新增通用理论教程

docs/general/实训教程/实验五 光纤故障分析/5.1 思路与方法.md

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+sidebar_position: 0
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+
+# 5.1 思路与方法
+
+## 学习目标
+
+- 能描述常用的光纤认证测试参数和定义；
+
+- 能描述常用的光纤认证测试参数对应的故障原因；
+
+- 能描述常用的 `OTDR` 事件问题对应的故障原因；
+
+- 能独立进行光纤故障定位，并排除故障；
+
+- 能按照仪器使用说明进行操作，避免违规操作，养成安全文明的工作习惯。
+
+## 情景任务
+
+
+
+在上一个任务中，完成了园区光缆认证测试，但发现部分新安装光缆认证失败，没有通过测试，需要进行故障定位并整改。
+
+你需要借助测试设备快速了解光纤链路的真实情况，分析故障原因，排除问题。使用光纤一级测试判断损耗大小；当链路测试未通过，需要使用 `OTDR` 测试进行故障分析与定位，并汇总数据，完成报告。
+
+## 思路与方法
+
+### 常见的故障问题
+
+#### 一级测试中的故障问题
+
+主要包括：光纤本身损耗、连接器损耗、熔接点损耗、长度等。
+
+#### OTDR测试中的故障问题
+
+主要包括：事件问题、光纤段问题(劣质或异质光纤等)、整个链路问题等。
+
+### 常见故障产生的原因和分析方式
+
+#### 一级测试故障原因和分析方式
+
+一级测试故障主要原因是损耗或长度不合格。损耗由光纤本身损耗、连接器总损耗、熔接点总损耗三部分组成。一级测试又称 `OLTS`（Optical Loss Test Set）测试，如图 2.5.1 所示。该测试通过判定光纤损耗是否小于测试标准、长度是否低于标准，由此判断光纤是否合格，但该测试无法进行故障定位。
+
+
+<figure style={{ textAlign: 'center' }}>
+  <img
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+    }}
+    alt=""
+  />
+  <figcaption style={{ marginTop: '10px' }}>图2.5.1 OLTS方法测试结果</figcaption>
+</figure>
+
+
+
+
+链路的损耗或衰减大小根据标准定义为：
+**光纤链路损耗（Link Attenuation）** = 光纤本身损耗（`Cable_Attn`） + 连接器总损耗（`Connector_Attn`） + 熔接点总损耗（`Splice_Attn`）
+
+其中：
+
+（1）光纤本身损耗（dB）= 衰减系数（dB/km） × 长度（km）
+
+（2）连接器总损耗（dB）= 连接器数量 × 单个连接器损耗（dB）；单个连接器允许的最大损耗为 0.75 dB
+
+（3）熔接点总损耗（dB）= 熔接点数量 × 单个熔接点损耗（dB）；单个熔接点最大允许损耗为 0.3 dB
+
+示例：如一根长度为 200 m 的多模光纤，有两个连接器，工作波长为 850 nm，依据标准，光纤对应的每公里损耗为 3 dB，连接器的损耗为 0.75 dB，则此光纤的衰减合格判定阈值为 2.1 dB（3 × 0.2 + 2 × 0.75 = 2.1 dB）。
+
+#### OTDR测试分析故障产生的原因和分析方式
+
+光纤 `OTDR`（Optical Time Domain Reflectometer）测试失败故障原因主要是链路中存在各类事件与问题。
+
+大致可分为三类.
+
+（1）事件型故障：损耗、弯曲、反射、增益、幻像等；
+
+（2）光纤段问题：段损耗、段损耗系数；
+
+（3）整个链路问题：总链路长度，总链路损耗、总链路回波损耗；
+
+一般借助事件通道图、事件表与曲线进行综合判断，如图 2.5.2 所示。
+
+
+<figure style={{ textAlign: 'center' }}>
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+    alt=""
+  />
+  <figcaption style={{ marginTop: '10px' }}>图 2.5.2 OTDR测试界面（EventMap、表、曲线）</figcaption>
+</figure>
+
+
+
+
+:::note 提示
+`OTDR` 测试事件并不等于发生故障，但它反映了光纤沿长度的变化情况，有助于了解整个光纤链路并辅助故障诊断。
+:::
+
+如图 2.5.3 为一个典型的 `OTDR` 光纤测试结果，曲线横坐标为长度，纵坐标为反射水平，数字标注处为各类不同的事件。
+
+
