2018年01月01日 | 光时域反射仪（OTDR）测试曲线故障实例分析

2018-01-01 来源：互联网

一、光缆传输网络概述

光缆传输网是我国公用通信网和国民经济信息化基础设施的重要组成部分，它是公用电话网、数字传输网和增殖网等各种网络的基础网。

二、otdr 的测量原理

光脉冲发生器产生的脉冲驱动半导体激光器而发出的测试光脉冲进入光纤沿途返回到入射端的光。就其物理原因包括两种：一种是由于光纤折射率的不匹配或不连续性而产生的菲涅尔反射；另一种是由于光纤芯折射率，微观的不均匀而引起的瑞利散射。瑞利散射光的强弱与通过该处的光功率成正比。而菲涅尔反射又与光纤的衰耗有直接关系，因此，其强弱也就反映了光纤各点的衰耗大小。由于散射是向四面八方的，因此这些反射光总有一部分传输到输入端。同时，如果传输通道完全中断，从此点以后的后向散射光功率也降到零，因此，根据反射传输回来的散射光的情况又可以判断光纤断点的位置和光纤的长度。otdr 就是通过测量被测光纤所产生的后向散射光，以及菲涅尔反射光来测量光纤的衰减特性，故障点、光纤长度、接头损耗等光特性，并能以轨迹的形式显示到显示器。

三、曲线故障测试实例分析

1、故障判断及类型。

主要有两类：全程损耗增大和完全中断。

光缆线路损耗增大和中断的原因归纳起来有如下几点：a、有弯曲和微弯曲。这里指的是外因造成的光缆变形和弯曲。b、因光缆本身质量引起的损耗增大。例如光缆温度特性不好，当温度变化时，损耗增大。或者制造光缆的材料因气温变化引起热胀冷缩不均匀而造成光缆或光纤的微弯曲。c、光纤接头故障。光纤固定接头有粘接法、熔接法、精密套管和三棒法。目前国内基本上都采用熔接法。不管采用哪种方法，由于在接头部位光纤的原涂覆层已经去掉，连接后虽经保护但该部位纤维自身的强度、可挠性都比原纤维差，同时，该部位的可靠性要受到保护工艺和方法、保护材料、操作技巧以及当时的环境污染、气候等诸因素的影响。架空光缆还要受到日晒雨淋和风吹摆动、车辆震动等影响，这些都有可能使接头部位发生故障。在光通信应用的前期，有些光纤是硅橡胶涂覆层，保护较困难，接头部位出现故障的可能性更大。接头部位的故障多数为中断性，也有少数表现为衰耗大幅度增加，导致全程衰耗超出允许范围，这种故障发生的前几天，可能出现通信不稳定。d、外因造成的故障；这种故障大多发生在光缆的中间非接头部位（当然接头附近有可能）。例如架空光缆由于外界人为原因造成的损伤（砍树时砸断光缆）、起大风倒杆或树木刮伤光缆；直埋光缆容易被修路工人挖伤，管道光缆则可能由于管道损伤、人孔内人为造成损伤、管道内鼠咬伤光缆等。

2、故障的实例分析。根据以往实际维护工作经验以及测试到的线路状况，光纤出现障碍后主要产生有以下几种曲线：

a.光纤断裂

注：虚线为原测试曲线，实线为光纤断裂后所测曲线

出现这种障碍的原因一般是由于受外力影响，使得全部或部分光纤重新接续，才可修复障碍。例如，2012年10月份宝山至乌尔科二级干线发生障碍，经测判距离宝山36km处出现大的菲涅尔反射峰，而且后方是噪声曲线、通过与参考曲线及原始资料核对，判断出该条光纤出现断纤，于是马上组织相关人员及维护人员赶赴现场，到达现场后发现宝山至乌尔科光缆已被修路的翻斗车刮断，经二小时积极抢修恢复电路，线路畅通。20112年9月阿木古郎至莫达木吉段直埋光缆通信告警，经测试发现距离阿木古郎21km处曲线有明显变化，产生菲涅尔反射峰，阿木古郎至莫达木吉正常通信距离为三十二公里，依据测试曲线判断出光纤断裂，经核对资料判明障碍地点，检查发现光缆路由上有多处直径近四厘米的圆洞，初步判断为雷击，重新布放光缆割接后恢复通信。

b.尾端反射峰过高

尾端反射峰过高是由于光源的动态范围过大，而光纤的长度过短，使得输出光功率比较大，形成高反射，出现这种情况时，可以在接收端加衰耗器来抑制。例如，海拉尔至牙克石段区内一级直埋光缆线路，当工程施工完成后，验收测试各条光纤指标符合要求，而且光纤接续质量非常好，线路损耗很小，当光纤端开通后，对端接收异常，经光功率测试发现该中继段距离较短，而且出现光功率过大，导致接收异常，经在接收端加入衰耗器后光端恢复正常。

c.出现损耗台阶

出现损耗台阶的原因比较多一些，光纤接续质量低，冬天过低的温度对接头的影响，接头盒进水，光缆受力压迫，光纤因静态疲劳而老化等等，都会产生损耗台阶。所以，对这种障碍的处理要根据具体情况而定。例如，2012年11月份根河地区平均最低气温已达35度左右，根河特至金河的区内二级干线光缆从测试发现一接续点衰耗增大，出现了大的衰耗台阶，发现障碍隐患后，经技术人员认真核对，确认为接头点，马上组织人员到达现场，打开接头盒后发现由于接头盒密封不好漏进雨水，温度骤然降低后已冻成冰块，并且整个盘纤盘连同光纤一同冻住，光纤受冻挤压后形成损耗，随时都有断纤的可能，于是马上采取措施，实施监测，光纤线路衰耗也恢复到正常，避免了一次通信中断障碍。

d.无反射峰

这是由于末端尾纤受外力影响使光纤发生较为严重的弯曲，测试光脉冲无法在末端产生明显的菲涅尔反射。在这种情况下可在对端重新测试一次来判断末端尾纤的好坏，并根据实际情况进行处理。例如，根河―伊图里河架空光缆线路，由于该光缆采用中心束管式，十根光纤都在中心一个塑料管内，当冬天气温很低时，塑料束管回缩，弹出盘纤盘，则在此处对光纤形成了严重的弯曲，如超出容限就会影响通信。另外，在一次光缆验收中测试发现该类型曲线，核查线路距离与实际相符，初步判定为对端尾纤不好引起，于是到达对端检查发现该处尾纤由于施工人员在立光端机时不小心挤压产生。

光时域反射仪

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