如何提高OTDR在工程中的测量精度

孙秀芳，祝永贵

吉林省东丰县南屯基镇广播电视站，吉林 辽源 136306

目前光纤技术在有线电视网络中得到越来越广泛的应用，准确掌握光纤网络情况，及时排出故障，对光缆施工、维护测试有着至关重要的作用。在有线电视光缆网络施工、维护测量中使用最广泛仪表就是光时域反射计（OTDR）。

OTDR主要用来检测光纤熔接点、连接器等连接是否正常，光缆有无折断及折断位置。OTDR不能用来精确的测量光纤损耗，光纤损耗的测量应使用光功率计和光源，OTDR测量的光纤损耗只能作参考。

1 OTDR的工作原理

光在光纤中传输时会向各个方向散射，其中包括背向散射（同光前进方向逆向散射）。OTDR就是利用光纤这特性，利用自身内部的发光器件发出光脉冲，对背向散射光强度进行接收、处理、比较，从而获得沿光纤传输损耗的信息。

长度测量：

设t为入射光脉冲注入到反射光脉冲返回OTDR时间，r为折射率，c为真空中的光速为3.0×108m/s。则光纤中光的速度为c/r，被测光纤的长度L＝（c/r）·t。这样OTDR对光纤长度的测量实际上转化为对时间t的测量，这就是OTDR名字的由来。

由OTDR的光源发出的光脉冲经光纤活动连接器注入被测光纤，在活动连接器处产生了一个菲涅尔反射（光纤端面空气引起的），光波继续前传，传输的过程中不断产生瑞利反射（背向散射），在光纤的终端又产生一个菲涅尔反射。菲涅尔和瑞利返回反射光进入OTDR，经处理后在显示屏上显示出来，由菲涅尔反射产生出两个反射尖峰，两个尖峰距离即为光纤长度，下斜线即为光功率衰减线。

菲涅尔反射光强度非常大，由于菲涅尔反射光强度远大于瑞利反射光强度，从而使OTDR电子原件进入饱和区，这段时间里OTDR不能进行任何光功率检测，从而形成盲区（盲区分为“事件盲区”和“衰减盲区”）。换句话说，“盲区”就是由于受强烈菲涅尔反射的影响，光纤瑞利散射信号曲线的始端光纤和接头的传输损耗无法观测，信号曲线被掩盖的这一段距离范围称为“盲区”。盲区的出现，使测量误差进一步加大。

如果几条背向散射系数、光纤衰减系数、光纤直径不同的光纤连接在一起组成一个光网，使用OTDR测量连接处的损耗值误差将增大。这是因为OTDR接收的反射光功率同背向散射系数、衰减系数、光纤直径有关系。减少这种测量误差的方法是正反两个方向测量，取代数和平均数来消除测量误差。

2 如何正确使用OTDR，减少测量误差

1）测试前确认测试光纤无信号，以免损坏OTDR或影响精度；

2）正确选择测量量程。距离量程选择待测光纤2倍距离。注意选择脉冲宽度，这是因为脉冲宽度越大，注入光功率越大，测量距离越远，同时盲区越大；

3）使用“发射纤”和“接收纤”提高测量精度。为了弥补OTDR盲区这一缺陷，我们可在被测光纤两端接一段固定长度的光纤，一般为1km，它的主要作用是使端面反射峰远离测试纤，减少盲区长度，使测量更精确，并帮助判断光纤远端连接器的情况；

4）使用“折射匹配油”，减少测量误差。由于连接器的强反射是由光纤端面空气引起的，把折射率同光纤相同的“匹配油”注入连接器的缝隙中，使反射强度大大降低，增加测量精度；

5）双向测量，减少测量误差。不同光纤熔接组成光网，测量时应正反两个方向对光纤进行测量，测量结果取代数和平均数作为结果，以校正不同光纤的熔接带来的测量误差；

6）应用二次定位，精确故障点位置。若查几十公里光链路故障点位置，第一次用OTDR在机房测量只能定出一个大概位置，只凭这个很难找到故障点准确位置，这时需要二次定位。即在适当的地方把一个接续盒打开，挑出故障光纤剪断并熔上测试纤，进行二次定位，综合二次测量结果，就可很容易找到故障点；

7）遇到不同厂家生产的光纤或批号不同的光纤的接续这种情况，首先应从理论上分析产生损耗偏大的原因，进而认识产生这种情况的必然性，切不可盲目地、无休止地一遍遍熔下去，这样即不可能得到满意的结果，又影响了工程进度，由于不同厂商提供的光纤或不同批号的光纤，存在几何尺寸的微小差异，一般情况下称为模场直径不同，在这种情况下模场直径的不同是造成熔接损耗偏大的原因，因为测试工作中，OTDR测量的是反向散射光的强度，而模场直径大的光纤引导反向散光的能力相对模场直径小的光纤要弱，所以，当模场直径小的光纤去接续模场直径的光纤时，由于OTDR所捕捉到的光强度比正常情况要小，因而产生了熔接点的损耗，这个偏大的损耗，从理论上讲不应算是真正的熔接损耗，通常应采取双向测试平均法来计算出熔点的真正损耗。知道了损耗偏大的原因，在施工中连续熔接几次，取损耗较小结束即可；

8）在熔接工作中，光纤端面的处理十分重要，首先在去掉涂层后用酒精清洗干净，酒精应用纯度高、质量好的，在把光纤处理干净后，进行切割，切割端面要平直，不能有任何缺损，其端面在放入熔接机之前不应有任何损伤，千万不可觉得差不多就行。如果端面处理不当，可能造成熔接损耗偏大。

在熔接工作中，光纤端面的处理十分重要，首先在去掉涂层后用酒精清洗干净，酒精应用纯度高、质量好的，在把光纤处理干净后，进行切割，切割端面要平直，不能有任何缺损，其端面在放入熔接机之前不应有任何损伤，千万不可觉得差不多就行。如果端面处理不当，可能造成机器不熔接或熔接损耗偏大。

[1]孙康学，张金菊，等编著.光纤通信技术[M].北京：邮电大学出版社.

[2]张兆雄，等编著.有线数字电视网络维护与管理实用教程.

[3]肖华，等编著.解读数字电视.