OTDR和光源功率計測試光纖接頭損耗

胡愛蓮 劉棟 張立巖 曹蓓蓓

【摘要】? ? 在實際光纜施工熔接中，通常采用OTDR測試光纖接頭損耗，但OTDR單向損耗包含了被接續兩根光纖的背向散射特性差異，并不代表光纖真實的熔接損耗，因此采用單向損耗作為熔接損耗的判斷標準，通常會造成誤解和不必要的返工。而光源功率計的測試原理相對簡單，只需從一個方向進行測試。本文基于某移動干線在開盤檢測過程中采用OTDR測試出現的熔接損耗“大正大負”現象，特設計實驗，分別采用OTDR和光源光功率計測試了熔接點損耗和光纜鏈路損耗，驗證OTDR雙向平均值的結果和光源光功率計測試結果趨于一致，從而證明OTDR測試熔接損耗和鏈路損耗的正確方法是雙向測試取平均值，單向熔接損耗不影響實際光纖的傳輸性能。

【關鍵詞】? ? OTDR 光源功率計? ? 熔接損耗 單向損耗? ? 大正大負

Abstract：In the actual welding process of optical cable construction， OTDR is widely used to measure the fusion splice loss. But OTDR one-way measured loss is not the true splice loss because its affected by the difference of backscattering properties of the two connected fibres. If the unidirectional loss is used as the criterion of splice loss， it often causes misunderstanding or even unnecessary rework. Compared with OTDR， the testing principle of Light Source and Power Meter （LSPM） is simpler and just need to test from one direction. In this paper， based on the phenomenon of “apparent Gain and Loss” of fusion splice loss happened in the opening test of a China Mobile trunk project， an experiment was designed to test the splice loss and cable link loss by using OTDR and LSPM respectively. The result shows that OTDR bidirectional average value is consistent with the test result of LSPM， so its proved that the correct method to test fusion splice loss and cable link loss by OTDR is to take the average value of bidirectional traces， and the unidirectional test result has no effect on the actual link loss.

Key words：OTDR， LSPM， Fusion Splice Loss， unidirectional loss， Apparent gain or loss

引言

在光纜施工熔接過程中，通常采用OTDR（光時域反射儀）來測試光纖接頭損耗，測試整段線路衰減時，則一般采用光源功率計進行測試，光源功率計測試損耗只需從一個方向進行測試，但單向測試方法對OTDR來說是不準確的，特別是用OTDR測試熔接損耗時，OTDR單向損耗與真實的熔接損耗沒有必然的關系，如果采用單向損耗作為熔接損耗的判斷標準，會造成對熔接損耗的誤解和不必要的返工，甚至影響工程進度。本文基于某移動干線在開盤檢測過程中出現的熔接損耗“大正大負”現象，特設計實驗，分別采用OTDR和光源光功率計測試“大正大負”熔接點的損耗和光纜鏈路損耗，驗證OTDR雙向平均值的結果和光源光功率計測試結果趨于一致，從而證明OTDR測試熔接損耗和鏈路損耗的正確方法是雙向測試取平均值，單向熔接損耗不影響實際光纖的傳輸性能。

一、OTDR測試熔接損耗和鏈路損耗

1.1測試步驟

1） 從待熔接的2盤光纜上各取下1m光纖備用（纜A長度為1.4km，纜B長度為1.7km）;

2） 將2盤待測光纜的外端熔接，記為“熔點0”;

3） 分別用OTDR測試光纜A和光纜B的內端，測試兩個方向（A->B和B->A）的OTDR曲線;

4） 計算下面兩個指標：

LOTDR：采用OTDR測試熔點0的雙向平均損耗

L鏈路 ：采用OTDR測試鏈路總損耗，此處鏈路指的是“光纜A+熔點0+光纜B”組成的鏈路

1.2測試結果

共選擇6芯光纖進行熔接，OTDR測試熔點0的損耗和鏈路損耗結果見下表1：

表1中7/31/32/103號纖單向損耗偏大，是選取“大正大負”比較明顯的測試驗證的光纖，23/55號纖單向損耗相對較小，作為對比樣。

二、光源功率計測試熔接損耗和鏈路損耗

光源功率計測試熔接損耗是一種破壞性測量方法，測量過程中需要將光纖接頭剪出，所以除非為了驗證光纖接頭損耗，通常在工程中不使用。

本文利用光源功率計，采用2種方案驗證“熔點0”的損耗值。方案一是比較準確的測試方法，但無法對已接續熔接點進行測試。方案二可以近似測出已接續熔點0的損耗，但該方法是破壞性測試，僅供參考。

