OTDR
OTDR
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。
OTDR原理及使用方法介绍
OTDR原理及使用方法介绍OTDR（Optical Time Domain Reflectometer）是一种用于光纤传输系统中光纤链路质量评估的测试仪器。
它通过发送一个可调节的脉冲光信号，测量光在光纤中的传播时间和强度的变化，从而确定光纤中的衰减、连接器、分界点等问题。
OTDR的原理如下：1.发送脉冲光信号：OTDR向光纤发射一个宽度可调的脉冲光信号。
2.接收反射光信号：脉冲光信号在光纤中传播过程中，当遇到连接器、分界点等位置，会发生反射。
OTDR接收这些反射光信号。
3.测量信号测量：OTDR通过测量脉冲光信号的发射时间和接收到的反射光信号的时间来计算光纤中的距离。
4.数据分析：OTDR基于测量的光纤距离和反射光信号强度，将数据显示为散点图或时间-距离曲线，以评估光纤链路的质量。
OTDR的使用方法如下：1.准备工作：连接OTDR与被测光纤，确认接口类型一致并检查连接是否牢固。
打开OTDR并将其预热一段时间，使其温度稳定。
2.设置测试参数：选择适当的测量模式（单模/多模），设置脉冲宽度和发射功率。
如果需要测量纤芯直径或折射率，可以设置相应的参数。
3.开始测试：点击开始按钮，OTDR将发送脉冲光信号并开始接收反射光信号。
在测量过程中，OTDR会记录信号的时间和强度信息。
4.分析测试数据：测试完成后，OTDR将数据以散点图或时间-距离曲线的形式显示。
根据反射光信号的强弱以及时间-距离曲线的形状，可以判断光纤链路的质量并确定潜在问题的位置。
5.故障定位：根据测试数据，可以通过观察反射光信号的强度和时间来确定光纤中的连接器、分界点等位置。
通过定位问题的位置，可以更精确地定位光纤链路上的故障和损伤。
6.数据存储和报告生成：OTDR通常具有数据存储和报告生成功能，可以将测试结果保存并生成报告，以备后续分析和记录。
OTDR的应用领域非常广泛，常用于光纤通信系统的安装、维护和故障排查等工作。
它可以帮助工程师快速定位和修复光纤链路中的问题，确保光纤传输的可靠性和稳定性。
OTDR介绍
OTDR介绍光时域反射计 (OTDR) 是测量光纤特性的仪器。
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原理而制成。
通过OTDR 我们可以评估单根光纤或完整链路的特征属性。
可一目了然地看到损耗故障和事件间距离。
瑞利散射是由于光信号沿着光纤产生无规律的散射而形成。
OTDR就测量回到OTDR 端口的一部分散射光。
这些背向散射信号就表明了由光纤而导致的衰减（损耗/距离）程度。
菲涅尔反射是离散的反射，它是由整条光纤中的个别点而引起的，这些点是由造成反向系数改变的因素组成，例如玻璃与空气的间隙。
在这些点上，会有很强的背向散射光被反射回来。
因此，OTDR就是利用菲涅尔反射的信息来定位连接点，光纤终端或断点。
OTDR的工作原理就类似于一个雷达。
它先对光纤发出一个光脉冲信号，然后观察从光纤上各点返回(包括瑞利散射和菲涅尔反射)的激光的功率大小情况。
这个过程会重复地进行，然后将这些结果进行平均并以轨迹的形式来显示，这个轨迹就描绘了在整段光纤内信号的强弱。
通过分析轨迹可得出光纤长度、光纤的传输衰减、接头衰减等信息。
以下是最常见事件的典型轨迹图，纵轴代表功率，横轴代表距离。
一．光纤上的事件光纤上的事件是指除光纤材料自身正常散射以外的任何导致损耗或反射的事物，包括各类连接及弯曲裂纹或断裂等损伤。
OTDR 轨迹在屏幕上以图形化方式显示测量结果。
纵轴代表功率，横轴代表距离。
以下是最常见事件的典型轨迹图1.单光纤单光纤产生下列轨迹，我们可看到缓慢下降的功率电平衰减和光纤开始和结束处的强反射2.整个链路整个链路的轨迹例如两个城市间的链路。
如下图所示除了正常的衰减以外还可看到链路结束后的事件和噪声。
3.光纤开始如果使用正常的直插式连接器，光纤的开始总是显示前面连接器处的强反射。
4.光纤结束或断裂多数情况下，会在光纤结束处，轨迹下降到噪声电平前看到强反射。
如果光纤中断或断裂则称为断裂。
断裂是非反射事件轨迹下降到噪声电平。
史上最强OTDR使用详解
3、被测光纤的测试长度与折射率的取值成反比
公式是怎么推算出来的？ 运用公式L=cT/2n，其中c为真空中光速，T为入射与反射回来所用的
为什么成反比？
时间，n是介质的折射率
10
参数解析.光纤固有参数
2、散射系数
散射系数是指散射回OTDR光线量的度量，它会影响回波损耗和反射级别的测量值。散射系数是 OTDR 输出处的光脉冲功率与光纤近端处的后向散射功率的比率，此比率以 dB 为单位。
