利用OTDR快速搶修ADSS通信光纜

利用OTDR快速搶修ADSS通信光纜一、OTDR原理概述光纖是通訊傳輸?shù)闹匾M成部分，它肩負(fù)著傳輸網(wǎng)絡(luò)信號的重大使命。傳輸光纖的性能直接影響通信系統(tǒng)的可靠性，而傳輸光纖出現(xiàn)問題的概率比較高，如光纜彎曲，斷裂等。不管什么原因，都需要迅速定位故障地點(diǎn)，快速修復(fù)光纖，恢復(fù)正常通信。但是幾十上百公里的光纖總不能靠人去現(xiàn)網(wǎng)一點(diǎn)點(diǎn)找吧，這時候就需要用到光纖界的“雷達(dá)”技術(shù)——OTDR啦，分分鐘定位出故障點(diǎn)，省時省力又省心。1.什么是OTDR?OTDR（OpticalTimeDomainReflectometer，光時域反射儀）技術(shù)是利用后向瑞利散射和菲涅爾反射現(xiàn)象而制成的精密的光電一體化設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對光纖的長度、損耗、接頭衰減和斷點(diǎn)定位等測量功能。OTDR儀表先來說說瑞利散射，其實(shí)瑞利散射現(xiàn)象在生活中很常見。比如，晚上打開手電筒我們之所以會看到光束，是因?yàn)榭諝庵械幕覊m和霧導(dǎo)致光散射，一部分光進(jìn)入我們的眼睛我們才能看到，所有的粒子散射就形成一束光。當(dāng)霧較厚時光束會顯得濃密，否則就會顯得稀疏。如果在真空中，就看不到光束了。說回光纖，光纖的主要成分SiO2（二氧化硅）介質(zhì)密度及組成不均勻，此外還存在雜質(zhì)、氣泡和微彎曲結(jié)構(gòu)，類似空氣中的灰塵和霧。當(dāng)我們向光纖鏈路中注入一束光脈沖，此脈沖的光能量在向前傳輸?shù)倪^程中遇到不均勻的沉積點(diǎn)時，就會有極微弱能量散射到各個方向，這種現(xiàn)象就稱為瑞利散射，其中有一部分會沿來路的方向完全反射回去，這部分稱為后向瑞利散射。再來看下菲涅爾反射，不知大家是否有注意過，當(dāng)我們站在湖邊，低頭看腳下的水時，看到的水是透明的，反射不是特別強(qiáng)烈。但當(dāng)我們看遠(yuǎn)處的湖面時，看到的湖水并不是透明的，而是周圍景觀的倒影，反射非常強(qiáng)烈。這就是“菲涅爾效應(yīng)”。簡單的講，就是視線垂直于表面時，反射較弱，而當(dāng)視線非垂直表面時，夾角越小，反射越明顯。光纖中，菲涅爾反射是離散的反射，是由整條光纖中的個別點(diǎn)引起的，例如玻璃與空氣的間隙，在這些個別點(diǎn)上，會有很強(qiáng)的背向散射光被反射回來，稱為菲涅爾反射。反射能量最大可達(dá)前向傳輸光能量的4%。通常菲涅爾反射光比瑞利散射強(qiáng)很多，能非常方便的分辨出來。2.OTDR設(shè)備分類OTDR設(shè)備大概可以分為OTDR儀表和OTDR單板兩類：OTDR儀表：OTDR儀表與波分設(shè)備不關(guān)聯(lián)，需要維護(hù)人員攜帶儀表到站點(diǎn)手動掃描光纖來定位故障。OTDR儀表有臺式和手持式兩種類型。OTDR單板：集成在光通信設(shè)備中的OTDR單板結(jié)構(gòu)和儀表類似，但無顯示器，測量結(jié)果可通過網(wǎng)管呈現(xiàn)。把光纖/光纜監(jiān)控功能集成到波分設(shè)備里。有如下3點(diǎn)好處，所以這種方式的應(yīng)用越來越多。3.OTDR工作原理OTDR的工作原理類似光“雷達(dá)”，OTDR向待測光纖中發(fā)送一個光脈沖信號，然后觀察、分析從待測光纖返回到OTDR的少量的光（返回光來自后向瑞利散射和菲涅爾反射），從而獲取被測光纖的故障點(diǎn)等信息。