2.1光源功率計測試方案一

2.1.1方案一測試步驟

1）將待熔接光纜B上事先取下來的1m光纖，兩端熔接到光源光功率計的尾纖上，光源光功率計讀數清零，并觀察讀數是否穩定。需要注意測試過程中尾纖保持固定不動;

2）將1m B光纖從中間掐斷，中間熔接事先從光纜A上取下來的1m光纖，此時功率計讀數P1=熔點3+1m A光纖+熔點4 ;

1m光纖的損耗可以忽略不計，熔點3和熔點4都是光纖A和光纖B熔接，因而可以認為近似相等，則

2.1.2方案一測試數據

光源光功率計測試P1數據見下表2：

2.2光源功率及測試方案二

2.2.1方案二測試步驟

1）在方案一的基礎上，將熔點3和熔點4掐斷，將光纖A取下來，將“光纜A+熔點0+光纜B”的整體鏈路，與被掐斷的B的兩個端頭接起來，此時功率計讀數P2=光纜A+熔點0+光纜B+熔點5+熔點;

P2比OTDR測試的L鏈路只多了熔點5和熔點6的損耗，如果P2與OTDR雙向平均鏈路損耗結果比較接近，則說明雙向平均的結果才是真實損耗，OTDR單向“大正大負”不會影響整體鏈路損耗。

2）將光纜A和光纜B從鏈路上掐下來，并將熔點0從鏈路上剪出（熔點0兩端都保留0.5m的A/B光纖），將熔點0接入熔點5和熔點6之間（此時變成熔點7和熔點8），此時讀數P3=熔點7+熔點8+熔點0;

熔點7是光纖A和光纖B熔接，熔點7=（P1）/2，而熔點8是A光纖自熔接，給定值熔點8=0.005dB，則P3=（P1）/2+0.005+熔點0，從而得到熔點0=P3-（P1）/2-0.005? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（2）

3）將步驟2）的熔點0調轉方向重新熔接此時讀數P4=熔點9+熔點10+熔點0;

三、OTDR與光源功率計測試結果對比

通過OTDR和光源光功率計測試的“熔點0”的損耗，對比見下表4：

從表4的數據可以看出，光源功率計測試的熔接損耗，與OTDR單向熔接損耗差異很大，但與OTDR雙向平均熔接損耗結果比較接近，說明OTDR雙向平均的結果才是真實熔接損耗。并且式2和式3測試結果無明顯差異，說明光纖熔接點本身是沒有方向性的。

通過OTDR與光源光功率計測試的鏈路損耗，對比見下表5。

從表5的數據可以看出，光源功率計測試的鏈路損耗P2與OTDR單向鏈路損耗差異很大，但與OTDR雙向平均鏈路損耗結果比較接近，說明OTDR雙向平均的結果才是真實的鏈路損耗。

四、結論

本文通過OTDR和光纖功率計兩種設備對熔接點和鏈路損耗進行對比測試，證明采用OTDR單向測試結果作為熔接損耗或者鏈路損耗的判斷方法是不正確的，當采用OTDR測試時，無論測試熔接損耗還是測試鏈路損耗，都應該雙向測試取平均值得到真實的結果。

OTDR雙向測試取平均值的方法在國際標準、國標、行業標準中都有規定，本文通過對比測試驗證了該方法的正確性、以及通過實測數據證明單向測試結果會帶來很大的誤差，給實際施工操作提供案例參考。

胡愛蓮（1985-）女，漢族，籍貫：湖北麻城，現就職于長飛光纖光纜股份有限公司，職務：長飛公司材料事業部工程師，主要從事光纖評審及技術支持工作

劉棟（1980-），男，漢族，籍貫：山西太原，現就職于中國移動通信集團有限公司，高級工程師，主要負責IT產品及傳輸配套產品集中采購

張立巖（1984-）女，漢族，籍貫：河北邢臺，現就職于長飛光纖光纜股份有限公司，職務：長飛公司國重與集團創新中心主任工程師，主要從事光纖測試及應用技術研究

曹蓓蓓（1980-），男，漢族，籍貫：湖北荊州，現就職于長飛公司光纜股份有限公司，職務：長飛公司國重與集團創新中心主任工程師，主要從事光纖產品技術分析工作

致謝：國家科技重大專項“大型先進壓水堆及高溫氣冷堆核電站科技重大專項”課題（課題編號：2019ZX06002018）