OTDR测试误差及规避方法探讨

黄广山

（山西省邮电建设工程有限公司，山西 太原 030012）

0 引言

如今，城市轨道交通发展速度逐渐加快，在其信号、通信、监控、供电及自动售检票等在内的各个专业系统中，光缆早已得到了大量的应用。OTDR是以光学原理、菲涅尔反射及瑞利散射等理论为根据制作而成，测试光纤线路时需要选择同一仪表测试，并确保各参数值的设置是相同的，这样能将误差减少。测试中，即便选用的仪表型号不同，但凡动态范围达标，且脉宽、折射率、距离、波长等参数设置没有变化，基本上也不会产生差别太大的测试数据。

1 OTDR工作原理

在使用OTDR时，通常是参照菲涅尔反射和瑞利散射原理来对光纤进行测试的，其中，通过菲涅尔反射原理定位能够获取连接点、断点及光纤终端，而通过瑞利散射能对光纤衰减损耗加以验证[1]。OTDR工作过程可以当作是雷达，首先将一个信号发射至光纤，通过对返射的信息进行观测，并不断重复该过程得到结果。在此过程中，由于涉及了抽样、量化及编码等工作，仪表本身难免会产生一定偏差。

2 OTDR测试方式及主要应用

2.1 测试方式

通过OTDR来对光纤线路进行测试，就会考虑到实时、自动与手动三种相应的处理方式。第一，在进行实时处理中，要求对于刷新曲线进行不断地扫描，但是因为曲线反复跳动和变化的缘故，因此使用频率相对偏少。第二，自动方式多用于对整条线路状况的概览，仅需完成折射率及波长等基本参数的设置即可，仪表在测试中能自动完成剩余参数的设定，按下自动测试键之后，可以让整个曲线和事件表都全部显示出来，整个测试操作简单、速度快且不会耗费太长时间，在故障段落及部位的查找中应用相当广泛。第三，通过手动的方式来设置主要的参数，主要是在测试曲线事件之中加以使用，在交换、移动游标的基础上，将曲线某一段落功能进一步放大，然后将位事件逐一的明确，这样就可以增加测试的实际精度，同样也能够提升其分辨率，最终在测试光纤线路之中得到应用。

2.2 主要应用

OTDR可用于测纤长及事件点位置；测光纤衰减与分布；测光纤接头的实际损耗度；测量光纤全回损。现以测量光纤距离的应用为例详细说明：测量光纤距离时，有关纤长计量主要是基于在进入光纤之后，激光同故障点相遇，这个时候就会直接朝着光时域反射仪所返回的时间间隔为依据进行的。为了能够进一步提升车辆的精确度，就应该考虑到合理的设置脉冲宽度和距离范围，通常情况下以被测纤长1.5倍进行距离的设置，使曲面将屏的2/3占满[2]。脉冲宽度会直接影响OTDR的动态范围，当增加被测光纤长度的时候，其脉冲宽度也会得到相应的增加，脉宽越大，其实际的功率就会越大，同时，当可测距离增加之后，其对应的分辨率还会降低。脉宽越窄，其测量的结果就会更加的精确。一般来说，基于光纤长度作为依据，合理选择脉冲的宽度，往往是连续进行两次试测后选取最佳值。

3 OTDR测试误差

3.1 OTDR本身误差

具体测试中，OTDR是以一定周期为根据，将光脉冲发送至被测光纤，同时参照一定速率抽样、量化及编码来自光纤的背后散射信号并存储、显示。因有一定的间隔存在于OTDR仪表抽样中，所以难免有误差，越短的采样间隔会采集越多的数据，此时能呈现出更高的定位精度，然而相应地也会延长测试中耗费的时间，最终会产生更大的测试结果文件。因正负一个采样点的缘故，光纤端点读出值也会有差异产生，且分辨率设置可能会引起误差超过8m的读出值。

3.2 事件盲区误差

设置的脉冲宽度增大后，OTDR输出能量也会相应的加大，且能延长可测距离，但此时也会加大事件盲区，导致分辨率及测试精度下降，为了促进分辨率的提高往往会选择OTDR纵横向放大功能，然后将测量误差和读数误差减少。如，在对光缆的单盘进行检测的过程中，为了规避开始段的盲区，就可以选择直接将几百米的裸纤接入OTDR输出端口，如此就能获取较为精确的测试数据。如果直接测试，需在盲区后曲线趋于平直的位置打游标，否则测试结果会有较大误差产生。

