光时域反射仪测试法对光缆测试准确性的影响研究

李迎春 林强

摘要：随着光看在通信系统中应用的日益广泛，光时域反射仪在网络测试与维护中的作用逐渐凸显出来，光缆测试中光时域反射仪测试法走入了人们的视野，发挥着越来越重要的作用。下面，本文就对光时域反射仪测试法对光缆测试准确性的影响进行研究，以光缆测试中，光时域反射仪测试法的实践应用提供借鉴。

关键词：光时域反射仪测试法；光缆测试；准确性；影响；分析

在现代通信中，光纤以其高传输速率、高抗干扰能力及低传输误码率等优势被作为传输媒介的首选。国际上，通过管道、架空、水底、直埋等方式已经铺设光缆达上亿公路，规模哦昂达的光纤通信网络已经形成。但是，一旦光缆线路发生故障，对于光纤通信网的通信影响是巨大的。因此，快速、准确地对光缆故障实施定位检测将成为确保系统网络顺畅运行的必要环节。光时域反射仪作为光缆测试的重要仪器，其测试法对测试准确性的影响无疑需要给予足够的重视。

一、光时域反射仪测试法原理

光时域反射仪简称OTDR，是通过利用菲涅尔反射定理和广后向色散原理制成的，以用于测试光缆的故障点。光时域反射仪由方向耦合器、光源、取样分析器、光检测器及示波器五部门构成，其工作原理是光源产生强烈的探测激光脉冲，光线中脉冲传输时，就会形成瑞丽散射，部分的散射信号反射回去，被称之为后向散射信号。随之对后向散射信号依据光功率变化情况和时间区域差别实施抽样收集和量化处理，以在示波器上通过几何平面形式对被测光线反向散射曲线加以展示。

关时域反射仪的测试功能与优势还有如下几种：1、一体化模具加工、外形美观大方，防溅式设计，体积小、重量轻、坚固耐用。内置3个测试波长及可视故障定位(VFL)功能，是为FTTx网络测试量身订做的一款新品。2、 便携式，重量轻，方便使用；1.6m超短事件盲区；全量程0.125m采样分辨率，65k真实数据采样；3、快速自动测试，一键式操作，高级防反射LCD，强光下显示界面清晰可见，具有可视故障定位功能（VFL）；4、机内提供大容量数据存储单元；5、高速USB接口功能，波形文件转存及打印方便快捷，超长时间的锂电池供电时间，非常适合长时间外出施工作业，随机附送波形分析软件、轻松制作测试报表；6、在线升级功能，系统升级不必再返回原厂。

二、光缆故障分类及测试结果分析

随着光纤通信技术的不断推广和应用，光纤数字通信系统的测试、维护成为重要问题，光缆一旦发生故障，将直接严重影响正常通信。因此，快速准确地进行光纤光缆的故障定位测试，是迅速排除故障，确保光纤光缆线路畅通的重要环节。

通常来讲，光缆的故障主要包括两种类型：光缆断纤故障及光纤损耗增大故障。对管道光缆、直埋光缆或架空光缆来讲，均是由于外作用下导致的断纤故障，表现为光缆内光纤的部分断裂或全部断裂。在实施光时域反射仪测试法实施检测时，会存在两种差异性的反向散射信号波形，当波形呈较强的反射波峰且同负向大阶跃并存时，说明此处的断面良好，而当只有一个负向阶跃时，则说明光缆在此处呈粉碎性断裂。当光纤损耗增大故障发生时，其接收端接受的光信号必须低于正常值，导致通信质量的下降乃至中断，这一原因主要在于光缆质量、弯曲增大，在受到雷击时，光缆受潮损耗随之增大。找出邻近于故障的接头点位置。由于引用了光缆折射作为./01 的测试折射率，此时，曲线末端游标所显示的距离，即认为是光缆故障点与测试端间的距离。借助光纤接头衰耗点，调节游标，在曲测试时，当波形呈负向阶跃后信号时，且信号质量低于正常值，则故障点在负向阶跃处。当波形呈直角变化时，大多是由因光缆受潮引起的，故障点在两测试点中间的位置，一般而言，要对于光缆故障的位置进行准确的定位，其实还是比较容易寻找的，可以通过寻找最邻近位置和故障点之间的长度来进行判断，所以只要按测试数据查标石——距离对照表就可以得到故障点具体位置标石号。测出故障点与最邻近接头点位置之间的距离。然后要看准游标设置在曲线上最邻近故障点的光缆接头衰耗点上，仪表便显示出这两点间的距离，如这一般距离为零，那么故障点就在此接头内。

三、光时域反射仪测试法对光缆测试准确性造成影响的原因

（一）光时域反射仪本身的固有误差

光时域反射仪本身的固有误差在距离分辨率上加以反映，距离分辨率同抽样频率成正比，测试范围的不同，其距离的分辨率亦存在着差距，当抽样频率越高时，距离分辨率也随着越高。

（二）光纤折射率具有随机性

光纤本身的折射率并不是恒定不变的，在运用光时域反射仪测试法实施测试时，如果仪表上折射率的设置同折射率的实际值不统一时，就会影响光缆测试的准确性，导致故障定位误差的产生。

（三）光速近似值导致的误差

光时域反射仪在设计时，生产厂家往往处于对计算方便的考虑，将光速值定义为3*10的八次方，但光速的实际值应为2.99792458*10的八次方，这种误差之下，测试结果的误差往往在0.07%。对于光纤故障长距离故障定位的检测，这种因光速近似值导致的误差将更加明显。

（四）光纤扭绞和富裕度导致的误差

处于对光缆结构和机械强度方面的考虑，要求光缆中的光纤应有一定的富裕度。通常控制于0.2%同0.8%之间。而对于层绞式光缆，应使控制其實际长度大于光缆皮长，通常这一绞缩率被控制在一到三个百分点之间。

（五）测试中不当操作导致的误差

光时域反射仪测试法在光缆故障的定位测量中，往往由于游标设置不准或测试档位设置不当等操作上的原因，使得光缆故障测试的准确性受到影响，导致测试误差的产生。

四、减少光时域反射仪测试法对光缆测试准确性影响的措施

减少影响的措施主要包括三方面的内容：第一，正确使用光时域反射仪来实施测试。在测试中，选择的测试范围档应大于且最接近被测距离，并对脉冲宽度、游标位置及折射率进行准确设置；第二，确保原始资料的完善性。通常情况下光缆故障点的地面长度、光缆皮长、光纤长度等都不一致，在实施测试时，依据完整的原始资料就可对故障点进行准确的判断和定位。在原始资料的建立中，应包含接头位置、杆路资料、光纤累计长度、线路预留、绞缩率、中继段损耗、光缆折射率及工程施工记录等方面的内容；第三，在故障点的测试过程中，应尽量确保仪器设置同原始资料相一致的参数。快速定位法是从单端向故障点测试的。如量程的另一端用同样方法测试，以对比校核，则效果更佳，而且可以证实一个量程中有两个故障点的可能性。

五、总论

光时域反射仪测试法对于光缆故障的定点测试具有其独特的优越性，但是由于其自身、实际操作等方面的因素，会影响测试的准确性，采取积极的应对措施，将误差缩小至最小，以促进光时域反射仪测试法在通信领域中更为广泛的应用。

参考文献

[1]程利军.基于光时域反射仪的光纤测试及分析[J].河北电力技术.2008（2）

[2]蓝宗侦.光时域反射仪的原理与使用[J].标准与策略.2009年13期

[3]胡彩红.光时域反射仪在通信运行维护中的应用[J].电力系统通信.2009（5）