具體過程為：1.OTDR中的激光器發(fā)出的光波，經(jīng)定向耦合器，耦合進(jìn)被測光纖。2.光波在光纖中向前傳輸不斷產(chǎn)生瑞利散射，也可能產(chǎn)生反射事件和非反射事件：反射事件：如果光纖中存在活動連接器、機(jī)械固定接頭和斷裂點(diǎn)，則會導(dǎo)致光功率衰減，并且會引起菲涅爾反射，稱為反射事件。非反射事件：光纖中的熔接點(diǎn)和彎折點(diǎn)會導(dǎo)致光功率衰耗，但是在這些點(diǎn)沒有反射現(xiàn)象，稱為非反射事件。3.菲涅爾反射和后向瑞利散射光經(jīng)定向耦合器耦合后傳入探測器，經(jīng)過探測器的光電轉(zhuǎn)換后送入信號處理器，最后顯示器上呈現(xiàn)出待測光纖的測量曲線。那顯示出的曲線代表什么意思？怎么用這個曲線定位故障呢？OTDR曲線與光纖鏈路的對應(yīng)關(guān)系如下圖所示，這些曲線反映了光纖鏈路的狀態(tài)，通過曲線可以實(shí)現(xiàn)損耗、端面、斷點(diǎn)、接頭損耗等觀察和測量，實(shí)現(xiàn)光纖監(jiān)控，定位光纖故障位置。如果覺得自己分析這個曲線圖太麻煩，沒關(guān)系，通過網(wǎng)管呈現(xiàn)的結(jié)果會給出可能的原因，便于參考定位。下圖為兩段25km長光纖對接后，使用OTDR功能得到的測量結(jié)果?？梢钥吹綄τ谇€的變化點(diǎn)給出了熔接點(diǎn)、連接器等可能的原因，并給出了位置信息，是不是很直觀了啊。如果斷開這兩段25km光纖，從下圖得到的OTDR測量結(jié)果中可以看到，只能測量25km的光纖信號，并報出是光纖末端事件，表示在25km處光纖斷了。好了，OTDR的介紹就到這里啦~總結(jié)下，通過本文我們了解到OTDR是利用瑞利散射和菲涅爾反射來定位光纖故障的一種設(shè)備，OTDR有儀表和單板兩種類型，以及如何從OTDR曲線中獲取光纖鏈路狀態(tài)的方法。在這個信息交互越來越頻繁的時代，OTDR作為光纖界中的“雷達(dá)”，在監(jiān)測傳輸光纖工作狀態(tài)、定位光纖故障和保障光網(wǎng)絡(luò)平穩(wěn)運(yùn)行中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。光纖通信的OTDR光時域反射技術(shù)應(yīng)用光纖通信的發(fā)展對我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)起到重要的作用。光纖通訊具有無法比擬的優(yōu)勢：傳輸頻寬帶、損失消耗較少。光纖通信的建設(shè)起始于二十世紀(jì)九十年代，并且得到大規(guī)模的發(fā)展。光纖通信作為承載著很大信息量的傳輸網(wǎng)絡(luò)，具有一定的風(fēng)險和不穩(wěn)定性，為了保證光纖通信的順利運(yùn)行和安全，需要開發(fā)一種能精確測量出光纖通信特性的工具或者是儀器。為適應(yīng)光纖通信中對光纖診斷的要求，產(chǎn)生了以背向瑞利散射為測量信號的光時域反射計（OpticalTime-DomainReflectometer，以下簡稱OTDR）。

一、OTDR光時域反射技術(shù)

