OTDR測試事件簡析

鐘志愿

摘 要：OTDR（光時域反射儀）是光鏈路測量和故障排除中常用的光纖測試儀表。其測試事件的準(zhǔn)確分析能讓工程人員精確、快速地判斷光鏈路故障類型及位置，節(jié)省光通信業(yè)務(wù)的恢復(fù)時間。本人根據(jù)自己的工作經(jīng)驗，淺顯介紹OTDR測試曲線事件分析。

關(guān)鍵詞：OTDR；事件；衰減曲線

電網(wǎng)通信是電網(wǎng)安全可靠運行的重要支撐。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，光通信憑其傳輸容量大、中繼距離長、抗電磁干擾能力強等優(yōu)勢已成為電網(wǎng)通信的主要通信手段。光纜，作為光通信媒介，其介質(zhì)性能直接決定光通信的可靠性，光纜的測試也顯得格外重要。用于對光鏈路損耗、斷點測試的工具OTDR（光時域反射儀），其測試事件的準(zhǔn)確分析能讓工程人員精確、快速地判斷光鏈路故障類型及位置，節(jié)省光通信業(yè)務(wù)的恢復(fù)時間，發(fā)揮高效的保障電網(wǎng)安全的作用。

OTDR對光纜的測試是對光纜纖芯注入短光脈沖。脈沖信號將遇到瑞利散射和菲涅爾反射事件，部分的信號將返回到注入處，返回的信號功率將隨事件的不同而變化，經(jīng)過OTDR內(nèi)部處理呈現(xiàn)易于分析的可視視圖及事件報告。

1 正常的衰減曲線

OTDR是利用瑞利背向散射測量光纖鏈路的衰減值。正常的衰減曲線是一條向右下方傾斜的直線，傾斜程度取決于信號波長與距離。光信號波長的選用上，短波長的光信號由于散射引起的衰減值較大，傾斜程度也就稍大；長波長的光信號由于散射引起的衰減值較小，傾斜程度也較小，但更易于由于彎曲溢出光纖，造成衰減曲線跌斷等情況。在事件信息中顯示為跨段損耗，在此，南網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)是波長1310nm為小于等于0.36dB/km；波長1550nm為小于等于0.22dB/km。

2 帶有損耗的衰減曲線

在光纜接頭或機械連接處，由于接駁效果的不同會造成接駁處的損耗。OTDR曲線表現(xiàn)為垂直于X軸的小段跌落，在事件信息中顯示為單點損耗，在此，南網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)為每個0.08dB以下。

光纜接頭是無源器件，所以接頭只能引起損耗而不是增益。衰減曲線中出現(xiàn)的增益為"偽增益"。其出現(xiàn)方式與OTDR工作原理有關(guān)。OTDR通過比較接頭前后背向散射電平的測量值來對接頭的損耗進行測量，接頭上的損耗會使接頭后的背向散射電平小于接頭前的背向散射電平。然而，如果接頭后光纖的散射系數(shù)較高時，接頭后面的背向散射電平就可能大于接頭前的背向散射電平，抵消了接頭的損耗，從而出現(xiàn)偽增益情況。在不同后向散射系數(shù)或不同模場直徑的光纖熔接過程中，測試出現(xiàn)偽增益情況尤為明顯。

在這種情況下，獲得該接頭損耗真實值的唯一方法是用OTDR從被測光纖的兩端分別對該接頭進行測量，并求取兩次測量結(jié)果的平均值。如果某接頭在OTDR上測量結(jié)果是增益點時，那么該接頭的損耗會非常小。

3 衰減曲線出現(xiàn)尖峰

折射率的突變，如：空氣、光纖斷裂、法蘭盤、連接器等，在光傳輸過程中會產(chǎn)生菲涅爾反射事件，這一現(xiàn)象在衰減曲線中以尖峰形式出現(xiàn)。

另外，在光纜熔接過程中，如果兩纖芯端面不平整，則在曲線事件中將出現(xiàn)反射率大的事件。

4 盲區(qū)

在OTDR測試過程中，菲涅爾反射強度約為瑞麗背向散射的2萬倍，因此，菲涅爾反射事件的發(fā)生將在OTDR測試曲線中產(chǎn)生盲區(qū)。

事件起點與曲線下落沿1.5dB處的距離為事件盲區(qū)。在這點上緊接的第二個反射為可識別反射，但這時損耗和衰減仍為不可測事件。在測試中，要求事件盲區(qū)盡可能短，以免連接器在盲區(qū)范圍內(nèi)導(dǎo)致無法測試。事件的起點和曲線下落沿與背向散射水平有正負0.5dB差異點之間的距離稱為衰減盲區(qū)。如果兩個事件之間的距離小于衰減盲區(qū)而又大于事件盲區(qū)，那么在衰減曲線中將顯示為合并的事件。在測試中，適當(dāng)減小OTDR激光脈沖寬度，可以增加測試曲線的精度，減小盲區(qū)的影響。

因此，由于盲區(qū)的影響，若需要測試鏈路中的第一個或最后一個連接器，則需要加入測試裸纖。

5 衰減曲線中的回聲

在OTDR曲線上的尖峰有時是由于較短距離且較高反射的連接器引起的回聲，這種尖峰被稱為鬼影。此現(xiàn)象在多模鏈路或較短光纖鏈路中較為常見。

在測試過程中，降低或消除回聲影響的基本方法是減少反射數(shù)量、降低反射能量、增加光鏈路長度等，如：減小激光脈沖寬度；在強反射前端加入衰減。如果回聲事件位于光纖終結(jié)處，可適當(dāng)彎曲以衰減放射光。

在曲線事件分析時，可用以下方法識別回聲：曲線上尖峰處事件沒有明顯損耗或損耗值接近于零；沿曲線鬼影與始端的距離是強反射事件與始端距離的倍數(shù)，即兩尖峰呈對稱狀。

光通信在電網(wǎng)通信系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，光鏈路故障的快速排除能夠加強光通信設(shè)備的安全穩(wěn)定運行，縮短 業(yè)務(wù)中斷時間，為電網(wǎng)安全生產(chǎn)提供更有力的通信保障。OTDR作為一種先進的光纖故障測試分析儀表被廣泛使用，在正確測試的前提下，衰減曲線及事件信息的精確、快速解讀分析將成為當(dāng)代電網(wǎng)通信工作者的基本技能要求之一。

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