维普资讯 http://www.cqvip.com ｉＩｌ瞳盈 ■ 文章编号建设维护皤 １ ００９－０９４０｛２００７）一０４—００２８－０５ 摘要：随着光缆线路的大量敷设和使用，ＯＴＤＲ的应用越来越广泛。ＯＴＤＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｉｍｅ Ｄｏ— ｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ，光时域反射仪）是表征光纤传输特性的测试仪器，主要用于测试整个光纤链 路的衰减并提供与长度有关的衰减细节，具体表现为探测、定位和测量光纤链路上任何位置的 事件（事件是指因光纤链路中熔接．连接器、弯曲等形成的缺陷，其光传输特性的变化可以被测 量）。本文首先介绍了ＯＴＤＲ及其工作原理、测试方式和方法，然后着重分析了ＯＴＤＲ测不准的原 因及相关改进办法．最后从应用角度介绍了ＯＴＤＲ测试中的几点经验和技巧。 关键词：ＯＴＤＲ测试原因技巧 一、定义 ＯＴＤＲ（光时域反射仪）是依靠光的菲涅耳反射和瑞利散射进行工作的，通过将一定波长的 光信号注入被测光纤线路 然后接收和分析反射回来的背向散射光，经过相映的数据处理后 在ＬＣＤ上显示出被测光纤线路的背向散射曲线 从而反映出被测光纤线路的接头损耗和位置、 长度、故障点、两点间的损耗、大衰减点、光纤的损耗系数，为光缆线路工程技术人员和维护 人员判断、评价光缆线路传输质量及光缆线路工作状况提供原始资料和相关数据。 收稿Ｅｌ期２００７－１ １—１０ 豳 维普资讯 http://www.cqvip.com 警 馨 纛 ？ 鬟 ； 。 ： ｉ 叠≯●＿盈Ｉ雪ｌ蓄＿蜃＿ Ｉ匮一二，工作原理 方向 辅鸯嚣 新，由于曲线在不断的跳动和变化，所以较少使用。 ３ ２．测试方法 激光二臻算 （１）光纤距离测试 光纤距离的测试是以激光进入光纤到它遇到故障点返回光 时域反射仪的时间间隔来计量纤长的。为了提高测量的精确度， 蠹彖冲发生 矗 一应根据被测纤的长度设置合适的”量程”和”脉冲宽度”，量程 般选被测纤长的１ ５倍，使曲线占满屏的２／３为宜。脉冲宽度 直接影响ＯＴＤＲ的动态范围，随着被测光纤长度的增加，脉；中宽 度也应逐渐加大，脉宽越大，功率越大，可测的距离越长，但 分辨率变低。脉宽越窄，分辨率越高，测量也就越精确。一般 根据所测纤长，选择一个适当大小的脉冲宽度，经常是试测两 图（１） 次后，确定一个最佳值。 （２）光纤衰减测试 图（１）是ＯＴＤＲ工作原理方框图 脉冲发生器发出宽度可调 的窄脉冲驱动激光二极管（ＬＤ），产生所需宽度的光脉；中（通常为 ２ｎｓ～２Ｏ Ｓ），经方向耦合器后入射到被测光纤。光纤中的后向 散射光和菲涅耳反射光经耦合器进入光电探测器，光电探测器 把接收到的散射光和反射光信号转换成电信号，由放大器放大 后送入模／数转换器进行模数转换，最后将数字信号送信号处 理部件处理，结果由显示部件显示。 光纤衰减是客观的反映光纤制作质量的一个参数，是光纤 固有的损耗 它代表着光在光纤中传输光功率损耗的情况，相 同长度的光纤衰减越小，光可传输的距离就越远。因此在相同 条件下，应选用平均每公里损耗值小的光纤。衰减还包括光纤 接头、连接器、光纤弯曲断裂等引起的损耗，在实际维护中应 尽量减少这些衰耗。衰减测试有两点法和五点法，前者适合于 图线的线性较好，噪声较小的情况，在测整条光纤或某两点问 三 测试方式和方法 ３．１测试方式 利用ＯＴＤＲ进行光纤线路的测试，一般有三种方式：自动方 式、手动方式、实时方式。当需要概览整条线路的状况时，采 的衰减值时一般采用此方法，见图（２）。后者适用于光纤的一致 性较差，噪声较大的情况，测接头损耗，连接器等反射引起的 损耗常用方法，因它基于数学上的求偏差的理论，所以其测量 精度较高，见图（３）。在要求不太严格的情况下，也可直接从事 件表中读出各接点衰减值的大小。 目 Ⅸ 用自动方式，它只需要设置折射率、波长这几个最基本的参数， 其它由仪表在测试中自动设定。按下自动测试（测试）键，整 条曲线和事件表都会被显示，测试时间短，速度快，操作简单， 宜在查找故障段落和部位时使用。手动方式需要对几个主要参 数全部进行设置，主要用于对测试曲线上的事件进行详细分析， 一＼ ＼＼ 口 ：吨 、口＝ —————～ 般通过变换、移动游标，放大曲线的某一段落等功能对事件 进行准确定位，提高测试的分辨率，增加测试的精度，在光纤 线路的实际测试中常被采用。