淺析OTDR測試地震光纜的應用

張旭東 吳小育 張和排 侯俊 牛萬勇

摘 要 OTDR作為光纖測試儀表之一，在光纜維護等領域發揮著重要作用。本文對OTDR基本原理和OTDR快速定位光纜線路故障的實際應用進行探討。

關鍵詞 OTDR;地震光纜;線路故障

引言

OTDR光時域反射儀的英文全稱是Optical Time Domain Reflect meter。它是利用發射光脈沖在光纖中傳輸時的瑞利散射和菲涅爾反射所產生的背向散射而制成的精密的光電一體化儀表，它被廣泛應用于光纜線路的維護、施工之中，可進行光纖長度、光纖的傳輸衰減、接頭衰減和故障定位等的測量。

1OTDR測試原理

OTDR測試是通過發射光脈沖到光纖內，在OTDR端口接收返回的信息來進行。當光脈沖在光纖內傳輸時，會由于光纖本身的性質、連接器、接合點、彎曲或其他類似的事件而產生散射、反射。其中一部分的散射和反射就會返回到OTDR中。返回的有用信息由OTDR的探測器來測量，它們就作為光纖內不同位置上的時間或曲線片斷。從發射信號到返回信號所用的時間，再確定光在玻璃物質中的速度，就可以計算出距離。OTDR測量距離[1]d=（c×t）/2（IOR），c是光在真空中的速度，而t是信號發射后到接收到信號（雙程）的總時間。

2OTDR盲區

OTDR在檢測光纖鏈路時，由于反射的影響，在一定距離（或時間）內不能檢測或準確定位光纖鏈路中的事件點和故障點。這里的距離就是我們所說的盲區。一般來講，OTDR 有兩類盲區：事件盲區和衰減盲區。OTDR盲區如圖1所示。

事件盲區是指菲涅爾反射發生后 OTDR 可檢測到另一個連續反射事件的最短距離。根據Telcordia 系列標準，事件盲區是反射級別從其峰值下降到-1.5dB 處的距離。

衰減盲區是指菲涅爾反射發生后 OTDR 能精確測量連續非反射事件損耗的最小距離。衰減盲區是從反射事件發生時開始，直到反射降低到光纖的背向散射級別的 0.5dB。因此，衰減盲區通常比事件盲區要長。

3OTDR測試地震光纜實際應用

（1）故障現象：當OTDR測試儀測試時出現“無法設置徑距”提示，無法判斷光纜的故障點。

原因：①地震光纜和通訊光纜相對比接頭顯得很特殊，OTDR與地震光纜連接需要兩根過度光纖，測試儀與光纜接頭有3處光纖連接器、耦合器，造成接觸點沒有接觸好或其他原因，光脈沖打不進尾纖。②斷點或故障點比較近，在OTDR盲區內無法測試出距離。

對策：①清潔連接器接頭，檢查OTDR尾纖連接情況，如果是尾纖有問題，更換尾纖。②調整OTDR的距離、脈沖參數設置。

（2）現象：①背向散射增強致斜率曲線產生波紋曲線圖，如圖2所示。

原因：①光纖本身受到損傷而產生小裂紋。②二次反射余波在端面產生反射。③曲線有與脈沖頻率相似的波紋曲線，受測光纖工作頻率與帶寬頻率剛好相同。

對策：①改變測試量程、脈寬或重新做端面，再測試“小峰”消失就是這原因，如“小峰”還存在，就是光纖自身受損而產生的。②改變測試脈寬，同時從受測光纖的兩端分別進行測量。

（3）OTDR測量出現小臺階（非反射事件）：實際光纖測量中這種情況很多見，曲線中間出現一個明顯的臺階，是故障點纖芯打折、彎曲半徑過小或是斷點經過熔接維修之后損耗過大造成此現象。

（4）曲線遠端沒有反射峰：首先測試光纖距離，曲線末端沒有任何反射就直接掉下去，而測試掉下去的地方沒有達到原先光纖的距離，就說明光纖在這個地方受到外力作用而斷，而且光纖斷了的地方端面不佳，達不到產生菲涅爾反射的條件。

4結束語

隨著地震大數據采集時代的到來，光纜大規模普及應用，OTDR是光纜施工中必不可少的光纖測試儀器，其光纜的日常維護和故障維修工作更顯至關重要的環節。本文概述了OTDR測試原理以及在實際使用中常出現的故障現象和解決方法，維修人員通過對OTDR常見故障分析，在測試過程中不斷建立和完善解決方案，為維修光纖快速準確定位故障測量打下堅實的基礎。

參考文獻

[1] 龍安仁.OTDR光纖測試法及在光纜施工中的應用[J].電子世界，2012（11）：47-49.

作者簡介

張旭東（1973-），男;畢業院校：武漢大學，專業：工程測量，職稱：助理工程師，現就職單位：中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司裝備服務處，研究方向：物探電纜、光纜維修等。