光纖鏈路測(cè)試詳解

1、光纖鏈路測(cè)試詳解隨著光纖通信技術(shù)的快速開展,基于FTTH的寬帶網(wǎng)絡(luò)必將成為光纖通信中一 個(gè)新的熱點(diǎn)。光纖是迄今為止最好的傳輸媒介，光纖接入技術(shù)與其他接入技術(shù)如 銅雙絞線、同軸電纜相比，最大優(yōu)勢(shì)在于可用帶寬大。光纖接入網(wǎng)還有傳輸質(zhì) 量好、傳輸距離長(zhǎng)、抗干擾能力強(qiáng)、網(wǎng)絡(luò)可靠性高、節(jié)約管道資源等特點(diǎn)，是 FTTHFF展動(dòng)力之所在。光纖通信技術(shù)的應(yīng)用越來越廣，制造光纖的原料品種越來越多，光纖制作的 工藝技術(shù)也有突破性的開展。光纖的新品種和新結(jié)構(gòu)不斷出現(xiàn)，產(chǎn)品質(zhì)量也不斷 提高。但是，一條完整的光纖鏈路的性能不僅取決于光纖本身的質(zhì)量，還取決于連接頭的質(zhì)量以及施工工藝和現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境，所以對(duì)于光纖鏈路進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)

2、試是十分必要的。光纖鏈路的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試一般可以從這幾個(gè)萬(wàn)面考慮：設(shè)備的連通性、跳線系統(tǒng) 是否有效以及通信線路的指標(biāo)數(shù)據(jù)等，而通信線路的指標(biāo)數(shù)據(jù)一般得借助專業(yè)工 具進(jìn)行，目前在工程中常用的是光時(shí)域反射損耗測(cè)試儀 OTDR。下面就光時(shí)域 反射損耗測(cè)試儀OTDR的功能、參數(shù)設(shè)置、檢測(cè)方法以及曲線分析做一簡(jiǎn)單的 介紹。一、光時(shí)域反射損耗測(cè)試儀OTDR勺功能如下：a、測(cè)試光纖的長(zhǎng)度；b、測(cè)試光纖的衰減系數(shù)波長(zhǎng) 850nmi 1310nm 1550nm 1625nm ;c、測(cè)試光纖的接頭損耗；d、測(cè)試光纖的衰減均勻性；e、測(cè)試光纖可能有的異常情況如有臺(tái)階，曲線異常等；f、測(cè)試光纖的回波損耗(ORL)；g、測(cè)試

3、光纖的背向散射(BKSCTR COEFF)二、OTDR勺主要參數(shù)設(shè)置a)測(cè)試波長(zhǎng)對(duì)于多模光纖，選擇850nm或1300nm而單模那么選擇1310 nm或1550nmb) OTDR勺光纖的折射率IOR折射率定義折射率 =真空中的光速/光脈沖在光纖中的速度；設(shè)置OTDRt光纖的雙窗口的折射率因根據(jù)各廠家提供的數(shù)據(jù)，每種光纖其 折射率是不同的，光纖的n的典型值在1.45與1.55之間。單模光纖的折射率根 本在1.4601.4800范圍內(nèi)，如G652單模光纖，在實(shí)際測(cè)試時(shí)，假設(shè)在1310 nm 波長(zhǎng)下，折射率一般選擇1.468;假設(shè)在1550 nm®長(zhǎng)下，折射率一般選擇 1.4685。OTD

4、所測(cè)光纖長(zhǎng)度跟設(shè)置的折射率有關(guān)；對(duì)同一光纖，所設(shè)置的折射率越大所測(cè)光纖長(zhǎng)度越短，反之所測(cè)光纖長(zhǎng)度那么越長(zhǎng)。OTDR上顯示的距離此次我們?cè)谀彻S所檢測(cè)的光纜主要是室內(nèi)型單模零水峰光纖，它的光纖折射率n為：n=1.4671310nm n =1.4681550nmc) OTD翱試量程DISTANCEOTDRf設(shè)量程必須是所要測(cè)試光纖長(zhǎng)度 1.52倍比較好。量程過小，光時(shí)域反射損耗測(cè)試儀的顯示屏上看不全面， 選擇過大，那么顯示屏上橫坐標(biāo)壓縮得 看不清楚。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，測(cè)試量程選擇能使背向散射曲線大約占OTDRK示屏的70%寸為宜。d) OTDR勺測(cè)試月寬PUISH WIDTH原那么：長(zhǎng)距離用長(zhǎng)脈寬，短

