光纜線路工程中光纖測試疑點分析

【摘要】文章從OTDR法測試機理出發，對工程和維護中光纖測試常見疑點現象進行分析，并對工程中如何提高光纖熔接質量和測試效果提出一些建議。

【關鍵詞】OTDR光纖熔接損耗

一、問題的提出

在工程和維護實際中，通常使用OTDR法對光纜線路衰耗及接頭損耗等進行測試，而在測試過程中常出現以下現象：（1）同一個光纜接頭中的個別光纖熔接點，用OTDR從兩個方向測量，出現“正負臺階”，有個別熔接點正負偏值較大，不同批次光纜纖芯接續時尤為明顯；（2）OTDR測試曲線放大后，有些光纖部分段落有波浪狀，甚至出現“鼓包”現象；（3）不同時間OTDR測試曲線的插損點數量有變化，長途光纜尤為明顯。

二、原因分析

2.1OTDR測試原理

光在光纖中傳輸時產生兩種反射：一種是由于纖芯縱向上局部折射率跳躍變化產生的菲涅爾反射光；另一種是由于纖芯內部存在直徑小于光波長的材料密度不均勻區，各區域之間微弱折射率偏差產生的瑞利散射光。OTDR法就是通過檢測瑞利背向散射光，觀測和分析從光纖中返回入射端的背向散射光的脈沖變化，來測量光纖的總衰耗、局部損耗及接續衰耗等；也可通過檢測瑞利散射光和菲涅爾反射光，來檢測光纖長度及斷點。

2.2光纖接頭處“正、負臺階”現象分析

一般情況，兩根光纖的參數不可能完全相同，因而其背向散射系數也不可能相同，如果兩根光纖的模場直徑（MFD）、相對折射率差不同，則兩端的背向散射系數會有較大差異。由于OTDR測量光纖衰耗采用的是后向散射法原理，從光纖的任何一端測出的值均包括：光纖的熔接損耗值和由兩根光纖模場直徑差異造成的附加值。

熔接衰耗值主要是由兩根光纖的參數不同以及施工工藝造成的，該值正是我們需要得到的數值。附加值是由兩根光纖模場直徑差異造成的。因為小模場直徑光纖傳導后向散射光的能力比大模場直徑光纖的能力強，所以當這兩種直徑的光纖熔接時，用OTDR測試熔接損耗就會產生附加值，這是由OTDR的測量原理決定的。

光纖兩端的背向散色系數的不同，在CRT屏幕上會顯示出一個較大的臺階，臺階的向下或向上取決于測試方向，臺階的明顯程度取決于兩光纖的參數差異程度。

通過上述分析，可以認為用OTDR在單方向測試時出現的“負衰耗”現象是正常的，也是必然的。所以，根據光纜線路工程驗收測試規范的要求，在工程上應當對OTDR的雙方向實測值取代數平均值，目的就是將雙方向的附加值中和，從而消除OTDR測試附加值的影響。

2.3OTDR測試曲線放大呈波浪狀及“鼓包”的原因分析

2.3.1對OTDR曲線呈波浪狀的分析

由于OTDR是對注入的光脈沖背向反射回來的光功率進行離散的抽樣檢測，檢測之后描繪出相應的曲線，該曲線是由許多微小的折線構成，不同儀表因其性能、精度及使用年限不同對測試曲線的表現是不同的。

2.3.2對OTDR曲線呈“鼓包“的分析

隨著技術的不斷提高，OTDR測試儀表的精度也越來越高，OTDR測試曲線能反映出光纖上更多細微的變化。當光纖某處存在較大缺陷（如雜質、氣泡等）時，“鼓包”現象在精密的儀表下就會顯得比較明顯。在工程中，一般取不大于0.05dB視為正常，不影響通信。

2.4不同時間OTDR測試出的插損點數量不同的原因分析

現在的OTDR精度都比較高，能測出十分細微的變化。由于每次測試的環境不同（溫度、濕度等），光纜纖芯本身衰耗特性會略有變化；另外每次測試時，不同儀表的精度不同、初始狀態不同、平均時間不同等因素，導致在儀表屏幕上顯示的插損點數量就會有多有少。

三、相關建議

（1）在光纜采購中，盡可能要求光纜制造廠家采用同一批次的光纖進行生產，同時必須對光纖的的各種幾何參數嚴加把關。（2）在工程和維護的OTDR測試中，無論測試光纖中繼段損耗還是接頭損耗，都必須采用雙向代數平均值來衡量。（3）可從光纜配盤的角度進一步改善光纖熔接指標。今后在光纜線路工程設計時應盡可能采用標準盤長，施工時應充分考慮配盤對熔接損耗的影響。

參考文獻

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