光時域反射儀（OTDR）測試曲線故障實例分析

光時域反射儀（OTDR）測試光纜線路曲線故障分析

一、光纜傳輸網絡概述

光纜傳輸網是我國公用通信網和國民經濟信息化基礎設施的重要 組成部分，它是公用電話網、數(shù)字傳輸網和增殖網等各種網絡的基礎網。

二、otdr 的測量原理

光脈沖發(fā)生器產生的脈沖驅動半導體激光器而 發(fā)出的測試光脈沖進入光纖沿途返回到入射端的光。就其物理原因 包括兩種：一種是由于光纖折射率的不匹配或不連續(xù)性而產生的菲 涅爾反射；另一種是由于光纖芯折射率，微觀的不均勻而引起的瑞 利散射。瑞利散射光的強弱與通過該處的光功率成正比。而菲涅爾 反射又與光纖的衰耗有直接關系，因此，其強弱也就反映了光纖各 點的衰耗大小。由于散射是向四面八方的，因此這些反射光總有一 部分傳輸?shù)捷斎攵?。同時，如果傳輸通道完全中斷，從此點以后的 后向散射光功率也降到零，因此，根據反射傳輸回來的散射光的情 況又可以判斷光纖斷點的位置和光纖的長度。otdr 就是通過測量被 測光纖所產生的后向散射光，以及菲涅爾反射光來測量光纖的衰減 特性，故障點、光纖長度、接頭損耗等光特性，并能以軌跡的形式 顯示到顯示器。

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三、曲線故障測試實例分析

1、故障判斷及類型。

主要有兩類：全程損耗增大和完全中斷。
光纜線路損耗增大和中斷的原因歸納起來有如下幾點：a、有彎曲和微彎曲。這里指的是外因造成的光纜變形和彎曲。b、因光纜本身質量引起的損耗增大。例如光纜溫度特性不好，當溫度變化時，損耗增大?；蛘咧圃旃饫|的材料因氣溫變化引起熱脹冷縮不均勻而造成光纜或光纖的微彎曲。c、光纖接頭故障。光纖固定接頭有粘接法、熔接法、精密套管和三棒法。目前國內基本上都采用熔接法。不管采用哪種方法，由于在接頭部位光纖的原涂覆層已經去掉，連接后雖經保護但該部位纖維自身的強度、可撓性都比原纖維差，同時，該部位的可靠性要受到保護工藝和方法、保護材料、操作技巧以及當時的環(huán)境污染、氣候等諸因素的影響。架空光纜還要受到日曬雨淋和風吹擺動、車輛震動等影響，這些都有可能使接頭部位發(fā)生故障。在光通信應用的前期，有些光纖是硅橡膠涂覆層，保護較困難，接頭部位出現(xiàn)故障的可能性更大。接頭部位的故障多數(shù)為中斷性，也有少數(shù)表現(xiàn)為衰耗大幅度增加，導致全程衰耗超出允許范圍，這種故障發(fā)生的前幾天，可能出現(xiàn)通信不穩(wěn)定。d、外因造成的故障；這種故障大多發(fā)生在光纜的中間非接頭部位（當然接頭附近有可能）。例如架空光纜由于外界人為原因造成的損傷（砍樹時砸斷光纜）、起大風倒桿或樹木刮傷光纜；直埋光纜容易被修路工人挖傷，管道光纜則可能由于管道損傷、人孔內人為造成損傷、管道內鼠咬傷光纜等。

2、故障的實例分析。根據以往實際維護工作經驗以及測試到的線路狀況，光纖出現(xiàn)障礙后主要產生有以下幾種曲線：

a.光纖斷裂

注：虛線為原測試曲線，實線為光纖斷裂后所測曲線

出現(xiàn)這種障礙的原因一般是由于受外力影響，使得全部或部分光纖重新接續(xù)，才可修復障礙。例如，2012年10月份寶山至烏爾科二級干線發(fā)生障礙，經測判距離寶山36km處出現(xiàn)大的菲涅爾反射峰，而且后方是噪聲曲線、通過與參考曲線及原始資料核對，判斷出該條光纖出現(xiàn)斷纖，于是馬上組織相關人員及維護人員趕赴現(xiàn)場，到達現(xiàn)場后發(fā)現(xiàn)寶山至烏爾科光纜已被修路的翻斗車刮斷，經二小時積極搶修恢復電路，線路暢通。20112年9月阿木古郎至莫達木吉段直埋光纜通信告警，經測試發(fā)現(xiàn)距離阿木古郎21km處曲線有明顯變化，產生菲涅爾反射峰，阿木古郎至莫達木吉正常通信距離為三十二公里，依據測試曲線判斷出光纖斷裂，經核對資料判明障礙地點，檢查發(fā)現(xiàn)光纜路由上有多處直徑近四厘米的圓洞，初步判斷為雷擊，重新布放光纜割接后恢復通信。

b.尾端反射峰過高

尾端反射峰過高是由于光源的動態(tài)范圍過大，而光纖的長度過短，使得輸出光功率比較大，形成高反射，出現(xiàn)這種情況時，可以在接收端加衰耗器來抑制。例如，海拉爾至牙克石段區(qū)內一級直埋光纜線路，當工程施工完成后，驗收測試各條光纖指標符合要求，而且光纖接續(xù)質量非常好，線路損耗很小，當光纖端開通后，對端接收異常，經光功率測試發(fā)現(xiàn)該中繼段距離較短，而且出現(xiàn)光功率過大，導致接收異常，經在接收端加入衰耗器后光端恢復正常 。

c.出現(xiàn)損耗臺階

出現(xiàn)損耗臺階的原因比較多一些，光纖接續(xù)質量低，冬天過低的溫度對接頭的影響，接頭盒進水，光纜受力壓迫，光纖因靜態(tài)疲勞而老化等等，都會產生損耗臺階。所以，對這種障礙的處理要根據具體情況而定。例如，2012年11月份根河地區(qū)平均最低氣溫已達35度左右，根河特至金河的區(qū)內二級干線光纜從測試發(fā)現(xiàn)一接續(xù)點衰耗增大，出現(xiàn)了大的衰耗臺階，發(fā)現(xiàn)障礙隱患后，經技術人員認真核對，確認為接頭點，馬上組織人員到達現(xiàn)場，打開接頭盒 后發(fā)現(xiàn)由于接頭盒密封不好漏進雨水，溫度驟然降低后已凍成冰塊，并且整個盤纖盤連同光纖一同凍住，光纖受凍擠壓后形成損耗，隨時都有斷纖的可能，于是馬上采取措施，實施監(jiān)測，光纖線路衰耗也恢復到正常，避免了一次通信中斷障礙。

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d.無反射峰

這是由于末端尾纖受外力影響使光纖發(fā)生較為嚴重的彎曲，測試光脈沖無法在末端產生明顯的菲涅爾反射。在這種情況下可在對端重新測試一次來判斷末端尾纖的好壞，并根據實際情況進行處理。例如，根河―伊圖里河架空光纜線路，由于該光纜采用中心束管式，十根光纖都在中心一個塑料管內，當冬天氣溫很低時，塑料束管回縮，彈出盤纖盤，則在此處對光纖形成了嚴重的彎曲，如超出容限就會影響通信。另外，在一次光纜驗收中測試發(fā)現(xiàn)該類型曲線，核查線路距離與實際相符，初步判定為對端尾纖不好引起，于是到達對端檢查發(fā)現(xiàn)該處尾纖由于施工人員在立光端機時不小心擠壓產生。