隨著光纖通信技術(shù)的快速發(fā)展，基于FTTH的寬帶網(wǎng)絡(luò)必將成為光纖通信中一個(gè)新的熱點(diǎn)。光纖是迄今為止最好的傳輸媒介，光纖接入技術(shù)與其他接入技術(shù)（如銅雙絞線、同軸電纜）相比，最大優(yōu)勢(shì)在于可用帶寬大。光纖接入網(wǎng)還有傳輸質(zhì)量好、傳輸距離長(zhǎng)、抗干擾能力強(qiáng)、網(wǎng)絡(luò)可靠性高、節(jié)約管道資源等特點(diǎn)，是FTTH發(fā)展動(dòng)力之所在。
光纖通信技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣，制造光纖的原料品種越來(lái)越多，光纖制作的工藝技術(shù)也有突破性的發(fā)展。光纖的新品種和新結(jié)構(gòu)不斷出現(xiàn)，產(chǎn)品質(zhì)量也不斷提高。但是，一條完整的光纖鏈路的性能不僅取決于光纖本身的質(zhì)量，還取決于連接頭的質(zhì)量以及施工工藝和現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境，所以對(duì)于光纖鏈路進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試是十分必要的。
光纖鏈路的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試一般可以從這幾個(gè)萬(wàn)面考慮：設(shè)備的連通性、跳線系統(tǒng)是否有效以及通信線路的指標(biāo)數(shù)據(jù)等，而通信線路的指標(biāo)數(shù)據(jù)一般得借助專業(yè)工具進(jìn)行，目前在工程中常用的是光時(shí)域反射損耗測(cè)試儀（OTDR）。下面就光時(shí)域反射損耗測(cè)試儀（OTDR）的功能、參數(shù)設(shè)置、檢測(cè)方法以及曲線分析做一簡(jiǎn)單的介紹。
一、 光時(shí)域反射損耗測(cè)試儀OTDR的功能如下：
a、測(cè)試光纖的長(zhǎng)度；
b、測(cè)試光纖的衰減系數(shù)（波長(zhǎng)850nm、1310nm、1550nm、1625nm）；
c、測(cè)試光纖的接頭損耗；
d、測(cè)試光纖的衰減均勻性；
e、測(cè)試光纖可能有的異常情況（如有臺(tái)階，曲線異常等）；
f、測(cè)試光纖的回波損耗(ORL)；
g、測(cè)試光纖的背向散射(BKSCTR COEFF)；
二、 OTDR的主要參數(shù)設(shè)置
a) 測(cè)試波長(zhǎng)
對(duì)于多模光纖，選擇850nm或1300nm；而單模則選擇1310 nm或1550nm。
b) OTDR的光纖的折射率（IOR）
折射率定義
折射率 =真空中的光速/光脈沖在光纖中的速度；
設(shè)置OTDR上光纖的雙窗口的折射率因根據(jù)各廠家提供的數(shù)據(jù)，每種光纖其折射率是不同的，光纖的n的典型值在1.45與1.55之間。單模光纖的折射率基本在1.460~1.4800范圍內(nèi)，如G652單模光纖，在實(shí)際測(cè)試時(shí)，若在1310 nm波長(zhǎng)下，折射率一般選擇1.468；若在1550 nm波長(zhǎng)下，折射率一般選擇1.4685。 OTDR所測(cè)光纖長(zhǎng)度跟設(shè)置的折射率有關(guān)；對(duì)同一光纖，所設(shè)置的折射率越大所測(cè)光纖長(zhǎng)度越短，反之所測(cè)光纖長(zhǎng)度則越長(zhǎng)。
OTDR 上顯示的距離