3点经验
1、实际测试时很难从厂家获取准确的折射率，一般对于G.652单模光纤， 在1310nm波长下一般可取1.4680，在1550nm波长下一般可取1.4685。
2、假设被测光纤实际长度L0，测试长度L1，则因为折射率的误差引起的 长度相对误差L0-L1=L0×(n0-n1)/n1，其中n0是实际折射率，n1是测试折 射率。由上述公式可以算出，折射率每偏差0.001，则可以引起1km光纤大 约0.7m的测试误差，亦即0.7m/km的误差。
12
参数解析.测量参数
1、量程
对于25公里的光纤，选择32 公里测试范围是比较合适的
对于25公里的光纤，选择13公里测试 范围是过短了。
13
参数解析.测量参数
1、量程
选择164Km 测试范围对于7.6Km的实 际光纤来说是过长了。
量程相对于被测光纤长度不要差异太大，否则将会影响到有效分辨率。同时，过大的测试范围
最长的脉宽获得
了最光滑的测试
曲线，与此同 时，盲区长达接 最短的盲区但噪声很大
近1公里。
短脉宽
长脉宽
7620ns 3860ns 1980ns 960ns 480ns 240ns
120ns
30ns 18
otdr指标定义
otdr指标定义OTDR（Optical Time Domain Reflectometer）是一种用于光纤传输线路测试和故障定位的仪器。
它可以对光纤传输线路进行全面的评估，包括光纤的长度、损耗、衰减等参数，并能准确地定位出故障点。
OTDR指标是评价OTDR性能和测试结果准确性的重要指标，下面将从几个方面介绍OTDR指标的定义和意义。
OTDR的动态范围是衡量其灵敏度和测量精度的重要指标。
动态范围是指OTDR在测量过程中能够检测到的最小和最大反射信号强度之间的差异。
动态范围越大，表示OTDR能够检测到更小的信号强度差异，测量结果的精度也就越高。
因此，较高的动态范围是OTDR性能优良的重要体现。
OTDR的分辨率也是一个重要的指标。
分辨率是指OTDR在测量过程中能够分辨出的最小距离差异。
分辨率越高，表示OTDR能够更精确地定位故障点或事件点，提供更准确的测量结果。
因此，较高的分辨率对于故障定位和线路评估具有重要意义。
OTDR的测量精度也是一个需要考虑的指标。
测量精度是指OTDR所测得的参数值与真实值之间的差异。
高精度的测量结果可以提供准确的线路评估和故障定位，确保光纤传输线路的可靠性和稳定性。
因此，OTDR的测量精度应该尽可能高，以保证测试结果的准确性。
OTDR的测试速度也是一个需要关注的指标。
测试速度是指OTDR在进行线路测试和故障定位时所需的时间。
测试速度越快，可以提高工作效率，减少测试时间，提高施工效率。
因此，较快的测试速度对于工程施工和维护具有重要意义。
OTDR的易用性也是一个重要的指标。
易用性包括仪器的操作简便程度、界面友好性以及测试结果的直观性等方面。
一款易于操作、界面友好的OTDR仪器可以提高工程人员的工作效率，减少操作失误，保证测试结果的准确性。
OTDR指标是评价OTDR性能和测试结果准确性的重要指标。
其中，动态范围、分辨率、测量精度、测试速度和易用性是衡量OTDR优劣的关键指标。
在选择和使用OTDR仪器时，应综合考虑这些指标，根据实际需求选择合适的仪器，以提高线路评估和故障定位的准确性和效率。
OTDR仪器使用
四、OTDR的使用-读懂OTDR的测试曲线
4.3 熔接点
一个熔接点是由熔接机热熔两根光纤并接续造成的。
➢反射比： 无 ➢插入损耗：< 0.1dB
四、OTDR的使用-读懂OTDR的测试曲线
4.4 宏弯曲
宏弯曲是指光纤的物理弯曲，光波长越长，弯曲损耗越大。因此如要区分一个损耗是弯曲还是 熔接点，则可以使用双波长测试典型为1310 &1550nm。
四、OTDR的使用-参数设置
2.2 手动模式参数设置
在手动模式下，我们需要设置的参数有：脉宽，捕获时间（平均化），折射率，距离范围， 波长。
① 脉宽：控制发射进光纤的激光的多少。一个短的脉宽具备较高的分辨率以及较短的盲区， 但是动态范围却较小。一个长的脉宽具备较高的动态范围，但是其分辨率却变小了，同时盲 区将增大。一般脉宽可设置为30ns左右。
1.1 动态范围
① 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。 ② 动态范围的作用：动态范围可决定最大测量长度。 ③ 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（SNR＝1）两种表示方法。
动态范围与测量范围关系示意图
四、OTDR的使用-性能参数
