淺談OTDR在光纜的單盤檢驗(yàn)中的應(yīng)用

李明燕

（青海建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，西寧810012）

淺談OTDR在光纜的單盤檢驗(yàn)中的應(yīng)用

李明燕

（青海建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，西寧810012）

光纜單盤檢驗(yàn)是光纜線路工程施工中準(zhǔn)備階段的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。單盤檢驗(yàn)中主要對光纜的長度、規(guī)格和光纖損耗等進(jìn)行審核，而光纜單盤檢驗(yàn)中主要測試的指標(biāo)是光纖的損耗和長度，主要用到的儀器就是OTDR，以確定光纜的主要性能指標(biāo)是否達(dá)標(biāo)，并為后續(xù)的光纜配盤提供依據(jù)。

單盤檢驗(yàn)；OTDR（光時(shí)域反射儀）；損耗；光纜

光纜的單盤檢驗(yàn)是一項(xiàng)較為復(fù)雜、細(xì)致、技術(shù)性很強(qiáng)的工作，它對確保工程質(zhì)量有著重大影響。對于施工而言，信號曲線觀察是最關(guān)鍵的單盤檢驗(yàn)項(xiàng)目，對光纖后向信號曲線的觀察，一般可同OTDR進(jìn)行損耗測量、長度復(fù)測一塊進(jìn)行。

1 光纜單盤檢驗(yàn)之長度復(fù)測

光纜出廠的標(biāo)稱長度與實(shí)際長度通常情況下會不完全一致。為了按正確長度配盤，以確保光纜安全敷設(shè)和不浪費(fèi)光纜，在單盤檢驗(yàn)中對光纜長度的復(fù)測十分必要。

光時(shí)域反射儀（OTDR）可以根據(jù)光纖折射率進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置和測量，對于不清楚光纖折射率的光纜可推算出較為接近的折射率系數(shù)。

1.1 光折射率的計(jì)算

不同折射率測出的纖長相差較多，因此，測量光纖長度前，首先應(yīng)了解其折射率系數(shù)。當(dāng)不了解光纖折射率或?qū)S提供的折射系數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)，用標(biāo)準(zhǔn)光纖測定n值。用同一廠家生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)光纖，如已知長度為500 m或1 km的標(biāo)準(zhǔn)光纖或“假纖”（測試用），用OTDR儀測量其長度，改變儀表的n調(diào)節(jié)旋鈕使其長度顯示為標(biāo)準(zhǔn)光纖的長度，此時(shí)n調(diào)節(jié)旋鈕所指的數(shù)值即為被測光纖的n標(biāo)稱值。國產(chǎn)光纜通過標(biāo)準(zhǔn)長度的光纖測試樣，比較容易得到n標(biāo)稱值。

1.2 光纜長度復(fù)測

光纜長度復(fù)測是測定其纜內(nèi)光纖的長度，對每盤光纜只要測準(zhǔn)其中1～2根光纖。其余光纖一般只進(jìn)行粗測，即看末端反射峰是否在同一點(diǎn)上。由于每條光纖的折射率有一些微小的偏差，所以有時(shí)同一纜中的光纖長度有一點(diǎn)差別。但應(yīng)注意，發(fā)現(xiàn)偏差大時(shí)，應(yīng)判斷該光纖是否在末端附近有無斷點(diǎn)，其方法是從末端進(jìn)行一次測量。

1.3 光纜復(fù)測注意事項(xiàng)

測量光纖長度時(shí)，應(yīng)注意OTDR儀表長度設(shè)置范圍，不同檔位的測量精度都不一樣。盤測量時(shí)，若同時(shí)用幾部儀表，則應(yīng)選擇同一檔位。

2 光纜單盤檢驗(yàn)項(xiàng)目中光纖損耗量

光纜單盤檢驗(yàn)項(xiàng)目中光纖損耗量是十分重要的。它直接影響線路傳輸質(zhì)量，同時(shí)由于損耗測量工作量較大、技術(shù)性較強(qiáng)，因此，根據(jù)現(xiàn)場特點(diǎn)，掌握基本方法，正確地測量、分析，及時(shí)完成測量任務(wù)，對確保工期、工程質(zhì)量均有重要作用。

光纖的光損耗是指光信號在傳送過程中隨著傳輸距離的增加而光功率的衰減。單位長度上的損耗量稱為損耗常數(shù)，單位為dB/km。單盤檢驗(yàn)，主要是測出其損耗常數(shù)，方法有切斷測量法、后向測量法（OTDR）、插入法等。在工程實(shí)際測量時(shí)主要用到的是使用OTDR的后向測量法，又稱為OTDR法（如圖1所示）。

圖1 單盤光纖后向測量法Fig.1 Backward measurement method of single disk optical cable

以上三種測量方法，只要條件允許，應(yīng)首選后向法。切斷法一般不宜普遍采用，主要用于少數(shù)光纜的測量對比以及其他方法測出的光纜不合格時(shí)，用該法進(jìn)一步確認(rèn)，以便正確地作出光纜是否合格的嚴(yán)肅性結(jié)論。單盤光纜損耗測試后，應(yīng)認(rèn)真填寫檢驗(yàn)記錄表。

