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现代计量测试1999年第1期利用O TDR显示曲线的衰减突变判定光纤非反射故障点的位置李雪松 王民明 方毓文 张诚平 李天初(中国计量科学研究院,北京 100013)摘要:着重介绍一种利用O TDR显示曲线的衰减突变判定光纤非反射故障点位置的简单而准确的方法。
关键词:光纤 非反射故障点 光时域反射计(O TDR)光时域反射计(O TDR)是一种基于测量光纤背向瑞利散射信号及菲涅尔反射信号的实用化测试仪表,广泛应用于光通信产业中光纤及光缆的研究、生产、敷设及维护。
O TDR独特的工作原理使其可以很方便地对整个光纤路段上的事件点(如损耗、反射及位置)进行测量。
现代科学技术(包括激光技术、微弱信号处理技术和计算机技术)的发展,大大提高了O TDR测量的准确性,再加上O TDR本身所具有的单端、非破坏性测量以及便于携带等特点,使其成为光通信产业中应用最广、拥有量最大的测试仪表,在光通信测量中占有重要地位。
在光缆工程的维护过程中,光纤线路上故障点位置的判定十分重要。
快速准确的判断不仅可以节约施工的财力、物力和人力,而且可以大大缩短维护时间,减少因通信中断而带来的巨大损失。
利用O TDR测量光纤线路故障点时,有时会出现这样的情况:相同的设备,不同的人员操作,对同一段光纤上的同一个故障点的位置的测量常常会有很大的偏差,而且,既使是同一个操作人员,测量结果的不确定性有时也会远远超过仪器给定的性能技术指标。
因此,如何正确操作O TDR 并充分发挥其距离测量的精度正成为当务之急。
本文着重介绍一种简便的准确判断故障点(反射型和非反射型)的方法,利用该方法进行故障点的判定,读数不确定度可小于O TDR测量时的采样间距。
该方法也适用于光纤路段上其他特征点位置的确定。
1 OT D R的基本工作原理图1为简化了的O TDR工作原理图。
计算机控制半导体激光器LD发出大功率窄脉冲激光,经方向耦合器通过O TDR前面板上的光纤连接器注入导引及被测光纤,前向传输的光脉冲激发的瑞利散射(或菲涅尔反射)有一部分沿光纤反向传输,经过注入点、方向耦合器,到达接收器,被转换成电信号,进入信号处理系统。
光缆线路故障的判断和处理由于外界因素或光纤⾃⾝等原因造成的光缆线路阻断影响通信业务的称为光缆线路故障。
光缆阻断不⼀定都导致业务中断，形成故障导致业务中断的按故障修复程序处理，不影响业务未形成故障的按割接程序处理。
⼀、光缆线路故障的分类根据故障光缆光纤阻断情况，可将故障类型分为光缆全断、部分束管中断、单束管中的部分光纤中断三种。
1、光缆全断如果现场两侧有预留，采取集中预留，增加⼀个接头的⽅式处理；故障点附近有接头并且现场有⾜够的预留，采取拉预留，利⽤原接头的⽅式处理；故障点附近既⽆预留、⼜⽆接头，宜采⽤续缆的⽅式解决。
2、光缆中的部分束管中断或单束管中的部分光纤中断其修复以不影响其他在⽤光纤为前提，推荐采⽤开天窗接续⽅法进⾏故障光纤修复。
⼆、造成光缆线路故障的原因分析引起光缆线路故障的原因⼤致可以分为四类：外⼒因素、⾃然灾害、光缆⾃⾝缺陷及⼈为因素。
1、外⼒因素引发的线路故障（1）外⼒挖掘：处理挖机施⼯挖断的故障，管道光缆因打开故障点附近⼈⼿井查看光缆是否在⼈⼿井内受损，并双向测试中断光缆（2）车辆挂断：处理车挂故障时，应⾸先对故障点光缆进⾏双⽅向测试，确认光缆阻断处数，然后再有针对性地处理。
（3）枪击：这类故障⼀般不会使所有光纤中断，⽽是部分光缆部位或光纤损坏，但这类故障查找起来⽐较困难。
