OTDR的选型及常见问题分析

施阳光

（中国电子科技集团公司第四十一研究所，安徽 蚌埠 233006）

一、引言

光时域反射仪 (optical time domain reflectometer，简称OTDR)，可以显示光纤光缆的损耗分布特性，确定连接点、故障点和断点的位置，测量光纤的衰减系数、两点间损耗和接头损耗，由于其具有单端非破坏性测量特点，是光纤光缆生产制造、施工及维护中常用测试仪器。

二、OTDR的工作原理

OTDR工作时由激光源发射脉冲光束注入被测光纤，由于光纤本身的特性和掺杂成分的非均匀性，使光在光纤中传输产生瑞利散射，由于机械连接及断裂等原因使光在光纤中传输产生菲涅尔反射，这些散射光和反射光一部分反向传回到输入端。利用观察瑞利后向散射光强度变化，即可确定损耗分布、熔接损耗等，利用观察菲涅尔反射即可确定光纤的断点、故障点等。OTDR的工作原理框图如图1所示。

三、OTDR的选型

近年来，国内OTDR的功能越来越多，指标越来越高，繁多的品牌和差异化的价格使不少用户在选择OTDR时看花了眼睛。在选择OTDR时，主要从以下三大方面考虑。

（一）功能性

功能性主要考虑OTDR的使用环境、测试波长和功能模块等。

图1 OTDR原理框图

首先根据测试对象的类型以及相应的网络标准、工作波长，来选择需要使用的测试波长，目前市面上单模OTDR常用的测试波长有1310nm、1550nm、1490nm、1625nm等波长，多模OTDR常用的测试波长有850nm、1300nm。

许多OTDR还有附加模块功能，如VFL（可视性故障定位）、光功率计、光源、光纤端面检测、光缆普查等。用户可以根据实际需求进行选择。

除此之外，如果经常在户外作业，购买者还需留意OTDR的待机时间、显示效果、便携性和接口，有的厂家会标配U盘，方便用户存储、传输测试曲线。

（二）指标

指标主要考虑OTDR的动态范围、盲区和测距准确度。

动态范围反映了OTDR的测距能力，相同光脉冲下，动态范围越大，OTDR的可测光纤距离就越长，现在市面上，一般经济型的手持OTDR的动态范围在30dB左右，使用1550nm波长测试，理想情况下，最多可以测试150km的光纤。实际链路中的光纤并不理想，存在着熔接点、分路器、连接器、波分复用器等，需要用户对动态范围有一个粗略的估算。

盲区反映了OTDR对短距离光纤链路的测试能力，分为事件盲区和衰减盲区。事件盲区可以理解为OTDR检测到一个菲涅尔反射后能够连续检测到另一个事件点的最小距离，而衰减盲区则表示在检测到一个菲涅尔反射后，OTDR能够精确测量连续事件损耗的最小距离。同等光脉宽下，小的盲区对连续事件点的分辨能力更强。

测距准确度反映了OTDR所测得的光纤长度与光纤真实长度偏差的程度，与OTDR的取样分辨率有关，同一量程下，取样分辨率越高，测距准确度也就越高。而当测试量程增大，取样分辨率会随之降低，目前许多品牌的OTDR推出了高分辨测试模式，在牺牲测试时间的前提下，提高了大量程的取样分辨率，对精度要求高的用户尤其需要注意这个指标。

（三）性价比

在选择OTDR时，需要根据使用需求决定OTDR的指标范围及相关型号，过度追求较高的功能指标从经济性和实用性上来说都是不可取的，同时售后服务的便利性及维修成本也需要纳入考虑范围。OTDR的使用年限一般在5年以上，选购适用的型号将会为后期的使用带来便利。

四、OTDR的使用技巧

（一）手动测试时测试条件的设置

OTDR一般具有“自动测试”模式，可以智能选择测试条件，满足用户的基本使用需求，但也存在需要手动设置参数进行测试的情况。举例来说，使用OTDR去测试末端连接10m跳线的5km光纤，选择自动测试时，OTDR会选择较大脉宽以得到正确的平均损耗，这也就导致末端的盲区较大，虽然可以分析出5km光纤的链路信息，但分析不到末端的10m跳线。为了测出10m跳线，就需要将脉宽设置为最低值，同时将OTDR的输出信号调至最弱来减弱末端反射，此时OTDR只能测出5km光纤尾端的反射峰，曲线链路的损耗以及链路中的事件点都被淹没在噪声中，但反射峰的宽度最窄，盲区最小，更容易读取后端的跳线。由此例可以看出，根据测试目的的不同，测试条件的选择也不一样，为获得最准确的链路情况，手动测试是必不可少的。

