光時域反射儀測試法對光纜測試準確性的影響研究

李迎春 林強

摘要：隨著光看在通信系統中應用的日益廣泛，光時域反射儀在網絡測試與維護中的作用逐漸凸顯出來，光纜測試中光時域反射儀測試法走入了人們的視野，發揮著越來越重要的作用。下面，本文就對光時域反射儀測試法對光纜測試準確性的影響進行研究，以光纜測試中，光時域反射儀測試法的實踐應用提供借鑒。

關鍵詞：光時域反射儀測試法；光纜測試；準確性；影響；分析

在現代通信中，光纖以其高傳輸速率、高抗干擾能力及低傳輸誤碼率等優勢被作為傳輸媒介的首選。國際上，通過管道、架空、水底、直埋等方式已經鋪設光纜達上億公路，規模哦昂達的光纖通信網絡已經形成。但是，一旦光纜線路發生故障，對于光纖通信網的通信影響是巨大的。因此，快速、準確地對光纜故障實施定位檢測將成為確保系統網絡順暢運行的必要環節。光時域反射儀作為光纜測試的重要儀器，其測試法對測試準確性的影響無疑需要給予足夠的重視。

一、光時域反射儀測試法原理

光時域反射儀簡稱OTDR，是通過利用菲涅爾反射定理和廣后向色散原理制成的，以用于測試光纜的故障點。光時域反射儀由方向耦合器、光源、取樣分析器、光檢測器及示波器五部門構成，其工作原理是光源產生強烈的探測激光脈沖，光線中脈沖傳輸時，就會形成瑞麗散射，部分的散射信號反射回去，被稱之為后向散射信號。隨之對后向散射信號依據光功率變化情況和時間區域差別實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被測光線反向散射曲線加以展示。

關時域反射儀的測試功能與優勢還有如下幾種：1、一體化模具加工、外形美觀大方，防濺式設計，體積小、重量輕、堅固耐用。內置3個測試波長及可視故障定位(VFL)功能，是為FTTx網絡測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；全量程0.125m采樣分辨率，65k真實數據采樣；3、快速自動測試，一鍵式操作，高級防反射LCD，強光下顯示界面清晰可見，具有可視故障定位功能（VFL）；4、機內提供大容量數據存儲單元；5、高速USB接口功能，波形文件轉存及打印方便快捷，超長時間的鋰電池供電時間，非常適合長時間外出施工作業，隨機附送波形分析軟件、輕松制作測試報表；6、在線升級功能，系統升級不必再返回原廠。

二、光纜故障分類及測試結果分析

隨著光纖通信技術的不斷推廣和應用，光纖數字通信系統的測試、維護成為重要問題，光纜一旦發生故障，將直接嚴重影響正常通信。因此，快速準確地進行光纖光纜的故障定位測試，是迅速排除故障，確保光纖光纜線路暢通的重要環節。

通常來講，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。對管道光纜、直埋光纜或架空光纜來講，均是由于外作用下導致的斷纖故障，表現為光纜內光纖的部分斷裂或全部斷裂。在實施光時域反射儀測試法實施檢測時，會存在兩種差異性的反向散射信號波形，當波形呈較強的反射波峰且同負向大階躍并存時，說明此處的斷面良好，而當只有一個負向階躍時，則說明光纜在此處呈粉碎性斷裂。當光纖損耗增大故障發生時，其接收端接受的光信號必須低于正常值，導致通信質量的下降乃至中斷，這一原因主要在于光纜質量、彎曲增大，在受到雷擊時，光纜受潮損耗隨之增大。找出鄰近于故障的接頭點位置。由于引用了光纜折射作為./01 的測試折射率，此時，曲線末端游標所顯示的距離，即認為是光纜故障點與測試端間的距離。借助光纖接頭衰耗點，調節游標，在曲測試時，當波形呈負向階躍后信號時，且信號質量低于正常值，則故障點在負向階躍處。當波形呈直角變化時，大多是由因光纜受潮引起的，故障點在兩測試點中間的位置，一般而言，要對于光纜故障的位置進行準確的定位，其實還是比較容易尋找的，可以通過尋找最鄰近位置和故障點之間的長度來進行判斷，所以只要按測試數據查標石——距離對照表就可以得到故障點具體位置標石號。測出故障點與最鄰近接頭點位置之間的距離。然后要看準游標設置在曲線上最鄰近故障點的光纜接頭衰耗點上，儀表便顯示出這兩點間的距離，如這一般距離為零，那么故障點就在此接頭內。

三、光時域反射儀測試法對光纜測試準確性造成影響的原因

（一）光時域反射儀本身的固有誤差

光時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，測試范圍的不同，其距離的分辨率亦存在著差距，當抽樣頻率越高時，距離分辨率也隨著越高。

（二）光纖折射率具有隨機性

光纖本身的折射率并不是恒定不變的，在運用光時域反射儀測試法實施測試時，如果儀表上折射率的設置同折射率的實際值不統一時，就會影響光纜測試的準確性，導致故障定位誤差的產生。

（三）光速近似值導致的誤差

光時域反射儀在設計時，生產廠家往往處于對計算方便的考慮，將光速值定義為3*10的八次方，但光速的實際值應為2.99792458*10的八次方，這種誤差之下，測試結果的誤差往往在0.07%。對于光纖故障長距離故障定位的檢測，這種因光速近似值導致的誤差將更加明顯。

（四）光纖扭絞和富裕度導致的誤差

處于對光纜結構和機械強度方面的考慮，要求光纜中的光纖應有一定的富裕度。通常控制于0.2%同0.8%之間。而對于層絞式光纜，應使控制其實際長度大于光纜皮長，通常這一絞縮率被控制在一到三個百分點之間。

（五）測試中不當操作導致的誤差

光時域反射儀測試法在光纜故障的定位測量中，往往由于游標設置不準或測試檔位設置不當等操作上的原因，使得光纜故障測試的準確性受到影響，導致測試誤差的產生。

四、減少光時域反射儀測試法對光纜測試準確性影響的措施

減少影響的措施主要包括三方面的內容：第一，正確使用光時域反射儀來實施測試。在測試中，選擇的測試范圍檔應大于且最接近被測距離，并對脈沖寬度、游標位置及折射率進行準確設置；第二，確保原始資料的完善性。通常情況下光纜故障點的地面長度、光纜皮長、光纖長度等都不一致，在實施測試時，依據完整的原始資料就可對故障點進行準確的判斷和定位。在原始資料的建立中，應包含接頭位置、桿路資料、光纖累計長度、線路預留、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容；第三，在故障點的測試過程中，應盡量確保儀器設置同原始資料相一致的參數。快速定位法是從單端向故障點測試的。如量程的另一端用同樣方法測試，以對比校核，則效果更佳，而且可以證實一個量程中有兩個故障點的可能性。

五、總論

光時域反射儀測試法對于光纜故障的定點測試具有其獨特的優越性，但是由于其自身、實際操作等方面的因素，會影響測試的準確性，采取積極的應對措施，將誤差縮小至最小，以促進光時域反射儀測試法在通信領域中更為廣泛的應用。

參考文獻

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