光時(shí)域反射儀（OTDR）測試光纜線路曲線故障分析

一、光纜傳輸網(wǎng)絡(luò)概述

光纜傳輸網(wǎng)是我國公用通信網(wǎng)和國民經(jīng)濟(jì)信息化基礎(chǔ)設(shè)施的重要 組成部分，它是公用電話網(wǎng)、數(shù)字傳輸網(wǎng)和增殖網(wǎng)等各種網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)網(wǎng)。

二、otdr 的測量原理

光脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體激光器而 發(fā)出的測試光脈沖進(jìn)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(chǎn)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(qiáng)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(guān)系，因此，其強(qiáng)弱也就反映了光纖各 點(diǎn)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(shí)，如果傳輸通道完全中斷，從此點(diǎn)以后的 后向散射光功率也降到零，因此，根據(jù)反射傳輸回來的散射光的情 況又可以判斷光纖斷點(diǎn)的位置和光纖的長度。otdr 就是通過測量被 測光纖所產(chǎn)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(diǎn)、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(shí)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(diǎn)：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(zhì)量引起的損耗增大。例如光纜溫度特性不好，當(dāng)溫度變化時(shí)，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(nèi)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(jīng)去掉，連接后雖經(jīng)保護(hù)但該部位纖維自身的強(qiáng)度、可撓性都比原纖維差，同時(shí)，該部位的可靠性要受到保護(hù)工藝和方法、保護(hù)材料、操作技巧以及當(dāng)時(shí)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(fēng)吹擺動(dòng)、車輛震動(dòng)等影響，這些都有可能使接頭部位發(fā)生故障。在光通信應(yīng)用的前期，有些光纖是硅橡膠涂覆層，保護(hù)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(dǎo)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(dāng)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(shí)砸斷光纜）、起大風(fēng)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(nèi)人為造成損傷、管道內(nèi)鼠咬傷光纜等。

2、故障的實(shí)例分析。根據(jù)以往實(shí)際維護(hù)工作經(jīng)驗(yàn)以及測試到的線路狀況，光纖出現(xiàn)障礙后主要產(chǎn)生有以下幾種曲線：

a.光纖斷裂

注：虛線為原測試曲線，實(shí)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(fù)障礙。例如，2012年10月份寶山至烏爾科二級(jí)干線發(fā)生障礙，經(jīng)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(duì)，判斷出該條光纖出現(xiàn)斷纖，于是馬上組織相關(guān)人員及維護(hù)人員趕赴現(xiàn)場，到達(dá)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(jīng)二小時(shí)積極搶修恢復(fù)電路，線路暢通。20112年9月阿木古郎至莫達(dá)木吉段直埋光纜通信告警，經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)距離阿木古郎21km處曲線有明顯變化，產(chǎn)生菲涅爾反射峰，阿木古郎至莫達(dá)木吉正常通信距離為三十二公里，依據(jù)測試曲線判斷出光纖斷裂，經(jīng)核對(duì)資料判明障礙地點(diǎn)，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(fù)通信。

b.尾端反射峰過高

尾端反射峰過高是由于光源的動(dòng)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(shí)，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(nèi)一級(jí)直埋光纜線路，當(dāng)工程施工完成后，驗(yàn)收測試各條光纖指標(biāo)符合要求，而且光纖接續(xù)質(zhì)量非常好，線路損耗很小，當(dāng)光纖端開通后，對(duì)端接收異常，經(jīng)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(dǎo)致接收異常，經(jīng)在接收端加入衰耗器后光端恢復(fù)正常 。

c.出現(xiàn)損耗臺(tái)階

出現(xiàn)損耗臺(tái)階的原因比較多一些，光纖接續(xù)質(zhì)量低，冬天過低的溫度對(duì)接頭的影響，接頭盒進(jìn)水，光纜受力壓迫，光纖因靜態(tài)疲勞而老化等等，都會(huì)產(chǎn)生損耗臺(tái)階。所以，對(duì)這種障礙的處理要根據(jù)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(dá)35度左右，根河特至金河的區(qū)內(nèi)二級(jí)干線光纜從測試發(fā)現(xiàn)一接續(xù)點(diǎn)衰耗增大，出現(xiàn)了大的衰耗臺(tái)階，發(fā)現(xiàn)障礙隱患后，經(jīng)技術(shù)人員認(rèn)真核對(duì)，確認(rèn)為接頭點(diǎn)，馬上組織人員到達(dá)現(xiàn)場，打開接頭盒 后發(fā)現(xiàn)由于接頭盒密封不好漏進(jìn)雨水，溫度驟然降低后已凍成冰塊，并且整個(gè)盤纖盤連同光纖一同凍住，光纖受凍擠壓后形成損耗，隨時(shí)都有斷纖的可能，于是馬上采取措施，實(shí)施監(jiān)測，光纖線路衰耗也恢復(fù)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(yán)重的彎曲，測試光脈沖無法在末端產(chǎn)生明顯的菲涅爾反射。在這種情況下可在對(duì)端重新測試一次來判斷末端尾纖的好壞，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)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(gè)塑料管內(nèi)，當(dāng)冬天氣溫很低時(shí)，塑料束管回縮，彈出盤纖盤，則在此處對(duì)光纖形成了嚴(yán)重的彎曲，如超出容限就會(huì)影響通信。另外，在一次光纜驗(yàn)收中測試發(fā)現(xiàn)該類型曲線，核查線路距離與實(shí)際相符，初步判定為對(duì)端尾纖不好引起，于是到達(dá)對(duì)端檢查發(fā)現(xiàn)該處尾纖由于施工人員在立光端機(jī)時(shí)不小心擠壓產(chǎn)生。