光纖鏈路檢測(cè)測(cè)驗(yàn)詳解

1、光纖鏈路測(cè)試詳解隨著光纖通信技術(shù)的快速發(fā)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(xiàn)、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 FTTH發(fā)展動(dòng)力之所在。光纖通信技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣，制造光纖的原料品種越來(lái)越多，光纖制作的 工藝技術(shù)也有突破性的發(fā)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)

2、測(cè)試是十分必要的。矚慫潤(rùn)厲釤瘞睞櫪廡賴(lài)。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(xiàn)系統(tǒng) 是否有效以及通信線(xiàn)路的指標(biāo)數(shù)據(jù)等，而通信線(xiàn)路的指標(biāo)數(shù)據(jù)一般得借助專(zhuān)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(xiàn)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) 850nm 1310nm 1550nm 1625nn）;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(xiàn)異常等）； f、測(cè)

3、試光纖的回波損耗（ORL）; g、測(cè)試光纖的背向散射（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而單模則選擇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(chǎng)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。單模光纖的折射率基本在 1.4601.4800范圍內(nèi)，女口 G652單 模光纖，在實(shí)際測(cè)試時(shí)，若在1310 nm波長(zhǎng)下，折射率一般選擇1.468 ;若在 1550 nm波長(zhǎng)下

4、，折射率一般選擇1.4685。OTDR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)度則越長(zhǎng)。OTDR上顯示的距離此次我們?cè)谀彻S(chǎng)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=1.4671310nmn =1.4681550nm c） OTDR®試量程（DISTANC）OTDR所設(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(guò)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(guò)大，則顯示屏上橫坐標(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(xiàn)大約占 OTD融示屏的70%寸為宜。d） OTDR的測(cè)試脈寬（

5、PUISH WIDTH原則：長(zhǎng)距離用長(zhǎng)脈寬，短距離用小脈寬。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OTDF分辨率低，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)增加脈沖寬度聞創(chuàng)溝燴鐺險(xiǎn)愛(ài)氌譴凈。短脈沖寬度分辨率較高但是有更多的噪聲為縮短死區(qū)并清楚地分離接近的事件應(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/1卩 s 短鏈路100ns/300ns/1 卩 s/3 卩 s/10 卩 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，一般采用多次統(tǒng)計(jì)平均的方法來(lái)

6、提高信噪比。OTDRffl試曲線(xiàn)是將每次輸出脈沖后的反射信號(hào)采樣，并把多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(lái)說(shuō)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(mǎn)意的效果。三、測(cè)試方法OTDF測(cè)試可以分為三種常見(jiàn)方式：a)不使用發(fā)射與接收光纜的驗(yàn)收測(cè)試OTDR圖-不使用發(fā)射與接收光纜的驗(yàn)收測(cè)試全口 石號(hào)。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(méi)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(wèn)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)試釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐。tfiirncn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(lèi)型，芯徑

8、等）。C）使用發(fā)射與接收光纜的環(huán)回測(cè)試彈貿(mào)攝爾霽斃攬磚鹵廡。普魯斯特版權(quán)兩有proust. con*, 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(xiàn)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

9、。由于測(cè)試原理和光纖結(jié)構(gòu)上的原因，用OTDR單向監(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(lái)說(shuō)，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。比如一個(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 dBo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(xiàn)分析（異常曲線(xiàn)、原理和對(duì)策）1）典型的OTDR軌跡圖謀蕎摶篋飆鐸懟類(lèi)蔣薔。普辭福KB權(quán)航有則riff prouE仁con. cn2） OTDR能夠捕捉的事件：通常，有兩種類(lèi)型的事件：反射事

10、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(méi)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到0.22dB/ km,對(duì)于1310nm

11、單模系統(tǒng) 為0.30到0.35 dB/ km,對(duì)于1300nm多模系統(tǒng)為0.5到1.5 dB/ km,對(duì)于 850nm系統(tǒng)為2到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(guò)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(guò)程中沒(méi)有被確定的光纖長(zhǎng)度稱(chēng)為盲區(qū)。廈礴懇蹣駢時(shí)盡繼價(jià)騷。圖

12、-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(wèn)題，可以在測(cè)試光纜前加一條長(zhǎng) 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) 煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚。衰減盲區(qū)指的是自起始反射點(diǎn)到與背向散射曲線(xiàn)相差不超過(guò)土 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)鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴(lài)。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(xiàn)：這條曲線(xiàn)包括各種常見(jiàn)現(xiàn)象 （見(jiàn)下圖）籟叢媽羥為贍債蟶練淨(jìng)。irtv*普魯斷特版權(quán)斯有和乩Proust,

13、eg皿a）區(qū)域（a）即在A點(diǎn)至B點(diǎn)區(qū)域內(nèi)，曲線(xiàn)斜率恒定：表明光纖在該區(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(mǎn) 足要求。b）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)則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(lái)測(cè)定這種不規(guī)則對(duì)衰減的影響。d）區(qū)域（d）即后向散射曲線(xiàn)有時(shí)出現(xiàn)弓形彎曲。有內(nèi)部因素，一般是吸收