5、距離用小脈寬。一定光纖長(zhǎng)度必須選用相對(duì)應(yīng)， 長(zhǎng)脈寬平均化時(shí)間短，但 OTD的辨率低，光纖存在的細(xì)小的異常情況如小臺(tái) 階等不易發(fā)現(xiàn)；長(zhǎng)脈沖寬度動(dòng)態(tài)范圍較高但是死區(qū)較長(zhǎng)為減小噪聲并檢測(cè)遠(yuǎn)處的事件應(yīng)增加脈沖寬度短脈沖寬度分辨率較高但是有更多的噪聲為縮短死區(qū)并清楚地別離接近的事件應(yīng)減小 脈沖寬度兩者必須有機(jī)結(jié)合，合理配置。典型值5ns/10ns/30ns/100ns/300ns/1a s 短鏈路100ns/300ns/1 a s/3 仙 s/10 仙 s 長(zhǎng)鏈路e)平均化時(shí)間的選擇由于背向散射光信號(hào)極其微弱，一般采用屢次統(tǒng)計(jì)平均的方法來提高信噪 比。OTDFW試曲線是將每次輸出脈沖后的反射信號(hào)采樣，并

6、把屢次采樣做平均 化處理以消除隨機(jī)事件,平均化時(shí)間越長(zhǎng),噪聲電平越接近最小值,動(dòng)態(tài)范圍就 越大。平均化時(shí)間為3 min獲得的動(dòng)態(tài)范圍比平均化時(shí)間為1 min獲得的動(dòng)態(tài)范圍提高0.8 dB。一般來說平均化時(shí)間越長(zhǎng)，測(cè)試精度越高。為了提高測(cè)試速度，縮短整體測(cè) 試時(shí)間，測(cè)試時(shí)間可在0.53 min內(nèi)選擇。在光纖通信接續(xù)測(cè)試中，選擇1.5 min(90 s)就可獲得滿意的效果。測(cè)試方法OTDRffl試可以分為三種常見方式： a)不使用發(fā)射與接收光纜的驗(yàn)收測(cè)試供學(xué)習(xí)參考光時(shí)域反射計(jì)OTDR成科*纖舌售斯特版根所有*proiist com. cn圖-不使用發(fā)射與接收光纜的驗(yàn)收測(cè)試此種測(cè)試方式可以測(cè)試被測(cè)光

7、纜，但是由于被測(cè)光纜的前、后端沒有連接發(fā) 射光纜，前、后的連接器不能被測(cè)試。在這種情況下，不能提供一個(gè)參考的后向 散信號(hào)。因此，不能確定端點(diǎn)連接器點(diǎn)的損耗。為了解決這一問題，在OTDR的發(fā)射位置前端以及被測(cè)光纖的接收位 置遠(yuǎn)端上加上一段光纜。b)使用發(fā)射與接收光纜的驗(yàn)收測(cè)試01Mt iCJH?圖-使用發(fā)射與接收光纜的驗(yàn)收測(cè)試此種方式由于加上了發(fā)射與接收光纜， 可以測(cè)試被測(cè)光纜的整條鏈路，以及 所有的連接點(diǎn)。發(fā)射光纜的長(zhǎng)度：多模測(cè)試通常在300米到500米之間；單模測(cè)試通常在1000米到2000米之間。非常重要的一點(diǎn)是發(fā)射與接收光纜應(yīng) 該與被測(cè)光纜相匹配類型，芯徑等。c)使用發(fā)射與接收光纜的環(huán)回

8、測(cè)試克揮1C3普斯特版權(quán)所有T yrww-. pFft-Tist. com. cn圖-使用發(fā)射與接收光纜的環(huán)回測(cè)試此種方式可以測(cè)試被測(cè)光纜的整條鏈路，以及所有的連接點(diǎn)。由于采用環(huán)回測(cè)量方法，技術(shù)人員僅需要一臺(tái)OTDR用于雙向OTDR測(cè)量。 在光纖的一端近端執(zhí)行 OTDR數(shù)據(jù)讀取。一次可以同時(shí)測(cè)試兩根光纜，所 有數(shù)據(jù)讀取時(shí)間被減為二分之一。測(cè)試人員需要2人，一人在近端OTDR位置，另一人位于光纜另一端，采 用跳線或者發(fā)射光纜將測(cè)試的兩根光纜鏈路進(jìn)行連接。對(duì)光纖接續(xù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)由 于增加了環(huán)回點(diǎn)，所以能在 OTDRt測(cè)出接續(xù)衰耗的雙向值。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是 能準(zhǔn)確評(píng)估接頭的好壞。由于測(cè)試原理和光纖結(jié)構(gòu)

