如何用OTDR 準確查找故障點

趙 飛

（大連理工大學，大連 116000）

0 引言

不管是前期光纜介質安裝施工，還是后期線路的維護，使用OTDR 精確地對光纖進行測試是十分有必要的，特別對于線路故障的查找更顯得此工具的重要性，要求維修人能快速精確地找出故障所在的位置。而在實踐中，比如具有故障點位置測試不準及分析不恰當等現象。

從而造成線路阻斷時間過長，給線路維護人員提出了更高的要求，這些都要求線路維護人員熟練操作OTDR 和熟記線路路由。

下面重點進行這方面的分析。

1 光時域反射儀工作原理

1.1 光時域反射儀工作原理

OTDR 是依據廣東瑞利散射及菲涅耳反射的原理，進而對光纖進行測試，其中光纖衰減損耗是使用瑞利散射驗證的，連接點、斷點及光纖終端的獲取是通過菲涅耳反射原理定位而得。這好比是OTDR 工作過程像是一部雷達，先對光纖發射一個信號，進而觀測返射回來的信息，然后重復做這個過程，然后顯示出結果，這個過程需要抽樣、量化、編碼，從而造成儀表本身固有的偏差。

1.2 OTDR 儀表設置

對于一個儀表來說，參數設置不同測試結果也不同，會造成故障點錯誤。

1.2.1 折射率

在設置光時域反射儀器時，應當與被測光纖折射率數據一致，若兩者不同將會導致OTDR 測試光纖距離的精準度，在實踐過程中，購買的光纜來自不同廠家其折射率則不同，施工時采用不同型號的光纜，型號不同其折射率也不一樣。因此測試時，正確設置折射率很重要，若要測的幾段光纜折射率不一樣，可以進行多次設置，進而減少偏差。其折射率系統每0.01的區別，會導致產生7m/km 的偏差出現，而對于距離長的光纖，影響距離偏差更大，無法查找故障點。

1.2.2 測量范圍

所謂量程指的是OTDR 數據取樣的最大距離。一般應遵循測試時應依據測光纖的長度確定適當的量程的原則。一般大于被測光纖鏈路的長度，不能超過兩倍距離，容易產生鬼影，造成距離不準，消除鬼影方法一般在反射前端加衰減器或選擇短脈沖寬度，測量時選擇的量程越大，測試結果的偏差就越大。

1.2.3 脈沖寬度

OTDR 設置脈沖寬度可以影響測量距離長短，脈寬是指OTDR 針對光纖反射出來的功率的強弱，距離的分辨率取決于脈沖寬度，對于分離事件而言，距離分頻率起著十分重要的作用。所以，需依據測量光纖線路的長度，較好的設置OTDR 所測量量程及設置脈沖寬度。一方面要確保沒有盲區效應，兩一方面要確保背向散射信號區域的分辨率足夠，可以清晰的看到光纖線路上的任一的一個事件點。

1.2.4 波長的選擇

波長的選擇對測量距離也有很大影響，如果兩次設置不同距離差距越大。通常OTDR 有兩種波長供選擇，分別是1550nm、1310nm，其兩者對比得出，對光纖彎曲敏感的是1310nm，1550nm 和1310nm 相比，其長度衰減較小，熔接或連接損耗高些。1550nm 和1310nm 對同一個衰減點損耗也不一樣，在實踐過程中，通常將這以上兩種波長進行測試及對比。

1.2.5 平均時間

OTDR 進行測試時，即向被測光纖發出一光脈沖，在規定的時間期間，通過對返回的背向散射的光信號來采樣，對采樣的結果進行均值計算，目的是去掉一些隨機事件。因為采集結果都避免不了噪聲，導致測試的結果不夠精確。通常來說，平均時間越長，其信噪比將越高，這對OTDR 提出新的要求應測試時間久，其平均時間越長，抑制信號的效果越明顯，損耗測試的結果越準確，到了一定極限時，其精度不再改變。遇到光纜故障進行維修時，維修人為了盡快完成測試，需盡快找到故障發生的地方，通常最佳測試時間為30S 之內，然而對于日常維護，對光纖備用纖芯的設備測試時，時間可定的范圍為0.5～3分鐘之間。

1.2.6 門限值

對于一個完整光纖線鏈路中，想分享某點衰減多少，如果把門限值設置過高，線路中小于它的衰減事件點都顯示不出來，一般把門限值設置為0.05DB，這樣可以清楚看到整個光纖鏈路中有損耗點的位置，給線路維護提供幫助。

2 減少誤差的幾點方法

2.1 光纖連接器不清潔

若測試過程中其物理連接性能不佳時，會導致曲線上出現一些噪聲及毛刺，這種現象在實踐中時常碰到，比如在一些風沙大、塵土多的情況下，不管是戶外還是戶內對光纜進行搶修工作時，清潔是必不可少的，仔細的清潔會讓測試的結果更加的精確，因此在測試中不可忽視清潔，每次測試前用99.9%工業酒精清潔光纖連接器接口，這樣可以降低放射。

2.2 正確使用儀表

在實踐過程中，在正確選取被測距離的測試范圍基礎上，適當的設置脈沖寬度，折射率和游標的位置。由實踐得出，目前的單模光纜線路其光纖的折射率取值為1.4677～1.4800。若選用的是單模光纖6.652，在實踐時選用的波長是1310nm，其范圍為1.4677～1.4682，如果波長是1550nm，其范圍通常為1.46820～1.46850。最好的方法就是根據線路竣工資料，查找折射率，折射率設置不同距離差距太大。測試時的最佳測試范圍應該為待測光纖長度1.5～2倍距離，距離設置過長容易產生鬼影，假如實踐時，對距離長短不確定時，需遵循的原則是現場距離后短距離，然后觀察顯示屏中整個光纖后向散射的曲線，進而選取適當的測量量程，最終制作完整地曲線圖。

2.3 接入假纖消除盲區

在線路維護中，距離測試點很近發生斷纖，OTDR出口會有產生盲區，需接入假纖消除盲區。

2.4 OTDR 校正

長期使用OTDR 會產生一定誤差，需專業人員進行校正。

2.5 建立完善資料

一般情況下，故障點的光纖長度、地面上長度、光纜皮的長度，它們之間的數據是不同的，實踐過程中，假如有完整的原始材料就能夠快速精確的找到故障點所在地方，因此需構建完善的檔案?？⒐べY料、儀表型號、接頭位置、施工記錄等都是原始材料。在施工過程中，因為光纖長度、光纜長度、現實距離三者之間不一致，應根據原始資料把光纖長度換算為對應的皮長，然后把皮長計算成對應的實際距離。

綜上可知，導致OTDR 測試出現偏差的因素很多，其中主要是由人為和儀表因素引起的。因此，在通常的維護過程中，需掌握引起偏差的原因所在，避免人為因素產生偏差，進而快速地找到故障發生點，縮短通信阻斷的時間。