劉東文 王會(huì)義

【摘要】 結(jié)合實(shí)際工程中高速光纖通信系統(tǒng)建設(shè)時(shí)的問題，對(duì)工程設(shè)計(jì)中的光纖測(cè)試工作進(jìn)行分析，主要討論了高速波分系統(tǒng)建設(shè)時(shí)的光纖測(cè)試指標(biāo)的不同要求，并對(duì)實(shí)際光纖測(cè)時(shí)經(jīng)常遇到的光纖光纜終端的機(jī)械活接頭測(cè)量問題和光纜線路中的常見問題進(jìn)行了分析，給出具體的測(cè)試樣圖和處理方法。

【關(guān)鍵詞】 光是與分析儀（OTDR） 波分系統(tǒng) 維護(hù)余量

從2002年中國電信建設(shè)了第一個(gè)10Gb/s 高速波分復(fù)用系統(tǒng)開始[1，2]，至2013年中國移動(dòng)、中國電信、中國聯(lián)通又開始部署各自的100Gb/s高速波分復(fù)用系統(tǒng)，并且隨著100Gb/s商用產(chǎn)品成本的降低，高速光纖通信系統(tǒng)的部署將會(huì)迎來又一次的加速。然而，高速波分系統(tǒng)建設(shè)離不開光纖基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的測(cè)試[3]，這對(duì)于整個(gè)光纖通信網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)具有重要的意義。實(shí)際光纖測(cè)試方法有采用光纖光功率計(jì)和光接收器的雙端測(cè)試方法，也有采用光時(shí)域分析儀（OTDR）的單端測(cè)試方法。雖然光纖光功率計(jì)和光接收器測(cè)試方法可以迅速的得知光纖的衰耗信息，但其測(cè)試時(shí)所記錄的光纖信息較簡單，所以實(shí)際波分系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)為更為全面的獲得光纜纖芯的信息常采用OTDR作為光纖測(cè)試的主要工具。

文章結(jié)合實(shí)際10Gb/s、40Gb/s和100Gb/s高速波分系統(tǒng)對(duì)于光纖通信系統(tǒng)中的光纖鏈路指標(biāo)的不同要求進(jìn)行了對(duì)比，重點(diǎn)對(duì)便攜式光時(shí)域分析儀（OTDR）不同場(chǎng)景下的光線測(cè)試時(shí)出現(xiàn)的相關(guān)問題進(jìn)行分析，并討論對(duì)于色散偏振模分析儀（PMD CD）測(cè)試的影響。例如，光纜終端損耗過大問題、光纜線路衰耗過大和光纖指標(biāo)無法測(cè)試的幾種情況進(jìn)行了討論，并給出了實(shí)際的光纖衰耗測(cè)試曲線樣圖和處理方法。

一、光纖測(cè)試的需求分析

針對(duì)實(shí)際10Gb/s、40Gb/s和100Gb/s高速波分系統(tǒng)建設(shè)時(shí)對(duì)于光纖測(cè)試指標(biāo)的不同需求，結(jié)合實(shí)際商用產(chǎn)品的特點(diǎn)表1總結(jié)了這三種高速率波分系統(tǒng)工程建設(shè)時(shí)對(duì)于光纖衰耗要求、光纖殘余色散要求、光纖偏振模色散要求和光纖非線性容忍的要求程度（其中10Gb/s為直接接收系統(tǒng)， 40Gb/s分為非相干和相干系統(tǒng)，100Gb/s為相干接受系統(tǒng)）。

通過表1可知40Gb/s（非相干）高速率波分系統(tǒng)對(duì)于光纖殘余色散和光纖偏振模色散要求很高，這符合實(shí)際40Gb/s（非相干）波分系統(tǒng)建設(shè)時(shí)采用色散補(bǔ)償模塊總體補(bǔ)償后對(duì)每個(gè)信道再分別進(jìn)行電域上的光纖色散補(bǔ)償?shù)奶攸c(diǎn)[4]。同時(shí)40Gb/s（非相干）波分系統(tǒng)也對(duì)光纖偏振模色散要求很高，導(dǎo)致也必須在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)考慮。然而，40Gb/s（相干）、100Gb/s（相干）由于在接收端采用了DSP算法技術(shù)使得光纖色散和偏振模色散可以得到較好的補(bǔ)償，所以在相干波分系統(tǒng)建設(shè)時(shí)可以不考慮光纖色散和偏振模的影響。所以在波分系統(tǒng)前期建設(shè)論證時(shí)，對(duì)于光纜的光纖測(cè)試指標(biāo)顯得尤為重要。

