光纖鏈路測試詳解

1、光纖鏈路測試詳解隨著光纖通信技術(shù)的快速發(fā)展，基于FTTH的寬帶網(wǎng)絡(luò)必將成為光纖通信中一 個(gè)新的熱點(diǎn)。光纖是迄今為止最好的傳輸媒介，光纖接入技術(shù)與其他接入技術(shù)（如銅雙絞線、同軸電纜）相比，最大優(yōu)勢在于可用帶寬大。光纖接入網(wǎng)還有 傳輸質(zhì)量好、傳輸距離長、抗干擾能力強(qiáng)、網(wǎng)絡(luò)可靠性高、節(jié)約管道資源等特 點(diǎn)，是FTTH發(fā)展動力之所在。光纖通信技術(shù)的應(yīng)用越來越廣，制造光纖的原料品種越來越多，光纖制作 的工藝技術(shù)也有突破性的發(fā)展。光纖的新品種和新結(jié)構(gòu)不斷出現(xiàn)，產(chǎn)品質(zhì)量也 不斷提高。但是，一條完整的光纖鏈路的性能不僅取決于光纖本身的質(zhì)量 ，還 取決于連接頭的質(zhì)量以及施工工藝和現(xiàn)場的環(huán)境 ，所以對于光纖鏈路進(jìn)行

2、現(xiàn)場 測試是十分必要的。光纖鏈路的現(xiàn)場測試一般可以從這幾個(gè)萬面考慮：設(shè)備的連通性、跳線系 統(tǒng)是否有效以及通信線路的指標(biāo)數(shù)據(jù)等，而通信線路的指標(biāo)數(shù)據(jù)一般得借助專 業(yè)工具進(jìn)行，目前在工程中常用的是光時(shí)域反射損耗測試儀（OTDR）。下面就光時(shí)域反射損耗測試儀（OTDR）的功能、參數(shù)設(shè)置、檢測方法以及曲線分 析做一簡單的介紹。一、光時(shí)域反射損耗測試儀OTDR的功能如下：a、測試光纖的長度；b、 測試光纖的衰減系數(shù) （波長850nm、1310nm、1550nm、1625nm ）;c、測試光纖的接頭損耗；d、測試光纖的衰減均勻性；e、測試光纖可能有的異常情況（如有臺階，曲線異常等）；f、測試光纖的回波損耗

3、（ORL）;g、測試光纖的背向散射（BKSCTR COEFF）二、OTDR的主要參數(shù)設(shè)置a）測試波長對于多模光纖，選擇850nm或1300nm ；而單模則選擇1310 nm 或1550nm 。b）OTDR的光纖的折射率（IOR）折射率定義折射率=真空中的光速/光脈沖在光纖中的速度；設(shè)置OTDR上光纖的雙窗口的折射率因根據(jù)各廠家提供的數(shù)據(jù)，每種光纖 其折射率是不同的，光纖的n的典型值在1.45與1.55之間。單模光纖的折射率 基本在1.4601.4800范圍內(nèi)，如G652單模光纖，在實(shí)際測試時(shí)，若在1310 nm波長下，折射率一般選擇1.468 ；若在1550 nm波長下，折射率一般 選擇1.4

4、685。OTDR所測光纖長度跟設(shè)置的折射率有關(guān)；對同一光纖，所設(shè)置的折射率越大所測光纖長度越短，反之所測光纖長度則越長。OTDR上顯示的距離此次我們在某工廠所檢測的光纜主要是室內(nèi)型單模零水峰光纖，它的光纖折射率n為：n=1.4671310nm，n =1.4681550nmc）OTDR 測試量程（DISTANCE）OTDR所設(shè)量程必須是所要測試光纖長度1.52倍比較好。量程過小,光時(shí)域反射損耗測試儀的顯示屏上看不全面，選擇過大，則顯示屏上橫坐標(biāo)壓縮得 看不清楚。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，測試量程選擇能使背向散射曲線大約占 OTDR顯示 屏的70%時(shí)為宜。d) OTDR 的測試脈寬(PUISH WIDTH)原