OTDR技術(shù)可以檢測光纖的鏈路損耗及健康狀況，因?yàn)槠渚哂袦y試整條光纖鏈路不同位置損耗的能力，從而可以根據(jù)OTDR所測得的不同位置處的損耗進(jìn)行光纜健康狀況的評估。根據(jù)脈沖光在光纖內(nèi)產(chǎn)生的背向瑞利散射光強(qiáng)，可以在光纖的單端實(shí)現(xiàn)光纖沿線衰減的測量；根據(jù)散射光到達(dá)時刻距脈沖光發(fā)射時刻的時問差，可以對光纖各衰減點(diǎn)進(jìn)行空間定位。單端、無破損的光纖衰減測量和“光學(xué)雷達(dá)”效應(yīng)這兩個特征，使OTDR技術(shù)不僅很快取代了常規(guī)方法，而且在現(xiàn)場光纖故障點(diǎn)診斷和定位的應(yīng)用中顯示了獨(dú)特的優(yōu)越性能。

研究學(xué)者通過對OTDR的測量技術(shù)進(jìn)行不斷改進(jìn)和完善，使其測量的動態(tài)范圍、空間分辨率、信噪比以及自動保護(hù)、自動識別和測量等性能得到很大的改進(jìn)。OTDR系統(tǒng)可以在很大程度上解決光纖通信運(yùn)營健康狀況問題。

二、OTDR工作原理OTDR利用光脈沖在光纖中傳輸時產(chǎn)生的背向散射現(xiàn)象，將大功率的窄脈沖光注入待測光纖，然后在同一端檢測沿光纖軸向返回的散射光功率，如下圖所示。入射光脈沖在線路中傳輸時會在沿途產(chǎn)生瑞利散射光和菲尼爾反射光，大部分瑞利散射光將折射入包層后衰減，其中與光脈沖傳播方向相反的背向瑞利散射光會沿著光纖傳輸?shù)骄€路的進(jìn)光端口。瑞利散射光的波長與入射光的波長相同，其光功率與散射點(diǎn)的入射光功率成正比。測量沿光纖軸向返回的背向瑞利散射光功率可獲得沿光纖傳輸損耗的信息，從而測得光纖的衰減。

三、光時域反射儀(OTDR)光時域反射儀(OTDR)是檢測光纜完整性的重要工具，可用于測量光纜長度、測量傳輸性能和連接衰減，并檢測光纜鏈路的故障位置。那光時域反射儀(OTDR)的工作原理是什么？光時域反射儀(OTDR)的使用方法及使用注意事項(xiàng)又有哪些？1.光時域反射儀(OTDR)的工作原理光時域反射儀(OTDR)在測試光纜的過程中，儀器從光纜的一端注入較高功率的激光或光脈沖，并通過同一側(cè)接收反射信號。當(dāng)光脈沖通過光纜傳輸時，部分散射及反射將返回發(fā)射端。光時域反射儀(OTDR)只會測量強(qiáng)度較高的反射回來的光訊號，通過記錄信號從傳輸?shù)椒祷氐臅r間和信號在玻璃物質(zhì)中的傳輸速度，然后就可以利用公式計算出光纜的長度。與能直接測量光纜設(shè)備損耗的電源和電能表相比，光時域反射儀(OTDR)是間接工作的。光時域反射儀(OTDR)根據(jù)光的后向散射與菲涅耳反向原理制作，利用光在光纖中傳播時產(chǎn)生的后向散射光來獲取衰減的信息，從而間接地測量光纜損耗與故障位置。2.光時域反射儀(OTDR)的功能1、強(qiáng)大的FastReporter軟件應(yīng)用。采用強(qiáng)大的FastReporter軟件快速跟蹤數(shù)據(jù)并進(jìn)行脫機(jī)分析，形成直觀圖形界面，幫助用戶提高工作效率。2、智能跡線分析。內(nèi)嵌智能跡線分析模塊，能快速準(zhǔn)確分析出測試曲線中的事件點(diǎn)及位置信息，并以事件表形式顯示。3、超短事件盲區(qū)。OTDR具有≤0.8m的超短事件盲區(qū)，尤其適合于對超短的光纖鏈路或光纖跳線的測試。4、便利的VFL功能。可視紅光故障功能可方便快捷地發(fā)現(xiàn)短距離光纖鏈路中斷點(diǎn)或損耗點(diǎn)位置，以便維護(hù)人員及時采取措施。5、多種插口、靈活連接。完善的插口類型：RJ-45、USB、電源插口等，連接靈活，USB口可通過數(shù)據(jù)線連接電腦直接導(dǎo)出測試數(shù)據(jù)。6、人性化觸摸界面。