2、⾃然灾害原因造成的线路故障⿏咬与鸟啄、⽕灾、洪⽔、⼤风、冰凌、雷击、电击3、光纤⾃⾝原因造成的线路故障（1）⾃然断纤：由于光纤是由玻璃、塑料纤维拉制⽽成，⽐较脆弱，随着时间的推移会产⽣静态疲劳，光纤逐渐⽼化导致⾃然断纤。
或者是接头盒进⽔，导致光纤损耗增⼤，甚⾄发⽣断纤。
（2）环境温度的影响：温度过低会导致接头盒内进⽔结冰，光缆护套纵向收缩，对光纤施加压⼒产⽣微弯使衰减增⼤或光纤中断。
温度过⾼，⼜容易使光缆护套及其他保护材料损坏影响光纤特性。
4、⼈为因素引发的线路故障（1）⼯障：技术⼈员在维修、安装和其他活动中引起的⼈为故障。
OTDR测试在光纤通信工程应用中误差分析及对策摘要：光纤通信以其体积小、高带宽、高保密性、高信息量、重量轻、中继长度大而被广泛采用。
光纤技术在我国长途电话和本地电话传输网中已经得到了广泛的应用。
OTDR是光纤系统中的重要组成部分，它的衰减、长度的测量、光纤的接续、继测量和故障分析等都需要OTDR的检测。
文章就OTDR的检测及其在实际工程中的常见错误进行了分析和解决。
关键词：光纤；对策；OTDR测试；应用；误差；通信工程OTDR （光时域反射仪）是光纤通信系统建设、线路维护和故障分析的重要手段，它可以把数百公里范围内光纤的运行情况和故障情况以图表形式表达出来。
通过对线路的曲线图和显示数据的分析，能够迅速的识别出故障的位置，并且能够准确的判断出故障的种类，在线路的施工和维修中有着无可替代的作用。
OTDR是由瑞利散射、等光学原理构成的。
激光脉冲经过方向耦合器进入测量光纤，由于引起的光脉冲经过方向耦合，检测器将其采集并转化为电子信号，最终将其放大，并将其平均，从而提高信噪比，从而由显示器显示。
一、OTDR测试操作1.连接在使用OTDR进行光纤线路试验时，必须先对其进行接线。
如果所测光纤较短（一般为2Km)，则用一根辅助纤维（1至2Km）连接至OTDR的试验端，在该试验用光纤中，由V形接头连接待测光纤和副光纤。
在测量光纤的较长的情况下，可以将测量的光纤直接与的插头相连接，或将测量的光纤与相连接。
接通后即可开机，进行试验参数设定及试验。
2.OTDR测试测试器可用于下列几个方面：①测量光纤长度和散射发生的位置；②光纤衰减分布的测量；③测量光纤连接处的损失。
在光纤中，通过对光纤的传播速率和光纤中的传播速率的乘积，该方法可以测量出每一根纤维的长度和位置。
为了进一步提高测量精度，必须通过估计被测光纤的长度，设置合适的“距离范围”和“脉冲宽度”。
距离对曲线的显示通常是测量纤维的1.5倍，使之占据整个屏幕的三分之二。
脉冲宽度对的动态范围有一定的影响：当测量的光纤长度增大时，脉冲宽度也会随之增大。
OTDR常见曲线分析大全--测试人员必备长度测量一般采用两点法，，将受测光纤与尾纤一端相接，尾纤一端连到OTDR上，调整出显示尾纤和受测光纤的后向散射峰。
其曲线见图方法：将光标A置于第一个菲涅尔反射峰前沿，将光标B置于第二个菲涅尔反射峰前沿，光标A与光标B之间的相对距离差就为被测光纤长度。
光纤衰减的测试方法：将光标A置于第一个菲涅尔反射峰后沿，曲线平滑的起点，将光标B置于第二个菲涅尔反射峰前沿，光标A与光标B间显示衰减系数就是光纤A、B间衰减系数，但非整根光纤的衰减系数。
典型的后向散射信号曲线a、输入端的Fresnel反射区（即盲区）b、恒定斜率区c、局部缺陷、接续或耦合引起的不连续性d、光纤缺陷、二次反射余波等引起的反射e、输出端的Fresnel反射盲区：决定OTDR所能测到最短距离和最接近距离，是由于活接头的反射引起OTDR接收机饱和所至，盲区通常发生在OTDR面板前的活接头反射，但也可以在光纤的其它地方发生，一般OTDR盲区为100m。