+<figure style={{ textAlign: 'center' }}>
+  <img
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+    alt=""
+  />
+  <figcaption style={{ marginTop: '10px' }}>图2.5.3 OTDR测试事件说明</figcaption>
+</figure>
+
+
+
+
+（1）发射端口事件：表示该处为OTDR测试端口，即测试的起点。
+
+（2）反射事件：表示该处存在光纤连接器。当遇到连接器时，会形成类似镜面的菲涅尔反射，能量较反向瑞利散射高很多，在图形上会形成尖峰状脉冲；尖峰脉冲前后的落差即为该连接器的插入损耗。反射值通常为负数，越接近 0 代表反射越大，是判别连接器质量的重要指标。表 2.5.1 为典型器件反射值。
+
+表2.5.1 典型器件反射值
+
+| 器件   | `PC` 连接器 | `UPC` 连接器 | `APC` 连接器 |
+|--------|-----------|--------------|--------------|
+| 典型值 | -35 dB    | -45 dB       | -55 dB       |
+
+
+（3）反射事件：表示该处存在机械熔接的情况。
+
+（4）损耗事件：表示该处存在熔接、宏弯曲或光纤受到挤压变形。
+
+（5）增益事件：表示光纤类型不匹配。由于连接前后两端光纤的反向散射系数可能不同（如 50 μm 与 62.5 μm 光纤对接），在连接点反射回来的散射反而可能大于连接器前的散射，图形上表现为发射水平被抬高，出现增益现象。若出现此图形，需要进行双向测试。
+
+（6）末端事件：被测链路的末端。
+
+（7）幻象事件：脏的连接器截面、裂缝或宏弯曲，造成光脉冲在连接器和发射接收端来回震荡。
+
+光纤段问题：测试随着距离的增加，信号会减弱。伴随着信号通过距离的增加，损耗也不断增加，所以OTDR的测试曲线会向下倾斜。光纤损耗为定义起始点和结束点之间的损耗落差值。
+
+段长度、段损耗（dB）或损耗系数（dB/km）等在测试中会通过标记的方式来测量分段距离上的损耗。将损耗除以长度，得到平均损耗系数（dB/km）。如图 2.5.4 测量结果，其平均损耗系数为 0.3 dB/km。段损耗判定一般随波长不同而不同。
+
+
+<figure style={{ textAlign: 'center' }}>
+  <img
+    src={require('./media/image4.png').default}
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+    }}
+    alt=""
+  />
+  <figcaption style={{ marginTop: '10px' }}>图2.5.4平均损耗系数测试值</figcaption>
+</figure>
+
+
+
+
+整个链路问题测试内容包括：
+
+（1）总链路长度：原理和段长度测试相似，但测试是整个链路，OTDR通过来回反射的原理进行距离计算，在发送端测量发出光信号到接收到返回光信号之间的时间，计算出光纤距离。如超长则判定不合格。
+
+（2）总链路损耗：整个光纤首末的OTDR曲线反射能量的对比情况。总损耗是否通过视光纤测试标准而定。
+
+（3）总链路回波损耗：整个光纤首末的OTDR曲线的反射能量的对比情况以及被测光纤整个长度的总反向散射。
+
+### 常见故障分析的步骤
+
+分析光纤布线故障，首先查看光纤网络的系统结构，判断光纤链路的组成、光纤的类型、应用的场景，选择测试标准方法，再进行测试。测试前需要充分了解测试参数的定义，测试数据的解读方式，光纤故障的定位方法等。
+
+#### 确定测试模型
+
+（1）光纤网络测试前，首先确定光纤类型：单模或多模。单模属于哪一种级别（`OS1` 或 `OS2`），多模属于哪一种级别（`OM1`/`OM2`/`OM3`/`OM4`/`OM5`）
+
+（2）评估链路中有多少熔接点或耦合器；耦合器类型为 `SC`/`LC`/`ST`/`FC` 中哪一种？
+
+（3）一级测试（`OLTS` 光损耗测试）、`OTDR` 光时域反射测试，还是二级测试？
+
+（4）光纤链路组成，需要用哪一种参考值设置方式或补偿方式？
+
+（5）光纤跳线端面成端方式，采用 `PC`/`UPC`/`APC` 中哪一种？
+
+#### 确定测试标准
+
+根据实际部署光纤的情况，选择标准进行光纤诊断测试。
+
+不同标准分析参数不同。如选用 `OS2` `GB/T 50312` 标准进行 `OLTS` 光损耗测试，可以判定哪一芯光纤损耗不合格，但该标准不能确定长度是否符合某光纤应用。
+
+又如选用 `OS2` `GB/T 50312` 标准进行 `OTDR` 光时域反射测试，作为光纤故障诊断分析依据，可以定位故障点。