透射式彩色液晶顯示屏，太陽下也可清晰觀察測試結(jié)果，配合簡潔的按鈕設(shè)計，操作簡單靈活。3.光時域反射儀(OTDR)的使用方法光時域反射儀(OTDR)在連接測試尾纖時，首先要清潔測試側(cè)尾纖，然后將尾纖垂直儀表測試插孔處插入，并將尾纖凸起U型部分與測試插口凹回U型部分充分連接，并適當(dāng)擰固。在線路查修或割接時，被測光纖與OTDR連接之前，應(yīng)通知該中繼段對端局站維護(hù)人員取下光纖配線箱上與之對應(yīng)的連接尾纖，以免損壞光盤。1、波長選擇設(shè)置：選擇測試所需波長,有1310nm，1550nm兩種波長供選擇。2、距離設(shè)置：首先用自動模式測試光纖,然后根據(jù)測試光纖長度設(shè)定測試距離，通常是實(shí)際距離的1.5倍，主要是避免出現(xiàn)假反射峰，影響判斷。3、脈寬設(shè)置：儀表可供選擇的脈沖寬度一般有10ns，30ns，100ns，300ns，1μs，10μs等參數(shù)選擇，脈沖寬度越小，取樣距離越短，測試越精確，反之則測試距離越長，精度相對要小。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般10KM以下選用100ns及以下參數(shù)，10KM以上選用100ns及以上參數(shù)。4、取樣時間設(shè)置：儀表取樣時間越長，曲線越平滑，測試越精確。5、折射率設(shè)置：根據(jù)每條傳輸線路要求不同而定。6、事件閾值設(shè)置：指在測試中對光纖的接續(xù)點(diǎn)或損耗點(diǎn)的衰耗進(jìn)行預(yù)先設(shè)置，當(dāng)遇有超過閾值的事件時，儀表會自動分析定位。光時域反射儀(OTDR)的使用注意事項(xiàng)1、光時域反射儀(OTDR)在工作時會發(fā)射高能量光信號，因此在測試期間禁止用眼睛直接對著端口查看，避免灼傷眼睛。2、保持光時域反射儀(OTDR)測試口與光纜光口的清潔，避免造成測試無數(shù)據(jù)即光鏈路不能正常工作或者衰減測試不準(zhǔn)確等現(xiàn)象。3、光時域反射儀(OTDR)測試口內(nèi)置陶瓷芯，非常易碎，因此避免大力扭動與磕碰。4、在光時域反射儀(OTDR)的測試過程中，不允許存在出儀表發(fā)射的信號之外的信號，一是會干擾測試的準(zhǔn)確性，二是會損壞光鏈路設(shè)備。5、選取適當(dāng)?shù)臏y試距離和脈沖寬度，在不知道光纜的長度時，可以先用儀表的自動測試功能，大致了解待測光纜的質(zhì)量情況，然后再手動設(shè)置合理的測試范圍和脈沖寬度等參數(shù)，用于精確定位光纜整體和各事件位置及損耗情況。光時域反射儀(OTDR)的盲區(qū)解決方案光時域反射儀(OTDR)的盲區(qū)起源于菲涅耳反向原理。盲區(qū)有兩類，分別為事件盲區(qū)和衰減盲區(qū)。由于介入活動連接器而引起反射峰，從反射峰的起始點(diǎn)到接收器飽和峰值之間的長度距離，被稱為事件盲區(qū)；光纖中由于介入活動連接器引起反射峰，從反射峰的起始點(diǎn)到可識別其他事件點(diǎn)之間的距離，被稱為衰減盲區(qū)。盲區(qū)是指測試器暫時被大量反射光蒙蔽與直到它恢復(fù)并能再次讀取光線的這個時間區(qū)域。由于光時域反射儀(OTDR)的工作原理是根據(jù)時間來計算光纜長度與故障點(diǎn)，因此，大量的反射將導(dǎo)致測試器需要更多的時間來恢復(fù)，而這就產(chǎn)生了盲區(qū)。盲區(qū)的限制使得光時域反射儀(OTDR)在很大程度上無法解決故障。在使用光時域反射儀(OTDR)進(jìn)行測試時，盲區(qū)可以采用可視化故障定位器(VFL)來解決這一問題。