浅析OTDR测试地震光缆的应用

张旭东 吴小育 张和排 侯俊 牛万勇

摘 要 OTDR作为光纤测试仪表之一，在光缆维护等领域发挥着重要作用。本文对OTDR基本原理和OTDR快速定位光缆线路故障的实际应用进行探讨。

关键词 OTDR;地震光缆;线路故障

引言

OTDR光时域反射仪的英文全称是Optical Time Domain Reflect meter。它是利用发射光脉冲在光纤中传输时的瑞利散射和菲涅尔反射所产生的背向散射而制成的精密的光电一体化仪表，它被广泛应用于光缆线路的维护、施工之中，可进行光纤长度、光纤的传输衰减、接头衰减和故障定位等的测量。

1OTDR测试原理

OTDR测试是通过发射光脉冲到光纤内，在OTDR端口接收返回的信息来进行。当光脉冲在光纤内传输时，会由于光纤本身的性质、连接器、接合点、弯曲或其他类似的事件而产生散射、反射。其中一部分的散射和反射就会返回到OTDR中。返回的有用信息由OTDR的探测器来测量，它们就作为光纤内不同位置上的时间或曲线片断。从发射信号到返回信号所用的时间，再确定光在玻璃物质中的速度，就可以计算出距离。OTDR测量距离[1]d=（c×t）/2（IOR），c是光在真空中的速度，而t是信号发射后到接收到信号（双程）的总时间。

2OTDR盲区

OTDR在检测光纤链路时，由于反射的影响，在一定距离（或时间）内不能检测或准确定位光纤链路中的事件点和故障点。这里的距离就是我们所说的盲区。一般来讲，OTDR 有两类盲区：事件盲区和衰减盲区。OTDR盲区如图1所示。

事件盲区是指菲涅尔反射发生后 OTDR 可检测到另一个连续反射事件的最短距离。根据Telcordia 系列标准，事件盲区是反射级别从其峰值下降到-1.5dB 处的距离。

衰减盲区是指菲涅尔反射发生后 OTDR 能精确测量连续非反射事件损耗的最小距离。衰减盲区是从反射事件发生时开始，直到反射降低到光纤的背向散射级别的 0.5dB。因此，衰减盲区通常比事件盲区要长。

3OTDR测试地震光缆实际应用

（1）故障现象：当OTDR测试仪测试时出现“无法设置径距”提示，无法判断光缆的故障点。

原因：①地震光缆和通讯光缆相对比接头显得很特殊，OTDR与地震光缆连接需要两根过度光纤，测试仪与光缆接头有3处光纤连接器、耦合器，造成接触点没有接触好或其他原因，光脉冲打不进尾纤。②断点或故障点比较近，在OTDR盲区内无法测试出距离。

对策：①清洁连接器接头，检查OTDR尾纤连接情况，如果是尾纤有问题，更换尾纤。②调整OTDR的距离、脉冲参数设置。

（2）现象：①背向散射增强致斜率曲线产生波纹曲线图，如图2所示。

原因：①光纤本身受到损伤而产生小裂纹。②二次反射余波在端面产生反射。③曲线有与脉冲频率相似的波纹曲线，受测光纤工作频率与带宽频率刚好相同。

对策：①改变测试量程、脉宽或重新做端面，再测试“小峰”消失就是这原因，如“小峰”还存在，就是光纤自身受损而产生的。②改变测试脉宽，同时从受测光纤的两端分别进行测量。

（3）OTDR测量出现小台阶（非反射事件）：实际光纤测量中这种情况很多见，曲线中间出现一个明显的台阶，是故障点纤芯打折、弯曲半径过小或是断点经过熔接维修之后损耗过大造成此现象。

（4）曲线远端没有反射峰：首先测试光纤距离，曲线末端没有任何反射就直接掉下去，而测试掉下去的地方没有达到原先光纤的距离，就说明光纤在这个地方受到外力作用而断，而且光纤断了的地方端面不佳，达不到产生菲涅尔反射的条件。

4結束语

随着地震大数据采集时代的到来，光缆大规模普及应用，OTDR是光缆施工中必不可少的光纤测试仪器，其光缆的日常维护和故障维修工作更显至关重要的环节。本文概述了OTDR测试原理以及在实际使用中常出现的故障现象和解决方法，维修人员通过对OTDR常见故障分析，在测试过程中不断建立和完善解决方案，为维修光纤快速准确定位故障测量打下坚实的基础。

参考文献

[1] 龙安仁.OTDR光纤测试法及在光缆施工中的应用[J].电子世界，2012（11）：47-49.

作者简介

张旭东（1973-），男;毕业院校：武汉大学，专业：工程测量，职称：助理工程师，现就职单位：中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司装备服务处，研究方向：物探电缆、光缆维修等。