5、則：長距離用長脈寬，短距離用小脈寬。一定光纖長度必須選用相對 應(yīng)，長脈寬平均化時(shí)間短，但OTDR分辨率低，光纖存在的細(xì)小的異常情況 (如小臺階等)不易發(fā)現(xiàn)；長脈沖寬度動態(tài)范圍較高但是死區(qū)較長為減小噪聲并檢測遠(yuǎn)處的事件應(yīng)增加脈沖寬度分辨率較高但是有更多的噪聲為縮短死區(qū)并清楚地分離接近的事件應(yīng)減小脈沖寬度，出jflh “"普毎齡幢ife稅舗有申w ur*盤tdin：一 "n兩者必須有機(jī)結(jié)合，合理配置。典型值5n s/10 ns/30 ns/100 ns/300ns/1g 短鏈路100ns/300ns/1 囘3 g/10 血長鏈路e) 平均化時(shí)間的選擇由于背向散射光信號極其微弱，

6、一般采用多次統(tǒng)計(jì)平均的方法來提高信噪比。OTDR測試曲線是將每次輸出脈沖后的反射信號采樣，并把多次采樣做平 均化處理以消除隨機(jī)事件，平均化時(shí)間越長，噪聲電平越接近最小值，動態(tài)范 圍就越大。平均化時(shí)間為3 min獲得的動態(tài)范圍比平均化時(shí)間為1 min獲得的 動態(tài)范圍提高0.8 dB。一般來說平均化時(shí)間越長，測試精度越高。為了提高測試速度，縮短整體 測試時(shí)間，測試時(shí)間可在0.53 min內(nèi)選擇。在光纖通信接續(xù)測試中，選擇1.5 min(90 s)就可獲得滿意的效果。三、測試方法OTDR測試可以分為三種常見方式：a) 不使用發(fā)射與接收光纜的驗(yàn)收測試光時(shí)域反射計(jì)OTDRcsa圖-不使用發(fā)射與接收光纜的

7、驗(yàn)收測試此種測試方式可以測試被測光纜，但是由于被測光纜的前、后端沒有連接 發(fā)射光纜，前、后的連接器不能被測試。在這種情況下，不能提供一個(gè)參考的 后向散信號。因此，不能確定端點(diǎn)連接器點(diǎn)的損耗。為了解決這一問題，在OTDR的發(fā)射位置（前端）以及被測光纖的接收位 置（遠(yuǎn)端）上加上一段光纜。b）使用發(fā)射與接收光纜的驗(yàn)收測試SUM* 能喘潮13-Q4F1 1r11 JiIM普曹斯持版權(quán)斯有*Wproust. com. cn圖-使用發(fā)射與接收光纜的驗(yàn)收測試此種方式由于加上了發(fā)射與接收光纜，可以測試被測光纜的整條鏈路，以 及所有的連接點(diǎn)。發(fā)射光纜的長度：多模測試通常在300米到500米之間；單 模測試通常在

8、1000米到2000米之間。非常重要的一點(diǎn)是發(fā)射與接收光纜應(yīng)該 與被測光纜相匹配（類型，芯徑等）。c）使用發(fā)射與接收光纜的環(huán)回測試WWJtltlQ-<3 -tt測竟桿2r®即o耳 *a則矗薛soa普魯斯特版權(quán)新有葉*. pr oust. cm. cn圖-使用發(fā)射與接收光纜的環(huán)回測試此種方式可以測試被測光纜的整條鏈路，以及所有的連接點(diǎn)。由于采用環(huán)回測量方法，技術(shù)人員僅需要一臺OTDR用于雙向OTDR測量。在光纖的一端（近端）執(zhí)行OTDR數(shù)據(jù)讀取。一次可以同時(shí)測試兩根光纜，所有數(shù)據(jù)讀取時(shí)間被減為二分之一。測試人員需要2人，一人在近端OTDR位置，另一人位于光纜另一端，采 用跳線或者

