用OTDR準(zhǔn)確查找光纜線路障礙點(diǎn)

□許 棟 曾 榮 黃志華

用OTDR準(zhǔn)確查找光纜線路障礙點(diǎn)

□許 棟 曾 榮 黃志華

隨著光纜線路的大量鋪設(shè)和使用，光纜線路障礙也在頻頻發(fā)生，引起光纜線路障礙的原因主要有挖掘、技術(shù)操作錯(cuò)誤、火災(zāi)、槍擊、洪水、溫度影響、雷擊等。

常見的光纜線路障礙現(xiàn)象及原因有：一、線路全部中斷。這可能是由光纜受外力影響引起的，如線路被挖斷、炸斷或拉斷等。二、個(gè)別系統(tǒng)通信質(zhì)量下降，出現(xiàn)誤碼報(bào)警。這些故障可能是在敷設(shè)和接續(xù)光纜過程中，光纖出現(xiàn)損傷使線路損耗時(shí)小時(shí)大；活動(dòng)連接器未到位，或者出現(xiàn)輕微污染等其他原因造成適配時(shí)好時(shí)壞。另外，光纖性能下降，其色散和損耗特性受環(huán)境因素影響也會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)；光纖受側(cè)應(yīng)力作用，全程衰耗增大。光纜老化、光纜接頭盒進(jìn)水、光纖的某些特殊點(diǎn)受壓也會(huì)造成系統(tǒng)通信質(zhì)量下降。

當(dāng)遇到自然災(zāi)害或外界施工等外力影響造成光纜線路阻斷時(shí)，故障點(diǎn)一般比較容易找到。但如果不是上述情況，就必須根據(jù)OTDR測(cè)出的故障點(diǎn)到測(cè)試點(diǎn)的距離，與原始測(cè)試資料進(jìn)行核對(duì)，查出故障點(diǎn)的大致位置，再通過必要的換算，精確丈量，直至找到障礙點(diǎn)的具體位置。如何利用OTDR更精確地判斷故障點(diǎn)的準(zhǔn)確位置？

由OTDR的測(cè)試原理可知，它是按一定的周期向被測(cè)光纖發(fā)送光脈沖，再按一定的速率將來自光纖的背向散射信號(hào)抽樣、量化、編碼后顯示出來。OTDR儀表由于抽樣間隔而存在誤差，這種固有誤差主要反映在距離分辨率上，OTDR的距離分辨率正比于抽樣頻率。隨著使用時(shí)間及使用情況等的變化，這些固有偏差往往超出了出廠的要求。針對(duì)此問題，1994年國(guó)際電工委員會(huì)公布了 “OTDR的檢定”IECTC86/WG4/SWG2文件。我國(guó)針對(duì)OTDR具體參數(shù)，采用循環(huán)線延遲法和標(biāo)準(zhǔn)光纖損耗法，在國(guó)內(nèi)開展OTDR的檢定。所以維護(hù)部門使用經(jīng)過檢定合格并在有效期內(nèi)的OTDR，是精確判斷障礙點(diǎn)準(zhǔn)確位置的前提。

在光纜故障定位測(cè)試時(shí)，OTDR儀表使用的正確性與障礙測(cè)試的準(zhǔn)確性直接相關(guān)，儀表參數(shù)設(shè)定和準(zhǔn)確性、儀表量程范圍的選擇不當(dāng)或光標(biāo)設(shè)置不準(zhǔn)等都將導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果的誤差。

正確設(shè)置儀表的折射率。光纖在出廠時(shí)由于廠家、型號(hào)、批次的不同，其光纖折射率是不同的，因此使用OTDR測(cè)試光纖長(zhǎng)度時(shí)，必須先進(jìn)行儀表參數(shù)設(shè)定。正確設(shè)定波長(zhǎng)及折射率可以避免因折射率設(shè)置而造成的測(cè)試誤差。

正確選擇量程范圍。測(cè)試時(shí)選擇的量程范圍越大，測(cè)試結(jié)果的偏差就越大。在實(shí)際的測(cè)試中可先進(jìn)行最大量程的自動(dòng)測(cè)試，確定故障點(diǎn)區(qū)段后，應(yīng)選擇大于被測(cè)距離而又最近的測(cè)試范圍檔，這樣才能充分利用儀表的本身精度。