（二）附加光纤的使用

附加光纤是一段用于连接OTDR和待测光纤，长100～1000m的光纤，主要的作用是处理前端的盲区。一般来说，OTDR与待测光纤之间的连接器引起的盲区最大。实际测量中，附加光纤的使用可以使待测光纤的始端落在OTDR曲线的线性稳定区，避免出现待测光纤始端存在事件点而分析不到的情况。

（三）鬼影的识别和处理

鬼影是由光纤线路中某点很强的菲涅尔反射引起的二次及二次以上反射，因反射落在平坦的测试曲线上，造成了一种光纤有故障点的假象。鬼影形成的原因有：①菲涅尔发射功率远大于后向瑞利散射光功率；②被测光纤长度大于OTDR所选测试量程。OTDR发射光脉冲频率较高，反射回始端的光脉冲还没达到始端，第二个光脉冲又发射出去，它们在线路的某一点相遇而形成鬼影；③OTDR与光纤、光纤与光纤接口损耗大。当脉冲遇到大的反射接头时，一部分脉冲会返回始端，与其他光脉冲相叠加而形成鬼影。

识别鬼影可以从鬼影的两个主要特征入手，一是曲线上鬼影处未引起明显损耗，二就是鬼影与始端的距离是强反射事件与始端距离的整数倍。判断出鬼影之后，可以通过放大测试量程（OTDR测试量程大于被测光纤的两倍）、减小OTDR输出信号的强度、在强反射处通过使用折射率匹配液或者弯曲光纤减弱反射回始端的光等措施来消除鬼影。

五、常见问题分析处理

（一）测试结果不准

当OTDR能正常测出曲线时，测量结果不准一般可以分为测试光纤长度偏差大和测试光纤损耗偏差大两种情况。

长度偏差大可能与设置的折射率有关，不同类型和厂家的光纤的折射率是不同的。设置不同的折射率测同一段光纤，测得的长度也不一样。排除折射率因素后，则可能与测试曲线的原点未归零、选择测试量程过大、仪器信号弱自动分析事件点不准、将鬼影视为事件点等原因有关。

损耗偏差大可能是因为设置的脉宽与输出信号强度不当导致曲线饱和或者太弱、选择测试损耗的类型参数不当（如想得到平均损耗而误选择反射损耗）、OTDR的光输出头匹配差，如接头端面脏、接头类型与被测光纤的接头类型不同（如将APC的接头与UPC相连）等原因造成的前端曲线拖尾。测试光纤前，清洁OTDR的光输出头和被测光纤的端面可避免多种问题的出现。

（二）测不出曲线

当OTDR测不出曲线时，首先需要使用VFL等工具判断被测光纤近点是否有断点或者弯折损耗大的地方，排除光纤因素后，一般是由输出接头不匹配造成，包括接头进入灰尘或其他污染物，长期磨损匹配差，接头类型不匹配，陶瓷连接器碎裂等原因。排除外部因素后仍不能测出曲线，极有可能仪器内部出现问题，如OTDR内部光纤折断，电路板故障等。

（三）提示被测光纤含有光信号

出现提示时，首先应当确定被测光纤中是否确实含有活动光信号，可以使用光功率计辅助测试。若被测光纤中含有活动光信号，应停止使用OTDR测试该光纤，防止对OTDR的激光器造成永久性损伤，确认关断光信号来源后再进行测试。在无法切断光信号来源的情况下，就需要使用具有online-test（在线测试）功能的OTDR，通过在OTDR的光路中添加滤波器，直接阻隔特定范围的光来实现对含有活动光信号光纤的测量。在确认被测光纤不含活动光信号的情况下，OTDR仍弹出提示，则可能是仪器电路出现故障。

六、结论

光纤通信以其传输距离远、信息容量大且通信质量高等特点已经成为当今信息传输的主要手段，OTDR随着光纤通信技术，特别是FTTH的广泛应用也越来越普及。对于光缆网络维护人员，为了确保光纤网络的正常运营，掌握和了解OTDR的主要性能指标、正确和熟练的使用OTDR是非常必要的。