盲区分为衰减盲区和事件盲区衰减盲区：从反射点开始至接收机恢复到后向散射电平约0.5dB范围内的这段距离,这段距离就是OTDR能再次测试衰减和损耗的点.式中：D的长度就为衰减盲区的长度事件盲区:从OTDR接收到反射点到开始到OTDR恢复到最高反射点1.5DB以下这段距离,在这以后才能发现是否还有第二个反射点,但还不能测试衰减.式中：D1的长度就为事件盲区的长度。
影响盲区的因素:a、入射光的脉冲宽度、b、反射光的脉冲宽度、c、入射光的脉冲后端形状、d、所用脉冲越小，盲区越大。
消除盲区的方法：加尾纤（过渡纤），最好2KM以上接头损耗的测量方法：将光标定于曲线的转折处如图位置，然后选择测接头损耗功能键，便可测得接头损耗。
外部因素引起的可能曲线变化这里的外部因素指施加于光缆并传递至光纤的张力及侧向受力，还有温度的变化。
这些都会造成曲线弓形弯曲。
外部因素引起的弓形弯曲在外力作用下使曲线斜率改变。
资料条款的最终解释权属于长飞公司YOFC_10007_WPOTDR 测试原理及曲线分析李龙孙杨晨1.引言光时域反射仪（OTDR ：Optical Time-Domain Reflectometer ），是光纤测试，特别是在网络建设的实际施工布线中经常使用的仪器。
OTDR 可以测试（成缆前后）光纤的衰减系数、光纤长度、衰减均匀性、点不连续性、物理缺陷和接头损耗等参数，特别适合于对通信网络中的光纤光缆链路进行检测，它既可以定位光纤链路中的连接点（含热熔接、机械冷连接、活动连接等）的位置并测试其损耗，又可以在链路发生故障时，迅速查找原因并定位故障位置。
2.测试原理OTDR 通过采集和测量因瑞利散射而被光纤自身背向散射回来的光功率来进行相关的测试。
OTDR 将光脉冲注入到待测光纤中后，因为瑞利散射，注入的光脉冲在光纤长度方向上的每一点上都被散射（所有方向），其中一部分光会背向返回到OTDR 的探测单元，OTDR 会采集和测量此背向散射光。
在光纤链路上的某一点，其背向散射的光功率P(z)可以通过公式(1)[1]计算：22102()10(())z i w P z CP MFD z αλτ-=(1)其中，λ为注入光的波长，C 为比例系数（与多种因素有关，比如光纤的玻璃材料），z 为此点距离原点的距离，MFD(z)为光纤在此点处的模场直径，P i 为OTDR 的脉冲功率，τw 为脉冲的宽度，α为光纤的衰减系数。
从公式(1)可以看出，P(z)的大小是受到光纤模场直径的影响的。
一般情况下，P(z)采用对数坐标表示，所以OTDR 的测试曲线一般为直线，其斜率反映了光纤的衰减系数。
2.1衰减系数的测试[2]使用OTDR 测试光纤或光缆的衰减系数的步骤如下：2.1.1光纤连接将被试光纤连接到OTDR 上，或连接到盲区光纤的一端（盲区光纤也可称为尾纤，在测试过程中用于避免OTDR 盲区的影响），盲区光纤的另一端连接到OTDR 上。
光缆线路OTDR测试应用培训一、光缆线路OTDR测试的应用1. 光纤长度测量光缆线路OTDR测试可以精确地测量光纤的长度，这对于规划、布线和调试工作非常重要。
通过OTDR测试结果，工程师们可以清楚地了解到光纤的长度情况，进行合理的布线设计和施工安排。
2. 光纤损耗测试光缆线路OTDR测试可以准确地测量光缆线路中各个点的损耗情况，帮助工程师们在施工和维护过程中找出问题点并及时进行修复，保证光纤传输质量。
