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解决方案

光纤链路测试

一、概述
光纤是迄今为止最好的传输媒介,光纤接入技术有很多的优势,包括:可用带宽大、传输质量好、传输距离长、抗干扰能力强、网络可靠性高、节约管道资源等,而且不会相互干扰。但一条完整的光纤链路的性能不仅取决于光纤本身的质量,还取决于连接头的质量、施工工艺和现场环境,所以光纤链路的现场测试至关重要。
光纤链路现场测试是安装和维护光纤网络的必要部分,其主要目的是遵循特定的标准检测光纤系统连接的质量,减少故障因素以及存在故障时找出光纤的故障点,从而进一步查找故障原因。



图1 光网络示意图


二、测试内容


1、光功率的测试 (Power Meter)
光功率测试是对光纤工程最基本的测试,它确定了通过光纤传输的信号的强度,同时也是是损失测试的基础。测试时把光功率计放在光纤的一端,把光源放在光纤的另一端。
OPWILL光纤链路系列产品OTP6122,提供精准的光功率测试功能。


2、光功率损失测试 (Insert Loss)
光功率损失用于检测一段光纤链路的衰减,是插入损耗(IL)的一种,包含光纤线缆的损耗、连接头损耗、熔接点损耗等。
光功率损失测试可以验证是否正确安装了光纤和连接器。 光功率损失测试的方法,使用一个已经功率的光源产生信号,用一个光功率计来测量实际到达光纤另一端的信号强度。
OPWILL光纤链路系列产品OTP6122,提供稳定的激光光源,支持1310nm和1550nm两种波长。
在实际光缆工程中,光功率损耗测试(IL),往往需要进行双向测试,需要在光缆两端同时即充当光源,又充当光功率计。

  

图2 双向损耗测试


OTP6122支持在光源和光功率测试的两端,通过被测光缆,进行测试配置和数据的交互通信,以实现在单端就可以直接获得损耗测试结果。

 


图3 单端集成化损耗测试


3、光纤可见光故障定位(VFL)
VFL原理,采用650nm激光器可视红光源作为发光器件,用于单模或者多模短距离光纤故障点的测量,可以识别光纤断点,宏弯曲,实现端到端光纤识别。
OPWILL光纤链路系列产品OTP6122, 可以提供650nm 红光VFL功能。


4、光回损测试(ORL)
当光脉冲在光纤内传输时,会由于光纤本身的性质、连接器、接合点、弯曲或其它类似的事件而产生散射、反射,其中一部分的散射和反射就会返回到光纤内,这部分逆向光会对正向传输的光信号造成干扰;尤其当光纤连接头的清洁度不够,宏弯,光纤的连通性差,近连接头处断裂时,这种光回损的损害很大。
OPWILL光纤链路系列产品OTP6122, 提供光回损测试功能。


5、可调光衰减器(EVOA)
可调节光衰减器(EVOA)主要功能是用来减低或控制光信号,可以提供固定的和可变的光衰减,来模拟实际光缆的衰减。
OPWILL光纤链路系列产品OTP-60V,可以结合OTP6122实现光缆网络中的功率和衰减测试应用。

 


图5 EVOA测试场景


6、光纤故障定位(OTDR)
在光缆工程完工后,需要进行线路的最后测试,记录光缆链路的长度、链路损耗及接头损耗、光缆长度、各接头位置信息和损耗信息,测试数据可作为随后验收时的参考,也可作为日后运营维护的重要参考。
光缆工程验收常用的工具是光时域反射仪(OTDR);OTDR采用时域测量的方法,发射具有一定宽度的光脉冲并注入被测光纤,然后通过检测光纤中返回的瑞利散射(Rayleigh scattering)及菲涅尔反射(Fresnel reflection)光信号功率沿时间轴的分布曲线,通过绘制OTDR曲线,来测量光缆衰减、接头损耗、光纤故障点定位以及了解光缆沿长度的损耗分布情况,大致示意如下图所示。



图6 OTDR曲线信息图示


光缆链路损耗估算:
光缆工程施工前需要对光缆链路的损耗进行估算,一条完整的光纤链路包括光纤、连接器和熔接点,在预估光纤链路的最大损耗时,要考虑光纤本身的损耗、连接器产生的损耗和熔接点产生的损耗三部分。


光纤链路衰减 = 光纤衰减 + 连接器衰减 + 熔接点衰减
光纤衰减=光纤衰减系数(dB/km)×光纤长度(km)
连接器衰减=连接器衰减/个×连接器个数
熔接点衰减=熔接点衰减/个×熔接点个数



图7 光缆损耗示意图


光缆施工完成后,如果实际测量的损耗值大于预估值时,就需要OTDR来进行更深入的故障定位,检查出光纤链路损耗超过预算值的原因;如在前方1000米处有个熔接点,该接点熔接质量很差,超过了2dB.通过OTDR可详细地定位到全部连接不好的适配器、熔接点等,以及光纤的断点和末端等。


OPWILL的OTDR产品包含高动态范围的OTM2300和低动态便携式的OTP6123;使用OTDR测试光缆的实例曲线图如下:



图8 OTDR曲线


三、正确使用OTDR仪表
1、设置正确的OTDR参数
使用OTDR测试时,必须先进行仪表参数设定,主要包含:
A. 被测光缆的光纤的折射率
B. 测试波长
C. 脉冲宽度
D. 采样时间
E. 测试距离范围


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。
在不知道光缆的长度范围时, 可以选用智能测试方式,不需要设置测试参数,OTDR会会自动检测光缆大致长度,并给出合适的参数进行测试。



图9 设置OTDR参数


2、OTDR曲线的分析
应用OTDR的曲线分析功能,通过移动OTDR软件中提供的标尺(AB线),结合曲线的放大、缩小功能,以及OTDR自动分析的事件和曲线信息,可以很好的分析光缆的各类事件和详细的损耗等信息。



图10 OTDR曲线分析


3、OTDR曲线的常见事件类型
A、反射事件



图11 OTDR反射事件


反射事件显示为光缆曲线中的尖峰突变。它们由折射率的突然间断而形成。
B、非反射事件



图12 OTDR非反射事件


这事件通常由光缆中的熔接点、宏观弯曲或微弯曲造成,没有十分明显的突变。


C、光缆始端和未端
OTDR曲线的光纤始端就是标记光缆起点的事件。默认情况下,光缆始端位于已测光缆的第一个事件上(通常为 OTDR 自身的第一个连接器)。
OTDR曲线的光纤末端就是标记光缆终点的事件。默认情况下,终点位于已测光缆的最后一个事件上,该事件称为光缆末端事件。


4、快速查找多条光缆故障的方法
OPWILL的OTDR测试仪支持实时测试模式,在该测试模式先,采样时间为1s,可实时刷新曲线,并允许在测试过程中插拔光纤,在多条光纤之间进行切换测试,可以用于快速排除光缆故障。

 

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