1.2 盲区
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
二、光纤传输背景知识
4.光纤传输系统
+-
电信号进
发射机
电 光 转 换
光信号入
改变光强度 = 模拟系统 改变开关状态 = 数字系统
石英玻璃光纤
光信号出
光电二极管
+
(原始信号)
电信号出
二、光纤传输背景知识
5.光纤的导光原理
OTDR原理及使用方法介绍
OTDR原理及使用方法介绍OTDR（Optical Time Domain Reflectometer）是一种用于检测光纤传输线路的设备，通过发送一束脉冲光信号来测量和分析光纤传输线路上的损耗和反射。
本文将介绍OTDR的原理和使用方法。
一、OTDR的原理OTDR的工作原理是利用脉冲光信号在光纤传输线路中传播的特性。
具体来说，OTDR将发射一束具有高能量的脉冲光信号进入被测光纤中，一部分光信号会被光纤损耗和衰减，而另一部分光信号会被光纤中的缺陷和连接点反射回来。
OTDR接收到反射光信号后，通过计算反射光信号与发射光信号之间的时间差和反射光信号的强度来检测光纤传输线路上的损耗和反射。
具体步骤如下：1.发送脉冲光信号：OTDR发送一束脉冲光信号进入被测光纤，该光信号被称为发射光脉冲。
2.接收反射光信号：光脉冲在传输线路中传播，一部分光信号会被光纤损耗和衰减，而另一部分光信号会被光纤中的缺陷和连接点反射回来，形成反射光信号。
3.分析反射光信号：OTDR接收到反射光信号后，通过计算反射光信号与发射光信号之间的时间差和反射光信号的强度来分析光纤传输线路上的损耗和反射。
4.显示和记录结果：OTDR将分析结果显示在屏幕上，并可以通过连接电脑或存储设备将结果记录下来，以便后续分析和比较。
二、OTDR的使用方法使用OTDR进行光纤线路测量需要一定的技术和操作知识。
下面介绍一般的使用方法：1.准备工作：首先，需要准备好OTDR设备以及相关的光纤连接线和测试接头。
确保设备和连接线的质量良好，以免影响测试结果。
此外，还需要清除光纤线路两端的污染物，以免影响光信号的传输质量。
2.连接和校准：将OTDR设备与被测光纤线路连接，并确保连接稳定可靠。
校准OTDR 设备的光功率和时间设置，以适应被测光纤线路的特性。
3.发送光脉冲：设置OTDR设备发送光脉冲的参数，如脉冲宽度和重复频率等。
适当的参数设置能够提高测试精度和减小测试时间。
OTDR的工作原理
OTDR的工作原理一、引言光时域反射仪（OTDR）是一种用于光纤通信系统中光纤链路的故障定位和性能评估的重要工具。
本文将详细介绍OTDR的工作原理及其应用。
二、工作原理OTDR利用光脉冲的反射信号来测量光纤链路的长度、损耗和故障位置等参数。
其工作原理主要包括以下几个步骤：1. 光脉冲发射：OTDR通过激光器产生一个窄脉冲光信号，并将其注入到被测光纤中。
激光器通常采用半导体激光器或者光纤激光器，发射的光脉冲具有高能量和短脉冲宽度。
2. 光脉冲传播：发射的光脉冲在光纤中传播，同时发生衰减和散射。
衰减是由于光信号在光纤中的能量损失，散射是由于光信号与光纤中的杂质或者不均匀性相互作用而改变方向。
3. 反射信号接收：当光脉冲遇到光纤中的反射点（如连接器、末端或者故障点）时，一部份光信号会反射回来。
OTDR通过光探测器接收反射信号，并将其转换为电信号。
4. 反射信号处理：接收到的反射信号经过放大、滤波和数字化处理，以提高信噪比和测量精度。
5. 反射信号显示：处理后的反射信号通过显示器以图形方式展示出来。
典型的OTDR显示结果包括反射曲线和衰减曲线。
反射曲线表示反射信号强度随时偶尔距离的变化，用于定位连接器和故障点。
衰减曲线表示光纤链路中的损耗随距离的变化，用于评估光纤链路的性能。
三、应用OTDR在光纤通信系统中有广泛的应用，包括以下几个方面：1. 光纤故障定位：OTDR可以准确地定位光纤链路中的断裂、弯曲、连接器故障等问题，匡助维护人员快速找到故障点并进行修复。
2. 光纤长度测量：OTDR可以测量光纤链路的长度，对于规划光纤布线和故障排查都非常重要。
3. 光纤损耗评估：OTDR可以测量光纤链路中的损耗，匡助评估光纤链路的性能和质量。
4. 光纤连接器检测：OTDR可以检测光纤连接器的质量，包括连接器插入损耗、反射损耗等参数。
5. 光纤网络维护：OTDR可以匡助维护人员监测光纤链路的状态，及时发现和解决潜在的问题，保障通信系统的稳定运行。
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范围
选择范围为164Km (538Kft) 对于7.6Km (25Kft)的光纤太 长.