3.3 仪表设置不当误差

设置的距离范围如果小于被测纤长，会大幅提升产生误差的几率；衰减门限值一般为0.01dB，如果设置值过大，会导致光纤微弯，无法找到较小接头损耗、应力构成的轻微损伤，最终导致测量精度下降；设置的折射率不同于光缆上标示值时，同样会有误差产生；均化时间在测试信噪比的提升方面作用显著，要想使测试精度更高，均化时间需设置较长[3]。而要想将测试时间缩短，则需要减少设置的均化时间，总体而言需要统筹考虑；如果未能正确设置游标，特别是测接头损耗与反射事件时，需在事件曲线前沿设置游标，一旦设置出错就会有误差产生。

3.4 其他原因

光纤插接件，还需要针对连接器件做好定期的清洁处理，以此来防范对于物理连接性能造成影响，进而导致测试误差的出现。日常测试中，此类情况时常出现，一旦发生后曲线上会有严重毛刺、噪声产生，更有甚者无法测出曲线。因此，为了避免测试误差，必须做好清洁工作。

4 OTDR测试误差规避方法

4.1 准确收集整理原始资料

日常测试中，需要及时收集、整理线路资料并准确核对，完整的光缆线路资料作为必要的依据，主要是服务测量与定位障碍使用。作为测试人员，还需要建立出对应的资料，满足线路的需求。在实际的操作环节，针对光阿鲁纳起始点到接头位置的光纤长度都需要做好及时的累计处理，并且对于其实际的衰减值进行对应的记录，同时登记测试中使用的仪表型号、折射率等参数值，且要做好每处光缆余留的记录。此外，接头位置三维坐标、特殊地段、进室等光缆盘留长度也需要详细、完整地记录，光纤盘留长度包含接头盒、ODF架及终端盒等部位，在换算故障点路由长度时即可扣除。

4.2 减少盲区影响

一方面，可加入一段假纤。测试条件有区别时，盲区也会有很大差异。具体测试中，可将光纤仿真盒或长度适宜的一根尾纤加入，将OTDR盲区范围覆盖。另一方面，调整脉冲宽度。幅度相同的脉冲条件下，脉宽长获取的动态范围更大，然而也会加大盲区[4]。实际测量中，应以被测线路实际情况为根据，合理进行脉冲宽度的选择，在将背向散射信号曲线完整获取的基础上，尽量将盲区构成的影响减少。

4.3 正确使用仪器仪表

第一，设置参数。测试前，需要设定测试波长、折射率及脉宽等登记表参数。能否正确设置测试仪表基本参数，将会决定测量数据的可靠性与正确性。第二，选择测试范围档。有关测试范围档的选择中，应以不同长度被测物为根据，保障合理性。最佳测量范围一般情况下是控制在1.5倍-2倍待测光纤长度的距离上。第三，合理选择测试点。需要在相应拐点上放置光标位置，为促进准确度的提高，可结合OTDR放大功能。调节放大键能放大图形至每格25m，分辨率不超过1m，此时取得的测试结果相当准确。

4.4 清洁接头部位

测试端在OTDR接口端插入光线接头前，需要认真做好相应的清洁工作，尤其需要选择酒精棉对OTDR输出端口、被测光纤接头处轻轻擦拭，将尘埃去除干净，将由此可能构成的由于插入损耗过大而无法取得可靠的测量结果这一类情况规避，或避免曲线多噪音甚至影响测量顺利开展的情况。由于折射率匹配液或其他清洗剂会溶解光纤连接器内粘合剂，因此只能使用酒精进行清洁。

5 结束语

综上所述，OTDR测试有机结合了理论知识与实践经验，要求操作人员在掌握OTDR基本操作、曲线一般解析等基础知识的同时，也要注重对故障类型的大量收集，通过分类统计、多角、度多方面分析现场实际情况，确保操作结果的准确性。具体测试中，操作人员需要反复总结、思考，对测试实例展开分析，将误差引发缘由找出，促进测试精度的提高，这样才能够更精细、准确地判断和定位故障点，并将抢修时间缩短。