OTDR典型曲線分析

陳元清　馮延青　林安妮

摘 要：文章主要分析在使用OTDR（MTS 6000型）進行光纖線路測試時的曲線，研究單一改變變量的效果和分析事件點產生原因。

關鍵詞：OTDR；事件點分析；臺階事件

中圖分類號：TN929.11 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）14-0050-02

1 概 述

光時域反射儀（OTDR，Optical Time Domain Reflectometer）是光纜線路工程建設施工和維護工作中常用的測試儀表，可測試整個光纖鏈路衰減，提供與光纖長度有關的衰減數據，測試光纖接頭損耗，測試光纖尾端或斷裂處的位置，能反映出光纖連接器等事件點反射（或回波損耗）的大小，號稱光通信領域的“萬用表”。 OTDR可以測試光纖斷點的位置、光纖的衰減、光纖的接頭損耗、光纖長度、光纖沿長度的衰減分布和反射損耗等性能指標。OTDR是利用激光在光纖傳播中出現光的散射現象（即瑞利散射）和通過折射率突變的點發生的菲涅爾反射理論制成的[1]，如圖1所示。在使用OTDR測試光纖時，技術人員可以根據測試曲線的性質，迅速準確地判斷出光纖中各個事件點

本文主要介紹OTDR（MTS 6000型）測試的幾種典型曲線，并分析產生這些曲線的原因，為技術人員在光纖鏈路維護和使用OTDR測試儀表過程中提供技術參考。

2 正常曲線分析

使用OTDR測試光纖的正常曲線時，在光纖近端有8～20 m盲區、遠端產生菲涅爾反射峰的一條斜向下的曲線，如圖2所示。為準確測試短距離光纜性能指標，在近端加入1 km假纖（引導光纖）后測試，其曲線在1 km附近也會出現菲涅爾反射峰，如圖3所示。

由于OTDR技術的成熟及各生產廠家產品的差異性，在進行光纖鏈路測試時，單一改變波長及待測光纖折射率等參數時，得到不同反射效果曲線，間接產生測試誤差影響故障判斷的準確性。

2.1 波長測試分析

在測試同一光纖時，設置相同的參數，僅改變測試波長，測試顯示的短波長曲線呈紅色、長波長呈藍色，可以觀察到短波長曲線會比長波長曲線上移一定距離，如圖4所示。這是由于波長越短，光信號的瑞利散射越強，但在進行長距離測試時，由于短波長信號的衰減較為嚴重，故在測試長距離光纖時，宜采用長波長信號。

2.2 折射率測試分析

在測試同一光纖時，設置相同的參數，僅改變設備光源折射率。由于在使用OTDR設備進行設置時折射率與光纖折射率的不匹配，得到紅色曲線，如圖5所示。折射率的設置會影響計算距離時的速度，當操作人員對纖芯折射率設置存在偏差（即使很小，例如0.1%）時，對于長距離測試時會引起顯著的誤差（20 km時0.1%的誤差為20 m）。

3 異常曲線分析

3.1 遠端無菲涅爾反射峰

無菲涅爾反射峰，如圖6所示，多數情況下，是因為OTDR設置的測試距離過短，OTDR沒有形成完整的測試曲線。一般設置的測試距離為光纜實際距離的1.5～2倍。

3.2 臺階事件

臺階事件，如圖7所示，正常的測試曲線應該是一直斜向下的，但有時在整個曲線的個別點，會出現上升現象，一般稱為“臺階”事件，這種臺階一般發生在剛熔接完成的接頭處，它是由于光纖接頭的后向散射功率大于前段光纖的后向散射功率形成的，實際上它反映了接頭兩側光纖的失配程度。

3.3 “鬼影”現象

鬼影現象，如圖8所示，曲線顯示比實際光纖段多出幾個反射峰，這種錯誤的菲涅爾反射稱為“鬼影”現象。 它形成的主要原因是光纖上有很強的反射事件，事件發生地離測試點較近時，強烈的反射光返回到了OTDR接收端，再被反射回光纖，或者是光纖鏈路上有多個反射事件點，從后一個事件點反射的光到達前面的事件點，又被反射回來。為避免出現“鬼影”現象，在設置OTDR時，應盡量選用合適量程、短脈沖寬度、降低輸入電平、減少事件點的反射條數，同時還應注意連接器的潔凈度和緊密度等。在實際測試短距光纜時，可在測試過程中加入1～2 km的假纖，以延長測試距離。

4 事件點分析

在發生“臺階事件”的曲線中，根據臺階的下降與上升的情況我們可以分析事件產生的原因。

下降臺階測試曲線，如圖9所示。由于斷面的不平整，光信號在光纖內無反射回饋，判斷為光纖斷裂，記錄發生實際點的距離，進行計算、修正誤差并確定事件位置點。

上升臺階測試曲線。觀察上升臺階之后的曲線變化，如果保持原有斜率不變，即為偽增益現象，可以判定為活動連接器引起的事件，如圖10所示；若反射功率逐漸減弱，如圖11所示，可以判定為尾端效果，不進行處理。

5 結 語

OTDR是光纜工程建設和光纖通信網日常維護工作的重要儀表，如何正確地分析OTDR測試曲線和確定事件點信息，對于提高光纜建設水平和光纖通信網的維護至關重要。希望此篇文章能對相關技術人員提供技術依據和解決問題的方法。

參考文獻：

[1] 宋靜靜，楊倩，何晨程，等.著色光纖OTDR異常曲線分析[J].現在傳輸，2014，（1）.