光纤链路测试详解

panpan342

一、 光时域反射损耗测试仪OTDR的功能如下：
　　a、测试光纤的长度；
　　b、测试光纤的衰减系数（波长850nm、1310nm、1550nm、1625nm）；
　　c、测试光纤的接头损耗；
　　d、测试光纤的衰减均匀性；
　　e、测试光纤可能有的异常情况（如有台阶，曲线异常等）；
　　f、测试光纤的回波损耗(ORL)；
　　g、测试光纤的背向散射(BKSCTR COEFF)；
　　二、 OTDR的主要参数设置
　　a) 测试波长
　　对于多模光纤，选择850nm或1300nm；而单模则选择1310 nm或1550nm。
　　b) OTDR的光纤的折射率（IOR）
　　折射率定义
　　折射率 =真空中的光速/光脉冲在光纤中的速度；
　　设置OTDR上光纤的双窗口的折射率因根据各厂家提供的数据，每种光纤其折射率是不同的，光纤的n的典型值在1.45与1.55之间。单模光纤的折射率基本在1.460~1.4800范围内，如G652单模光纤，在实际测试时，若在1310 nm波长下，折射率一般选择1.468；若在1550 nm波长下，折射率一般选择1.4685。　　OTDR所测光纤长度跟设置的折射率有关；对同一光纤，所设置的折射率越大所测光纤长度越短，反之所测光纤长度则越长。
　　OTDR 上显示的距离
　　此次我们在某工厂所检测的光缆主要是室内型单模零水峰光纤，它的光纤折射率n为：
　　n=1.467@1310nm，n =1.468@1550nm
　　c) OTDR测试量程（DISTANCE）
　　OTDR所设量程必须是所要测试光纤长度1.5~2倍比较好。量程过小，光时域反射损耗测试仪的显示屏上看不全面，选择过大，则显示屏上横坐标压缩得看不清楚。根据工程经验，测试量程选择能使背向散射曲线大约占OTDR显示屏的70%时为宜。
　　d) OTDR的测试脉宽（PUISH WIDTH）
　　原则：长距离用长脉宽，短距离用小脉宽。一定光纤长度必须选用相对应，长脉宽平均化时间短，但OTDR分辨率低，光纤存在的细小的异常情况（如小台阶等）不易发现；
　　▲长脉冲宽度
　　动态范围较高但是死区较长为减小噪声并检测远处的事件应增加脉冲宽度

　　▲短脉冲宽度
　　分辨率较高但是有更多的噪声为缩短死区并清楚地分离接近的事件应减小脉冲宽度

　　两者必须有机结合，合理配置。
　　典型值
　　5ns/10ns/30ns/100ns/300ns/1μs短链路
　　100ns/300ns/1μs/3μs/10μs长链路
　　e) 平均化时间的选择
　　由于背向散射光信号极其微弱，一般采用多次统计平均的方法来提高信噪比。OTDR测试曲线是将每次输出脉冲后的反射信号采样，并把多次采样做平均化处理以消除随机事件，平均化时间越长，噪声电平越接近最小值，动态范围就越大。平均化时间为3 min获得的动态范围比平均化时间为1 min获得的动态范围提高0.8 dB。
　　一般来说平均化时间越长，测试精度越高。为了提高测试速度，缩短整体测试时间，测试时间可在0.5～3 min内选择。
　　在光纤通信接续测试中，选择1.5 min(90 s)就可获得满意的效果。
　　三、 测试方法
　　OTDR测试可以分为三种常见方式：
　　a) 不使用发射与接收光缆的验收测试

光时域反射计OTDR

图-不使用发射与接收光缆的验收测试

　　此种测试方式可以测试被测光缆，但是由于被测光缆的前、后端没有连接发射光缆，前、后的连接器不能被测试。在这种情况下，不能提供一个参考的后向散信号。因此，不能确定端点连接器点的损耗。
　　为了解决这一问题，在OTDR 的发射位置（前端）以及被测光纤的接收位置（远端）上加上一段光缆。
　　b) 使用发射与接收光缆的验收测试

图-使用发射与接收光缆的验收测试

　　此种方式由于加上了发射与接收光缆，可以测试被测光缆的整条链路，以及所有的连接点。发射光缆的长度：多模测试通常在300 米到500 米之间；单模测试通常在1000 米到2000 米之间。非常重要的一点是发射与接收光缆应该与被测光缆相匹配（类型，芯径等）。
　　c) 使用发射与接收光缆的环回测试

图-使用发射与接收光缆的环回测试

　　此种方式可以测试被测光缆的整条链路，以及所有的连接点。
　　由于采用环回测量方法，技术人员仅需要一台OTDR 用于双向OTDR 测量。在光纤的一端（近端）执行OTDR 数据读取。一次可以同时测试两根光缆，所有数据读取时间被减为二分之一。
　　测试人员需要2 人，一人在近端OTDR 位置，另一人位于光缆另一端，采用跳线或者发射光缆将测试的两根光缆链路进行连接。对光纤接续进行监测时由于增加了环回点，所以能在OTDR上测出接续衰耗的双向值。这种方法的优点是能准确评估接头的好坏。
　　由于测试原理和光纤结构上的原因，用OTDR单向监测会出现虚假增益的现象，相应地也会出现虚假大衰耗现象。对一个光纤接头来说，两个方向衰减值的数学平均数才能准确反映其真实的衰耗值。比如一个接头从A到B测衰耗为0.16 dB，从B到A测为-0.12 dB，实际上此头的衰耗为[0.16+(-0.12)]／2=0.02 dB。
　　此次，我们采用的就是使用发射与接收光缆的环回测试，发射光缆采用1千米左右的假纤。