如何用OTDR 准确查找故障点

赵 飞

（大连理工大学，大连 116000）

0 引言

不管是前期光缆介质安装施工，还是后期线路的维护，使用OTDR 精确地对光纤进行测试是十分有必要的，特别对于线路故障的查找更显得此工具的重要性，要求维修人能快速精确地找出故障所在的位置。而在实践中，比如具有故障点位置测试不准及分析不恰当等现象。

从而造成线路阻断时间过长，给线路维护人员提出了更高的要求，这些都要求线路维护人员熟练操作OTDR 和熟记线路路由。

下面重点进行这方面的分析。

1 光时域反射仪工作原理

1.1 光时域反射仪工作原理

OTDR 是依据广东瑞利散射及菲涅耳反射的原理，进而对光纤进行测试，其中光纤衰减损耗是使用瑞利散射验证的，连接点、断点及光纤终端的获取是通过菲涅耳反射原理定位而得。这好比是OTDR 工作过程像是一部雷达，先对光纤发射一个信号，进而观测返射回来的信息，然后重复做这个过程，然后显示出结果，这个过程需要抽样、量化、编码，从而造成仪表本身固有的偏差。

1.2 OTDR 仪表设置

对于一个仪表来说，参数设置不同测试结果也不同，会造成故障点错误。

1.2.1 折射率

在设置光时域反射仪器时，应当与被测光纤折射率数据一致，若两者不同将会导致OTDR 测试光纤距离的精准度，在实践过程中，购买的光缆来自不同厂家其折射率则不同，施工时采用不同型号的光缆，型号不同其折射率也不一样。因此测试时，正确设置折射率很重要，若要测的几段光缆折射率不一样，可以进行多次设置，进而减少偏差。其折射率系统每0.01的区别，会导致产生7m/km 的偏差出现，而对于距离长的光纤，影响距离偏差更大，无法查找故障点。

1.2.2 测量范围

所谓量程指的是OTDR 数据取样的最大距离。一般应遵循测试时应依据测光纤的长度确定适当的量程的原则。一般大于被测光纤链路的长度，不能超过两倍距离，容易产生鬼影，造成距离不准，消除鬼影方法一般在反射前端加衰减器或选择短脉冲宽度，测量时选择的量程越大，测试结果的偏差就越大。

1.2.3 脉冲宽度

OTDR 设置脉冲宽度可以影响测量距离长短，脉宽是指OTDR 针对光纤反射出来的功率的强弱，距离的分辨率取决于脉冲宽度，对于分离事件而言，距离分频率起着十分重要的作用。所以，需依据测量光纤线路的长度，较好的设置OTDR 所测量量程及设置脉冲宽度。一方面要确保没有盲区效应，两一方面要确保背向散射信号区域的分辨率足够，可以清晰的看到光纤线路上的任一的一个事件点。

1.2.4 波长的选择

波长的选择对测量距离也有很大影响，如果两次设置不同距离差距越大。通常OTDR 有两种波长供选择，分别是1550nm、1310nm，其两者对比得出，对光纤弯曲敏感的是1310nm，1550nm 和1310nm 相比，其长度衰减较小，熔接或连接损耗高些。1550nm 和1310nm 对同一个衰减点损耗也不一样，在实践过程中，通常将这以上两种波长进行测试及对比。

1.2.5 平均时间

OTDR 进行测试时，即向被测光纤发出一光脉冲，在规定的时间期间，通过对返回的背向散射的光信号来采样，对采样的结果进行均值计算，目的是去掉一些随机事件。因为采集结果都避免不了噪声，导致测试的结果不够精确。通常来说，平均时间越长，其信噪比将越高，这对OTDR 提出新的要求应测试时间久，其平均时间越长，抑制信号的效果越明显，损耗测试的结果越准确，到了一定极限时，其精度不再改变。遇到光缆故障进行维修时，维修人为了尽快完成测试，需尽快找到故障发生的地方，通常最佳测试时间为30S 之内，然而对于日常维护，对光纤备用纤芯的设备测试时，时间可定的范围为0.5～3分钟之间。

1.2.6 门限值

对于一个完整光纤线链路中，想分享某点衰减多少，如果把门限值设置过高，线路中小于它的衰减事件点都显示不出来，一般把门限值设置为0.05DB，这样可以清楚看到整个光纤链路中有损耗点的位置，给线路维护提供帮助。

2 减少误差的几点方法

2.1 光纤连接器不清洁

若测试过程中其物理连接性能不佳时，会导致曲线上出现一些噪声及毛刺，这种现象在实践中时常碰到，比如在一些风沙大、尘土多的情况下，不管是户外还是户内对光缆进行抢修工作时，清洁是必不可少的，仔细的清洁会让测试的结果更加的精确，因此在测试中不可忽视清洁，每次测试前用99.9%工业酒精清洁光纤连接器接口，这样可以降低放射。

2.2 正确使用仪表

在实践过程中，在正确选取被测距离的测试范围基础上，适当的设置脉冲宽度，折射率和游标的位置。由实践得出，目前的单模光缆线路其光纤的折射率取值为1.4677～1.4800。若选用的是单模光纤6.652，在实践时选用的波长是1310nm，其范围为1.4677～1.4682，如果波长是1550nm，其范围通常为1.46820～1.46850。最好的方法就是根据线路竣工资料，查找折射率，折射率设置不同距离差距太大。测试时的最佳测试范围应该为待测光纤长度1.5～2倍距离，距离设置过长容易产生鬼影，假如实践时，对距离长短不确定时，需遵循的原则是现场距离后短距离，然后观察显示屏中整个光纤后向散射的曲线，进而选取适当的测量量程，最终制作完整地曲线图。

2.3 接入假纤消除盲区

在线路维护中，距离测试点很近发生断纤，OTDR出口会有产生盲区，需接入假纤消除盲区。

2.4 OTDR 校正

长期使用OTDR 会产生一定误差，需专业人员进行校正。

2.5 建立完善资料

一般情况下，故障点的光纤长度、地面上长度、光缆皮的长度，它们之间的数据是不同的，实践过程中，假如有完整的原始材料就能够快速精确的找到故障点所在地方，因此需构建完善的档案。竣工资料、仪表型号、接头位置、施工记录等都是原始材料。在施工过程中，因为光纤长度、光缆长度、现实距离三者之间不一致，应根据原始资料把光纤长度换算为对应的皮长，然后把皮长计算成对应的实际距离。

综上可知，导致OTDR 测试出现偏差的因素很多，其中主要是由人为和仪表因素引起的。因此，在通常的维护过程中，需掌握引起偏差的原因所在，避免人为因素产生偏差，进而快速地找到故障发生点，缩短通信阻断的时间。