利用OTDR进行光缆线路障碍点的准确测量

一、光传输系统故障分析

随着光缆线路的大量敷设和使用，光纤通信系统的可靠性和安全性越来越受到人们的关注。统计资料显示，光纤通信系统中通信中断的主要原因是光缆线路障碍，它约占障碍的２/３以上。

在光传输系统故障处理中故障定位的一般思路为：先外部、后传输。也就是说在故障定位时，先排除外部的可能因素，如光纤断裂、电源中断等，接着再考虑传输设备。因此如何精确的将障碍点定位就显得十分重要。
1、首先分析光缆线路的常见障碍现象及原因。

（1）线路全部中断：光板出现Ｒ－ＬＯＳ告警，可能原因有光缆受外力影响被挖断、炸断或拉断等；

（2）个别系统通信质量下降：出现误码告警，线路可能的原因有光缆在敷设和接续过程中，造成光纤的损伤使线路损耗时小时大。

2、在确定线路障碍后，利用ＯＴＤＲ对线路测试，以确定障碍的性质和部位。

当遇到自然灾害或外界施工等外力影响造成光缆线路阻断时，查修人员根据测试人员提供的位置，一般比较容易找到，但如不是上述情况，就不容易从路由上的异常现象找到障碍地点。这时，必须根据ＯＴＤＲ测出的障碍点到测试点的距离，与原始测试资料进行核对，查出障碍点处于个哪个区段，再通过必要的换算后，再精确丈量其间的地面距离，直至找到障碍点的具体位置。但是往往事不如意，障碍点与测量计算的位置相差很大，这样既浪费人力物力、而由于光缆线路障碍造成的影响或损失会更大。

二、利用ＯＴＤＲ判断故障位置

如何才能更精确的判断障碍点的准确位置呢？首先要分析影响光缆线路障碍点准确定位的主要因素。

1、ＯＴＤＲ测试仪表存在的固有偏差

由ＯＴＤＲ的测试原理可知，它是按一定的周期向被测光纤发送光脉冲，再按一定的速率将来自光纤的背向散射信号抽样、量化、编码后，存储并显示出来。这样ＯＴＤＲ仪表本身由于抽样间隔而存在误差，这种固有偏差主要反映在距离分辨率上，ＯＴＤＲ的距离分辨率正比于抽样频率。
２、测试仪表操作不当产生的误差
在光缆故障定位测试时，ＯＴＤＲ仪表使用的正确性与障碍测试的准确性直接相关。仪表参数设定和准确性、仪表量程范围的选择不当或光标设置不准等都将导致测试结果的误差。
（1）设定仪表的折射率偏差产生的误差
不同厂家、不同类型的光纤其光纤折射率是不同的。因此使用ＯＴＤＲ测试光纤长度时，必须先进行仪表参数设定。折射率的设定就是其中一。当几段光缆的折射率不同时可采用分段设置的方法，以减少因折射率设置误差而造成的测试误差。
（2）量程范围选择不当
ＯＴＤＲ仪表测试距离分辨率为１米时，它是指图形放大到水平刻度为２５米/格时才能实现。仪表设计是以光标每移动２５步为１满格,在这种情况下，光标每移动一步，即表示移动１米的距离，所以读出分辨率为１米。如果水平刻度选择２公里/格，则光标每移动一步，距离就会偏移８０米（即２０００/２５米）。由此可见，测试时选择的量程范围越大，测试结果的偏差就越大。
(3)脉冲宽度选择不当
在脉冲幅度相同的条件下，脉冲宽度越大，脉冲能量就越大，此时ＯＴＤＲ的动态范围也越大，相应盲区也就大。
(4)平均化处理时间选择不当
ＯＴＤＲ测试曲线是将每次输出脉冲后的反射信号采样，并把多次采样做平均处理以消除一些随机事件，平均化时间越长，噪声电平越接近最小值，动态范围就越大。平均化时间越长，测试精度越高，但达到一定程度时精度不再提高,为了提高测试速度，缩短整体测试时间。
(5)光标位置放置不当
光纤活动连接器、机械接头和光纤中的断裂都会引起损耗和反射，光纤未端的破裂端面由于未端端面的不规则性会产生各种菲涅尔反射峰或者不产生菲涅尔反射。如果光标设置不够准确，也会产生一定误差。

三、提高光缆线路故障定位准确性的方法
１、正确掌握仪表的使用方法
（1）正确设置ＯＴＤＲ的参数
使用ＯＴＤＲ测试时，必须先进行仪表参数设定，其中最主要是设定测试光纤的折射率和测试波长，只有准确地设置了测试仪表的基本参数，才能为准确的测试创造条件。
（2）选择适当的测试范围档
对于不同的测试范围档，ＯＴＤＲ测试的距离分辨率是不同的，在测量光纤障碍点时，应选择大于被测距离而又最近的测试范围档，这样才能充分利用仪表的本身精度。
（3）应用仪表的放大功能
应用ＯＴＤＲ的放大功能就可将光标准确置定在相应的拐点上，使用放大功能键可将图形放大到２５米/格，这样便可得到分辨率小于１米的比较准确的测试结果。
２、建立准确、完整的原始资料
准确、完整的光缆线路资料是障碍测量、定位的基本依据。因此，必须重视线路资料的收集、整理、核对工作，建立起真实、可信、完整的线路资料。在光缆接续监测时，记录测试端至每个接头点位置的光纤累计长度及中继段光纤总衰减值，同时也将测试仪表型号、测试时折射率的设定值进行登记。准确记录各种光缆余留。详细记录每个接头坑、特殊地段、Ｓ形敷设、进室等处光缆盘留长度及接头盒、终端盒、ＯＤＦ架等部位光纤盘留长度，以便在换算故障点路由长度时予以扣除。
３、保持测试条件的一致性
障碍测试时应尽量保证测试仪表型号、操作方法及仪表参数设置等的一致性，使得测试结果有可比性。因此，每次测试仪表的型号、测试参数的设置都要做详细记录，以便于以后利用。
４、灵活测试、综合分析
障碍点的测试要求操作人员一定要有清晰的思路和灵活的处理问题的方法。一般情况下，可在光缆线路两端进行双向故障测试，并结合原始资料，计算出故障点的位置,再将两个方向的测试和计算结果进行综合分析、比较，以使故障点的具体位置的判断更加准确。当故障点附近路由上没有明显特征、具体障碍点现场无法确定时，可采用在就近接头处测量等方法，可在初步测试的障碍点处开挖，端站测试仪表处于实时测量状态。