3. 光纤反射测试OTDR测试可以检测光缆线路中的反射情况，帮助工程师们了解光纤连接器、光纤插件等设备的性能表现，有助于提高光纤传输质量。
4. 光缆线路故障检测光缆线路OTDR测试可以帮助工程师们及时发现光缆线路中的故障点，比如光纤的切断、弯曲、损坏等情况，有助于提高光纤网络的稳定性和可靠性。
二、光缆线路OTDR测试的技术要点1. 测量原理OTDR测试利用脉冲激光器发送光脉冲，通过光纤传输，在光纤的传输过程中产生反射和衰减，接收探测器捕捉反射光信号和衰减光信号，并对信号进行处理，从而得到光纤的长度、损耗、反射情况。
2. 测量步骤（1）设定测试参数：包括脉冲宽度、平均次数、平均时间等。
（2）连接测试仪器：确保OTDR测试仪器与被测光缆线路连接良好。
（3）进行测试：正常情况下，从测试仪器发送激光脉冲，通过光纤传输，在传输过程中产生反射和衰减，测试仪器接收并处理信号。
（4）分析结果：根据测试仪器显示的结果，判断光纤的长度、损耗、反射情况，并作出相应的处理方案。
3. 测量注意事项（1）测试环境：确保测试环境干净、光线良好，避免灰尘、杂物等对测试结果产生影响。
（2）连接检查：测试前要对连接器等设备进行检查，确保连接良好，避免引入额外的损耗和反射。
（3）测试仪器校准：定期对测试仪器进行校准，确保测试结果准确可靠。
通过本次培训，相信大家已经对光缆线路OTDR测试的应用和技术要点有了更深入的了解。
光缆线路OTDR测试在光通信工程中有着非常重要的作用，掌握好OTDR测试技术，将有助于提高工程师们的工作效率和工作质量。
OTDR常见曲线分析大全--测试人员必备长度测量一般采用两点法，，将受测光纤与尾纤一端相接，尾纤一端连到OTDR上，调整出显示尾纤和受测光纤的后向散射峰。
其曲线见图方法：将光标A置于第一个菲涅尔反射峰前沿，将光标B置于第二个菲涅尔反射峰前沿，光标A与光标B之间的相对距离差就为被测光纤长度。
光纤衰减的测试方法：将光标A置于第一个菲涅尔反射峰后沿，曲线平滑的起点，将光标B置于第二个菲涅尔反射峰前沿，光标A与光标B间显示衰减系数就是光纤A、B间衰减系数，但非整根光纤的衰减系数。
典型的后向散射信号曲线a、输入端的Fresnel反射区（即盲区）b、恒定斜率区c、局部缺陷、接续或耦合引起的不连续性d、光纤缺陷、二次反射余波等引起的反射e、输出端的Fresnel反射盲区：决定OTDR所能测到最短距离和最接近距离，是由于活接头的反射引起OTDR接收机饱和所至，盲区通常发生在OTDR面板前的活接头反射，但也可以在光纤的其它地方发生，一般OTDR盲区为100m。
盲区分为衰减盲区和事件盲区衰减盲区：从反射点开始至接收机恢复到后向散射电平约0.5dB范围内的这段距离,这段距离就是OTDR能再次测试衰减和损耗的点.式中：D的长度就为衰减盲区的长度事件盲区:从OTDR接收到反射点到开始到OTDR恢复到最高反射点1.5DB以下这段距离,在这以后才能发现是否还有第二个反射点,但还不能测试衰减.式中：D1的长度就为事件盲区的长度。
影响盲区的因素:a、入射光的脉冲宽度、b、反射光的脉冲宽度、c、入射光的脉冲后端形状、d、所用脉冲越小，盲区越大。
消除盲区的方法：加尾纤（过渡纤），最好2KM以上接头损耗的测量方法：将光标定于曲线的转折处如图位置，然后选择测接头损耗功能键，便可测得接头损耗。
外部因素引起的可能曲线变化这里的外部因素指施加于光缆并传递至光纤的张力及侧向受力，还有温度的变化。
这些都会造成曲线弓形弯曲。
外部因素引起的弓形弯曲在外力作用下使曲线斜率改变。
