以外,快速连接头还可用于传输机房内尾纤改造,将机房光配线架内原过长的 尾纤剪成合适的长度,然后采用快速连接头做端接并恢复与原ODF端子连接。 ? 预埋型: ?生产过程中,在陶瓷芯前段预埋裸纤,且端面经过精密的研磨处理和检验。 ?现场对用户光缆的光纤端面进行切割,并通过内置对准机构和预埋裸纤机械连接。 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公3司5 四、冷接技术及工具操作 ? 直插型: ? 生产过程中,陶瓷芯完全贯通。 ? 现场对用户光缆的光纤端面进行切割, 直接插入陶瓷芯,端面在现场不再经过研磨 和检验。 快速连接头主要技术参数见下表: 平均插入损耗(dB) 回波损耗(dB) 抗拉强度(N) 环境温度(摄氏度) 0.5 -55 20 -40℃-75℃ 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公3司6 四、冷接技术及工具操作 4.3 冷接子接续操作过程 4.3.1 接续工具 所涉及的工具包括剥纤工具、切割刀和冷接子接续板。所有这些工具都必须保持清洁, 和处于良好的状态。 4.3.2 操作步骤 1).手持接线子的两端,遵循冷接子标签上所标注的或者其它的安全说明将其固定在冷 接子接续板上。 2).转动光纤夹持臂到相应的光纤直径的位置(根据所使用的冷接子接续工具使用说明 操作)。 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公3司7 四、冷接技术及工具操作 3).剥掉第一根光纤的涂敷层25-51mm。 4).清洁剥好涂敷层的裸纤。 5).切割250um光纤到12.5mm或者900um光纤到14mm。对于250um和900um的光纤接续, 要先处理250um的光纤。 保持光纤端面清洁;在光纤插入到接续子之前不要碰触任何表面;切割之后不要 再重新清洁光纤。 6).利用冷接子安装工具上的切割长度计检查切割的长度是否合适。 7).用双手将切割好的光纤放入夹持海绵中。不要让切割好的光纤接触到任何表面。 8).拿住靠近裸纤的光纤的带有涂敷层或者紧套管的部分。将光纤搭在光纤对准导 承上并且保持光纤平直轻轻地将光纤滑入到接续子中直至遇到阻力。如果在接续子外面可 以看到裸纤,轻轻地将光纤拉回来一点然后继续插入直至遇到阻力。在任何情况下都不要 把光纤从接续子中完全移出。随着适当的插入,第一根光纤将接直,但是会有不大于 3mm的微弯。 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公3司8 四、冷接技术及工具操作 9).开剥、清洁和切割第二根光纤。 10).按照步骤7将第二根光纤放入好夹持海绵中。 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公3司9 四、冷接技术及工具操作 11).轻轻地将第二根光纤滑入接续子中直至遇到阻力。第一根光纤由于受到第二根 光纤的轻微的向后推的力会有弯曲。随着适当的推入,第二根光纤将接直,但是会有 不大于3mm的微弯。 如果光纤不出现描述的这样的微弯,重复接续步骤的7-11,但是不要把光纤完全 从接续子中取出。如果仍然不能够看到微弯,取出光纤、开剥、重新切割光纤,切割时 注意合适的切割长度。利用一个新的接续子重新按照接续程序进行接续。 12).将第一根光纤推回到接续子中直到两根光纤的弯曲相同。 13).压下压接板使接续子的上盖盖紧。 14).将接续好的接续子移出:先把光纤从夹持海绵中取出,再从接续子固定槽中把 接续子取出。 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公4司0 四、冷接技术及工具操作 4.4 现场快速连接头操作过程 4.4.1 接续工具 所涉及的工具包括剥纤工具、切割刀、剪刀和剥线钳。所有这些工具都必须保持清 洁,和处于良好的状态。 4.4.2 操作步骤 1).打开快速连接头包装袋,连接头共有3 个部件:1.主体,2.外壳,3.尾帽,保留 包装袋。 2).将入户皮线).将入户皮线).根据说明书,用记号笔在离外护套剥离处24mm 的位置做标记(标记在涂覆层 上)。 5).从标记的位置开始,去除紧护套和涂覆层。 6).用酒精清洁光纤。 7).切割光纤, 光纤切割长度为10mm。 8).将切割好的光纤与说明书进行对比,确认长度符合要求。 9).将光纤插入快速连接头主体。 10).当入户皮线光缆的外皮到达光缆限位处涂覆层可以明显观察到弯曲时,停止插 入光纤。 11).确认光纤的弯曲,并保持弯曲,向下按压主体上的压接盖到底。 12).释放光纤的弯曲,使其平直。 13).恢复光缆纤维层的自然方向,将尾帽套上连接器主体,并旋紧。 14). 将多余的光缆纤维层齐根剪除。 15).套上外壳,外套上的空槽和主体上压接盖的方向应一致。 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公4司1 四、冷接技术及工具操作 4.5 L型现场光纤端接连接器(插座) 4.5.1 接续工具 所涉及的工具包括剥纤工具、切割刀、尖嘴钳和剥线钳。所有这些工具都必须保持清洁,和处 于良好的状态。 4.5.2 操作步骤 1).将L型快速连接器安放在压接工具的对准突起中,使L型快速连接器很好地固定在压接工具上。 2).将压接工具的上盖轻轻压住L型快速连接器。此时不要施加压力完全压上压接工具。 3).如有加强芯则剥开皮线).