实时方式是对曲线不断的扫描刷 图（２） 图（３） （３）光回损测试 髓 维普资讯 http://www.cqvip.com 维普资讯 http://www.cqvip.com 分辨率小于１米的比较准确的测试结果。 均须进行双向测试分析计算，才能获得良好的测试结论。 （２）建立准确，完整的原始资料 （３）接头清洁 准确、完整的光缆线路资料是障碍测量、定位的基本依据。 不清洁的连接器导致插入损耗大、测量不可靠、曲线多噪 因此，必须重视线路资料的收集，整理、核对工作，建立起真 音甚至使测量不能进行，还有可能损坏ＯＴＤＲ。要获得精确的、 实、可信、完整的线路资料。在光缆接续监测时．记录测试端 可重复的测量，光系统内所有物理连接点清洁极为重要，单模 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 光纤的模场直径不到１０ ｍ．５０ ｍ直径的尘粒有可能完全中 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 断光传输。即使遮拦５％的光传输区域．也会增加０ ２２ｄＢ的插 记录各种光缆余留。详细记录每个接头坑，特殊地段，Ｓ形敷 入损耗。 设、进室等处光缆盘留长度及接头盒、终端盒、ＯＤＦ架等部位 避免使用酒精以外的其它清洗剂或折射率匹配液，因为它 光纤盘留长度．以便在换算故障点路由长度时予以扣除。 们可使光纤连接器内粘合剂溶解。如不可避免地要用折射率匹 （３）保持测试条件的一致性 配液，则要用专用于光纤连接器的特殊匹配液。 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 （４）折射率与散射系数的校正 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 就光纤长度测量而言．折射率系数每０．０１的偏差会引起每 的型号、测试参数的设置都要做详细记录．以便于以后利用。 公里７米之多的误差，对于较长的光纤段．应采用光缆制造商 （４）灵活测试、综合分析 提供的折射率值。如果折射率系数未知，但一段相同种类光纤 障碍点的测试要求操作人员一定要有清晰的思路和灵活处 的长度已知．那么可以将光标放在已知长度的光纤末端，并调 理问题的方法。一般情况下，可在光缆线路两端进行双向故障 整折射率系数直至测得的两点距离符合已知距离，则折射率系 测试，并结合原始资料，计算出故障点的位置。再将两个方向 数就可以计算出来了。如果需要精确测量光纤段的回波损耗或 的测试和计算结果进行综合分析、比较，以使故障点的具体位 连接器的反射，需采用光缆制造商提供的散射系数值。若散射 置的判断更加准确。当故障点附近路由上没有明显特征、具体 系数未知，但在一条类似的光纤中也存在反射且回波损耗已知， 障碍点现场无法确定时．可采用在就近接头处测量等方法，可 那么相应的散射系数可以通过下述方法获得：对已知反射进行 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。 回波损耗测量，调节散射系数直至测量的回损值符合已知的回 损值。 五 经验和技巧 需要注意的是，当将距离测量和以前对同一光纤段的测量 （１）光纤质量的简单判别 进行比较时，应使用同一个折射率系数；当把一个回损测量值 正常情况下，ＯＴＤＲ测试的光线曲线主体（单盘或几盘光缆） 与先前对同一光纤连接所测的回损值进行比较时．应使用同一 斜率基本一致，若某一段斜率较大，则表明此段衰减较大；若 个散射系数。 曲线主体为不规则形状，斜率起伏较大，弯曲或呈弧状，则表 （５）鬼影的识别与处理 明光纤质量严重劣化，不符合通信要求。 在ＯＴＤＲ曲线上的尖峰有时并不是有真正的连接器或断点引 （２）波长的选择和单双向测试 起的菲涅耳反射峰，而是由于离入射端较近且强的反射弓Ｉ起的 １ ５５０ｎｍ波长测试距离更远，１ ５５０ｎｍ比１ ３１Ｏｎｍ光纤对弯曲 回音，这种尖峰被称为鬼影，如图（４）所示。入射光脉冲在两个 更敏感，１ ５５０ｎｍ比１３１Ｏｎｍ单位长度衰减更小，１３１Ｏｎｍ比１ ５５０ｎｍ 连接器１、２之间来回反射，使得在ＯＴＤＲ曲线的Ｇ１处产生一个 测的熔接或连接器损耗更高。在实际的光缆维护工作中一般对 尖峰（鬼影），此外终结强反射还可以引起鬼影Ｇ２。有两个特征 两种波长都进行测试，比较。对于正增益现象和超过距离线路 可用于识别鬼影：曲线上鬼影处未引起明显损耗；沿曲线鬼影 嗣 维普资讯 http://www.cqvip.com