docs/general/实训教程/实验五 光纤故障分析/5.2 相关设备和附件.md

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+---
+sidebar_position: 0
+---
+### 相关设备和附件
+
+测试需要结合现场光纤情况，更换不同测试仪或模块进行测试，常见设备和适配器及数量：
+
+（1）光纤认证测试仪 x 1（主机远端）
+
+（2）OTDR测试仪 x 1
+
+（3）测试参考跳线 x 若干
+
+（4）OTDR补偿光纤 x 若干
+
+（5）0.3m测试短跳线 x 若干
+
+（6）SC适配器、LC适配器 x 若干
+
+
+<figure style={{ textAlign: 'center' }}>
+  <img
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+    alt=""
+  />
+  <figcaption style={{ marginTop: '10px' }}>光纤测试常用测试仪和附件</figcaption>
+</figure>
+
+
+

docs/general/实训教程/实验五 光纤故障分析/_category_.yml

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+position: 4.5 # 序号
+label: '实验五 光纤故障分析' # 标签
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+  title: 实验五 光纤故障分析
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+  description: This description can be used in the swizzled DocCard

docs/general/实训教程/实验五 光纤故障分析/👋操作任务/_category_.yml

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docs/general/实训教程/实验五 光纤故障分析/👋操作任务/任务一 纤损耗测试中的故障分析.md

@@ -0,0 +1,49 @@
+---
+sidebar_position: 0
+sidebar_label: 任务一 光纤损耗测试中的故障分析
+---
+
+## 任务一 光纤损耗测试中的故障分析
+
+
+### 确定故障分析标准
+
+测试结果未通过时，查看错误原因。
+
+- 采用链路标准测试，测试内容为损耗。
+
+ 损耗结果是光纤总损耗，当某芯光纤损耗不合格，意味着该芯光纤不满足设计要求。
+
+- 采用应用标准测试，测试内容为损耗加长度。
+
+损耗结果是光纤总损耗，当某芯光纤损耗不合格，意味着该芯光纤不满足应用标准要求；当长度测试超标，意味着该芯光纤超过应用标准规定的使用长度。
+
+### 损耗问题故障分析
+
+查看损耗测试结果，判断故障类型。一般有损耗故障、断开故障、极性、长度故障等。
+
+### 记录损耗问题故障分析
+
+按照表2.5.2格式，填写故障类型、故障位置定位和原因分析。
+
+表2.5.2故障类型、故障定位和原因分析
+| **故障类型** | **主要故障定位和原因分析（样例）** |
+|--------------|------------------------------------|
+| **OLTS测试** |                                    |
+| 损耗         | A 芯链路损耗超标、B 芯链路损耗超标      |
+| 损耗         | A 芯链路损耗超标                     |
+| 损耗         | B 芯链路损耗超标                     |
+| 断开         | A 芯断路                           |
+| 极性         | A、B 芯反接                         |
+| 长度         | A、B 芯长度超标                     |
+
+
+### 修复故障链路
+
+如因损耗超标导致故障，建议使用OTDR测试进行故障定位。
+
+如光纤断开，使用红光笔或OTDR进行断点定位，如发生在适配器，则检查适配器，重新插拔紧固或更换适配器，如发生在光纤链路中，更换光纤或熔接光纤，排除故障。
+
+如极性故障，对调A、B芯光纤，排除故障。
+
+如长度超标，需要进行标记或备案，说明该链路不适用于当前应用标准。