目前，光時(shí)域反射儀發(fā)展較快，具有微機(jī)處理質(zhì)量高、操作方便、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)采用輔助光纖時(shí)，雙方向測量可以得到與切斷法同樣的精度，同時(shí)可以與測長、曲線觀察等項(xiàng)目同步進(jìn)行。

3 OTDR-光時(shí)域反射儀

3.1 OTDR的測試原理

采用OTDR（光時(shí)域反射儀）可以測試光纖故障點(diǎn)的位置、光纖衰減、光纖接頭損耗以及光纖長度等，并且在屏幕上以圖形曲線的形式直觀地表現(xiàn)出來，還可以自動存儲測試結(jié)果。由于它可在光纖一端進(jìn)行測量，所以使用非常方便。

由于光纖本身的散射特性，既光線在光纖中傳輸時(shí)的瑞利散射和菲涅爾反射所產(chǎn)生的背向散射，光脈沖在纖芯中傳輸時(shí)，后向散射信號會返回OTDR，OTDR根據(jù)后向散射信號的強(qiáng)弱，數(shù)值化及多次均值的計(jì)算可得出光纖的衰減特性及距離。

注意：若光纜發(fā)生故障時(shí)，因?yàn)樵O(shè)備還在發(fā)光，一般不要用OTDR測試，需要注意設(shè)備與OTDR發(fā)出的同樣的光，有可能把設(shè)備或OTDR毀壞，這時(shí)要用光功率計(jì)測試。

3.1.1瑞利散射

當(dāng)光線在光纖中傳播時(shí)，由于光纖中存在著分子級大小的結(jié)構(gòu)上的不均勻，光線的一部分能量會改變其原有傳播方向向四周散射。

3.1.2菲涅爾反射

當(dāng)光線由一種媒質(zhì)進(jìn)入另一種媒質(zhì)時(shí)，會產(chǎn)生的一種反射。

使用OTDR進(jìn)行測量時(shí)，衰減由背向散射可以測得光功率；長度由背向散射返回的時(shí)間測得距離。

3.2 后向散射信號曲線的觀察

OTDR橫坐標(biāo)是距離（長度km），縱坐標(biāo)是損耗（衰減dB），OTDR測試主要內(nèi)容包括長度、衰減系數(shù)、平均損耗、總損耗、接頭損耗、熔點(diǎn)損耗、任意兩點(diǎn)的損耗及平均損耗、彎曲損耗、裂痕和故障點(diǎn)測試等（如圖2所示）。

圖2 OTDR曲線Fig.2 OTDR curve

4 使用OTDR應(yīng)注意的問題

第一，波長對損耗值的影響。用OTDR測試損耗時(shí)，1 550nm波長對光纖彎曲的損耗比1 310nm波長測試時(shí)要敏感，所以光纖接續(xù)損耗測試時(shí)，應(yīng)設(shè)置選擇1 550nm。第二，用OTDR分別測試光纖A、B端，所得結(jié)果會有不同。光纖芯徑和相對折射都不相同，不僅會造成熔接損耗增加，還會造成OTDR兩個(gè)方向（A端到B端，B端到A端）的測量值相差甚遠(yuǎn)。這時(shí)，要從兩個(gè)不同方向測試并取平均值后，所得損耗才是熔接點(diǎn)的真實(shí)損耗。第三，要選擇與被測光纖匹配的OTDR進(jìn)行測量。在測量之前，要將測試光纖連接到OTDR上端標(biāo)有OTDR的接口，不同的光纖型式（單?；蚨嗄＃┬枰拥较鄬?yīng)的接口上。第四，被測光纖的接頭必須保持清潔。

［1］郭瞻，肖祖銘.OTDR曲線分析在光纖測試中的應(yīng)用［J］.景德鎮(zhèn)高專學(xué)報(bào)，2013，（06）：13-14.

［2］王成.淺談單盤檢驗(yàn)在光纜施工中的重要性［J］.科學(xué)時(shí)代，2013，（02）：185.

Discussion on application of OTDR in single disk test of optical cable

LI Ming-yan
（Qinghai College ofArchitectural Technology，Xining810012，China）

Single disk test of optical cable is an important part of preparation stage in cable line project.Single disc test mainly reviews on cable length，standard and loss，and the main test indicator of cable single disk test is loss and length of fiber with OTDR，soas toidentify key performance indexes and provide the basis for follow-up optical cable distribution.

Single disk test；OTDR（optical time domain reflectometer）；Loss；Optical cable

TN926

B

1674-8646（2016）13-0015-02

2016-05-05

李明燕（1982-），女，河南孟州人，講師，學(xué)士，從事通信線路施工技術(shù)教學(xué)研究。