9、發(fā)射光纜將測試的兩根光纜鏈路進(jìn)行連接。對光纖接續(xù)進(jìn)行監(jiān)測時(shí) 由于增加了環(huán)回點(diǎn)，所以能在OTDR上測出接續(xù)衰耗的雙向值。這種方法的優(yōu) 點(diǎn)是能準(zhǔn)確評估接頭的好壞。由于測試原理和光纖結(jié)構(gòu)上的原因，用OTDR單向監(jiān)測會出現(xiàn)虛假增益的 現(xiàn)象，相應(yīng)地也會出現(xiàn)虛假大衰耗現(xiàn)象。對一個(gè)光纖接頭來說，兩個(gè)方向衰減 值的數(shù)學(xué)平均數(shù)才能準(zhǔn)確反映其真實(shí)的衰耗值。比如一個(gè)接頭從A到B測衰耗 為0.16 dB，從B到A測為-0.12 dB，實(shí)際上此頭的衰耗為0.16+(-0.12) / 2=0.02 dB。此次，我們采用的就是使用發(fā)射與接收光纜的環(huán)回測試，發(fā)射光纜采用1 千米左右的假纖。四、曲線分析(異常曲線、原理和對策)

10、1) 典型的OTDR軌跡圖proust. mn, cn2) OTDR能夠捕捉的事件：通常，有兩種類型的事件：反射事件與非反射事件。反射事件一一出現(xiàn)于光纖中存在不連續(xù)，引起折射指數(shù)的突然改變時(shí)反射事件可以出現(xiàn)在斷點(diǎn)、連接器連接處、機(jī)械接頭或者光纖的不確定端點(diǎn) 對于反射事件，連接器損耗通常在0.5dB左右。對于機(jī)械接頭，損耗通常在 0.10.2dB 之間。非反射事件一一出現(xiàn)于光纖中沒有不連續(xù)點(diǎn)的位置上，且非反射事件通 常是由于熔接損耗或者彎曲損耗，例如，宏彎曲所生成的。典型的損耗值范圍 為0.020.1dB，取決于熔接設(shè)備與操作者。3）斜率斜率的標(biāo)準(zhǔn)偏差dB/ km取決于：本地噪聲電平（與分布）和

11、采用SLA方法 的讀取點(diǎn)數(shù)；典型的段損耗范圍對于1550nm為0.17到0.22dB/ km，對于1310nm單 模系統(tǒng)為0.30到0.35 dB/ km，對于1300nm多模系統(tǒng)為0.5到1.5 dB/ km， 對于850nm系統(tǒng)為2到3.5 dB/ km ；4）反射一個(gè)連接器、斷點(diǎn)或者機(jī)械接頭處的反射量取決于光纖與光纖界面（另一個(gè)光纖、空氣或者折射指數(shù)匹配液）材料之間的折射指數(shù)之差，以及斷點(diǎn)或者 連接器的幾何形狀（平的、角度的或者碎的）。這兩個(gè)因素能夠捕捉光纖纖芯 內(nèi)不同數(shù)量的反射。5）盲區(qū)在光纖測試過程中在存在強(qiáng)反射時(shí)，使得光電二極管飽和，光電二極管需 要一定的時(shí)間由飽和狀態(tài)中恢復(fù)，在這

12、一時(shí)間內(nèi)，它將不會精確地檢測后散射 信號，在這一過程中沒有被確定的光纖長度稱為盲區(qū)。圖-盲區(qū)示意圖盲區(qū)一般表現(xiàn)為前端盲區(qū)，為了解決這一問題，可以在測試光纜前加一條 長的測試光纖將此效應(yīng)減到最小。盲區(qū)又可分衰減盲區(qū)和事件盲區(qū)衰減盲區(qū)C1B 70.51-一 .二上普曹斯特炯枳所有和胃” proust. con. cd衰減盲區(qū)指的是自起始反射點(diǎn)到與背向散射曲線相差不超過土 0.5 dB處的距巨離0衰減盲區(qū)告訴我們測試光纖連接點(diǎn)到第一個(gè)可檢測接頭點(diǎn)之間的最短距離。事件盲區(qū)從反射事件的起始點(diǎn)到該事件峰值衰減1.5 dB點(diǎn)間的距離。事件盲區(qū)確定了兩個(gè)可區(qū)分的反射事件點(diǎn)間的最短距離（例如，兩個(gè)連接器之間）。