此次我們?cè)谀彻S所檢測(cè)的光纜主要是室內(nèi)型單模零水峰光纖，它的光纖折射率n為：
n=1.467@1310nm，n =1.468@1550nm
c) OTDR測(cè)試量程（DISTANCE）
OTDR所設(shè)量程必須是所要測(cè)試光纖長(zhǎng)度1.5~2倍比較好。量程過小，光時(shí)域反射損耗測(cè)試儀的顯示屏上看不全面，選擇過大，則顯示屏上橫坐標(biāo)壓縮得看不清楚。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，測(cè)試量程選擇能使背向散射曲線大約占OTDR顯示屏的70%時(shí)為宜。
d) OTDR的測(cè)試脈寬（PUISH WIDTH）
原則：長(zhǎng)距離用長(zhǎng)脈寬，短距離用小脈寬。一定光纖長(zhǎng)度必須選用相對(duì)應(yīng)，長(zhǎng)脈寬平均化時(shí)間短，但OTDR分辨率低，光纖存在的細(xì)小的異常情況（如小臺(tái)階等）不易發(fā)現(xiàn)；
▲長(zhǎng)脈沖寬度
動(dòng)態(tài)范圍較高但是死區(qū)較長(zhǎng)為減小噪聲并檢測(cè)遠(yuǎn)處的事件應(yīng)增加脈沖寬度
▲短脈沖寬度
分辨率較高但是有更多的噪聲為縮短死區(qū)并清楚地分離接近的事件應(yīng)減小脈沖寬度
兩者必須有機(jī)結(jié)合，合理配置。
典型值
5ns/10ns/30ns/100ns/300ns/1μs短鏈路
100ns/300ns/1μs/3μs/10μs長(zhǎng)鏈路
e) 平均化時(shí)間的選擇
由于背向散射光信號(hào)極其微弱，一般采用多次統(tǒng)計(jì)平均的方法來(lái)提高信噪比。OTDR測(cè)試曲線是將每次輸出脈沖后的反射信號(hào)采樣，并把多次采樣做平均化處理以消除隨機(jī)事件，平均化時(shí)間越長(zhǎng)，噪聲電平越接近最小值，動(dòng)態(tài)范圍就越大。平均化時(shí)間為3 min獲得的動(dòng)態(tài)范圍比平均化時(shí)間為1 min獲得的動(dòng)態(tài)范圍提高0.8 dB。
一般來(lái)說平均化時(shí)間越長(zhǎng)，測(cè)試精度越高。為了提高測(cè)試速度，縮短整體測(cè)試時(shí)間，測(cè)試時(shí)間可在0.5～3 min內(nèi)選擇。
在光纖通信接續(xù)測(cè)試中，選擇1.5 min(90 s)就可獲得滿意的效果。
三、 測(cè)試方法
OTDR測(cè)試可以分為三種常見方式：
a) 不使用發(fā)射與接收光纜的驗(yàn)收測(cè)試
光時(shí)域反射計(jì)OTDR
圖-不使用發(fā)射與接收光纜的驗(yàn)收測(cè)試
此種測(cè)試方式可以測(cè)試被測(cè)光纜，但是由于被測(cè)光纜的前、后端沒有連接發(fā)射光纜，前、后的連接器不能被測(cè)試。在這種情況下，不能提供一個(gè)參考的后向散信號(hào)。因此，不能確定端點(diǎn)連接器點(diǎn)的損耗。
為了解決這一問題，在OTDR 的發(fā)射位置（前端）以及被測(cè)光纖的接收位置（遠(yuǎn)端）上加上一段光纜。
b) 使用發(fā)射與接收光纜的驗(yàn)收測(cè)試
圖-使用發(fā)射與接收光纜的驗(yàn)收測(cè)試
此種方式由于加上了發(fā)射與接收光纜，可以測(cè)試被測(cè)光纜的整條鏈路，以及所有的連接點(diǎn)。發(fā)射光纜的長(zhǎng)度：多模測(cè)試通常在300 米到500 米之間；單模測(cè)試通常在1000 米到2000 米之間。非常重要的一點(diǎn)是發(fā)射與接收光纜應(yīng)該與被測(cè)光纜相匹配（類型，芯徑等）。
