第九部分 光纜線(xiàn)路常用的光纖儀表課件

1、第九部分 光纜線(xiàn)路常用的光纖儀表、機(jī)具 光纜線(xiàn)路維護(hù)所使用的儀表、機(jī)具多數(shù)屬于精密儀器，不但需要加強(qiáng)管理，更重要的是掌握正確的使用方法，使其在光纜線(xiàn)路施工、維護(hù)中發(fā)揮更大的效能。本章介紹的儀表、機(jī)具主要有光時(shí)域反射儀（OTDR）、光纖熔接機(jī)、光話(huà)機(jī)、光源光功率計(jì)、光纖識(shí)別器、管線(xiàn)探測(cè)儀和全自動(dòng)多芯光纖熔接機(jī)、PMD測(cè)試儀表；還介紹了熔接機(jī)異常現(xiàn)象以及問(wèn)題的確認(rèn)和處理方法。通過(guò)學(xué)習(xí)要求： 1.掌握光時(shí)域反射儀； 2.光源、光功率計(jì)； 3.光纖熔接機(jī)操作方法； 4.熟悉光纖識(shí)別器的應(yīng)用。1光時(shí)域反射儀（OTDR） 2 OTDR是一個(gè)使用率非常高的光纖測(cè)試儀表之一，它在光纜線(xiàn)路維護(hù)中起著非常重要的作

2、用。它能實(shí)現(xiàn)如下多種測(cè)試功能： 長(zhǎng)度測(cè)試：例如單盤(pán)測(cè)試長(zhǎng)度、光纖鏈路長(zhǎng)度。 定位測(cè)試：如光纖鏈路中的熔接點(diǎn)、活動(dòng)連接點(diǎn)、光纖裂變點(diǎn)、斷點(diǎn)等的位置。 損耗測(cè)試：以上所述各種事件點(diǎn)的連接、插入、回波損耗，單盤(pán)或鏈路的損耗和衰減。 特殊測(cè)試：例如據(jù)已知長(zhǎng)度光纖推測(cè)折射率等。 除了測(cè)試功能外，它還能實(shí)現(xiàn)光纖檔案存儲(chǔ)、打印以及當(dāng)前、歷史檔案對(duì)比等功能。3 目前，OTDR的品牌較多，其測(cè)試方法大同小異，只要掌握其中的關(guān)鍵步驟，再結(jié)合工作實(shí)際，舉一反三，就能掌握其使用方法。下面就常規(guī)的使用方法加以介紹。 （1）檢查儀表的附件是否齊全良好。 （2）開(kāi)啟電源，進(jìn)行自檢。 （3）確認(rèn)待測(cè)光纖無(wú)光，檢查光纖對(duì)端沒(méi)接

3、入其他設(shè)備、儀器。 （4）清擦待測(cè)光纖，正確將待測(cè)光纖插入OTDR的耦合器內(nèi)。如果待測(cè)光纖沒(méi)有連接到ODF架，還需要重新制備端面，再連接到儀表的耦合器。 （5）用刷新（實(shí)時(shí)）狀態(tài)估測(cè)鏈路長(zhǎng)度（距離范圍設(shè)置為80KM），同時(shí)橫向放大一檔，輕微調(diào)節(jié)連接器耦合狀況，使曲線(xiàn)起始端反射在縱向高度盡量高，拖尾最短最平滑。 （6）設(shè)置參數(shù) OTDR的參數(shù)設(shè)置，應(yīng)根據(jù)儀表性的不同，結(jié)合測(cè)試的具體情況進(jìn)行。4 （7）開(kāi)啟激光。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間優(yōu)化，關(guān)閉激光器，對(duì)測(cè)量曲線(xiàn)進(jìn)行分析。 （8）備份曲線(xiàn)：如需要，按選擇存儲(chǔ)空間命名軌跡存儲(chǔ)軌跡步驟即可。 （9）提取曲線(xiàn)：如需要，按選擇存儲(chǔ)空間找到軌跡調(diào)出軌跡即可。 （10）