9、上的原因，用 OTD印向監(jiān)測(cè)會(huì)出現(xiàn)虛假增益的現(xiàn) 象，相應(yīng)地也會(huì)出現(xiàn)虛假大衰耗現(xiàn)象。 對(duì)一個(gè)光纖接頭來說，兩個(gè)方向衰減值的 數(shù)學(xué)平均數(shù)才能準(zhǔn)確反映其真實(shí)的衰耗值。比方一個(gè)接頭從A到B測(cè)衰耗為0.16 dB,從B到A測(cè)為-0.12 dB,實(shí)際上此頭的衰耗為0.16+(-0.12)/2=0.02 dB此次，我們采用的就是使用發(fā)射與接收光纜的環(huán)回測(cè)試，發(fā)射光纜采用1千米左右的假纖。四、 曲線分析異常曲線、原理和對(duì)策1） 典型的OTDR軌跡圖著帚饌權(quán)所有般也就MlK. CM2） OTDR能夠捕捉的事件：通常，有兩種類型的事件：反射事件與非反射事件。反射事件一一出現(xiàn)于光纖中存在不連續(xù)， 引起折射指數(shù)的突然

10、改變時(shí)。反 射事件可以出現(xiàn)在斷點(diǎn)、連接器連接處、機(jī)械接頭或者光纖的不確定端點(diǎn)。對(duì)于 反射事件，連接器損耗通常在0.5dB左右。對(duì)于機(jī)械接頭，損耗通常在0.10.2dB 之間。非反射事件一一出現(xiàn)于光纖中沒有不連續(xù)點(diǎn)的位置上，且非反射事件通常 是由于熔接損耗或者彎曲損耗，例如，宏彎曲所生成的。典型的損耗值范圍為 0.020.1dB ,取決于熔接設(shè)備與操作者。3）斜率斜率的標(biāo)準(zhǔn)偏差dB/ km取決于：本地噪聲電平與分布和采用SLA方法 的讀取點(diǎn)數(shù)；典型的段損耗范圍對(duì)于1550nm為0.17至U 0.22dB/ km,對(duì)于1310nm單模 系統(tǒng)為 0.30 到 0.35 dB/ km,對(duì)于 1300n

11、m模系統(tǒng)為 0.5 至U 1.5 dB/ km, 對(duì)于850nm系統(tǒng)為2至U 3.5 dB/ km；4）反射一個(gè)連接器、斷點(diǎn)或者機(jī)械接頭處的反射量取決于光纖與光纖界面另一個(gè) 光纖、空氣或者折射指數(shù)匹配液材料之間的折射指數(shù)之差，以及斷點(diǎn)或者連接 器的幾何形狀平的、角度的或者碎的。這兩個(gè)因素能夠捕捉光纖纖芯內(nèi)不同 數(shù)量的反射。5）盲區(qū)在光纖測(cè)試過程中在存在強(qiáng)反射時(shí)， 使得光電二極管飽和，光電二極管需要 一定的時(shí)間由飽和狀態(tài)中恢復(fù)，在這一時(shí)間內(nèi)，它將不會(huì)精確地檢測(cè)后散射信號(hào)， 在這一過程中沒有被確定的光纖長(zhǎng)度稱為盲區(qū)。圖-盲區(qū)示意圖盲區(qū)一般表現(xiàn)為前端盲區(qū)，為了解決這一問題，可以在測(cè)試光纜前加一條長(zhǎng)