c) 使用發(fā)射與接收光纜的環(huán)回測(cè)試
圖-使用發(fā)射與接收光纜的環(huán)回測(cè)試
此種方式可以測(cè)試被測(cè)光纜的整條鏈路，以及所有的連接點(diǎn)。
由于采用環(huán)回測(cè)量方法，技術(shù)人員僅需要一臺(tái)OTDR 用于雙向OTDR 測(cè)量。在光纖的一端（近端）執(zhí)行OTDR 數(shù)據(jù)讀取。一次可以同時(shí)測(cè)試兩根光纜，所有數(shù)據(jù)讀取時(shí)間被減為二分之一。
測(cè)試人員需要2 人，一人在近端OTDR 位置，另一人位于光纜另一端，采用跳線或者發(fā)射光纜將測(cè)試的兩根光纜鏈路進(jìn)行連接。對(duì)光纖接續(xù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)由于增加了環(huán)回點(diǎn)，所以能在OTDR上測(cè)出接續(xù)衰耗的雙向值。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是能準(zhǔn)確評(píng)估接頭的好壞。
由于測(cè)試原理和光纖結(jié)構(gòu)上的原因，用OTDR單向監(jiān)測(cè)會(huì)出現(xiàn)虛假增益的現(xiàn)象，相應(yīng)地也會(huì)出現(xiàn)虛假大衰耗現(xiàn)象。對(duì)一個(gè)光纖接頭來(lái)說，兩個(gè)方向衰減值的數(shù)學(xué)平均數(shù)才能準(zhǔn)確反映其真實(shí)的衰耗值。比如一個(gè)接頭從A到B測(cè)衰耗為0.16 dB，從B到A測(cè)為-0.12 dB，實(shí)際上此頭的衰耗為[0.16+(-0.12)]／2=0.02 dB。
此次，我們采用的就是使用發(fā)射與接收光纜的環(huán)回測(cè)試，發(fā)射光纜采用1千米左右的假纖。
四、 曲線分析（異常曲線、原理和對(duì)策）
1) 典型的OTDR 軌跡圖
2) OTDR 能夠捕捉的事件：
通常，有兩種類型的事件：反射事件與非反射事件。
△反射事件——出現(xiàn)于光纖中存在不連續(xù)，引起折射指數(shù)的突然改變時(shí)。反射事件可以出現(xiàn)在斷點(diǎn)、連接器連接處、機(jī)械接頭或者光纖的不確定端點(diǎn)。對(duì)于反射事件，連接器損耗通常在0.5dB左右。對(duì)于機(jī)械接頭，損耗通常在0.1~0.2dB之間。
△非反射事件——出現(xiàn)于光纖中沒有不連續(xù)點(diǎn)的位置上，且非反射事件通常是由于熔接損耗或者彎曲損耗，例如，宏彎曲所生成的。典型的損耗值范圍為0.02~0.1dB，取決于熔接設(shè)備與操作者。
3) 斜率
斜率的標(biāo)準(zhǔn)偏差dB/ km取決于：本地噪聲電平（與分布）和采用SLA方法的讀取點(diǎn)數(shù)；
典型的段損耗范圍對(duì)于1550nm為0.17到0.22dB/ km，對(duì)于1310nm單模系統(tǒng)為0.30到0.35 dB/ km，對(duì)于1300nm多模系統(tǒng)為0.5到1.5 dB/ km，對(duì)于850nm系統(tǒng)為2到3.5 dB/ km；
4) 反射
一個(gè)連接器、斷點(diǎn)或者機(jī)械接頭處的反射量取決于光纖與光纖界面（另一個(gè)光纖、空氣或者折射指數(shù)匹配液）材料之間的折射指數(shù)之差，以及斷點(diǎn)或者連接器的幾何形狀（平的、角度的或者碎的）。這兩個(gè)因素能夠捕捉光纖纖芯內(nèi)不同數(shù)量的反射。
