光纤通信测试法.docx

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光纤通信测试法

光纤通信测试法（OTDR）的参数设置及常常利用方式

　　通信是以光波作载波以光纤为传输媒介的通信方式。

光纤通信由于传输距离远、信息容量大且通信质量高等特点而成为现今信息传输的主要手腕，是“信息高速公路”的基石。

光纤测试技术是光纤应用领域中最普遍、最大体的一项专门技术。

O是光纤测试技术领域中的主要，它被普遍应用于光缆线路的保护、施工当中，可进行光纤长度、光纤的传输衰减、接头衰减和故障定位等的测量。

OTDR具有测试时刻短、测试速度快、测试精度高等长处。

　　1支持OTDR技术的两个大体公式

　　OTDR（OpticalTimeDomainReflectometer，光时域反射仪）是利用光脉冲在光纤中传输时的瑞利散射和菲涅尔反射所产生的背向散射而制成的高科技、高精密的光电一体化仪表。

半导体光源（LED或LD）在驱动电路调制下输出光脉冲，通过定向光耦合器和活动连接器注入被测光缆线路成为入射光脉冲。

　　入射光脉冲在线路中传输时会在沿途产生瑞利散射光和菲涅尔反射光，大部份瑞利散射光将折射入包层后衰减，其中与光脉冲传播方向相反的背向瑞利散射光将会沿着光纤传输到线路的进光端口，经定向耦合分路射向光电探测器，转变成电信号，通太低噪声放大和数字平均化处置，最后将处置过的电信号与从光源背面发射提取的触发信号同步扫描在示波器上成为反射光脉冲。

　　返回的有效信息由OTDR的探测器来测量，它们就作为被测光纤内不同位置上的时刻或曲线片断。

按照发射信号到返回信号所用的时刻，再肯定光在石英物质中的速度，就可以够计算出距离（光纤长度）L（单位：

m），如式

（1）所示。

　　式

（1）中，n为平均折射率，△t为传输时延。

利用入射光脉冲和反射光脉冲对应的功率电平和被测光纤的长度就可以够计算出衰减a（单位：

dB／km），如式

（2）所示：

 　　2保障OTDR精度的五个参数设置

　　2．1测试波长选择

　　由于OTDR是为光纤通信服务的，因此在进行光纤测试前先选择测试波长，单模光纤只选择1  nm或1  nm。

由于1550nm波长对光纤弯曲损耗的影响比1310nm波长敏感得多，因此无论是光缆线路施工仍是光缆线路保护或进行实验、教学，利用OTDR对某条光缆或某光纤传输链路进行全程光纤背向散射信号曲线测试，一般多选用1550nm波长。

　　nm和1550nm两波长的测试曲线的形状是一样的，测得的光纤接头损耗值也大体一致。

若在1550nm波长测试没有发觉问题，那么1310nm波长测试也肯定没问题。

　　选择1550nm波长测试，能够很容易发觉光纤全程是不是存在弯曲过度的情形。

若发觉曲线上某处有较大的损耗台阶，再用1310nm波长复测，若在1310nm波长下损耗台阶消失，说明该处的确存在弯曲过度情形，需要进一步查找并排除。

若在1310nm波长下损耗台阶一样大，则在该处光纤可能还存在其他问题，还需要查找排除。

在单模光纤线路测试中，应尽可能选用1550nm波长，如此测试效果会更好。

　　2．2光纤折射率选择

　　此刻利用的单模光纤的折射率大体在0～0范围内，要按照光缆或光纤生产厂家提供的实际值来精准选择。

对于单模光纤，在实际测试时若用1310nm波长，折射率一般选择在0；若用1550nm波长，折射率一般选择在5。

折射率选择不准，影响测试长度。

　　在式

（1）中折射率若误差，则在50000m的中继段会产生约35m的误差。

在光缆保护和故障排查时很小的失误便会带来明显的误差，测试时必然要引发足够的重视。

　　2．3测试脉冲宽度选择

　　设置的光脉冲宽度过大会产生较强的菲涅尔反射，会使盲区加大。

较窄的测试光脉冲虽然有较小的盲区，可是测试光脉冲过窄光阴功率肯定过弱，相应的背向散射信号也弱，背向散射信号曲线会起伏不平，测试误差大。

设置的光脉冲宽度既要能保证没有过强的盲区效应，又要能保证背向散射信号曲线有足够的分辨率，能看清光纤沿线上每一点的情形。

　　一般是按照被测光纤长度，先选择一个适当的测试脉宽，预测试一两次后，从中肯定一个最佳值。

被测光纤的距离较短（小于5000m）时，盲区能够在10m以下；被测光纤的距离较长（小于50000m）时，盲区能够在 m以下；被测光纤的距离很长（小于2500000m）时，盲区可高达2000m以上。