二、實(shí)際光纖測(cè)試常見問題

本文結(jié)合高速波分系統(tǒng)設(shè)計(jì)和建設(shè)的實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，通過對(duì)于真實(shí)環(huán)境下光纖光纜終端局站的測(cè)試情況給出了幾種采用便攜式儀表（OTDR、PMD CD）的光纖實(shí)測(cè)情況。常規(guī)的OTDR測(cè)試過程中不便發(fā)現(xiàn)光纜兩端的機(jī)械活接頭衰耗，所以測(cè)試過程中采用2km跳接光纖作為OTDR的跳纖使用，以便發(fā)現(xiàn)光纜線路側(cè)法蘭盤機(jī)械接頭問題。如圖1所示給出光纖測(cè)試OTDR曲線圖（A：沒有加2km光纖的OTDR光纖測(cè)試圖；B：加入2km光纖后的OTDR后的光纖測(cè)試圖：C：OTDR測(cè)試光纖在某處損耗過大曲線）。

采用OTDR常規(guī)方式測(cè)試光纖時(shí)，可以方便的獲得的光纜光纖的長度、平均損耗、總損耗等光纖質(zhì)量的情況，如圖1（A）所示。但由于OTDR本身存在測(cè)試盲區(qū)，使得光纜成端的機(jī)械活接頭損耗信息不能夠較為準(zhǔn)確的在曲線中反映。所以采用了2km光纖作為OTDR的跳纖，如圖1（B）中所示的多次測(cè)試結(jié)果，可以判斷采用額外的光跳纖能夠測(cè)試出光纜終端側(cè)法蘭盤機(jī)械活接頭的平均損耗為0.453dB。同時(shí)，與采用光纖光功率計(jì)的多次測(cè)試結(jié)果對(duì)比發(fā)現(xiàn)誤差很小。所以該方法可以作為一種快速的判斷光纜兩端的機(jī)械活接頭是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求[5]的一種簡易方法。考慮到實(shí)際的光纜光纖可能受到外界或自身的影響[6]，導(dǎo)致OTDR曲線偶爾會(huì)出現(xiàn)圖1（C）中的現(xiàn)象，并從多次實(shí)際測(cè)試結(jié)果分析，此時(shí)很有可能導(dǎo)致正向的光纖色散和偏振模色散均無法測(cè)試（對(duì)比PMD CD儀表提示“在8.67km處存在非反射斷面或非UPC斷面”，并與OTDR測(cè)試的故障點(diǎn)距離基本一致）。所以，實(shí)際工程中應(yīng)該在該問題光纖對(duì)端對(duì)光纖再次進(jìn)行測(cè)試，并做好記錄報(bào)給維護(hù)相關(guān)單位或人員。尤其在40Gb/s（非相干）波分系統(tǒng)建設(shè)時(shí)需要特別注意，如不能夠改用其它非反射式PMD CD，則建議盡量測(cè)試其余剩余纖芯，以避免后期問題的出現(xiàn)。同時(shí)，對(duì)于圖2所示光纖測(cè)試OTDR曲線，在11.30km處的損耗為4.981dB，此時(shí)應(yīng)順便測(cè)試該光纜的其余空余纖芯，以便于排除是光纜出現(xiàn)故障還是僅該纖芯出現(xiàn)問題，并需及時(shí)提示現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員對(duì)光纜進(jìn)行整治。此時(shí)測(cè)光纖的色度色素和偏振模色散時(shí)該光纖的兩段的PMD CD無法測(cè)試的問題。

三、結(jié)論

考慮到高速波分系統(tǒng)建設(shè)和承載高速波分系統(tǒng)的光纜情況，尤其是中國電信和中國聯(lián)通的部分干線光纜的使用年限已接近或超過20年，部分光纜資源不可避免會(huì)存在光纜纖芯質(zhì)量劣化的情況，所以實(shí)際光線測(cè)試人員應(yīng)該及時(shí)的發(fā)現(xiàn)光纜終端損耗過大、光纜線路衰耗過大和光纖指標(biāo)無法測(cè)試等這些問題，避免出現(xiàn)由于光線測(cè)試基礎(chǔ)數(shù)據(jù)有誤或光線測(cè)試發(fā)現(xiàn)的問題未能及時(shí)反饋導(dǎo)致波分系統(tǒng)建設(shè)延誤的問題。同時(shí)，由于導(dǎo)致光纖光纜產(chǎn)生的故障的因素很多（接頭盒進(jìn)水、應(yīng)力導(dǎo)致的微彎、光纜光纖自身老化等），所以應(yīng)加強(qiáng)光纖測(cè)試人員的培訓(xùn)，使其掌握多種光纖測(cè)試的方法和實(shí)際光纖測(cè)試問題的分析手段，從而減少或避免操作上的失誤所導(dǎo)致測(cè)試有誤的問題出現(xiàn)。