光時(shí)域反射儀測(cè)試法對(duì)光纜測(cè)試準(zhǔn)確性的影響研究

李迎春 林強(qiáng)

摘要：隨著光看在通信系統(tǒng)中應(yīng)用的日益廣泛，光時(shí)域反射儀在網(wǎng)絡(luò)測(cè)試與維護(hù)中的作用逐漸凸顯出來(lái)，光纜測(cè)試中光時(shí)域反射儀測(cè)試法走入了人們的視野，發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。下面，本文就對(duì)光時(shí)域反射儀測(cè)試法對(duì)光纜測(cè)試準(zhǔn)確性的影響進(jìn)行研究，以光纜測(cè)試中，光時(shí)域反射儀測(cè)試法的實(shí)踐應(yīng)用提供借鑒。

關(guān)鍵詞：光時(shí)域反射儀測(cè)試法；光纜測(cè)試；準(zhǔn)確性；影響；分析

在現(xiàn)代通信中，光纖以其高傳輸速率、高抗干擾能力及低傳輸誤碼率等優(yōu)勢(shì)被作為傳輸媒介的首選。國(guó)際上，通過管道、架空、水底、直埋等方式已經(jīng)鋪設(shè)光纜達(dá)上億公路，規(guī)模哦昂達(dá)的光纖通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)形成。但是，一旦光纜線路發(fā)生故障，對(duì)于光纖通信網(wǎng)的通信影響是巨大的。因此，快速、準(zhǔn)確地對(duì)光纜故障實(shí)施定位檢測(cè)將成為確保系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)順暢運(yùn)行的必要環(huán)節(jié)。光時(shí)域反射儀作為光纜測(cè)試的重要儀器，其測(cè)試法對(duì)測(cè)試準(zhǔn)確性的影響無(wú)疑需要給予足夠的重視。

一、光時(shí)域反射儀測(cè)試法原理

光時(shí)域反射儀簡(jiǎn)稱OTDR，是通過利用菲涅爾反射定理和廣后向色散原理制成的，以用于測(cè)試光纜的故障點(diǎn)。光時(shí)域反射儀由方向耦合器、光源、取樣分析器、光檢測(cè)器及示波器五部門構(gòu)成，其工作原理是光源產(chǎn)生強(qiáng)烈的探測(cè)激光脈沖，光線中脈沖傳輸時(shí)，就會(huì)形成瑞麗散射，部分的散射信號(hào)反射回去，被稱之為后向散射信號(hào)。隨之對(duì)后向散射信號(hào)依據(jù)光功率變化情況和時(shí)間區(qū)域差別實(shí)施抽樣收集和量化處理，以在示波器上通過幾何平面形式對(duì)被測(cè)光線反向散射曲線加以展示。

關(guān)時(shí)域反射儀的測(cè)試功能與優(yōu)勢(shì)還有如下幾種：1、一體化模具加工、外形美觀大方，防濺式設(shè)計(jì)，體積小、重量輕、堅(jiān)固耐用。內(nèi)置3個(gè)測(cè)試波長(zhǎng)及可視故障定位(VFL)功能，是為FTTx網(wǎng)絡(luò)測(cè)試量身訂做的一款新品。2、 便攜式，重量輕，方便使用；1.6m超短事件盲區(qū)；全量程0.125m采樣分辨率，65k真實(shí)數(shù)據(jù)采樣；3、快速自動(dòng)測(cè)試，一鍵式操作，高級(jí)防反射LCD，強(qiáng)光下顯示界面清晰可見，具有可視故障定位功能（VFL）；4、機(jī)內(nèi)提供大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元；5、高速USB接口功能，波形文件轉(zhuǎn)存及打印方便快捷，超長(zhǎng)時(shí)間的鋰電池供電時(shí)間，非常適合長(zhǎng)時(shí)間外出施工作業(yè)，隨機(jī)附送波形分析軟件、輕松制作測(cè)試報(bào)表；6、在線升級(jí)功能，系統(tǒng)升級(jí)不必再返回原廠。