5) 盲區(qū)
在光纖測(cè)試過程中在存在強(qiáng)反射時(shí)，使得光電二極管飽和，光電二極管需要一定的時(shí)間由飽和狀態(tài)中恢復(fù)，在這一時(shí)間內(nèi)，它將不會(huì)精確地檢測(cè)后散射信號(hào)，在這一過程中沒有被確定的光纖長(zhǎng)度稱為盲區(qū)。
盲區(qū)一般表現(xiàn)為前端盲區(qū)，為了解決這一問題，可以在測(cè)試光纜前加一條長(zhǎng)的測(cè)試光纖將此效應(yīng)減到最小。
盲區(qū)又可分衰減盲區(qū)和事件盲區(qū)
▲衰減盲區(qū)
衰減盲區(qū)指的是自起始反射點(diǎn)到與背向散射曲線相差不超過 ± 0.5 dB處的距離。
衰減盲區(qū)告訴我們測(cè)試光纖連接點(diǎn)到第一個(gè)可檢測(cè)接頭點(diǎn)之間的最短距離?！ 录^(qū)
從反射事件的起始點(diǎn)到該事件峰值衰減 1.5 dB 點(diǎn)間的距離。
事件盲區(qū)確定了兩個(gè)可區(qū)分的反射事件點(diǎn)間的最短距離 (例如，兩個(gè)連接器之間)。
6) 典型反射曲線：這條曲線包括各種常見現(xiàn)象(見下圖)
a) 區(qū)域（a）即在A點(diǎn)至B點(diǎn)區(qū)域內(nèi)，曲線斜率恒定：表明光纖在該區(qū)域的散射均勻一致。因此可獲得相應(yīng)的常數(shù)。在這種情況下，測(cè)量?jī)H從一端即可滿足要求。
b) 區(qū)域（b）表示局部的損耗變化，這種變化可能，主要由外部原因（如光纖接頭）和內(nèi)部原因光纖本身引起的，在此情況下，進(jìn)行兩端測(cè)量，取平均值表示該接頭損耗。
c) 區(qū)域（c）所示的不規(guī)則性由后向散射的劇烈增強(qiáng)所致，這種變化可能由外部測(cè)試原因二次反射余波（鬼影）產(chǎn)生能量疊加和內(nèi)部原因光纖本身缺陷（小裂紋）造成的，先必須確認(rèn)是何種原因，再采用兩端測(cè)量來(lái)測(cè)定這種不規(guī)則對(duì)衰減的影響。
d) 區(qū)域（d）即后向散射曲線有時(shí)出現(xiàn)弓形彎曲。有內(nèi)部因素，一般是吸收損耗變化導(dǎo)致衰減變化。對(duì)于外部因素，可能與光纖受力增加有關(guān)。如何確定是何種因素，可對(duì)光纖或興纜施加外力或改變其溫度，如特性不變，是內(nèi)部因素，反之為外部因素
e) 區(qū)域（e）光纖的端點(diǎn)或任何的不連續(xù)點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生菲涅爾反射或后向散射功率損耗（無(wú)菲涅爾反射）由此可測(cè)定這些端點(diǎn)或不連續(xù)點(diǎn)的位置。機(jī)械式接頭界面往往產(chǎn)生這種反射。
※如圖
現(xiàn)象：光纖未端無(wú)菲涅爾反射峰，曲線斜率、衰減正常，無(wú)法確認(rèn)光纖長(zhǎng)度
原因：光纖未端面上比較臟或光纖端面質(zhì)量差；
對(duì)策：清洗光纖未端面或重新做端面；
※如圖
現(xiàn)象：曲線成明顯弓形，衰減嚴(yán)重偏大或偏小，無(wú)菲涅爾反射峰；
原因：量程設(shè)置錯(cuò)誤（不足被測(cè)光纖長(zhǎng)度2倍以上）；
對(duì)策：增大量程；
※如圖
現(xiàn)象：在曲線斜率恒定的曲線中間有一個(gè)“小山峰”（背向散射劇烈增強(qiáng)所致）
原因：1）光纖本身質(zhì)量原因（小裂紋）；
2）二次反射余波在前端面產(chǎn)生反射；