13、6）典型反射曲線：這條曲線包括各種常見現(xiàn)象（見下圖） 魯斯特版權(quán)所有w計(jì)c&m. cna）區(qū)域（a）即在A點(diǎn)至B點(diǎn)區(qū)域內(nèi)，曲線斜率恒定：表明光纖在該區(qū)域的 散射均勻一致。因此可獲得相應(yīng)的常數(shù)。在這種情況下，測量僅從一端即可滿 足要求。b）區(qū)域（b）表示局部的損耗變化，這種變化可能，主要由外部原因（如 光纖接頭）和內(nèi)部原因光纖本身引起的，在此情況下，進(jìn)行兩端測量，取平均 值表示該接頭損耗。c）區(qū)域（c）所示的不規(guī)則性由后向散射的劇烈增強(qiáng)所致，這種變化可能由 外部測試原因二次反射余波 （鬼影）產(chǎn)生能量疊加和內(nèi)部原因光纖本身缺陷（小裂紋）造成的，先必須確認(rèn)是何種原因，再采用兩端測量來測定這種

14、不規(guī) 則對衰減的影響。d）區(qū)域（d）即后向散射曲線有時(shí)出現(xiàn)弓形彎曲。有內(nèi)部因素，一般是吸 收損耗變化導(dǎo)致衰減變化。對于外部因素，可能與光纖受力增加有關(guān)。如何確 定是何種因素，可對光纖或興纜施加外力或改變其溫度，如特性不變，是內(nèi)部 因素，反之為外部因素e）區(qū)域（e）光纖的端點(diǎn)或任何的不連續(xù)點(diǎn)會產(chǎn)生菲涅爾反射或后向散射功率損耗（無菲涅爾反射）由此可測定這些端點(diǎn)或不連續(xù)點(diǎn)的位置。機(jī)械式接 頭界面往往產(chǎn)生這種反射。如圖現(xiàn)象：光纖未端無菲涅爾反射峰，曲線斜率、衰減正常，無法確認(rèn)光纖長 度原因：光纖未端面上比較臟或光纖端面質(zhì)量差；對策：清洗光纖未端面或重新做端面；如圖現(xiàn)象：曲線成明顯弓形，衰減嚴(yán)重偏大或偏

15、小，無菲涅爾反射峰；原因：量程設(shè)置錯(cuò)誤（不足被測光纖長度2倍以上）；對策：增大量程；如圖現(xiàn)象：在曲線斜率恒定的曲線中間有一個(gè) 小山峰”背向散射劇烈增強(qiáng)所 致）原因：1）光纖本身質(zhì)量原因（小裂紋）；2）二次反射余波在前端面產(chǎn)生反射；對策：在這種情況下改變光纖測試量程、脈寬、重新做端面，再測試如小 山峰”消失則為原因2），如不消失則為原因1）；原因：模場直徑不匹配造成的；對策：測試衰減和接頭損耗必須雙向測試，取平均值；如圖ii曾斯特版壩所肓“現(xiàn)象：曲線斜率正常，光纖均勻性合格，但兩端光纖衰減系數(shù)相差很大原因：模場不均勻造成，一般為光纖拉絲引頭和結(jié)尾部分；對策：測試衰減必須雙向測試，取平均值；沿有一

16、小凹陷原因：未端幾米或幾十米光纖受側(cè)壓；對策：復(fù)繞觀察有無變化，無變化則剪掉；如圖現(xiàn)象：1310nm光纖曲線平滑，光纖衰減斜率基本不變，衰減指標(biāo)略微偏高；但1550nm光纖衰減斜率增加，衰減指標(biāo)偏高；原因：束管內(nèi)余長過短，光纖受拉伸；對策：確認(rèn)束管內(nèi)的余長，增加束管內(nèi)的余長；ISUOnm*現(xiàn)象:1310nm光纖曲線平滑，光纖衰減斜率基本正常，衰減指標(biāo)正常;但 1550nm光纖衰減斜率嚴(yán)重不良，衰減指標(biāo)嚴(yán)重偏高；原因：束管內(nèi)余長過長，光纖彎曲半徑過?。?對策：確認(rèn)束管內(nèi)的余長，減少束管內(nèi)的余長； 如圖現(xiàn)象：尾纖與過渡纖有部分曲線出現(xiàn)有規(guī)則的曲線不良，但被測光纖后半 部分曲線正常，整根被測光纖衰減