二、光纜故障分類及測(cè)試結(jié)果分析

隨著光纖通信技術(shù)的不斷推廣和應(yīng)用，光纖數(shù)字通信系統(tǒng)的測(cè)試、維護(hù)成為重要問題，光纜一旦發(fā)生故障，將直接嚴(yán)重影響正常通信。因此，快速準(zhǔn)確地進(jìn)行光纖光纜的故障定位測(cè)試，是迅速排除故障，確保光纖光纜線路暢通的重要環(huán)節(jié)。

通常來(lái)講，光纜的故障主要包括兩種類型：光纜斷纖故障及光纖損耗增大故障。對(duì)管道光纜、直埋光纜或架空光纜來(lái)講，均是由于外作用下導(dǎo)致的斷纖故障，表現(xiàn)為光纜內(nèi)光纖的部分?jǐn)嗔鸦蛉繑嗔选Ｔ趯?shí)施光時(shí)域反射儀測(cè)試法實(shí)施檢測(cè)時(shí)，會(huì)存在兩種差異性的反向散射信號(hào)波形，當(dāng)波形呈較強(qiáng)的反射波峰且同負(fù)向大階躍并存時(shí)，說(shuō)明此處的斷面良好，而當(dāng)只有一個(gè)負(fù)向階躍時(shí)，則說(shuō)明光纜在此處呈粉碎性斷裂。當(dāng)光纖損耗增大故障發(fā)生時(shí)，其接收端接受的光信號(hào)必須低于正常值，導(dǎo)致通信質(zhì)量的下降乃至中斷，這一原因主要在于光纜質(zhì)量、彎曲增大，在受到雷擊時(shí)，光纜受潮損耗隨之增大。找出鄰近于故障的接頭點(diǎn)位置。由于引用了光纜折射作為./01 的測(cè)試折射率，此時(shí)，曲線末端游標(biāo)所顯示的距離，即認(rèn)為是光纜故障點(diǎn)與測(cè)試端間的距離。借助光纖接頭衰耗點(diǎn)，調(diào)節(jié)游標(biāo)，在曲測(cè)試時(shí)，當(dāng)波形呈負(fù)向階躍后信號(hào)時(shí)，且信號(hào)質(zhì)量低于正常值，則故障點(diǎn)在負(fù)向階躍處。當(dāng)波形呈直角變化時(shí)，大多是由因光纜受潮引起的，故障點(diǎn)在兩測(cè)試點(diǎn)中間的位置，一般而言，要對(duì)于光纜故障的位置進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，其實(shí)還是比較容易尋找的，可以通過尋找最鄰近位置和故障點(diǎn)之間的長(zhǎng)度來(lái)進(jìn)行判斷，所以只要按測(cè)試數(shù)據(jù)查標(biāo)石——距離對(duì)照表就可以得到故障點(diǎn)具體位置標(biāo)石號(hào)。測(cè)出故障點(diǎn)與最鄰近接頭點(diǎn)位置之間的距離。然后要看準(zhǔn)游標(biāo)設(shè)置在曲線上最鄰近故障點(diǎn)的光纜接頭衰耗點(diǎn)上，儀表便顯示出這兩點(diǎn)間的距離，如這一般距離為零，那么故障點(diǎn)就在此接頭內(nèi)。

三、光時(shí)域反射儀測(cè)試法對(duì)光纜測(cè)試準(zhǔn)確性造成影響的原因

（一）光時(shí)域反射儀本身的固有誤差

光時(shí)域反射儀本身的固有誤差在距離分辨率上加以反映，距離分辨率同抽樣頻率成正比，測(cè)試范圍的不同，其距離的分辨率亦存在著差距，當(dāng)抽樣頻率越高時(shí)，距離分辨率也隨著越高。