對(duì)策：在這種情況下改變光纖測(cè)試量程、脈寬、重新做端面，再測(cè)試如“小山峰”消失則為原因2），如不消失則為原因1）；
※如圖
現(xiàn)象：在光纖纖連接器、耦合器、熔接點(diǎn)處產(chǎn)生一個(gè)明顯的增益；
原因：模場(chǎng)直徑不匹配造成的；
對(duì)策：測(cè)試衰減和接頭損耗必須雙向測(cè)試，取平均值；
※如圖
現(xiàn)象：曲線斜率正常，光纖均勻性合格，但兩端光纖衰減系數(shù)相差很大
原因：模場(chǎng)不均勻造成，一般為光纖拉絲引頭和結(jié)尾部分；
對(duì)策：測(cè)試衰減必須雙向測(cè)試，取平均值；
※如圖
現(xiàn)象：在整根光纖衰減合格，曲線大部分斜率均勻，但在菲涅爾反射峰前沿有一小凹陷
原因：未端幾米或幾十米光纖受側(cè)壓；
對(duì)策：復(fù)繞觀察有無(wú)變化，無(wú)變化則剪掉；
※如圖
現(xiàn)象：1310nm光纖曲線平滑，光纖衰減斜率基本不變，衰減指標(biāo)略微偏高；但1550nm光纖衰減斜率增加，衰減指標(biāo)偏高；
原因：束管內(nèi)余長(zhǎng)過短，光纖受拉伸；
對(duì)策：確認(rèn)束管內(nèi)的余長(zhǎng)，增加束管內(nèi)的余長(zhǎng)；
※如圖
現(xiàn)象：1310nm光纖曲線平滑，光纖衰減斜率基本正常，衰減指標(biāo)正常；但1550nm光纖衰減斜率嚴(yán)重不良，衰減指標(biāo)嚴(yán)重偏高；
原因：束管內(nèi)余長(zhǎng)過長(zhǎng)，光纖彎曲半徑過??；
對(duì)策：確認(rèn)束管內(nèi)的余長(zhǎng)，減少束管內(nèi)的余長(zhǎng)；
※如圖
現(xiàn)象：尾纖與過渡纖有部分曲線出現(xiàn)有規(guī)則的曲線不良，但被測(cè)光纖后半部分曲線正常，整根被測(cè)光纖衰減指標(biāo)基本正常；
原因：一般是由設(shè)備本身和測(cè)試方法綜合造成的；
對(duì)策：關(guān)機(jī)，重新起動(dòng)，對(duì)各個(gè)光纖接觸部分進(jìn)行清潔；
※如圖
現(xiàn)象：光纖似斷非斷，實(shí)際里面的光纖纖芯已斷，由于塑料涂層的拉力使光纖斷裂面對(duì)準(zhǔn)良好，這點(diǎn)光纖的損耗增大，但不會(huì)大很多。一般比光纖連接器的損耗略大，在0.5~1.0 dB；
原因：一般是由安裝時(shí)造成的；
對(duì)策：對(duì)該處光纖進(jìn)行熔接。
※如圖
現(xiàn)象：光纖徹底斷開，光脈沖不能通過，該處有個(gè)強(qiáng)反射；
原因：一般是由安裝時(shí)造成的；
對(duì)策：對(duì)該處光纖進(jìn)行熔接。
※如圖
現(xiàn)象：光纖損耗增大——數(shù)值一般在1~5 dB之間，個(gè)別區(qū)段可以增大到不能使用，類似斷芯狀態(tài)；
原因：由于光纖受到拉伸、裂紋、彎曲、壓扁等力的影響，使光纖局部損耗增大；
對(duì)策：當(dāng)外力消除后，一般光纖損耗都能恢復(fù)到正常狀態(tài)，個(gè)別情況下如光纖涂覆層受損壞或不能恢復(fù)時(shí)，應(yīng)對(duì)該處光纖進(jìn)行重新熔接。
五、 測(cè)試極限值的預(yù)算
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB 50312-2007綜合布線工程驗(yàn)收規(guī)范（含條文說明）》中對(duì)光纖測(cè)試極限值的規(guī)定：
光纖鏈路的插入損耗極限值可用以下公式計(jì)算：