17、指標(biāo)基本正常；原因：一般是由設(shè)備本身和測試方法綜合造成的；對策：關(guān)機(jī)，重新起動，對各個(gè)光纖接觸部分進(jìn)行清潔；如圖現(xiàn)象：光纖似斷非斷，實(shí)際里面的光纖纖芯已斷，由于塑料涂層的拉力使光纖斷裂面對準(zhǔn)良好，這點(diǎn)光纖的損耗增大，但不會大很多。一般比光纖連接 器的損耗略大,在0.51.0 dB ;原因：一般是由安裝時(shí)造成的；對策：對該處光纖進(jìn)行熔接。如圖現(xiàn)象：光纖徹底斷開，光脈沖不能通過，該處有個(gè)強(qiáng)反射； 原因：一般是由安裝時(shí)造成的；對策：對該處光纖進(jìn)行熔接。如圖現(xiàn)象：光纖損耗增大一一數(shù)值一般在15 dB之間，個(gè)別區(qū)段可以增大到 不能使用，類似斷芯狀態(tài)；原因：由于光纖受到拉伸、裂紋、彎曲、壓扁等力的影響，使

18、光纖局部損 耗增大；對策：當(dāng)外力消除后，一般光纖損耗都能恢復(fù)到正常狀態(tài)，個(gè)別情況下如 光纖涂覆層受損壞或不能恢復(fù)時(shí)，應(yīng)對該處光纖進(jìn)行重新熔接。五、測試極限值的預(yù)算國家標(biāo)準(zhǔn)GB 50312-2007綜合布線工程驗(yàn)收規(guī)范 （含條文說明）中對光纖測試極限值的規(guī)定：光纖鏈路的插入損耗極限值可用以下公式計(jì)算 ：光纖鏈路損耗=光纖損耗+轉(zhuǎn)接器損耗+光纖連接點(diǎn)損耗 光纖損耗=光纖損耗系數(shù)（dB/km ）光纖長度（km） 連接器件損耗=連接器件損耗/個(gè)x連接器件個(gè)數(shù) 光纖連接點(diǎn)損耗=光纖連接點(diǎn)損耗/個(gè)x光纖連接點(diǎn)個(gè)數(shù)種類工作波長（nm）衰減系數(shù)（dB/km ）多模光纖8503.5多模光纖13001.5單模室外

19、光纖13100.5單模室外光纖15500.5單模室內(nèi)光纖13101.0單模室內(nèi)光纖15501.0連接器件衰減0.75dB光纖連接點(diǎn)衰減0.3dB表-光纖鏈路損耗參考值事件盔型FitelKfl_3aOE.5Qr.FiberOOQ BloLsorFiteiOTisaoe.sor.FiberOOQ SlO'E.sor/Fiteocn3aoE.5orTFiberOQl 310 E sor -FibenXU 550 E .sorFiteKOi SSOE.sor.，F(xiàn)ibenXH 550 E .sor!FibrociL ssoiE.sdrFibenXU SSOE.sor.FiferOOtL 550

20、 E .sor.FlberOOZ 31OE.SOF14 1F iberOO2 XlOE .sor狂反斛i推良射1非展射v反JbFiberooz 310 E .sor.FiberOO? Qi.sarFib&hM2 zaoE.sor.fibenV'2 510E sorFiberOOZ 550 E SQf弓.】4iFiberooz ssoE.sor.L21，F(xiàn)ite 1002 SSOE.SOr.22 rfiberooz ssoE.sor.-Fite 1002550 E.sor.xFiberooz 550 E .sor導(dǎo)上一小事(dH/W -事件旳件的翟肉E翩0.302s3361.81

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