（二）光纖折射率具有隨機(jī)性

光纖本身的折射率并不是恒定不變的，在運(yùn)用光時(shí)域反射儀測(cè)試法實(shí)施測(cè)試時(shí)，如果儀表上折射率的設(shè)置同折射率的實(shí)際值不統(tǒng)一時(shí)，就會(huì)影響光纜測(cè)試的準(zhǔn)確性，導(dǎo)致故障定位誤差的產(chǎn)生。

（三）光速近似值導(dǎo)致的誤差

光時(shí)域反射儀在設(shè)計(jì)時(shí)，生產(chǎn)廠家往往處于對(duì)計(jì)算方便的考慮，將光速值定義為3*10的八次方，但光速的實(shí)際值應(yīng)為2.99792458*10的八次方，這種誤差之下，測(cè)試結(jié)果的誤差往往在0.07%。對(duì)于光纖故障長(zhǎng)距離故障定位的檢測(cè)，這種因光速近似值導(dǎo)致的誤差將更加明顯。

（四）光纖扭絞和富裕度導(dǎo)致的誤差

處于對(duì)光纜結(jié)構(gòu)和機(jī)械強(qiáng)度方面的考慮，要求光纜中的光纖應(yīng)有一定的富裕度。通常控制于0.2%同0.8%之間。而對(duì)于層絞式光纜，應(yīng)使控制其實(shí)際長(zhǎng)度大于光纜皮長(zhǎng)，通常這一絞縮率被控制在一到三個(gè)百分點(diǎn)之間。

（五）測(cè)試中不當(dāng)操作導(dǎo)致的誤差

光時(shí)域反射儀測(cè)試法在光纜故障的定位測(cè)量中，往往由于游標(biāo)設(shè)置不準(zhǔn)或測(cè)試檔位設(shè)置不當(dāng)?shù)炔僮魃系脑颍沟霉饫|故障測(cè)試的準(zhǔn)確性受到影響，導(dǎo)致測(cè)試誤差的產(chǎn)生。

四、減少光時(shí)域反射儀測(cè)試法對(duì)光纜測(cè)試準(zhǔn)確性影響的措施

減少影響的措施主要包括三方面的內(nèi)容：第一，正確使用光時(shí)域反射儀來(lái)實(shí)施測(cè)試。在測(cè)試中，選擇的測(cè)試范圍檔應(yīng)大于且最接近被測(cè)距離，并對(duì)脈沖寬度、游標(biāo)位置及折射率進(jìn)行準(zhǔn)確設(shè)置；第二，確保原始資料的完善性。通常情況下光纜故障點(diǎn)的地面長(zhǎng)度、光纜皮長(zhǎng)、光纖長(zhǎng)度等都不一致，在實(shí)施測(cè)試時(shí)，依據(jù)完整的原始資料就可對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷和定位。在原始資料的建立中，應(yīng)包含接頭位置、桿路資料、光纖累計(jì)長(zhǎng)度、線路預(yù)留、絞縮率、中繼段損耗、光纜折射率及工程施工記錄等方面的內(nèi)容；第三，在故障點(diǎn)的測(cè)試過程中，應(yīng)盡量確保儀器設(shè)置同原始資料相一致的參數(shù)。快速定位法是從單端向故障點(diǎn)測(cè)試的。如量程的另一端用同樣方法測(cè)試，以對(duì)比校核，則效果更佳，而且可以證實(shí)一個(gè)量程中有兩個(gè)故障點(diǎn)的可能性。

五、總論

光時(shí)域反射儀測(cè)試法對(duì)于光纜故障的定點(diǎn)測(cè)試具有其獨(dú)特的優(yōu)越性，但是由于其自身、實(shí)際操作等方面的因素，會(huì)影響測(cè)試的準(zhǔn)確性，采取積極的應(yīng)對(duì)措施，將誤差縮小至最小，以促進(jìn)光時(shí)域反射儀測(cè)試法在通信領(lǐng)域中更為廣泛的應(yīng)用。

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