在電纜故障排除中可視化故障定位器(VFL)可作為光時域反射儀(OTDR)的補(bǔ)充，它能成功地覆蓋光時域反射儀(OTDR)由于盲區(qū)而無法檢測的范圍?？梢暬收隙ㄎ黄?VFL)采用可見激光和SC、ST、FC以及FJ連接頭通用適配器設(shè)計，非常便于定位光纜，驗(yàn)證光纜的連通性和極性，幫助發(fā)現(xiàn)電纜中的斷點(diǎn)、連接器和接合點(diǎn)。因此對于解決與定位光時域反射儀(OTDR)盲區(qū)問題，可視化故障定位器(VFL)是理想的解決方案。光時域反射儀(OTDR)的測量解決方案光時域反射儀(OTDR)廣泛應(yīng)用于光纜線路的維護(hù)、施工之中，可進(jìn)行光纖長度、光纖傳輸衰減、接頭衰減和故障定位等的測量。下圖展示為光時域反射儀(OTDR)的測量圖解及解決方案。

線路監(jiān)測是保證光網(wǎng)絡(luò)平穩(wěn)運(yùn)行的重要工作，為保證其一直保持最佳的工作狀態(tài)，因此需要對光纜進(jìn)行定期的維護(hù)。在未來網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)向更大的傳輸速率演進(jìn)的過程中，光時域反射儀(OTDR)為保證光纜在使用過程中不頻繁的更換，起著至關(guān)重要的作用。OTDR測試1.OTDR測試前光纖清潔&測試參數(shù)設(shè)置1)首先檢查并清潔測試光纖&OTDR測試接口OTDR測量前的檢查清潔工作往往容易被忽視，但這卻是至關(guān)重要的一步。在實(shí)際測試中，OTDR測試光口的干凈程度以及被測光纖的端面是否清潔完好，沒有磨損，都將對測試產(chǎn)生比較大的影響。一個較差質(zhì)量的光纖端面，會產(chǎn)生比較大的插入損耗和比較大的反射，進(jìn)而造成曲線的拖尾現(xiàn)象，會影響測試精度。通常我們可以使用光纖放大鏡對光纖端面進(jìn)行質(zhì)量分析。2)選擇合適正確的OTDR測試波長單模光纖：我們在光纖網(wǎng)絡(luò)中最常見的便是單模光纖，基本測試可以選用1310nm或者1550nm。1550nm本身的光纖衰減為0.19dB/km左右，相比較1310nm的0.35dB/km,所以1550nm波長可以測試更遠(yuǎn)的光纖距離；有的時候判斷線路中的損耗小臺階是熔接點(diǎn)造成的還是光纖彎曲造成的。則需要選擇1310/1550nm進(jìn)行雙波長測試。多模光纖：通常多模光纖的距離都比較短，普遍在2km以內(nèi)，可以選用850nm/1300nm。這兩個波長的光纖損耗也比單模光纖大很多，只適用于近距離傳輸。帶光測試：目前市面上支持帶光測試的OTDR會選用1625nm或者1650nm波長進(jìn)行測試，OTDR內(nèi)部還會集成濾波器對在線的光信號進(jìn)行過濾。（帶光測試指測試線路中有正在傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)光信號存在）3)OTDR測量模式的選擇OTDR的測量模式根據(jù)測試類型主要分為平均模式和實(shí)時模式。平均模式：根據(jù)設(shè)定好的的測量時間對光纖鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)采集綜合分析，一般用于對一條鏈路進(jìn)行詳細(xì)準(zhǔn)確測試的時候會用到。平均模式可以細(xì)分為手動測量和自動測量。手動測量需要根據(jù)鏈路的實(shí)際情況，由用戶手動配置測試量程和脈沖寬度，一般適用于有測試經(jīng)驗(yàn)的人使用。