文件大小: 9Km 范围 = 2k字节 164Km 范围 = 10k字节
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OTDR基本原理 & xPON基础知识
脉冲宽度：用时间或长度的概念来度量，用来指一个脉冲光在光纤中 传输的距离
30ns 脉冲
背向散射：当光在光纤传输的过程中撞击到分布在芯径中
的多普勒颗粒，会产生背向散射。
OTDR 光脉冲撞击到颗粒时，一部分光将向周围散开，朝着光源散射的光称之为 背向散射。散射损耗后，脉冲强度将变弱。
多普勒颗粒 从前一点的背向 散射.
纤芯
瑞利散射
1
2
瑞利散射
背向散射 – 散射回来的光和注入光的数量有关。
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光脉冲宽度和光接收器的质量决定着盲区的长度。
光脉冲宽度决定着动态范围和盲区的值，脉冲宽度越大，盲区就越大， 测试距离就越长； 更小的脉冲宽度，更好的分辨率, 但动态范围减小, 需要更多的平均。 盲区和动态范围是一个矛盾体
100ns 100*10-9*2*108=20m 20m
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OTDR基本原理 & xPON基础知识
分辨率： •损耗分辨率：
接收器区分两个光信号的能力
•距离分辨率
数据采样点之间的距离，决定着光纤末端距离判断的精度
距离分辨率不同于显示分辨率
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OTDR基本原理 & xPON基础知识
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OTDR基本原理 & xPON基础知识
损耗精度
测试的损耗精度，同光功率计的测试方式相同
距离精度
发光功率和接收器的灵敏度决定着OTDR的动态范围 提高动态范围有三种方法： 一是提高发射功率；二是提高脉冲宽度；三是改善接收器灵敏度
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OTDR基本原理 & xPON基础知识
动态范围
“98% 噪声电平”
(Bellcore 标准)
“SNR = 1” “RMS 噪声电平”
计算OTDR动态范围的方法
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OTDR基本原理 & xPON基础知识
OTDR 创建返回光强度（背向散射+反射） vs. 沿着光纤的距离的光 纤曲线（或图形）.
+
返回信 号的强 度 (dB)
只看连接线
0
距离
+
(英里, 千米, 或英尺)
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OTDR基本原理 & xPON基础知识
OTDR 创建返回光强度（背向散射+反射） vs. 沿着光纤的距离的光 纤曲线（或图形）.
OTDR基本原理 & xPON基础知识
LSA/2PA (1/7)
2PA – 在两个标记数据点之间简单地画一条线
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OTDR基本原理 & xPON基础知识
LSA/2PA (2/7)
LSA- 最接近于标记之间的数据点
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OTDR基本原理 & xPON基础知识
LSA/2PA (3/7)
OTDR基本原理 & xPON基础知识
MT9083系列
MT9082系列
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OTDR基本原理 & xPON基础知识
OTDR（Optical Time Domain Reflectometer光时 域反射仪）
功能：测量光纤长度、损耗、接续损耗、光纤末端 的反射
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OTDR基本原理 & xPON基础知识
1310nm曲线
波长
1550nm曲线
原则: 只要可能总是测试2个波长. 通过比较2个测试决定光纤 上是否有压力点，这点很重要.