4、打印曲線(xiàn)：如需要，按顯示需要數(shù)值放大打印部位打印的步驟進(jìn)行。 注意事項(xiàng)及保養(yǎng)： （1）注意存放、使用環(huán)境要清潔、干燥、無(wú)腐蝕。 （2）光耦合器連接口要保持清潔，在成批測(cè)試光纖時(shí)，盡量采用過(guò)渡光跳線(xiàn)連接，以減少直接插拔次數(shù)，避免損壞連接口。5 (2)脈寬(Pulse Width)：脈寬越長(zhǎng)，動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍越大，測(cè)量距離更長(zhǎng)，但在OTDR曲線(xiàn)波形中產(chǎn)生盲區(qū)更大；短脈沖注入光平低，但可減小盲區(qū)。脈寬周期通常以ns來(lái)表示。 (3)測(cè)量范圍(Range)：OTDR測(cè)量范圍是指OTDR獲取數(shù)據(jù)取樣的最大距離，此參數(shù)的選擇決定了取樣分辨率的大小。最佳測(cè)量量程稍大于被測(cè)光纖長(zhǎng)度。 (4)平均時(shí)間：由于后向散射光

5、信號(hào)極其微弱，一般采用統(tǒng)計(jì)平均的方法來(lái)提高信噪比，平均時(shí)間越長(zhǎng)，信噪比越高。例如，3min的獲得取將比1min的獲得取提高0.8dB的動(dòng)態(tài)。但超過(guò)10min的獲得取時(shí)間對(duì)信噪比的改善并不大。一般平均時(shí)間不超過(guò)3min。 (5)光纖參數(shù)： 光纖參數(shù)的設(shè)置包括折射率n和后向散射系數(shù)的設(shè)置。折射率參數(shù)與距離測(cè)量有關(guān)，后向散射系數(shù)則影響反射與回波損耗的測(cè)量結(jié)果。這兩個(gè)參數(shù)通常由光纖生產(chǎn)廠家給出。 參數(shù)設(shè)置好后，OTDR即可發(fā)送光脈沖并接收由光纖鏈路散射和反射回來(lái)的光，對(duì)光電探測(cè)器的輸出取樣，得到OTDR曲線(xiàn)，對(duì)曲線(xiàn)進(jìn)行分析即可了解光纖質(zhì)量。 7 2.經(jīng)驗(yàn)與技巧 (1)光纖質(zhì)量的簡(jiǎn)單判別：正常情況下，O

6、TDR測(cè)試的光纖曲線(xiàn)主體(單盤(pán)或幾盤(pán)光纜)斜率基本一致，若某一段斜率較大，則表明此段衰減較大；若曲線(xiàn)主體為不規(guī)則形狀，斜率起伏較大，彎曲或呈弧狀，則表明光纖質(zhì)量嚴(yán)重劣化，不符合通信要求。 (2)波長(zhǎng)的選擇和單雙向測(cè)試：1550波長(zhǎng)測(cè)試距離更遠(yuǎn)，1550nm比1310nm光纖對(duì)彎曲更敏感，1550nm比1310nm單位長(zhǎng)度衰減更小、1310nm比1550nm測(cè)的熔接或連接器損耗更高。在實(shí)際的光纜維護(hù)工作中一般對(duì)兩種波長(zhǎng)都進(jìn)行測(cè)試、比較。對(duì)于正增益現(xiàn)象和超過(guò)距離線(xiàn)路均須進(jìn)行雙向測(cè)試分析計(jì)算，才能獲得良好的測(cè)試結(jié)論。 (3)接頭清潔：光纖活接頭接入OTDR前，必須認(rèn)真清洗，包括OTDR的輸出接頭和被

7、測(cè)活接頭，否則插入損耗太大、測(cè)量不可靠、曲線(xiàn)多噪音甚至使測(cè)量不能進(jìn)行，它還可能損壞OTDR。避免用酒精以外的其它清洗劑或折射率匹配液，因?yàn)樗鼈兛墒构饫w連接器內(nèi)粘合劑溶解。 8 (7)附加光纖的使用：附加光纖是一段用于連接OTDR與待測(cè)光纖、長(zhǎng)3002000m的光纖，其主要作用為：前端盲區(qū)處理和終端連接器插入測(cè)量。 一般來(lái)說(shuō)，OTDR與待測(cè)光纖間的連接器引起的盲區(qū)最大。在光纖實(shí)際測(cè)量中，在OTDR與待測(cè)光纖間加接一段過(guò)渡光纖，使前端盲區(qū)落在過(guò)渡光纖內(nèi)，而待測(cè)光纖始端落在OTDR曲線(xiàn)的線(xiàn)性穩(wěn)定區(qū)。光纖系統(tǒng)始端連接器插入損耗可通過(guò)OTDR加一段過(guò)渡光纖來(lái)測(cè)量。如要測(cè)量首、尾兩端連接器的插入損耗，可在

