光時域反射儀（OTDR）測試光纜線路曲線故障分析

一、光纜傳輸網絡概述

光纜傳輸網是我國公用通信網和國民經濟信息化基礎設施的重要 組成部分，它是公用電話網、數字傳輸網和增殖網等各種網絡的基礎網。

二、otdr 的測量原理

光脈沖發生器產生的脈沖驅動半導體激光器而 發出的測試光脈沖進入光纖沿途返回到入射端的光。就其物理原因 包括兩種：一種是由于光纖折射率的不匹配或不連續性而產生的菲 涅爾反射；另一種是由于光纖芯折射率，微觀的不均勻而引起的瑞 利散射。瑞利散射光的強弱與通過該處的光功率成正比。而菲涅爾 反射又與光纖的衰耗有直接關系，因此，其強弱也就反映了光纖各 點的衰耗大小。由于散射是向四面八方的，因此這些反射光總有一 部分傳輸到輸入端。同時，如果傳輸通道完全中斷，從此點以后的 后向散射光功率也降到零，因此，根據反射傳輸回來的散射光的情 況又可以判斷光纖斷點的位置和光纖的長度。otdr 就是通過測量被 測光纖所產生的后向散射光，以及菲涅爾反射光來測量光纖的衰減 特性，故障點、光纖長度、接頭損耗等光特性，并能以軌跡的形式 顯示到顯示器。

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三、曲線故障測試實例分析

1、故障判斷及類型。

主要有兩類：全程損耗增大和完全中斷。
光纜線路損耗增大和中斷的原因歸納起來有如下幾點：a、有彎曲和微彎曲。這里指的是外因造成的光纜變形和彎曲。b、因光纜本身質量引起的損耗增大。例如光纜溫度特性不好，當溫度變化時，損耗增大。或者制造光纜的材料因氣溫變化引起熱脹冷縮不均勻而造成光纜或光纖的微彎曲。c、光纖接頭故障。光纖固定接頭有粘接法、熔接法、精密套管和三棒法。目前國內基本上都采用熔接法。不管采用哪種方法，由于在接頭部位光纖的原涂覆層已經去掉，連接后雖經保護但該部位纖維自身的強度、可撓性都比原纖維差，同時，該部位的可靠性要受到保護工藝和方法、保護材料、操作技巧以及當時的環境污染、氣候等諸因素的影響。架空光纜還要受到日曬雨淋和風吹擺動、車輛震動等影響，這些都有可能使接頭部位發生故障。在光通信應用的前期，有些光纖是硅橡膠涂覆層，保護較困難，接頭部位出現故障的可能性更大。接頭部位的故障多數為中斷性，也有少數表現為衰耗大幅度增加，導致全程衰耗超出允許范圍，這種故障發生的前幾天，可能出現通信不穩定。d、外因造成的故障；這種故障大多發生在光纜的中間非接頭部位（當然接頭附近有可能）。例如架空光纜由于外界人為原因造成的損傷（砍樹時砸斷光纜）、起大風倒桿或樹木刮傷光纜；直埋光纜容易被修路工人挖傷，管道光纜則可能由于管道損傷、人孔內人為造成損傷、管道內鼠咬傷光纜等。

2、故障的實例分析。根據以往實際維護工作經驗以及測試到的線路狀況，光纖出現障礙后主要產生有以下幾種曲線：

a.光纖斷裂

注：虛線為原測試曲線，實線為光纖斷裂后所測曲線

出現這種障礙的原因一般是由于受外力影響，使得全部或部分光纖重新接續，才可修復障礙。例如，2012年10月份寶山至烏爾科二級干線發生障礙，經測判距離寶山36km處出現大的菲涅爾反射峰，而且后方是噪聲曲線、通過與參考曲線及原始資料核對，判斷出該條光纖出現斷纖，于是馬上組織相關人員及維護人員趕赴現場，到達現場后發現寶山至烏爾科光纜已被修路的翻斗車刮斷，經二小時積極搶修恢復電路，線路暢通。20112年9月阿木古郎至莫達木吉段直埋光纜通信告警，經測試發現距離阿木古郎21km處曲線有明顯變化，產生菲涅爾反射峰，阿木古郎至莫達木吉正常通信距離為三十二公里，依據測試曲線判斷出光纖斷裂，經核對資料判明障礙地點，檢查發現光纜路由上有多處直徑近四厘米的圓洞，初步判斷為雷擊，重新布放光纜割接后恢復通信。

b.尾端反射峰過高

尾端反射峰過高是由于光源的動態范圍過大，而光纖的長度過短，使得輸出光功率比較大，形成高反射，出現這種情況時，可以在接收端加衰耗器來抑制。例如，海拉爾至牙克石段區內一級直埋光纜線路，當工程施工完成后，驗收測試各條光纖指標符合要求，而且光纖接續質量非常好，線路損耗很小，當光纖端開通后，對端接收異常，經光功率測試發現該中繼段距離較短，而且出現光功率過大，導致接收異常，經在接收端加入衰耗器后光端恢復正常 。

c.出現損耗臺階

出現損耗臺階的原因比較多一些，光纖接續質量低，冬天過低的溫度對接頭的影響，接頭盒進水，光纜受力壓迫，光纖因靜態疲勞而老化等等，都會產生損耗臺階。所以，對這種障礙的處理要根據具體情況而定。例如，2012年11月份根河地區平均最低氣溫已達35度左右，根河特至金河的區內二級干線光纜從測試發現一接續點衰耗增大，出現了大的衰耗臺階，發現障礙隱患后，經技術人員認真核對，確認為接頭點，馬上組織人員到達現場，打開接頭盒 后發現由于接頭盒密封不好漏進雨水，溫度驟然降低后已凍成冰塊，并且整個盤纖盤連同光纖一同凍住，光纖受凍擠壓后形成損耗，隨時都有斷纖的可能，于是馬上采取措施，實施監測，光纖線路衰耗也恢復到正常，避免了一次通信中斷障礙。

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d.無反射峰

這是由于末端尾纖受外力影響使光纖發生較為嚴重的彎曲，測試光脈沖無法在末端產生明顯的菲涅爾反射。在這種情況下可在對端重新測試一次來判斷末端尾纖的好壞，并根據實際情況進行處理。例如，根河―伊圖里河架空光纜線路，由于該光纜采用中心束管式，十根光纖都在中心一個塑料管內，當冬天氣溫很低時，塑料束管回縮，彈出盤纖盤，則在此處對光纖形成了嚴重的彎曲，如超出容限就會影響通信。另外，在一次光纜驗收中測試發現該類型曲線，核查線路距離與實際相符，初步判定為對端尾纖不好引起，于是到達對端檢查發現該處尾纖由于施工人員在立光端機時不小心擠壓產生。