關(guān)于OTDR在通信工程中的應(yīng)用

黃高敏

【摘要】 OTDR 是光纖通信工程應(yīng)用中最重要的測試儀表，光纖衰減、 長度的測量及故障分析等等都離不開OTDR 測試。本文介紹了OTDR的工作原理，并對 OTDR的測試和其在工程應(yīng)用中常見誤差分析及對策做些探討。

【關(guān)鍵詞】 OTDR 光纖 通信

OTDR的英文全稱是Optical Time Domain Reflectometer，中文意思為光時域反射儀，它能將數(shù)百公里光纖的運行情況和故障狀態(tài)以曲線的形式清晰地顯示出來。

一、OTDR的工作原理

光在光纖中傳輸時會向各個方向散射，其中包括背向散射（同光前進方向逆向散射）。OTDR就是利用光纖這特性，利用自身內(nèi)部的發(fā)光器件發(fā)出光脈沖，對背向散射光強度進行接收、處理、比較，從而獲得沿光纖傳輸損耗的信息。

二、OTDR 測試操作

1.1連接

利用 OTDR進行光纖線路的測試，首先要進行連接。若被測光纖比較短（通常短于2 Km）時，將被測光纖通過輔助光纖（1～2 Km）與 OTDR 的測試端相連，其中被測光纖和輔助光纖通過 V 溝連接器耦合。若被測光纖較長時，可以不用輔助光纖，直接將被測光纖和 OTDR 通過 V 溝連接器耦合，或被測光纖連接成端后直接連在 OTDR 的測試端上。連接完畢就可以開啟電源進行測試參數(shù)設(shè)置和測試。

1.2 OTDR測試

用 OTDR測試儀可以測量以下內(nèi)容： ⑴測量光纖長度和發(fā)生散射事件點的位置， ⑵測量光纖的衰減和衰減分布情況， ⑶ 測量光纖的接頭損耗。光纖長度及各事件點位置的測量是根據(jù)激光進入光纖到它遇到故障點發(fā)生散射后沿原路返回的時間的一半與其在光纖中傳輸速度的乘積來測量的。為了提高測量的精確度，應(yīng)估測被測纖長度并設(shè)置合適的“距離范圍” 和 “脈沖寬度” 。距離影響曲線顯示大小，通常取被測纖長的 1. 5 倍，使其占滿屏的2/ 3 為宜。脈沖寬度影響著 OTDR 的動態(tài)范圍：被測光纖長度增加，脈沖寬度應(yīng)增大，但分辨率變小會影響測試精度；相反脈寬越窄，分辨率越高，測量精確度就越高，但可測距離卻會縮短。在實際測試應(yīng)用，根據(jù)被測纖長選擇兩個較為合適脈沖寬度，試測兩次后，確定一個最佳值。

二、常見誤差分析

2.1儀表的固有誤差

儀表的固有誤差包括刻度誤差和分辨率誤差，OTDR 的采樣點數(shù)直接影響距離的分辨率。

2.2事件盲區(qū)引起的誤差

脈沖寬度設(shè)置得越寬，OTDR 輸出的能量就越大，可測的距離就會越遠，但事件的盲區(qū)卻加大，反而降低了分辨率和測試精度。一般采用 OTDR 的縱橫向放大功能提高分辨率，減小讀數(shù)和測量誤差。

2.3使用不同的儀表產(chǎn)生的誤差

任何儀表都會有一定誤差，而且不同儀表若設(shè)置不同參數(shù)就有可能將誤差加大。多次實踐發(fā)現(xiàn)在同一條光纖線路測試中如果盡量使用同一塊儀表測試，而且每次測試時主要參數(shù)值設(shè)置也保持一致，這樣就可以最大程度減少測試誤差。

2.4儀表設(shè)置不當(dāng)產(chǎn)生的誤差

距離范圍若設(shè)置值過小，如小于被測纖長度，則會產(chǎn)生較大的誤差；衰減的門限值設(shè)置得太大（一般設(shè)在0. 01dB）則光纖微彎或應(yīng)力造成的輕微損傷、 較小的接頭損耗等事件不能被發(fā)現(xiàn)，實際上降低了測量精度；折射率的設(shè)置值和光纜上的標(biāo)示值有偏差，會引起較大的誤差（折射率是個重要的參數(shù)，測試前應(yīng)嚴格核實） ；游標(biāo)設(shè)置不正確，尤其在測接頭損耗和有反射事件時必須把游標(biāo)設(shè)置在事件曲線的前沿上，否則錯誤的設(shè)置也會造成較大的誤差。

2.5熱脹冷縮等環(huán)境因素造成的誤差

通常光纜線路已用OTDR經(jīng)過反復(fù)測試核對，較準(zhǔn)確地定位了每個接頭點的位置，測定了線路的全長，積累了一套較詳細的維護原始資料，這在線路的搶修維護中發(fā)揮了重要作用。但有時在實際測試時發(fā)現(xiàn)，對某一點，不同時間的兩次測試仍有或大或小的偏差，通過考察分析，測試的季節(jié)不同或兩次測試時環(huán)境溫差較大時，偏差也會較大。光纜的熱脹冷縮是產(chǎn)生這種測試偏差的主要原因。

2.6清潔度不夠造成的誤差

光纖插接件、連接器件如果不清潔，導(dǎo)致其物理連接性能不良，會引起較大的測試誤差，這在測試中很常見，它會使曲線上產(chǎn)生嚴重的噪聲和毛刺，甚至不能測出曲線。所以細致的清潔工作對光纜精確測量減少誤差有著重要的意義，測試中不可忽視。

結(jié)束語：OTDR 測試技能是理論知識和實踐經(jīng)驗的有機結(jié)合，在實際的測試工作中要善于思考和不斷地總結(jié)，多分析測試實例找出產(chǎn)生誤差的根源，不斷提高測試精度，使對故障點的判斷和定位更加精細準(zhǔn)確，縮短處理的時間，減少因誤測誤判造成的不必要的人力和財物的浪費，合理利用OTDR，使OTDR在通信工程中發(fā)揮最大的作用。

參 考 文 獻

[1]孫康學(xué)，張金菊，等編著.光纖通信技術(shù)[M].北京：郵電大學(xué)出版社，2006

[2]張寶富，等編著.光纖通信[M].西安電子科技大學(xué)出版社，2004

[3]李立高.光纜通信工程[M].北京：人民郵電出版社，2004