張旭東 吳小育 張和排 侯俊 牛萬勇

摘 要 OTDR作為光纖測試儀表之一，在光纜維護等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。本文對OTDR基本原理和OTDR快速定位光纜線路故障的實際應(yīng)用進行探討。

關(guān)鍵詞 OTDR;地震光纜;線路故障

引言

OTDR光時域反射儀的英文全稱是Optical Time Domain Reflect meter。它是利用發(fā)射光脈沖在光纖中傳輸時的瑞利散射和菲涅爾反射所產(chǎn)生的背向散射而制成的精密的光電一體化儀表，它被廣泛應(yīng)用于光纜線路的維護、施工之中，可進行光纖長度、光纖的傳輸衰減、接頭衰減和故障定位等的測量。

1OTDR測試原理

OTDR測試是通過發(fā)射光脈沖到光纖內(nèi)，在OTDR端口接收返回的信息來進行。當光脈沖在光纖內(nèi)傳輸時，會由于光纖本身的性質(zhì)、連接器、接合點、彎曲或其他類似的事件而產(chǎn)生散射、反射。其中一部分的散射和反射就會返回到OTDR中。返回的有用信息由OTDR的探測器來測量，它們就作為光纖內(nèi)不同位置上的時間或曲線片斷。從發(fā)射信號到返回信號所用的時間，再確定光在玻璃物質(zhì)中的速度，就可以計算出距離。OTDR測量距離[1]d=（c×t）/2（IOR），c是光在真空中的速度，而t是信號發(fā)射后到接收到信號（雙程）的總時間。

2OTDR盲區(qū)

OTDR在檢測光纖鏈路時，由于反射的影響，在一定距離（或時間）內(nèi)不能檢測或準確定位光纖鏈路中的事件點和故障點。這里的距離就是我們所說的盲區(qū)。一般來講，OTDR 有兩類盲區(qū)：事件盲區(qū)和衰減盲區(qū)。OTDR盲區(qū)如圖1所示。

事件盲區(qū)是指菲涅爾反射發(fā)生后 OTDR 可檢測到另一個連續(xù)反射事件的最短距離。根據(jù)Telcordia 系列標準，事件盲區(qū)是反射級別從其峰值下降到-1.5dB 處的距離。

衰減盲區(qū)是指菲涅爾反射發(fā)生后 OTDR 能精確測量連續(xù)非反射事件損耗的最小距離。衰減盲區(qū)是從反射事件發(fā)生時開始，直到反射降低到光纖的背向散射級別的 0.5dB。因此，衰減盲區(qū)通常比事件盲區(qū)要長。

3OTDR測試地震光纜實際應(yīng)用

（1）故障現(xiàn)象：當OTDR測試儀測試時出現(xiàn)“無法設(shè)置徑距”提示，無法判斷光纜的故障點。

原因：①地震光纜和通訊光纜相對比接頭顯得很特殊，OTDR與地震光纜連接需要兩根過度光纖，測試儀與光纜接頭有3處光纖連接器、耦合器，造成接觸點沒有接觸好或其他原因，光脈沖打不進尾纖。②斷點或故障點比較近，在OTDR盲區(qū)內(nèi)無法測試出距離。

對策：①清潔連接器接頭，檢查OTDR尾纖連接情況，如果是尾纖有問題，更換尾纖。②調(diào)整OTDR的距離、脈沖參數(shù)設(shè)置。

（2）現(xiàn)象：①背向散射增強致斜率曲線產(chǎn)生波紋曲線圖，如圖2所示。

原因：①光纖本身受到損傷而產(chǎn)生小裂紋。②二次反射余波在端面產(chǎn)生反射。③曲線有與脈沖頻率相似的波紋曲線，受測光纖工作頻率與帶寬頻率剛好相同。

對策：①改變測試量程、脈寬或重新做端面，再測試“小峰”消失就是這原因，如“小峰”還存在，就是光纖自身受損而產(chǎn)生的。②改變測試脈寬，同時從受測光纖的兩端分別進行測量。

（3）OTDR測量出現(xiàn)小臺階（非反射事件）：實際光纖測量中這種情況很多見，曲線中間出現(xiàn)一個明顯的臺階，是故障點纖芯打折、彎曲半徑過小或是斷點經(jīng)過熔接維修之后損耗過大造成此現(xiàn)象。

（4）曲線遠端沒有反射峰：首先測試光纖距離，曲線末端沒有任何反射就直接掉下去，而測試掉下去的地方?jīng)]有達到原先光纖的距離，就說明光纖在這個地方受到外力作用而斷，而且光纖斷了的地方端面不佳，達不到產(chǎn)生菲涅爾反射的條件。

4結(jié)束語

隨著地震大數(shù)據(jù)采集時代的到來，光纜大規(guī)模普及應(yīng)用，OTDR是光纜施工中必不可少的光纖測試儀器，其光纜的日常維護和故障維修工作更顯至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。本文概述了OTDR測試原理以及在實際使用中常出現(xiàn)的故障現(xiàn)象和解決方法，維修人員通過對OTDR常見故障分析，在測試過程中不斷建立和完善解決方案，為維修光纖快速準確定位故障測量打下堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻

[1] 龍安仁.OTDR光纖測試法及在光纜施工中的應(yīng)用[J].電子世界，2012（11）：47-49.

作者簡介

張旭東（1973-），男;畢業(yè)院校：武漢大學，專業(yè)：工程測量，職稱：助理工程師，現(xiàn)就職單位：中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司裝備服務(wù)處，研究方向：物探電纜、光纜維修等。