　　在单盘测试时，恰被选择光脉冲宽度（50nm）能够使盲区在10m以下。

通过双向测试或多次测试取平均值，盲区产生的影响会更小。

　　2.4测试量程选择

　　OTDR的量程是指OTDR的横坐标能达到的最大距离。

测试时应按照被测光纤的长度选择量程，量程是被测光纤长度的1．5倍比较好。

量程选择过小时，光时域反射仪的显示屏上看不全面；量程选择过大时，光时域反射仪的显示屏上横坐标紧缩看不清楚。

　　按照工程技术人员的实际经验，测试量程选择能使背向散射曲线大约占到OTDR显示屏的70％时，无论是长度测试仍是损耗测试都能取得比较好的直视效果和准确的测试结果。

　　在光纤通信系统测试中，链路长度在几百到几千千米，中继段长度40～60km，单盘光缆长度2～4km，合选择OTDR的量程能够取得良好的测试效果。

　　2．5平均化时刻选择

　　由于背向散射光信号极为微弱，一般采用多次统计平均的方式来提高信噪比。

OTDR测试曲线是将每次输出脉冲后的反射信号采样，并把多次采样做平均化处置以消除随机事件，平均化时刻越长，噪声电平越接近最小值，动态范围就越大。

平均化时刻为3min取得的动态范围比平均化时刻为1min取得的动态范围提高dB。

　　一般来讲平均化时刻越长，测试精度越高。

为了提高测试速度，缩短整体测试时刻，测试时刻可在～3min内选择。

　　在光纤通信接续测试中，选择min（90s）就可取得满意的效果。

　　3实施OTDR测试的三种常常利用方式

　　OTDR对光缆和光纤进行测试时节，测试场合包括光缆和光纤的出厂测试，光缆和光纤光缆的施工测试，光缆和光纤的保护测试和按期测试。

OTDR的测试连接如图1所示。

 　　测试连接的方式是：

OTDR一光纤连接器一第1盘光缆一第2盘光缆一第n盘光缆，终端不连接任何设备。

按如实际测试工作主要有以下三种方式：

　　3．1OTDR后向测试法

　　采用这种方式主要对光缆接续进行监测，光缆接续必然要配备专用光纤熔接机和光时域反射仪（OTDR）。

熔接机在熔接完一根纤芯后一般都会给出那个接点的估算衰耗值。

这种方式测试有三个长处：

（1）OTDR固定不动，省略了仪表转移所需车辆和大量人力物力；

（2）测试点选在有市电而不需配汽油发电机的地方；

　　（3）测试点固定，减少了光缆开剥。

　　同时该方式也有两个缺点：

（1）因受距离和地形限制，有时无法保证联络的畅通；

（2）随着接续距离的不断增加，OTDR的测试量程和精度受到限制。

　　目前解决这些问题一般有三种方式：

　　①在市内和市郊用移动电话可使测试人员和接续人员随时维持联络，便于组织和协调，有利于提高工作效率。

　　②用光电话进行联络。

肯定好用一根光纤（如蓝色光纤单元红色光纤）接在光电话上作联络线。

固然最后这根作联络用的光纤在熔接和盘纤时就因无法联络而不能进行监测了。

即便如此，出现问题的可能性仍会大大降低（若是是芯光缆，出现问题的概率会降到原来的1／24以下）。

　　③当光缆接续达到一个中继距离时，OTDR向前移动。

　　测试实践证明，这些监测方式对保证质量、减少返工是行之有效的。

　　3．2OTDR前向单程测试法

　　OTDR在光纤接续方向前一个接头点进行测试，用施工车辆将测试仪表和测试人员始终超前转移。

利用这种方式进行监测，测试点与接续点始终只有一盘光缆长度，测试接头衰耗准确性高，而且便于通信联络。

目前一盘光缆长度大约为2～3km，一般地形下利用就可保证通信联络。

若光缆有皱纹钢带保护层，也可利用磁石电话进行联络。

　　这种测试方式的缺点也很明显，OTDR要搬到每一个测试点费工费时，又无益于仪表的保护；测试点还受地形限制，尤其是线路远离公路、地形复杂时更为麻烦。

选用便携型OTDR进行监测，近距离测试对仪表的动态范围要求不高，且小型0TDR体积小重量轻移动方便，如此可大大减小测试人员工作量，提高测试速度和工作效率。

　　3．3OTDR前向双程测试法

　　OTDR位置仍同“前向单程”监测，但在接续方向的始端将两根光纤别离短接，组成回路。

这种方式即可知足中继段光纤测试，也可对光纤接续进行监测。

对中继段光纤测试能够在光时域反射仪的显示屏上很清楚地看到入射光脉冲、反射光脉冲、接头点、断裂点、故障点和衰减散布曲线。

OTDR测试事件类型及显示如图2所示，它能够为光缆保护提供方便。

　　对光纤接续进行监测时由于增加了环回点，所以能在OTDR上测出接续衰耗的双向值。

这种方式的长处是能准确评估接头的好坏。

　　由于测试原理和光纤结构上的原因，用OTDR单向监测会出现虚假增益的现象，相应地也会出现虚假大衰耗现象。

对一个光纤接头来讲，两个方向衰减值的数学平均数才能准确反映其真实的衰耗值。

比如一个接头从A到B测衰耗为dB，从B到A测为dB，实际上此头的衰耗为[+]／2=dB。

　　4结语

　　OTDR作为光纤通信的主要仪表，在科研、教学、工厂、施工、保护等领域发挥着重要作用。

就目前而言OTDR不论设备仍是国产设备，对测试精度和盲区两个关键问题都会因为测试者的技术发挥有必然的不同。

随着时刻的推移和科学技术的进步，利用新一代人工智能OTDR进行光纤参数全自动测试，速度会更快、效果会更好。