长途线路割接测试

中国联通安徽省分公司运行维护部 潘道仓

长途光缆线路割接日益频繁，割接成败直接关系网络安全，其测试方法也有别与工程测试，主要包括割接前的准备测试、接续中的损耗监测、割接后的验证测试等。

接续前的测试项目主要有：介入缆背向散射曲线和衰耗测试。

接续中的监测主要有：接续点定位，接续损耗监测，纤序纤芯识别。

割接后的验证测试，也就是光路全程测试：包括对号，全程背向散射信号曲线测试，全程传输损耗测试。

一、仪表设置

OTDR（光时域反射仪）是光缆线路工程及维护中不可或缺的测试仪表，可对光缆接头损耗，光路性能进行全面测试，它能将光纤链路的完好情况、故障状态，以曲线的形式清晰地显示出来（如图6.1），获得长度、损耗、事件等数据，供分析参考。割接测试，要及时获得准确数据，正确引导割接流程，保证每个环节有序、顺利、正确实施，仪表参数设置合适与否，对测试结果影响较大。

图6.1

OTDR测试仪，主要是根据被测光纤线路，设置恰当的测试波长、光纤折射率、脉冲宽度、测试距离、平均化时间，方可得到比较精确的测试数据。

1.测试波长，有1310nm和1550nm两个波长选择。不管是光缆线路施工还是光缆维护，用OTDR测试光缆传输链路进行背向曲线测试，通常选用1550nm波长。1310nm和1550nm两波长测试曲线形状是一样的，测得接头损耗基本相同。如果1550nm测试没有问题，1310nm测试肯定没有问题。由于1550nm波长对光纤弯曲损耗，比1310nm敏感得多，选择1550nm波长测试，可以容易地发现光缆全程是否存在弯曲过度情况。如果发现曲线有较大损耗台阶，再用1310nm波长复测，台阶消失，说明该处有明显弯曲过度，如果台阶仍然存在，该处光缆存在其它原因造成损耗大，需要排查。

2.光纤折射率。长途光缆线路用基本上都是G652和G655单模光纤光纤，它们的折射率在1.4600-1.4800之间，测试前要根据厂家提供的参考值来选定。G652光纤，在1310nm波长，一般选择1.4680，在1550nm波长，一般选择1.4685。折射率选择，对测试距离影响较大。

L=CT/2n [6.1.1]

其中,C是光速，T是入射光反射回来所用的时间，n是折射率，L为光纤长度，长度与折射率成反比。

ΔL/L=Δn/n1[6.1.2]

即长度误差与折射率误差成正比。折射率每偏差0.001，在1KM长度大约有0.7M的误差。

3.测试脉宽。光脉冲宽度过大会产生较强的菲涅尔反射，进而加大盲区效应。较窄的光脉冲有较小的盲区效应，但光功率过弱，相应的背向散射信号也弱，背向曲线起伏不平，测试误差也大。设置脉冲宽度既要保证没有过强的盲区，又要有足够的分辨率，看清曲线上每一个点。只有根据光纤长度先选择一个适当脉宽，测试一两次后，再调整，确定一个最佳值。

4.测试距离。即OTDR量程，也即OTDR横坐标能达到的最大距离，测试时应根据被测光纤的长度选择量程，最好是被测光纤的1.5倍。使被测曲线占到OTDR显示屏的70%，较清楚地测试损耗和长度。

一般选择了长度后，就默认了一个脉宽。距离与脉宽对应表如表6.1.1。

表6.1.1 量程与脉宽对应表

5.平均化时间。由于背向散射光信号极其微弱，一般采用统计平均的方法来提高信噪比。OTDR测试曲线是对每次输出脉冲后，反射信号的采样，并把多次采样做平均化处理得到，以消除一些随机事件。平均化时间越长，噪声电平越接近最小值，动态范围就越大，测试精度越高。当达到一定程度时，精度不再提高。为了提高测试速度，缩短测试时间，一般测试时间选在0.5-3min。

二、测试方法

以下简要介绍割接过程中典型测试项目方法。

1.介入光缆反向曲线。在接续前，必须对新建介入光缆进行反向曲线测试，检查介入缆性能，确保割接后在网性能。介入光缆一般距离不长，因放缆环境、敷设技术没有保证，或者是利旧光缆，或是拆除光缆等，其性能测试显得更加重要。测试要在光缆敷设前和完成后都要进行，且采用双向测试，以避开测试盲区，防止光缆端头附近有不良情况，特别是介入光缆在2KM以上时，其盲区可能达到5米。测试方法如图6.2.1。测试该段曲线要平滑、无台阶。