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OTDR基本原理 & xPON基础知识
平均：通过合并之前测试的数据来减少光纤噪音的影 响，平均时间越长，测试得到的光纤曲线就越平滑。
平均
噪声表现为曲线的起伏变化，更长的 平均时间可减少噪声电平. 红线：慢速扫描
平滑
平滑前
平滑后
OTDR也可通过平滑技术改善噪声电平，提高动态范围，但平均点数越 多，测试分辨率越差
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OTDR基本原理 & xPON基础知识
接续点增益和双向测量
实际损耗 = (0.5-0.1)/2 = 0.2dB
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OTDR基本原理 & xPON基础知识
接收器饱和
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+
返回信 号的强 度 (dB)
0
距离
+
(英里, 千米, 或英尺)
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OTDR基本原理 & xPON基础知识
OTDR 创建返回光强度（背向散射+反射） vs. 沿着光纤的距离的光 纤曲线（或图形）.
+
返回信 号的强 度 (dB)
近端的背向散射
0
距离
+
(英里, 千米, 或英尺)
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端到端损耗， 2PA
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OTDR基本原理 & xPON基础知识
LSA/2PA (4/7)
端到端损耗，LSA
接续或菲涅耳反射会产生误差
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OTDR基本原理 & xPON基础知识
LSA/2PA (5/7)
接续损耗,
2个标记
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OTDR基本原理 & xPON基础知识
>3,000’
盲区
965m 3,165ft
950’ Long
7620ns
960ns 540m 1,773ft Medium
120ns < 250’
Short
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OTDR基本原理 & xPON基础知识
不同的波长测试在同一个光纤里会产生不同的损耗，当以更长的波长进 行测试时，由于弯曲产生的损耗值会更大，因而可以用来测试是否有弯 曲的问题
和时钟的稳定性、采样分辨率以及IOR的不稳定性有关系
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OTDR基本原理 & xPON基础知识
关键的设置参数
范围
最有用的控制
一个基本但非常重要的设置
脉冲宽度
显示光纤的特性
波长
决定距离的精度
分辨率
平均
可以得到一个更平滑的曲线
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OTDR基本原理 & xPON基础知识
范围：距离或显示的范围，为了看到整条光纤的长度，需要选择比光纤 长度更长的范围。
两种盲区： 菲涅尔反射（事件盲区）/背向散射（衰减盲区）
菲涅尔反射盲区定义了OTDR检测下一个事件所需的最小距离。 背向散射盲区定义了OTDR可以测量的最小长度。
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OTDR基本原理 & xPON基础知识 衰减盲区
衰减盲区的距离是从反射事件的开始到反射事件后背向散射电平 0.5dB以上的强度距离。
+
返回信 号的强 度 (dB)
远端的背向散射
0
距离
+
(英里, 千米, 或英尺)
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OTDR基本原理 & xPON基础知识
OTDR 创建返回光强度（背向散射+反射） vs. 沿着光纤的距离的光 纤曲线（或图形）.
+
返回信 号的强 度 (dB)
连接各个反射点
0
距离
+
(英里, 千米, 或英尺)
蓝线：快速扫描
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OTDR基本原理 & xPON基础知识
数据分析的一些重要概念
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OTDR基本原理 & xPON基础知识
噪声和平均
平均前
平均后
OTDR可通过平均技术改善噪声电平，提高动态范围，但平均次数越多 ，所需的测试时间就越长
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OTDR基本原理 & xPON基础知识
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OTDR基本原理 & xPON基础知识
事件盲区
1件点开始到反射事件峰值1.5 dB以下的 距离。
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OTDR基本原理 & xPON基础知识 初始盲区
从峰值下降1.5dB，初 始事件盲区 初始衰减盲区
EDZ EDZ
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OTDR基本原理 & xPON基础知识
带有空气间隔的连接是一个带有反射的点损耗, 在反射信号下 降的同时，会产生一个突发的上升。
+
返回信 号的强 度 (dB)
反射 接续损耗
0
距离 (英里, 千米, 或英尺)
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+
OTDR基本原理 & xPON基础知识
Slide 18
OTDR基本原理 & xPON基础知识
我们可以用OTDR做什么？
LSA/2PA (6/7)
接续损耗 , 2PA
标记位置决定结果
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OTDR基本原理 & xPON基础知识
LSA/2PA (7/7)
接续损耗,
LSA – 正确的方法
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OTDR基本原理 & xPON基础知识
Fiber-To-The-x （FTTx）光纤接入
Slide 21
OTDR基本原理 & xPON基础知识
动态范围影响
动态范围OK，可以测量整条光纤
动态范围不够，末端有噪声
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