14、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(wú)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 身寸。如圖 預(yù)頌圣鉉儐歲齦訝驊糴。現(xiàn)象：光纖未端無(wú)菲涅爾反射峰，曲線(xiàn)斜率、衰減正常，無(wú)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 滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦?，F(xiàn)象：曲線(xiàn)成明顯弓形，衰減嚴(yán)重偏大或偏小，無(wú)菲涅爾反射峰； 原因： 量程設(shè)置錯(cuò)

15、誤（不足被測(cè)光纖長(zhǎng)度 2倍以上）； 對(duì)策：增大量程；如圖鐃 誅臥瀉噦圣騁貺頂廡。現(xiàn)象：在曲線(xiàn)斜率恒定的曲線(xiàn)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”消失則為原因 2），如不消失則為原因1）；如圖擁締鳳襪備 訊顎輪爛薔。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 贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷。酋魯新特版壩所肓現(xiàn)象：曲線(xiàn)斜率正常，光纖均勻性合格，但兩端光纖衰減系數(shù)

16、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)尾部分；對(duì)策：測(cè)試衰減必須雙向測(cè)試，取平均值；如圖 壇搏鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴氈淚?，F(xiàn)象：在整根光纖衰減合格，曲線(xiàn)大部分斜率均勻，但在菲涅爾反射峰前沿 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(wú)變化，無(wú)變化則剪掉；如圖 蠟變黲癟報(bào)倀鉉錨鈰贅。1笊血"普曹斯特版權(quán)所輻聊時(shí)oust. com. cn)原因：束管內(nèi)余長(zhǎng)過(guò)短，光 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 買(mǎi)鯛鴯譖曇LSlOnmn現(xiàn)象：1310 nm光纖曲線(xiàn)平滑，光纖衰減斜率基本不變，衰減指標(biāo)略微偏高; 但155 Onm光纖衰減斜率增加，衰減指標(biāo)偏高； 纖受

17、拉伸； 膚遙閆擷凄?，F(xiàn)象：155 Onm光纖衰減斜率嚴(yán)重不良，衰減指標(biāo)嚴(yán)重偏高; 長(zhǎng)，光纖彎曲半徑過(guò)??； 女口圖綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴。1310 nm光纖曲線(xiàn)平滑，光纖衰減斜率基本正常，衰減指標(biāo)正常；但 原因：束管內(nèi)余長(zhǎng)過(guò) 對(duì)策：確認(rèn)束管內(nèi)的余長(zhǎng)，減少束管內(nèi)的余長(zhǎng)；現(xiàn)象：尾纖與過(guò)渡纖有部分曲線(xiàn)出現(xiàn)有規(guī)則的曲線(xiàn)不良，但被測(cè)光纖后半部分曲線(xiàn)正常，整根被測(cè)光纖衰減指標(biāo)基本正常；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)光纖接觸部分進(jìn)行清潔；如圖 驅(qū)躓髏彥浹綏譎飴憂(yōu)錦?，F(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，

18、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；該處光纖進(jìn)行熔接。如圖 貓蠆驢繪燈鮒誅髏貺廡。對(duì)策：對(duì)現(xiàn)象：是由安裝時(shí)造成的;原因：一般 對(duì)策：對(duì)該處光纖進(jìn)行熔接。如圖 鍬籟饗逕瑣筆襖鷗婭薔?，F(xiàn)象：光纖損耗增大一一數(shù)值一般在15 dB之間，個(gè)別區(qū)段可以增大到不 能使用，類(lèi)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(xiàn)工程驗(yàn)收規(guī)范（

19、含條文說(shuō)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/km） x光纖長(zhǎng)度（km） 連接器件損耗=連接器件損耗/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) 構(gòu)氽頑黌碩飩薺齦話(huà)騖。種類(lèi)工作波長(zhǎng)（nm）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號(hào)勒強(qiáng)名rW 1播領(lǐng)（W -卑UI加

20、-過(guò),導(dǎo)上一不事件的晏屬事件的更品1匸Insor.1、反射1 - 10, K3 -HnT117備聯(lián)2FibertBa_31O£.5Q r212371140.1$ .0.335- , _ - - .11.263 .hS.n張反附,IBIS-ll0.51、.313- -1< " 2.7424,fibaFt»l_3ia£.5Qr.i4 >4t廃斛“3.S45.0.034 .0.3171 11.133.1卜5 ,5 H3,48 0 53.3B0731 】G 31"r1CJ54：檢6 ifjbeFOOi_3ilOE.5Qr.6 >域桌J

21、 55530 25、廠(chǎng)L1-1.rlrl,1,1FPi437 if iberOttl_55QE.5Q r1 1則T0-3D .6 3 i0.175'=K= 一" -1廠(chǎng)m. 14.553乩，fitftiOQ(L_550E sor n2i1.2A7 -EGA口衛(wèi)0.1BS、-I1.257 】135 .斗9 >file rOOd _55QE.so r3i1.312.I0.407 一- ”10.5452.74 ”4"10 .n4 -2.S46.O.OSB .-切L-t1.937*11.1Fite rOOd _55OE.Sar -5 i5 2.45 t0.634 0.

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