自動測量則OTDR會根據(jù)鏈路情況自動適配合適的量程和脈寬。自動測量更適合OTDR的新手來操作。實(shí)時模式：實(shí)時模式狀態(tài)下，OTDR的激光器一直處于發(fā)光狀態(tài)，持續(xù)動態(tài)地采集光纖鏈路的信息進(jìn)行實(shí)時的數(shù)據(jù)分析，一般用于對光纖的狀態(tài)快速掃描的時候會用到，比如光纜成端完成后的快速檢測，不需要分析其準(zhǔn)確的鏈路信息，且測試結(jié)果沒有詳細(xì)的事件列表。4)選擇合適的測試量程&脈沖寬度如果選擇了手動測量模式中，那么選擇合適的測試量程和脈沖寬度就十分重要。測試量程一般設(shè)定為實(shí)際線路長度的2倍左右；脈沖寬度根據(jù)線路的長度選擇，掌握一個基本原則，短距離選用小脈寬；長距離選用大脈寬。小脈寬的時候盲區(qū)較小，但動態(tài)較?。淮竺}寬的時候動態(tài)較大，但盲區(qū)同樣也會增大，不利于OTDR檢測光纖鏈路的全部事件點(diǎn)。下表中是脈寬和測試量程的對應(yīng)表，可作參考。經(jīng)過上面的1-4步，就可以點(diǎn)擊TEST測試按鈕進(jìn)行測試?yán)玻?2查看測試結(jié)果1)檢查測試結(jié)果上述參數(shù)設(shè)置完成后點(diǎn)擊OTDR的測試按鍵開始執(zhí)行OTDR采樣分析。在完成一次OTDR平均測試后，儀表即自動做出結(jié)果分析，測試曲線將顯示在上方位置，事件列表將顯示在屏幕下方位置。被測光纜的全部基本信息，其中包括總長度，總損耗，線路中間有多少個接頭事件，對應(yīng)的損耗以及相對的位置，以及光纖段的衰減等都會在曲線和事件列表中體現(xiàn)出來。如果想要檢查其中某一段的信息，可以通過移動A/B標(biāo)記線來觀察曲線上的任意一段區(qū)間的損耗狀況和長度，用戶可以手動地對曲線上任意事件點(diǎn)進(jìn)行放大或縮小查看，以便進(jìn)一步詳細(xì)了解。2)文件存儲&形成報告

如果用戶需要有報告用作光纖測量的存檔，在測量完成后，可對測試文件進(jìn)行保存成標(biāo)準(zhǔn)的sor文件格式并輸出到電腦進(jìn)行數(shù)據(jù)的進(jìn)一步分析或者進(jìn)行測試報告的制作，并且可以將測試報告進(jìn)行批量打印。通過上面的學(xué)習(xí)！大家有沒有學(xué)會OTDR的基本測試呢！趕緊拿起你手頭的OTDR進(jìn)行測試吧！如何利用OTDR測光纖斷點(diǎn)位置？用OTDR進(jìn)行光纖測量可分為三步：參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)獲取和曲線分析。人工設(shè)置測量參數(shù)包括：1、波長選擇(λ)：因不同的波長對應(yīng)不同的光線特性(包括衰減、微彎等)，測試波長一般遵循與系統(tǒng)傳輸通信波長相對應(yīng)的原則，即系統(tǒng)開放1550波長，則測試波長為1550nm。2、脈寬(PulseWidth)：脈寬越長，動態(tài)測量范圍越大，測量距離更長，但在OTDR曲線波形中產(chǎn)生盲區(qū)更大，脈寬周期通常以ns來表示。3、測量范圍(Range)：OTDR測量范圍是指OTDR獲取數(shù)據(jù)取樣的最大距離，此參數(shù)的選擇決定了取樣分辨率的大小。最佳測量范圍為待測光纖長度1.5～2倍距離之間。4、平均時間：由于后向散射光信號極其微弱，一般采用統(tǒng)計平均的方法來提高信噪比，平均時間越長，信噪比越高。例如，3mi