光時(shí)域反射儀（OTDR）測(cè)試光纜線路曲線故障分析

一、光纜傳輸網(wǎng)絡(luò)概述

光纜傳輸網(wǎng)是我國(guó)公用通信網(wǎng)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)信息化基礎(chǔ)設(shè)施的重要 組成部分，它是公用電話網(wǎng)、數(shù)字傳輸網(wǎng)和增殖網(wǎng)等各種網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)網(wǎng)。

二、otdr 的測(cè)量原理

光脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體激光器而 發(fā)出的測(cè)試光脈沖進(jìn)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(xù)性而產(chǎn)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(qiáng)弱與通過(guò)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(guān)系，因此，其強(qiáng)弱也就反映了光纖各 點(diǎn)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?shù)捷斎攵恕Ｍ瑫r(shí)，如果傳輸通道完全中斷，從此點(diǎn)以后的 后向散射光功率也降到零，因此，根據(jù)反射傳輸回來(lái)的散射光的情 況又可以判斷光纖斷點(diǎn)的位置和光纖的長(zhǎng)度。otdr 就是通過(guò)測(cè)量被 測(cè)光纖所產(chǎn)生的后向散射光，以及菲涅爾反射光來(lái)測(cè)量光纖的衰減 特性，故障點(diǎn)、光纖長(zhǎng)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(cè)試實(shí)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(lái)有如下幾點(diǎn)：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(zhì)量引起的損耗增大。例如光纜溫度特性不好，當(dāng)溫度變化時(shí)，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(guó)內(nèi)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(jīng)去掉，連接后雖經(jīng)保護(hù)但該部位纖維自身的強(qiáng)度、可撓性都比原纖維差，同時(shí)，該部位的可靠性要受到保護(hù)工藝和方法、保護(hù)材料、操作技巧以及當(dāng)時(shí)的環(huán)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(fēng)吹擺動(dòng)、車輛震動(dòng)等影響，這些都有可能使接頭部位發(fā)生故障。在光通信應(yīng)用的前期，有些光纖是硅橡膠涂覆層，保護(hù)較困難，接頭部位出現(xiàn)故障的可能性更大。接頭部位的故障多數(shù)為中斷性，也有少數(shù)表現(xiàn)為衰耗大幅度增加，導(dǎo)致全程衰耗超出允許范圍，這種故障發(fā)生的前幾天，可能出現(xiàn)通信不穩(wěn)定。d、外因造成的故障；這種故障大多發(fā)生在光纜的中間非接頭部位（當(dāng)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(shí)砸斷光纜）、起大風(fēng)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(nèi)人為造成損傷、管道內(nèi)鼠咬傷光纜等。

2、故障的實(shí)例分析。根據(jù)以往實(shí)際維護(hù)工作經(jīng)驗(yàn)以及測(cè)試到的線路狀況，光纖出現(xiàn)障礙后主要產(chǎn)生有以下幾種曲線：

a.光纖斷裂

注：虛線為原測(cè)試曲線，實(shí)線為光纖斷裂后所測(cè)曲線

出現(xiàn)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(xù)，才可修復(fù)障礙。例如，2012年10月份寶山至烏爾科二級(jí)干線發(fā)生障礙，經(jīng)測(cè)判距離寶山36km處出現(xiàn)大的菲涅爾反射峰，而且后方是噪聲曲線、通過(guò)與參考曲線及原始資料核對(duì)，判斷出該條光纖出現(xiàn)斷纖，于是馬上組織相關(guān)人員及維護(hù)人員趕赴現(xiàn)場(chǎng)，到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后發(fā)現(xiàn)寶山至烏爾科光纜已被修路的翻斗車刮斷，經(jīng)二小時(shí)積極搶修恢復(fù)電路，線路暢通。20112年9月阿木古郎至莫達(dá)木吉段直埋光纜通信告警，經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)距離阿木古郎21km處曲線有明顯變化，產(chǎn)生菲涅爾反射峰，阿木古郎至莫達(dá)木吉正常通信距離為三十二公里，依據(jù)測(cè)試曲線判斷出光纖斷裂，經(jīng)核對(duì)資料判明障礙地點(diǎn)，檢查發(fā)現(xiàn)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(fù)通信。

b.尾端反射峰過(guò)高

尾端反射峰過(guò)高是由于光源的動(dòng)態(tài)范圍過(guò)大，而光纖的長(zhǎng)度過(guò)短，使得輸出光功率比較大，形成高反射，出現(xiàn)這種情況時(shí)，可以在接收端加衰耗器來(lái)抑制。例如，海拉爾至牙克石段區(qū)內(nèi)一級(jí)直埋光纜線路，當(dāng)工程施工完成后，驗(yàn)收測(cè)試各條光纖指標(biāo)符合要求，而且光纖接續(xù)質(zhì)量非常好，線路損耗很小，當(dāng)光纖端開(kāi)通后，對(duì)端接收異常，經(jīng)光功率測(cè)試發(fā)現(xiàn)該中繼段距離較短，而且出現(xiàn)光功率過(guò)大，導(dǎo)致接收異常，經(jīng)在接收端加入衰耗器后光端恢復(fù)正常 。

c.出現(xiàn)損耗臺(tái)階

出現(xiàn)損耗臺(tái)階的原因比較多一些，光纖接續(xù)質(zhì)量低，冬天過(guò)低的溫度對(duì)接頭的影響，接頭盒進(jìn)水，光纜受力壓迫，光纖因靜態(tài)疲勞而老化等等，都會(huì)產(chǎn)生損耗臺(tái)階。所以，對(duì)這種障礙的處理要根據(jù)具體情況而定。例如，2012年11月份根河地區(qū)平均最低氣溫已達(dá)35度左右，根河特至金河的區(qū)內(nèi)二級(jí)干線光纜從測(cè)試發(fā)現(xiàn)一接續(xù)點(diǎn)衰耗增大，出現(xiàn)了大的衰耗臺(tái)階，發(fā)現(xiàn)障礙隱患后，經(jīng)技術(shù)人員認(rèn)真核對(duì)，確認(rèn)為接頭點(diǎn)，馬上組織人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，打開(kāi)接頭盒 后發(fā)現(xiàn)由于接頭盒密封不好漏進(jìn)雨水，溫度驟然降低后已凍成冰塊，并且整個(gè)盤纖盤連同光纖一同凍住，光纖受凍擠壓后形成損耗，隨時(shí)都有斷纖的可能，于是馬上采取措施，實(shí)施監(jiān)測(cè)，光纖線路衰耗也恢復(fù)到正常，避免了一次通信中斷障礙。

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d.無(wú)反射峰

這是由于末端尾纖受外力影響使光纖發(fā)生較為嚴(yán)重的彎曲，測(cè)試光脈沖無(wú)法在末端產(chǎn)生明顯的菲涅爾反射。在這種情況下可在對(duì)端重新測(cè)試一次來(lái)判斷末端尾纖的好壞，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)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(gè)塑料管內(nèi)，當(dāng)冬天氣溫很低時(shí)，塑料束管回縮，彈出盤纖盤，則在此處對(duì)光纖形成了嚴(yán)重的彎曲，如超出容限就會(huì)影響通信。另外，在一次光纜驗(yàn)收中測(cè)試發(fā)現(xiàn)該類型曲線，核查線路距離與實(shí)際相符，初步判定為對(duì)端尾纖不好引起，于是到達(dá)對(duì)端檢查發(fā)現(xiàn)該處尾纖由于施工人員在立光端機(jī)時(shí)不小心擠壓產(chǎn)生。