光纖鏈路損耗=光纖損耗+轉(zhuǎn)接器損耗+光纖連接點(diǎn)損耗
光纖損耗=光纖損耗系數(shù)（dB/km）×光纖長(zhǎng)度(km)
連接器件損耗=連接器件損耗/個(gè)×連接器件個(gè)數(shù)
光纖連接點(diǎn)損耗=光纖連接點(diǎn)損耗/個(gè)×光纖連接點(diǎn)個(gè)數(shù)
表-光纖鏈路損耗參考值
上表為使用發(fā)射與接收光纜的環(huán)回測(cè)試在1310nm和1550nm下的正向與反向檢測(cè)結(jié)果，計(jì)算如下：
依據(jù)GB50312-2007的光纖測(cè)試極限值的規(guī)定：
光纖鏈路損耗=光纖損耗+轉(zhuǎn)接器損耗+光纖連接點(diǎn)損耗
=1.0*（0.471+1.132+0.474）+0.75*4=5.077 dB（不包括前后兩盤假纖）
由于室內(nèi)單模1310nm和1550nm下的衰減系數(shù)均為1.0，所以如果所測(cè)損耗小于該值便算通過。
正向測(cè)試：
序號(hào)1~6，表示在1310nm下所測(cè)的數(shù)據(jù)：
光纖鏈路損耗 =0.318*0.544+0.317*1.133+0.317*0.54+0.19+0.51+0.084+0.731
=2.218 dB
序號(hào)7~12，表示在1550nm下所測(cè)的數(shù)據(jù)：
光纖鏈路損耗 =0.182*0.545+0.21*1.133+0.196*0.539+0.228+0.407+0.088+0.634
=1.7998 dB
反向測(cè)試：
序號(hào)13~18，表示在1310nm下所測(cè)的數(shù)據(jù)：
光纖鏈路損耗 =0.308*0.541+0.315*1.142+0.31*0.538+0.367+0.228+0.439+0.37
=2.097 dB
序號(hào)19~25，表示在1550nm下所測(cè)的數(shù)據(jù)：
光纖鏈路損耗 =0.181*0.536+0.206*1.146+0.181*0.539+0.306+0.282+0.309+0.378
=1.7057 dB
由此可見，上面的檢測(cè)點(diǎn)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
不合格鏈路的故障排除：
如果測(cè)試得到的損耗值超出極限值，可以通過以下幾方面來(lái)排除故障。首先，重新清潔所有被測(cè)鏈路以及參考跳線的連接器端面。重新連接，確保所有的連接器完全插入光纖適配器中。其次，檢查光纜和跳線的彎曲半徑是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。特別是光纖箱內(nèi)的纜，是否彎曲半徑過小。
如果還無(wú)法通過，則采用熔接方式接續(xù)，重新進(jìn)行尾纖熔接。端接方式則更換連接頭，再進(jìn)行新的測(cè)試。
隨著光纖的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，尤其是FTTH的發(fā)展，對(duì)于短距離的光纖鏈路的綜合測(cè)試要求也也就日益強(qiáng)烈了。
為此，誕生了新一代的短鏈路光纖測(cè)試OTDR。這類OTDR不但能完成傳統(tǒng)OTDR的測(cè)試，更是由于其專為短鏈路設(shè)計(jì)的一些特性，使光纜布線系統(tǒng)的維護(hù)的測(cè)試有了向銅纜布線測(cè)試一樣的便捷和集成。新的TIATSB-140的光纜現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的規(guī)范也為這種應(yīng)用起到了良好的促進(jìn)作用。