12、的測(cè)試光纖將此效應(yīng)減到最小。盲區(qū)又可分衰減盲區(qū)和事件盲區(qū)衰減盲區(qū)衰減盲區(qū)指的是自起始反射點(diǎn)到與背向散射曲線相差不超過± 0.5 dB處的距離。衰減盲區(qū)告訴我們測(cè)試光纖連接點(diǎn)到第一個(gè)可檢測(cè)接頭點(diǎn)之間的最短距離。事件盲區(qū)從反射事件的起始點(diǎn)到該事件峰值衰減1.5 dB點(diǎn)間的距離事件盲區(qū)確定了兩個(gè)可區(qū)分的反射事件點(diǎn)間的最短距離（例如，兩個(gè)連接器之間）。6）典型反射曲線：這條曲線包括各種常見現(xiàn)象（見以下圖）|MB淅版權(quán)斫有岬*下皿K EMI Cfia）區(qū)域a即在A點(diǎn)至B點(diǎn)區(qū)域內(nèi)，曲線斜率恒定：說明光纖在該區(qū)域 的散射均勻一致。因此可獲得相應(yīng)的常數(shù)。在這種情況下，測(cè)量?jī)H從一端即可滿 足要求。b）

13、區(qū)域b表示局部的損耗變化，這種變化可能，主要由外部原因如 光纖接頭和內(nèi)部原因光纖本身引起的，在此情況下，進(jìn)行兩端測(cè)量，取平均值 表示該接頭損耗。c）區(qū)域c所示的不規(guī)那么性由后向散射的劇烈增強(qiáng)所致，這種變化可 能由外部測(cè)試原因二次反射余波鬼影產(chǎn)生能量疊加和內(nèi)部原因光纖本身缺陷 小裂紋造成的，先必須確認(rèn)是何種原因，再采用兩端測(cè)量來測(cè)定這種不規(guī)那 么對(duì)衰減的影響。d）區(qū)域d即后向散射曲線有時(shí)出現(xiàn)弓形彎曲。有內(nèi)部因素，一般是吸 收損耗變化導(dǎo)致衰減變化。對(duì)于外部因素，可能與光纖受力增加有關(guān)。如何確定 是何種因素，可對(duì)光纖或興纜施加外力或改變其溫度， 如特性不變，是內(nèi)部因素， 反之為外部因素e）區(qū)域e光纖

14、的端點(diǎn)或任何的不連續(xù)點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生菲涅爾反射或后向散射 功率損耗無菲涅爾反射由此可測(cè)定這些端點(diǎn)或不連續(xù)點(diǎn)的位置。機(jī)械式接頭 界面往往產(chǎn)生這種反射。如圖現(xiàn)象：光纖未端無菲涅爾反射峰，曲線斜率、衰減正常，無法確認(rèn)光纖長(zhǎng)度原因：光纖未端面上比較臟或光纖端面質(zhì)量差；對(duì)策：清洗光纖未端面或重新做端面；如圖現(xiàn)象：曲線成明顯弓形，衰減嚴(yán)重偏大或偏小，無菲涅爾反射峰;原因：量程設(shè)置錯(cuò)誤缺乏被測(cè)光纖長(zhǎng)度 2倍以上；對(duì)策：增大量程；如圖普魯斯特版投所有,科班口UE. sm現(xiàn)象：在曲線斜率恒定的曲線中間有一個(gè) “小山峰背向散射劇烈增強(qiáng)所 致原因：1光纖本身質(zhì)量原因小裂紋；2二次反射余波在前端面產(chǎn)生反射；對(duì)策：在這種情況下

15、改變光纖測(cè)試量程、脈寬、重新做端面，再測(cè)試如“小山峰消失那么為原因2，如不消失那么為原因1；如圖普科斯持版板所有WWW.prc»iis；t. cm. eft現(xiàn)象：在光纖纖連接器、耦合器、熔接點(diǎn)處產(chǎn)生一個(gè)明顯的增益；原因：模場(chǎng)直徑不匹配造成的；對(duì)策：測(cè)試衰減和接頭損耗必須雙向測(cè)試，取平均值；如圖普魯知峙凝只研眄拜，.口現(xiàn)象：曲線斜率正常，光纖均勻性合格，但兩端光纖衰減系數(shù)相差很大 原因：模場(chǎng)不均勻造成，一般為光纖拉絲引頭和結(jié)尾局部；對(duì)策：測(cè)試衰減必須雙向測(cè)試，取平均值；如圖I，著曾斯恃版板斫有一piuuL L.I. 士Tk現(xiàn)象：在整根光纖衰減合格，曲線大局部斜率均勻，但在菲涅爾反射峰前

