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OTDR测试曲线分析方法

OTDR是光缆工程施工和光缆线路维护工作中最重要的测试仪器，它能将长100多公里光纤的完好情况和故障状态，以一定斜率直线（曲线）的形式清晰的显示在几英寸的液晶屏上。根据事件表的数据，能迅速的查找确定故障点的位置和判断障碍的性质及类别，对分析光纤的主要特性参数能提供准确的数据。目前OTDR型号种类繁多，操作方式也各不相同，但其工作原理是一致的。在光纤线路的测试中，应尽量保持使用同一块仪表进行某条线路的测试，各次测试时主要参数值的设置也应保持一致，这样可以减少测试误差，便于和上次的测试结果比较。即使使用不同型号的仪表进行测试，只要其动态范围能达到要求，折射率、波长、脉宽、距离、平均化时间等参数的设置亦和上一次的相同，这样测试数据一般不会有大的差别。
一、 OTDR测试的主要参数：
1. 测纤长和事件点的位置。
2. 测光纤的衰减和衰减分布情况。
3. 测光纤的接头损耗。
4. 光纤全程回损的测量。
二、 测试参数设置：
1. 波长选择：
因不同的波长对应不同的光线特性(包括衰减、微弯等)，测试波长一般遵循与系统传输通信波长相对应的原则，即系统开放1550波长，则测试波长为1550nm。
2. 脉宽： 
    脉宽越长，动态测量范围越大，测量距离更长，但在OTDR曲线波形中产生盲区更大；短脉冲注入光平低，但可减小盲区。脉宽周期通常以ns来表示。一般 10公里以下选用100ns、300 ns ,10公里以上选用300ns、1μs。
3. 测量范围： 
   OTDR测量范围是指OTDR获取数据取样的最大距离，此参数的选择决定了取样分辨率的大小。最佳测量范围为待测光纤长度1.5倍距离之间。
4. 平均时间： 
   由于后向散射光信号极其微弱，一般采用统计平均的方法来提高信噪比，平均时间越长，信噪比越高。例如，3min的获得取将比1min的获得取提高 0.8dB的动态。但超过 10min的获得取时间对信噪比的改善并不大。一般平均时间不超过3min，以20s为宜。
5. 光纤参数： 
   光纤参数的设置包括折射率n和后向散射系数n和后向散射系数η的设置。折射率参数与距离测量有关，后向散射系数则影响反射与回波损耗的测量结果。这两个参数通常由光纤生产厂家给出。
6. 测试模式：选择平均化模式。
三、 曲线分析
1. 正常曲线分析

图1
如上图1，判断曲线是否正常的方法：
（1）曲线主体斜率基本一致，且斜率较小，说明线路衰减常数较小，衰减的不均匀性较好。按照国标YD/T901-2001的规定:
① Bl. 1和B4类单模光纤的衰减系数应符合下表规定。
光纤类别
B1.1
B4
使用波长，nm
1 310
1 550
1 6xx
1 550
1 6xx
衰减系数最大值，dB/km
0.36
0.40
0.22
0.25
0.32
0.35
0.22
0.25
0.32
0.35
注：当光纤要在L波段使用时，才对16xxnm衰减有要求。（xx≦25nm）
②衰减不均匀性要求：
在光纤后向散射曲线上，任意500m 长度上的实测衰减值与全长上平均每500m 的衰减值之差的最坏值应不大于0.05dB.
③衰减点不连续性要求：
对B1.1类单模光纤，在1310nm波长，一连续光纤长度上不应有超过0.1dB的不连续点，在1550nm波长，一连续光纤长度上不应有超过0.05dB的不连续点；对B4类单模光纤，在1550nm波长，一连续光纤长度上不应有超过0.05dB的不连续点。
（2）无明显“台阶”，说明线路接头质量较好，一般指标要求:接头损耗（双向平均值）≤0.1dB/个。
（3）尾部反射峰较高，说明远端成端质量较好。
2. 异常曲线分析
（1） 曲线有大台阶
大台阶

图2
如上图2中有明显“台阶”，若此处是接头处，则说明此接头接续不合格或者该根光纤在融纤盘中弯曲半径太小或受到挤压；若此处不是接头处，则说明此处光缆受到挤压或打急弯。
（2） 曲线有段斜率较大
斜率大

图3
如上图3， 此段曲线斜率明显较大，说明此段光纤质量不好，衰耗较大。
（3） 曲线远端没有反射峰

图4
如上图4，此段曲线尾部没有反射峰，说明此段光纤远端成端质量不好或者远端光纤在此处折断。
（4） 幻峰（鬼影）的识别与处理
幻峰
实峰

图5
幻峰
实峰

图6
幻峰（鬼影）的识别：曲线上鬼影处未引起明显损耗（如图5）；沿曲线鬼影与始端的距离是强反射事件与始端距离的倍数，成对称状（如图6）。
消除幻峰（鬼影）：选择短脉冲宽度、在强反射前端(如OTDR输出端)中增加衰减。若引起鬼影的事件位于光纤终结，可"打小弯"以衰减反射回始端的光。
（5） 正增益现象处理：
正增益

图7
在OTDR曲线上可能会产生正增益现象，如图7所示。正增益是由于在熔接点之后的光纤比熔接点之前的光纤产生更多的后向散光而形成的。事实上，光纤在这一熔接点上是熔接损耗的。常出现在不同模场直径或不同后向散射系数的光纤的熔接过程中，因此，需要在两个方向测量并对结果取平均作为该熔接损耗。在实际的光缆维护中，接头平均损耗为≤0.08dB。
四、 事件表说明
在光纤分析结果中，“事件”是指由于有损耗的连接（微弯、连接器或熔接点）造成的衰减异常、反射连接（连接器或光纤断裂）或光纤远端。事件表中只列出超出预设阈值的事件。超出告警阈值的事件在事件表中以高亮度红色显示。

图8：事件表
1. 在图8中，事件表显示下列信息：
(1) 事件编号
(2) 到事件点处的距离
(3) 事件类型
(4) 事件的损耗
(5) 反射损耗
(6) dB/km：事件点之间的光纤损耗系数
总损耗
注：事件表中检测值小于阈值的参数写在（）内，如果测量参数无法算出，则表示为**.***。
2. 说明
（1）到事件点处的距离
事件表中到事件点处的距离指从轨迹的起点到事件点处的距离，在首选设置画面可以设置距离单位，例如“Km”。
（2）事件类型
n 反射型事件
从未饱和的接续点产生反射，例如由机械接头和连接器造成的菲涅尔反射。
n 饱和反射型事件
从饱和的接续点产生反射，例如由机械接头和连接器造成的菲涅尔反射。
n 非反射型事件
未产生反射的熔接点或微弯点
n 群事件
当几个事件点靠的太近而无法分开时，将被当作一个事件点。在事件表中，整个群事件的结果显示在第一个事件处
n 光纤远端
损耗超过设置的光纤阈值的事件被认为是被测光纤的远端
（3）损耗（dB）
事件中计算得到的损耗值以dB表示
如果事件损耗值后面有型标记则表示检测到了宏弯曲事件
（4）总损耗
该区域显示到当前事件点的光纤总损耗，单位是dB
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