将带有外护套的皮线光缆放入光纤分离工具并压紧工具后,沿工具使用说明中箭头指示方向 缓慢地拉工具,从而分离掉光缆外护套,拉出光纤。 5).露出的最佳纤芯长度为35至60mm。 6).在纤芯两侧的外护套连接处剪掉纤芯两侧的外护套(光纤外护套的切割必须直、干净和保 证合适的长度)。 7).将光缆插入插座的光纤固定器直至完全固定。 8).将光纤固定器放入皮线光缆夹持器,保证固定器一直向前,光纤平直,不弯曲,然后合上夹 持器。 9).将夹持器放入涂敷层剥离器并盖紧。 10).手持涂敷层剥离器,将夹持器向后拉,剥离纤芯上的涂敷层。 11).把皮线光缆夹持器从涂敷层剥离器上移开。 12).将皮线光缆夹持器放入光纤端面切割刀内,保证夹持器在 光纤端面切割刀内完全向前到 底。 13).根据工具使用说明书切割光纤至合适长度,取出光缆。 14).清洁光纤。 15).将光纤固定器放入插座中,对准光纤固定器和插座上的标记,保持光纤向前的推力,直至 看到光纤上出现微弯(表示光纤没有折断),压下压接工具。 16).释放掉加在光纤固定器上的力,从而使光纤上的微弯恢复或者弹回。 17).转动光缆直至光纤固定器锁在插座中。 18).端接完成,检查安装情况,合上插座光纤保护盖。 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公4司2 五、通信仪器表的维护 5.1 仪器仪表的检定和维修 仪器仪表的定期检定按照省公司有关规定执行。检定和正常维修(如装置的定期清 洗,校正及小件易损附件的修理更换等)。 5.2 仪器仪表的停用 仪器仪表检定有效期到期时,如果没有该测试项目,可申请停用,由原使用单位填 写“测试仪器停用申请报告”,经相关部门审批后生效。停用的仪器由原使用单位保管, 以备其它需要时调拨。停用的装置再次启用前必须检定后才能使用。 5.3 仪器仪表设备的使用维护管理 5.3.1 仪器保存 仪器仪表应存放在通风、干燥、温度稳定的房间里。各种仪器均不可受压、受冻、 受潮或受高温,仪器柜不要靠近火炉或暖气管、片,不可靠近强磁场。存放仪器时,特别 是在夏天和车内,应保证温度在一定的范围之内(-20℃~+50℃)。注意防止未经许可的人 员接触仪器。 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公4司3 五、通信仪器表的维护 5.3.2 仪器运输 仪器仪表长途运输时,应切实做好防碰撞、防震及防潮工作。装车时务必使仪器箱正 放,不可倒置。测量人员携带仪器乘坐汽车时,应将仪器放在腿上并抱持怀中,或背起来 以防颠簸震动损坏仪器。 5.3.3 操作保养规程 1).仪器仪表负责人必须精通仪器使用知识,必须遵循仪器生产厂家列出的安全须知, 能向其他使用者讲述仪器的操作和安全防护知识并进行有效的监督; 2).不可自行拆卸、装配或改装仪器; 3).操作前应先熟悉仪器。一切操作均应手轻、心细、动作柔稳; 4).仪器仪表开箱前,应将仪器箱平放在地上。严禁手提或怀抱着仪器箱子开箱,以免 开箱时仪器落地摔坏。开箱后注意看清楚仪器在箱中安放的状态,以便在用完后按原样安 放; 5).仪器仪表自箱中取出前,应松开各制动螺栓,提取仪器时,用手托住仪器基座,另 一手握持支架,将仪器轻轻取出。仪器及所用附件取出后,及时合上箱盖,以免灰尘进入 箱内。仪器箱放在测站附近,箱上严禁坐人; 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公4司4 五、通信仪器表的维护 6).安置仪器时,应确保附件正确地连接,安全地固定并锁定在其正确位置上,避免设 备引起机械震动。 7).仪器安置后,必须有人看护; 8).当仪器失灵或有杂音等不正常的情况出现时,应首先查明原因,妥善处理。严禁强 力扳扭或拆卸、锤击而损坏仪器。仪器故障不能排除或查明时,要向有关人员声明,及时 采取维护措施,不应继续勉强使用,以免使仪器损坏程度加重或产生错误的测量结果; 9).在工作过程中,短距离迁站时严禁单手抓提仪器或将仪器扛在肩上。抱着仪器前进 时,要稳步中速行走。若需跨越沟谷、陡坡或距离较远时,应装箱背运; 10).测试结束后,先将微动螺旋和各制动旋到正常位置,用镜头纸轻轻除去仪器上的 灰尘、水滴等。然后按原样装箱,将各制动螺旋轻轻旋紧,检查附件齐全后轻合箱盖,箱 口吻合后方可上锁,若箱口不吻合,应检查仪器各部位状态是否正确,切不可用力强压箱 盖,以免损坏仪器; 11).仪器应尽量避免日晒、雨淋,烈日下或在雨中测量时,应给采取必要的措施; 12).仪表可以使用一次性碱性电池或可充电电池,不能混用不同型号或不同容量的电池。 只可对充电电池进行充电。 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公4司5 五、通信仪器表的维护 13).应尽可能避免温度的突然变化。将设备从冷的地方搬移到热的地方后,或房间内 突然升温后,不要立即使用,因为设备内可能结露。使用设备时如果温度突然变化,立即 停止使用,并取出电池,待至少一小时后才可接通电源。 14).当设备长期存放而不使用时,应将电池取出存放,避免漏液造成设备损坏; 15).仪表具有充电功能,当仪表设备上的电量显示不足20%时,应及时关机并进行充电。 长时间欠压将会导致充电电池的寿命缩短。 16).电池快速充电已结束,可以直接使用。若此时不停止充电,设备将继续进行涓流充 电状态,以小电流补充自然放电的电量,但不宜超过24小时。 中国电信湖湖北北分省公电信司有限公4司6 谢谢你的阅读 ? 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