OTDR測(cè)試事件簡(jiǎn)析

鐘志愿

摘 要：OTDR（光時(shí)域反射儀）是光鏈路測(cè)量和故障排除中常用的光纖測(cè)試儀表。其測(cè)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(shí)間。本人根據(jù)自己的工作經(jīng)驗(yàn)，淺顯介紹OTDR測(cè)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(yùn)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(zhǎng)、抗電磁干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)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(cè)試也顯得格外重要。用于對(duì)光鏈路損耗、斷點(diǎn)測(cè)試的工具OTDR（光時(shí)域反射儀），其測(cè)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(shí)間，發(fā)揮高效的保障電網(wǎng)安全的作用。

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

1 正常的衰減曲線

OTDR是利用瑞利背向散射測(cè)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(hào)波長(zhǎng)與距離。光信號(hào)波長(zhǎng)的選用上，短波長(zhǎng)的光信號(hào)由于散射引起的衰減值較大，傾斜程度也就稍大；長(zhǎng)波長(zhǎng)的光信號(hào)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(zhǎng)1310nm為小于等于0.36dB/km；波長(zhǎng)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(jī)械連接處，由于接駁效果的不同會(huì)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(diǎn)損耗，在此，南網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)為每個(gè)0.08dB以下。

光纜接頭是無(wú)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(guò)比較接頭前后背向散射電平的測(cè)量值來(lái)對(duì)接頭的損耗進(jìn)行測(cè)量，接頭上的損耗會(huì)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(shí)，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(chǎng)直徑的光纖熔接過(guò)程中，測(cè)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(shí)值的唯一方法是用OTDR從被測(cè)光纖的兩端分別對(duì)該接頭進(jìn)行測(cè)量，并求取兩次測(cè)量結(jié)果的平均值。如果某接頭在OTDR上測(cè)量結(jié)果是增益點(diǎn)時(shí)，那么該接頭的損耗會(huì)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(guò)程中會(huì)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(guò)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(cè)試過(guò)程中，菲涅爾反射強(qiáng)度約為瑞麗背向散射的2萬(wàn)倍，因此，菲涅爾反射事件的發(fā)生將在OTDR測(cè)試曲線中產(chǎn)生盲區(qū)。

事件起點(diǎn)與曲線下落沿1.5dB處的距離為事件盲區(qū)。在這點(diǎn)上緊接的第二個(gè)反射為可識(shí)別反射，但這時(shí)損耗和衰減仍為不可測(cè)事件。在測(cè)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(wú)法測(cè)試。事件的起點(diǎn)和曲線下落沿與背向散射水平有正負(fù)0.5dB差異點(diǎn)之間的距離稱為衰減盲區(qū)。如果兩個(gè)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(cè)試中，適當(dāng)減小OTDR激光脈沖寬度，可以增加測(cè)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(cè)試鏈路中的第一個(gè)或最后一個(gè)連接器，則需要加入測(cè)試裸纖。

5 衰減曲線中的回聲

在OTDR曲線上的尖峰有時(shí)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(jiàn)。

在測(cè)試過(guò)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(zhǎng)度等，如：減小激光脈沖寬度；在強(qiáng)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(shí)，可用以下方法識(shí)別回聲：曲線上尖峰處事件沒(méi)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(qiáng)反射事件與始端距離的倍數(shù)，即兩尖峰呈對(duì)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(qiáng)光通信設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，縮短 業(yè)務(wù)中斷時(shí)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(jìn)的光纖故障測(cè)試分析儀表被廣泛使用，在正確測(cè)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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