用OTDR準確查找光纜線路障礙點

□許 棟 曾 榮 黃志華

用OTDR準確查找光纜線路障礙點

□許 棟 曾 榮 黃志華

隨著光纜線路的大量鋪設(shè)和使用，光纜線路障礙也在頻頻發(fā)生，引起光纜線路障礙的原因主要有挖掘、技術(shù)操作錯誤、火災(zāi)、槍擊、洪水、溫度影響、雷擊等。

常見的光纜線路障礙現(xiàn)象及原因有：一、線路全部中斷。這可能是由光纜受外力影響引起的，如線路被挖斷、炸斷或拉斷等。二、個別系統(tǒng)通信質(zhì)量下降，出現(xiàn)誤碼報警。這些故障可能是在敷設(shè)和接續(xù)光纜過程中，光纖出現(xiàn)損傷使線路損耗時小時大；活動連接器未到位，或者出現(xiàn)輕微污染等其他原因造成適配時好時壞。另外，光纖性能下降，其色散和損耗特性受環(huán)境因素影響也會產(chǎn)生波動；光纖受側(cè)應(yīng)力作用，全程衰耗增大。光纜老化、光纜接頭盒進水、光纖的某些特殊點受壓也會造成系統(tǒng)通信質(zhì)量下降。

當遇到自然災(zāi)害或外界施工等外力影響造成光纜線路阻斷時，故障點一般比較容易找到。但如果不是上述情況，就必須根據(jù)OTDR測出的故障點到測試點的距離，與原始測試資料進行核對，查出故障點的大致位置，再通過必要的換算，精確丈量，直至找到障礙點的具體位置。如何利用OTDR更精確地判斷故障點的準確位置？

由OTDR的測試原理可知，它是按一定的周期向被測光纖發(fā)送光脈沖，再按一定的速率將來自光纖的背向散射信號抽樣、量化、編碼后顯示出來。OTDR儀表由于抽樣間隔而存在誤差，這種固有誤差主要反映在距離分辨率上，OTDR的距離分辨率正比于抽樣頻率。隨著使用時間及使用情況等的變化，這些固有偏差往往超出了出廠的要求。針對此問題，1994年國際電工委員會公布了 “OTDR的檢定”IECTC86/WG4/SWG2文件。我國針對OTDR具體參數(shù)，采用循環(huán)線延遲法和標準光纖損耗法，在國內(nèi)開展OTDR的檢定。所以維護部門使用經(jīng)過檢定合格并在有效期內(nèi)的OTDR，是精確判斷障礙點準確位置的前提。

在光纜故障定位測試時，OTDR儀表使用的正確性與障礙測試的準確性直接相關(guān)，儀表參數(shù)設(shè)定和準確性、儀表量程范圍的選擇不當或光標設(shè)置不準等都將導(dǎo)致測試結(jié)果的誤差。

正確設(shè)置儀表的折射率。光纖在出廠時由于廠家、型號、批次的不同，其光纖折射率是不同的，因此使用OTDR測試光纖長度時，必須先進行儀表參數(shù)設(shè)定。正確設(shè)定波長及折射率可以避免因折射率設(shè)置而造成的測試誤差。

正確選擇量程范圍。測試時選擇的量程范圍越大，測試結(jié)果的偏差就越大。在實際的測試中可先進行最大量程的自動測試，確定故障點區(qū)段后，應(yīng)選擇大于被測距離而又最近的測試范圍檔，這樣才能充分利用儀表的本身精度。

正確選擇脈沖寬度。在脈沖幅度相同的條件下，脈沖寬度越大，脈沖能量就越大，背向散射功率就越強，OTDR的動態(tài)范圍也越大，測量距離更長，在OTDR曲線波形中產(chǎn)生的盲區(qū)也更大。短脈沖注入光電平低，可減小盲區(qū)，脈寬周期通常以ns（納秒）、us（微秒）來表示。設(shè)置原則為，被測光纖距離越短，脈沖寬度設(shè)置應(yīng)越小，反之越大。建議用以下標準：10KM以下脈寬為 30ns、100ns；10KM—50KM脈寬為 100ns、300ns、1us；50KM—100KM 脈寬選擇為 300ns、1us、3us；100KM 以上脈寬為 3us、5us、10us、20us。需要注意的是，能用小脈寬測量的曲線，應(yīng)該用小脈寬測量，而不應(yīng)該用大脈寬測量，這樣更能準確地反映線路的真實情況，即最小脈寬測量法。

正確選取平均化處理時間。OTDR測試曲線是將每次輸出脈沖后的反射信號采樣，并把多次采樣信號進行平均處理以消除一些隨機事件。平均化時間越長，噪聲電平越接近最小值，動態(tài)范圍就越大，測試精度越高，但達到一定程度時精度不再提高。為了提高測試速度，縮短整體測試時間，一般測試時間可在0.5—3分鐘內(nèi)選擇。

正確設(shè)置光標位置。光纖活動連接器、機械接頭和光纖中的斷裂都會引起損耗和反射，光纖末端的破裂端面由于端面的不規(guī)則會產(chǎn)生各種菲涅爾反射峰。如果光標設(shè)置不夠準確，也會產(chǎn)生一定誤差。

要想提高光纜線路故障定位準確性，首先必須正確掌握儀表的使用方法。除了正確設(shè)置OTDR的參數(shù)、選擇適當?shù)臏y試范圍檔外，還要注意應(yīng)用儀表的放大功能。應(yīng)用OTDR的放大功能可將光標準確置定在相應(yīng)的拐點上，使用放大功能鍵可將圖形放大到25米/格，這樣便可得到分辨率小于1米的比較準確的測試結(jié)果。

其次，要建立準確、完整的原始資料。準確、完整的光纜線路資料是障礙測量、定位的基本依據(jù)。因此，必須重視線路資料的收集、整理、核對工作，建立起真實、可信、完整的線路資料。在光纜接續(xù)監(jiān)測時，記錄測試端至每個接頭點位置的光纖累計長度及中繼段光纖總衰減值，同時也將測試儀表型號、測試時折射率的設(shè)定值進行登記；準確記錄各種光纜余留；詳細記錄每個接頭坑、特殊地段、S形敷設(shè)、進室等處光纜余留長度及接頭盒、終端盒、ODF架等部位光纖盤留長度，以便在換算故障點路由長度時予以扣除。

第三，進行正確的換算。有了準確、完整的原始資料，便可將OTDR測出的故障光纖長度與原始資料進行對比，迅速查出故障點的位置。但是，要準確判斷故障點位置，必須注意資料上的A、B端機房與測試機房端相對應(yīng)，有些計算結(jié)果與實際相反就是因為沒有注意端局的對應(yīng)關(guān)系。

第四，保持測試條件的一致性。障礙測試時應(yīng)盡量保證測試儀表型號、操作方法及儀表參數(shù)設(shè)置等的一致性，使得測試結(jié)果有可比性。因此，每次測試儀表的型號、測試參數(shù)的設(shè)置都要做詳細記錄，便于以后利用。

第五，靈活測試、綜合分析。故障點的測試要求操作人員要有清晰的思路和靈活的處理問題的方法。在有條件的情況下，應(yīng)在光纜線路兩端進行雙向故障測試，并結(jié)合原始資料，計算出故障點的位置。當故障點附近路由上沒有明顯特征，具體故障點現(xiàn)場無法確定時，可采用在就近接頭處測量的方法。可在初步測試的障礙點處開挖，端站測試儀表處于實時測量狀態(tài)。

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