用OTDR准确查找光缆线路障碍点

来源:用户上传      作者: 许栋 曾荣 黄志华

　　随着光缆线路的大量铺设和使用，光缆线路障碍也在频频发生，引起光缆线路障碍的原因主要有挖掘、技术操作错误、火灾、枪击、洪水、温度影响、雷击等。
　　常见的光缆线路障碍现象及原因有：一、线路全部中断。这可能是由光缆受外力影响引起的，如线路被挖断、炸断或拉断等。二、个别系统通信质量下降，出现误码报警。这些故障可能是在敷设和接续光缆过程中，光纤出现损伤使线路损耗时小时大；活动连接器未到位，或者出现轻微污染等其他原因造成适配时好时坏。另外，光纤性能下降，其色散和损耗特性受环境因素影响也会产生波动；光纤受侧应力作用，全程衰耗增大。光缆老化、光缆接头盒进水、光纤的某些特殊点受压也会造成系统通信质量下降。
　　当遇到自然灾害或外界施工等外力影响造成光缆线路阻断时，故障点一般比较容易找到。但如果不是上述情况，就必须根据OTDR测出的故障点到测试点的距离，与原始测试资料进行核对，查出故障点的大致位置，再通过必要的换算，精确丈量，直至找到障碍点的具体位置。如何利用OTDR更精确地判断故障点的准确位置？
　　由OTDR的测试原理可知，它是按一定的周期向被测光纤发送光脉冲，再按一定的速率将来自光纤的背向散射信号抽样、量化、编码后显示出来。OTDR仪表由于抽样间隔而存在误差，这种固有误差主要反映在距离分辨率上，OTDR的距离分辨率正比于抽样频率。随着使用时间及使用情况等的变化，这些固有偏差往往超出了出厂的要求。针对此问题，1994年国际电工委员会公布了“OTDR的检定”IECTC86/WG4/SWG2文件。我国针对OTDR具体参数，采用循环线延迟法和标准光纤损耗法，在国内开展OTDR的检定。所以维护部门使用经过检定合格并在有效期内的OTDR，是精确判断障碍点准确位置的前提。
　　在光缆故障定位测试时，OTDR仪表使用的正确性与障碍测试的准确性直接相关，仪表参数设定和准确性、仪表量程范围的选择不当或光标设置不准等都将导致测试结果的误差。
　　正确设置仪表的折射率。光纤在出厂时由于厂家、型号、批次的不同，其光纤折射率是不同的，因此使用OTDR测试光纤长度时，必须先进行仪表参数设定。正确设定波长及折射率可以避免因折射率设置而造成的测试误差。
　　正确选择量程范围。测试时选择的量程范围越大，测试结果的偏差就越大。在实际的测试中可先进行最大量程的自动测试，确定故障点区段后，应选择大于被测距离而又最近的测试范围档，这样才能充分利用仪表的本身精度。
　　正确选择脉冲宽度。在脉冲幅度相同的条件下，脉冲宽度越大，脉冲能量就越大，背向散射功率就越强，OTDR 的动态范围也越大，测量距离更长，在OTDR曲线波形中产生的盲区也更大。短脉冲注入光电平低，可减小盲区，脉宽周期通常以ns（纳秒）、us（微秒）来表示。设置原则为，被测光纤距离越短，脉冲宽度设置应越小，反之越大。建议用以下标准：10KM以下脉宽为30ns、100ns；10KM―50KM脉宽为100ns、300ns、1us；50KM―100KM脉宽选择为300ns、1us、3us；100KM以上脉宽为3us、5us、10us、20us。需要注意的是，能用小脉宽测量的曲线，应该用小脉宽测量，而不应该用大脉宽测量，这样更能准确地反映线路的真实情况，即最小脉宽测量法。
　　正确选取平均化处理时间。OTDR测试曲线是将每次输出脉冲后的反射信号采样，并把多次采样信号进行平均处理以消除一些随机事件。平均化时间越长，噪声电平越接近最小值，动态范围就越大，测试精度越高，但达到一定程度时精度不再提高。为了提高测试速度，缩短整体测试时间，一般测试时间可在0.5―3分钟内选择。
　　正确设置光标位置。光纤活动连接器、机械接头和光纤中的断裂都会引起损耗和反射，光纤末端的破裂端面由于端面的不规则会产生各种菲涅尔反射峰。如果光标设置不够准确，也会产生一定误差。
　　要想提高光缆线路故障定位准确性，首先必须正确掌握仪表的使用方法。除了正确设置OTDR的参数、选择适当的测试范围档外，还要注意应用仪表的放大功能。应用 OTDR的放大功能可将光标准确置定在相应的拐点上，使用放大功能键可将图形放大到25米/格，这样便可得到分辨率小于1米的比较准确的测试结果。
　　其次，要建立准确、完整的原始资料。准确、完整的光缆线路资料是障碍测量、定位的基本依据。因此，必须重视线路资料的收集、整理、核对工作，建立起真实、可信、完整的线路资料。在光缆接续监测时，记录测试端至每个接头点位置的光纤累计长度及中继段光纤总衰减值，同时也将测试仪表型号、测试时折射率的设定值进行登记；准确记录各种光缆余留；详细记录每个接头坑、特殊地段、S形敷设、进室等处光缆余留长度及接头盒、终端盒、ODF架等部位光纤盘留长度，以便在换算故障点路由长度时予以扣除。
　　第三，进行正确的换算。有了准确、完整的原始资料，便可将OTDR测出的故障光纤长度与原始资料进行对比，迅速查出故障点的位置。但是，要准确判断故障点位置，必须注意资料上的A、B端机房与测试机房端相对应，有些计算结果与实际相反就是因为没有注意端局的对应关系。
　　第四，保持测试条件的一致性。障碍测试时应尽量保证测试仪表型号、操作方法及仪表参数设置等的一致性，使得测试结果有可比性。因此，每次测试仪表的型号、测试参数的设置都要做详细记录，便于以后利用。
　　第五，灵活测试、综合分析。故障点的测试要求操作人员要有清晰的思路和灵活的处理问题的方法。在有条件的情况下，应在光缆线路两端进行双向故障测试，并结合原始资料，计算出故障点的位置。当故障点附近路由上没有明显特征，具体故障点现场无法确定时，可采用在就近接头处测量的方法。可在初步测试的障碍点处开挖，端站测试仪表处于实时测量状态。
　　（作者单位：江西广电网络瑞金市分公司）
　　

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