docs/general/实训教程/实验五 光纤故障分析/👋操作任务/任务二 OTDR测试中的故障分析.md

@@ -0,0 +1,80 @@
+---
+sidebar_position: 1
+sidebar_label: 任务二 OTDR测试中的故障分析
+---
+
+
+### 确定故障类型
+
+测试结果未通过时，查看错误原因。OTDR测试时，获得故障位置和事件类型。如图2.5.5所示，测得的OTDR通道结果图中，存在反射、弯曲、幻象干扰源等故障类型。
+
+
+<figure style={{ textAlign: 'center' }}>
+  <img
+    src={require('../media/image5.png').default}
+    style={{
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+    }}
+    alt=""
+  />
+  <figcaption style={{ marginTop: '10px' }}>图2.5.5 OTDR通道图结果</figcaption>
+</figure>
+
+
+
+
+### 故障及事件分析
+
+查看不同的事件，如图2.5.6测试结果中所示，观察通道图和曲线图等，判断故障位置和原因。表2.5.3为通道图结果中各类事件说明，红色代表存在故障的事件。
+
+
+| ![图1](../media/image6.png) | ![图2](../media/image7.png) |
+|:---------------------------:|:---------------------------:|
+| **（a）通道图** | **（b）曲线图** |
+
+ 
+
+图2.5.6 OTDR测试结果
+
+表2.5.3 通道图事件说明
+| 事件图例 | 事件说明 |
+|---------|----------|
+| ![图1](../media/image8.png)  | **通过的反射事件**：对象连接器，小于 0.75 dB |
+| ![图2](../media/image9.png)  | **通过的反射事件**：对象连接器，大于 0.75 dB |
+| ![图3](../media/image10.png) | **隐藏反射事件**：对象为连续两个连接器 |
+| ![图4](../media/image11.png) | **通过的损耗事件**：对象熔接点，大于 0.1 dB，小于 0.3 dB |
+| ![图5](../media/image12.png) | **失败的损耗事件**：对象熔接点，大于 0.3 dB |
+| ![图6](../media/image14.png) | **隐藏事件**：包含前端连接器的总体损耗 |
+| ![图7](../media/image16.png) | **弯曲事件** |
+
+### 记录OTDR问题和故障分析
+
+按照表2.5.4格式，填写故障类型、故障定位和原因分析。
+
+表2.5.4故障类型、故障定位和原因分析
+| 故障类型       | 主要故障定位和原因分析（样例） |
+|----------------|--------------------------------|
+|  反射事件     |  距主机端 20m 处，存在连接器，损耗为 0.95 dB，超标 |
+|  反射事件     |  距主机端 50m 处，存在连接器，反射为 -25.85 dB，超标 |
+|  损耗事件     |  距主机端 58m 处，存在熔接损耗过大或锐弯，损耗为 0.85 dB，超标 |
+|  增益事件     |  距主机端 35m 处，存在光纤孔径失配，由细变粗 |
+|  幻象事件     |  距主机端 60m 处，光耦合点存在端面问题 |
+|  弯曲事件     |  距主机端 85m 处，光纤存在影响损耗的钝弯 |
+
+:::note[提示]
+单个连接器损耗要求≤0.75dB，单个熔接点损耗要求≤0.3dB，总体链路损耗由光纤本身损耗+连接器总损耗+熔接点总损耗组成，视选择标准而定。OTDR测试一般要求反射为：PC连接器≤
+-35dB UPC连接器≤-40dB APC连接器≤-55dB
+:::
+
+
+### 修复故障链路
+
+- 对于发射事件造成的损耗超标故障，可以清洁连接头端面，如故障仍未排除，可使用光纤放大镜查看光纤端面是否存在划痕和破损，重新打磨或更换光纤连接头，或更换光纤。
+- 对于发射事件造成的反射超标故障，可以清洁连接头端面，如故障仍未排除，可重新打磨或更换光纤连接头，或更换光纤。
+- 对于损耗事件造成的损耗超标故障，可检查故障位置扎带松紧情况，是否存在锐弯，如为熔接点，则需要重新熔接光缆。
+- 对于增益事件造成的故障，需要更换孔径和材质、等级一致的光纤(绝大多数业主不接受异质光纤链路)。
+- 对于幻象事件造成的故障，可以清洁连接头端面。
+- 对于弯曲事件造成的故障，可检查故障位置扎带松紧情况，是否存在钝弯，进行平整修复故障。