图6.2.1 介入光缆测试图

2.纤号识别。长途光缆线路两终端纤号是一一对应，但不能保证说明线路中间接续不存在错纤、鸳鸯纤。线路局部割接，即使按照预先设计的纤序接续，也难免出现原先终端纤序不一致，或因色谱不相同、或因松套纤芯不同、或因割接段中间有一个或多个接头被去除等，这就要求割接前能准确判明接续点原先纤芯的纤序。在割接有限的时间内，要采用各种有效方法，准确弄清楚纤序，避免恢复电路前，纤芯乱序而需对终端进行繁杂调序。纤芯对号，一般有三种方法。

第一种是红光发生器测试法。可以用在5-15KM光缆纤序识别。从终端活动连接器送光，或与明示纤序点临时连接送光，在接续点的纤头直接看到红光，辨别纤号。

第二种是微弯损耗识别测试法。在接头盒或裸纤处把纤芯微弯，插入损耗，终端OTDR扫描反向曲线的变化，有明显台阶者为所找光纤。采用这种方法，一定要选择1550nm波长，该波长对弯曲损耗非常敏感。测试法如图6.2.2。

图6.2.2 弯曲损耗识别测试法

第三种是介入光纤测试法，如图6.2.3所示。该方法在断点处，临时介入一段测试导纤，通过光纤长度的变化，来确定纤号。这种方法，需要一块简易仪表来判定临时连接的好坏，费时费工。在临时连接完好后，一定要断开仪表，再通知终端挂表对纤，防止两块仪表之间互相送光，损坏仪表。

图6.2.3 介入测试导纤识别法

图6.2.4 最小二乘法

接续损耗测试。光缆工程接续，通常要求平均接续损耗在0.08dB以下，线路割接平均接续损耗小于0.1 dB。测试方法是OTDR仪表直接连接到ODF架，首先定位接续点，选用最小而惩罚或五点法精测插入损耗，测试精度都比较高，折射率、量程、脉宽、光标定位等调整到最佳状态。

表二

表三

最小二乘近似方法按如下的原则确定直线：标识之间的所有测量数据到该直线的距离总偏差为最小。

如上图所示，直线L的方程为y=a+bx，并且n个数据点（x1，y1），（x2，y2）…（xn，yn）到直线L的距离总偏差应为最小。首先计算各点到该直线L的距离偏差（δ1,δ2,δ3,…），各偏差的表达式中包含了变量a和b，然后使各偏差的平方和E为最小，就可以求出变量a和b值，从而确定直线L。

在上述方程中，E最小化的充分必要条件见表二：

解表二方程，可得到如表三所示的变量a，b的表达式：

五点法与最小二乘法原理相同，采用五点分段统计直线，如图6.2.5。

图6.2.5 五点法

采取事件直读测试接续损耗是错误的，当测试时存在正增益情况和反射峰损耗，要正确分析和计算。

正增益损耗，即OTDR测试时，在背向散射曲线上出现上升的台阶，这是说明连接点之后的光纤比连接点之前的光纤产生更多的背向散射。事实上，光纤在连接点肯定是有损耗的，不可能有真正的正增益。如果连接的两根光纤的背向散射系数不同或者纤芯模场直径不同，就有可能在散射曲线上出现上升的台阶。遇到这种情况，应采用双向测试取平均值。

对于光纤连接某点（冷连接，毛细管连接）存在反射峰，说明在连接点存在菲涅尔反射。这时测试损耗的方法是，采用两点法。即第一游标定在反射峰前某点a，第二游标置于反射峰后某点b,然后把OTDR显示该两点的损耗减去两点之间光纤长度损耗，得到接续损耗。

其中，Sb、Sa分别是a、b点损耗，Lb、La分别是a、b点长度，Sab为a、b点两段光纤衰耗。

3.背向散射曲线测试。接续前后，均要对全程线路进行背向散射曲线测试，并对比前后变化，确保割接后的性能优于割接前，或优于割接设计指标。测试连接图如图6.2.6。直接把OTDR接到ODF架，选择合适设置（具体见上节，仪表设置），即可，一般只需单向测试。

图6.2.6 散射曲线测试连接图

4.全程传输损耗测试。全程损耗测试方法如图6.2.7。该方法采用光源、光功率计来测试损耗，即工程竣工测试，双向测试平均值是全程损耗的最终值。

割接测试，获得准确数据，诸如线路变动具体位置、长度，线路衰耗、曲线变化，对电路恢复的影响等，及时变更线路维护图、线路路由图，测试数据库（资料），要完整地反应到长途光缆线路维护资料中，作为后期维护、更改、检修、大修的重要依据，这也是割接后容易忽视的一项工作。