16、沿 有一小凹陷原因：未端幾米或幾十米光纖受側(cè)壓；對(duì)策：復(fù)繞觀察有無變化，無變化那么剪掉；如圖音詹斯特版根所竄帖唯CUE E5.咋現(xiàn)象：1310nm)t纖曲線平滑，光纖衰減斜率根本不變，衰減指標(biāo)略微偏高; 但1550nm光纖衰減斜率增加，衰減指標(biāo)偏高；原因：束管內(nèi)余長(zhǎng)過短，光纖受拉伸；對(duì)策：確認(rèn)束管內(nèi)的余長(zhǎng)，增加束管內(nèi)的余長(zhǎng)；如圖IWnrm1普一斫梅“*加為”q士.ym. cik現(xiàn)象：1310nm纖曲線平滑，光纖衰減斜率根本正常，衰減指標(biāo)正常；但1550nm光纖衰減斜率嚴(yán)重不良，衰減指標(biāo)嚴(yán)重偏高；原因：束管內(nèi)余長(zhǎng)過長(zhǎng)，光纖彎曲半徑過??；對(duì)策：確認(rèn)束管內(nèi)的余長(zhǎng)，減少束管內(nèi)的余長(zhǎng)；如圖晉國(guó)斯恃師林訴

17、尋I現(xiàn)象：尾纖與過渡纖有局部曲線出現(xiàn)有規(guī)那么的曲線不良，但被測(cè)光纖后半局部曲線正常，整根被測(cè)光纖衰減指標(biāo)根本正常；原因：一般是由設(shè)備本身和測(cè)試方法綜合造成的；對(duì)策：關(guān)機(jī)，重新起動(dòng)，對(duì)各個(gè)光纖接觸局部進(jìn)行清潔；如圖現(xiàn)象：光纖似斷非斷，實(shí)際里面的光纖纖芯已斷，由于塑料涂層的拉力使光 纖斷裂面對(duì)準(zhǔn)良好，這點(diǎn)光纖的損耗增大，但不會(huì)大很多。一般比光纖連接器的 損耗略大，在0.51.0 dB;原因：一般是由安裝時(shí)造成的；對(duì)策：對(duì)該處光纖進(jìn)行熔接。如圖現(xiàn)象：光纖徹底斷開，光脈沖不能通過，該處有個(gè)強(qiáng)反射;原因：一般是由安裝時(shí)造成的；對(duì)策：對(duì)該處光纖進(jìn)行熔接。如圖現(xiàn)象：光纖損耗增大一一數(shù)值一般在15 dB之間，

18、個(gè)別區(qū)段可以增大到不 能使用，類似斷芯狀態(tài)；原因：由于光纖受到拉伸、裂紋、彎曲、壓扁等力的影響，使光纖局部損耗 增大；對(duì)策：當(dāng)外力消除后，一般光纖損耗都能恢復(fù)到正常狀態(tài)， 個(gè)別情況下如光 纖涂覆層受損壞或不能恢復(fù)時(shí)，應(yīng)對(duì)該處光纖進(jìn)行重新熔接。五、測(cè)試極限值的預(yù)算國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)？GB 50312-2007綜合布線工程驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)含條文說明 ？中對(duì)光 纖測(cè)試極限值的規(guī)定：光纖鏈路的插入損耗極限值可用以下公式計(jì)算：光纖鏈路損耗=光纖損耗+轉(zhuǎn)接器損耗+光纖連接點(diǎn)損耗光纖損耗=光纖損耗系數(shù)dB/kmx光名f長(zhǎng)度（km）連接器彳損耗 加接器彳損耗/個(gè)X連接器件個(gè)數(shù)光纖連接點(diǎn)損耗=光纖連接點(diǎn)損耗/個(gè)X光纖連接點(diǎn)個(gè)數(shù)種

19、類工作波長(zhǎng)nmi衰減系數(shù):dB/km多模光纖8503.5多模光纖13001.5單模室外光纖13100.5單模室外光纖15500.5單模室內(nèi)光纖13101.0單模室內(nèi)光纖15501.0連接器件衰減0.75dB光纖連接點(diǎn)衰減0.3dB表-光纖鏈路損耗參考值月與軸克1r第曾件也置黑糧寫上一中由iF的或名號(hào)，獎(jiǎng)必，拚櫥祝意值羽JbdLi件的距圍串性向*CdD) 1【狎鈞腐，11FilWr00tl_31DE 50r反斜.，Ch國(guó)G】荷一J0.302., _ 1aH. . t聽r樹耳mNtefOM_3iO£.5ar工”£Tt.i1.Z® 171"0.19 i0.33

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