正確選擇脈沖寬度。在脈沖幅度相同的條件下，脈沖寬度越大，脈沖能量就越大，背向散射功率就越強(qiáng)，OTDR的動(dòng)態(tài)范圍也越大，測(cè)量距離更長(zhǎng)，在OTDR曲線波形中產(chǎn)生的盲區(qū)也更大。短脈沖注入光電平低，可減小盲區(qū)，脈寬周期通常以ns（納秒）、us（微秒）來表示。設(shè)置原則為，被測(cè)光纖距離越短，脈沖寬度設(shè)置應(yīng)越小，反之越大。建議用以下標(biāo)準(zhǔn)：10KM以下脈寬為 30ns、100ns；10KM—50KM脈寬為 100ns、300ns、1us；50KM—100KM 脈寬選擇為 300ns、1us、3us；100KM 以上脈寬為 3us、5us、10us、20us。需要注意的是，能用小脈寬測(cè)量的曲線，應(yīng)該用小脈寬測(cè)量，而不應(yīng)該用大脈寬測(cè)量，這樣更能準(zhǔn)確地反映線路的真實(shí)情況，即最小脈寬測(cè)量法。

正確選取平均化處理時(shí)間。OTDR測(cè)試曲線是將每次輸出脈沖后的反射信號(hào)采樣，并把多次采樣信號(hào)進(jìn)行平均處理以消除一些隨機(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，測(cè)試精度越高，但達(dá)到一定程度時(shí)精度不再提高。為了提高測(cè)試速度，縮短整體測(cè)試時(shí)間，一般測(cè)試時(shí)間可在0.5—3分鐘內(nèi)選擇。

正確設(shè)置光標(biāo)位置。光纖活動(dòng)連接器、機(jī)械接頭和光纖中的斷裂都會(huì)引起損耗和反射，光纖末端的破裂端面由于端面的不規(guī)則會(huì)產(chǎn)生各種菲涅爾反射峰。如果光標(biāo)設(shè)置不夠準(zhǔn)確，也會(huì)產(chǎn)生一定誤差。

要想提高光纜線路故障定位準(zhǔn)確性，首先必須正確掌握儀表的使用方法。除了正確設(shè)置OTDR的參數(shù)、選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)試范圍檔外，還要注意應(yīng)用儀表的放大功能。應(yīng)用OTDR的放大功能可將光標(biāo)準(zhǔn)確置定在相應(yīng)的拐點(diǎn)上，使用放大功能鍵可將圖形放大到25米/格，這樣便可得到分辨率小于1米的比較準(zhǔn)確的測(cè)試結(jié)果。

其次，要建立準(zhǔn)確、完整的原始資料。準(zhǔn)確、完整的光纜線路資料是障礙測(cè)量、定位的基本依據(jù)。因此，必須重視線路資料的收集、整理、核對(duì)工作，建立起真實(shí)、可信、完整的線路資料。在光纜接續(xù)監(jiān)測(cè)時(shí)，記錄測(cè)試端至每個(gè)接頭點(diǎn)位置的光纖累計(jì)長(zhǎng)度及中繼段光纖總衰減值，同時(shí)也將測(cè)試儀表型號(hào)、測(cè)試時(shí)折射率的設(shè)定值進(jìn)行登記；準(zhǔn)確記錄各種光纜余留；詳細(xì)記錄每個(gè)接頭坑、特殊地段、S形敷設(shè)、進(jìn)室等處光纜余留長(zhǎng)度及接頭盒、終端盒、ODF架等部位光纖盤留長(zhǎng)度，以便在換算故障點(diǎn)路由長(zhǎng)度時(shí)予以扣除。

第三，進(jìn)行正確的換算。有了準(zhǔn)確、完整的原始資料，便可將OTDR測(cè)出的故障光纖長(zhǎng)度與原始資料進(jìn)行對(duì)比，迅速查出故障點(diǎn)的位置。但是，要準(zhǔn)確判斷故障點(diǎn)位置，必須注意資料上的A、B端機(jī)房與測(cè)試機(jī)房端相對(duì)應(yīng)，有些計(jì)算結(jié)果與實(shí)際相反就是因?yàn)闆]有注意端局的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

第四，保持測(cè)試條件的一致性。障礙測(cè)試時(shí)應(yīng)盡量保證測(cè)試儀表型號(hào)、操作方法及儀表參數(shù)設(shè)置等的一致性，使得測(cè)試結(jié)果有可比性。因此，每次測(cè)試儀表的型號(hào)、測(cè)試參數(shù)的設(shè)置都要做詳細(xì)記錄，便于以后利用。

第五，靈活測(cè)試、綜合分析。故障點(diǎn)的測(cè)試要求操作人員要有清晰的思路和靈活的處理問題的方法。在有條件的情況下，應(yīng)在光纜線路兩端進(jìn)行雙向故障測(cè)試，并結(jié)合原始資料，計(jì)算出故障點(diǎn)的位置。當(dāng)故障點(diǎn)附近路由上沒有明顯特征，具體故障點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)無法確定時(shí)，可采用在就近接頭處測(cè)量的方法?？稍诔醪綔y(cè)試的障礙點(diǎn)處開挖，端站測(cè)試儀表處于實(shí)時(shí)測(cè)量狀態(tài)。

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