docs/general/实训教程/实验五 光纤故障分析/👋操作任务/总结与扩展.md

@@ -0,0 +1,78 @@
+---
+sidebar_position: 2
+sidebar_label: 总结与扩展
+---
+## 总结评价
+
+依据世界技能大赛相关评分细则，本任务的评分标准详见下表。M
+类是指技术评价的客观分，总分为 10分。
+| **评分类型** | **评分指标**     | **评价方法**                         | **分值** | **得分** |
+|-------------|------------------|--------------------------------------|----------|----------|
+| M1          | 链路参考值设置   | 参考值设置正确。                     | 1        |          |
+| M2          | 测试极限值       | 选用极限值正确。                     | 1        |          |
+| M3          | 故障分析         | 测试结果判定，故障原因分析正确，1分/链路。 | 4        |          |
+| M4          | 故障修复         | 修复并复测后链路可以通过，1分/链路。 | 4        |          |
+| **总分**    |                  |                                      | **10**   |          |
+
+本次园区光缆故障分析是否解决原有存在的光纤布线问题呢？是否掌握应用各类国内、国际光纤测试标准进行分析诊断了呢？请对照世赛模块的评分标准对自己的光纤故障诊断过程进行评分，分析自己在故障分析排除过程中出现的问题，精益求精，严格要求自己，并做好总结报告。
+
+**【拓展学习】**
+
+**借助测试仪观察光纤的特性**
+
+在进行故障分析排除时，对于影响光纤布线的原因，可以多做比对实验。
+
+**比对一：不同波长下，损耗值的差异**
+
+如图2.5.7人为弯折光纤，注意避免折断，可逐步减小弯曲半径，使用OTDR测试方式，获得1310nm和1550nm波长下的测试结果，改变弯曲半径，观察光纤弯曲处的损耗变化情况。
+
+
+<figure style={{ textAlign: 'center' }}>
+  <img
+    src={require('../media/image17.jpeg').default}
+    style={{
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+      margin: '0 auto',
+    }}
+    alt=""
+  />
+  <figcaption style={{ marginTop: '10px' }}>图2.5.7改变光纤弯曲半径示意图</figcaption>
+</figure>
+
+
+1310nm和1550nm波长下，弯曲处的损耗如何变化，请思考如何利用该测试现象进行弯曲的故障定位。
+
+**比对二：清洁光纤端面**
+
+类似图2.5.8，人为破坏光纤端面的洁净度，通过测试仪测试，观察损耗情况，注意不要直接破坏连接测试仪端的跳线端面。
+
+
+<figure style={{ textAlign: 'center' }}>
+  <img
+    src={require('../media/image18.png').default}
+    style={{
+      height: '300px',
+      width: 'auto',
+      display: 'block',
+      margin: '0 auto',
+    }}
+    alt="光纤故障的元凶竟然是它？！ - 21ic中国电子网"
+  />
+  <figcaption style={{ marginTop: '10px' }}>图2.5.8光纤端面污染示意图</figcaption>
+</figure>
+
+
+
+
+使用清洁棒或使用酒精蘸无尘布进行端面清洁，通过端面检测工具测试，观察损耗情况。
+
+**【思考与训练】**
+
+1.使用一级测试，测试一组光纤，双向测试，观察测试结果，850nm和1300nm值相差多少？
+
+2.使用OTDR测试仪，正向和反向测试同一芯光纤链路，观察各个事件差异？
+
+3.技能训练：请思考为什么光纤项目验收中一般采用一级测试或二级测试，而不是采用OTDR测试作为验收。
+