8、每端都加一過(guò)渡光纖。 3.測(cè)試誤差的主要因素 OTDR測(cè)試儀表存在的固有偏差 由OTDR的測(cè)試原理可知，它是按一定的周期向被測(cè)光纖發(fā)送光脈沖，再按一定的速率將來(lái)自光纖的背向散射信號(hào)抽樣、量化、編碼后，存儲(chǔ)并顯示出來(lái)。OTDR儀表本身由于抽樣間隔而存在誤差，這種固有偏差主要反映在距離分辯率上。OTDR的距離分辯率正比于抽樣頻率。 10 測(cè)試儀表操作不當(dāng)產(chǎn)生的誤差 在光纜故障定位測(cè)試時(shí)，OTDR儀表使用的正確性與障礙測(cè)試的準(zhǔn)確性直接相關(guān)，儀表參數(shù)設(shè)定和準(zhǔn)確性、儀表量程范圍的選擇不當(dāng)或光標(biāo)設(shè)置不準(zhǔn)等都將導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果的誤差。 設(shè)定儀表的折射率偏差產(chǎn)生的誤差 不同類(lèi)型和廠家的光纖的折射率是不同的。使用O

9、TDR測(cè)試光纖長(zhǎng)度時(shí)，必須先進(jìn)行儀表參數(shù)設(shè)定，折射率的設(shè)定就是其中之一。當(dāng)幾段光纜的折射率不同時(shí)可采用分段設(shè)置的方法，以減少因折射率設(shè)置誤差而造成的測(cè)試誤差。 量程范圍選擇不當(dāng) OTDR儀表測(cè)試距離分辯率為1米時(shí)，它是指圖形放大到水平刻度為25米/格時(shí)才能實(shí)現(xiàn)。儀表設(shè)計(jì)是以光標(biāo)每移動(dòng)25步為1滿(mǎn)格。在這種情況下，光標(biāo)每移動(dòng)一步，即表示移動(dòng)1米的距離，所以讀出分辯率為1米。如果水平刻度選擇2公里/每格，則光標(biāo)每移動(dòng)一步，距離就會(huì)偏移80米。由此可見(jiàn)，測(cè)試時(shí)選擇的量程范圍越大，測(cè)試結(jié)果的偏差就越大。 11 脈沖寬度選擇不當(dāng) 在脈沖幅度相同的條件下，脈沖寬度越大，脈沖能量就越大，此時(shí)OTDR的動(dòng)態(tài)范

10、圍也越大，相應(yīng)盲區(qū)也就大。 平均化處理時(shí)間選擇不當(dāng) OTDR測(cè)試曲線(xiàn)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處理以消除一些隨機(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)間越長(zhǎng)，測(cè)試精度越高，但達(dá)到一定程度時(shí)精度不再提高。為了提高測(cè)試速度，縮短整體測(cè)試時(shí)間，一般測(cè)試時(shí)間可在0.53分鐘內(nèi)選擇。 光標(biāo)位置放置不當(dāng) 光纖活動(dòng)連接器、機(jī)械接頭和光纖中的斷裂都會(huì)引起損耗和反射，光纖末端的破裂端面由于末端端面的不規(guī)則性會(huì)產(chǎn)生各種菲涅爾反射峰或者不產(chǎn)生菲涅爾反射。如果光標(biāo)設(shè)置不夠準(zhǔn)確，也會(huì)產(chǎn)生一定誤差。 12光源、光功率計(jì)14 光源、光功率計(jì)為配套使用的測(cè)量?jī)x表，一般是

11、測(cè)量光纖鏈路損耗。測(cè)量方法有剪斷法和介入測(cè)量法。 光源、光功率計(jì)測(cè)試鏈路損耗步驟： （1）開(kāi)機(jī)檢查電源能量情況，并預(yù)熱光源510分鐘。 （2）設(shè)置：按需要設(shè)置光源如連續(xù)狀態(tài)（CW）或調(diào)制狀態(tài)（M）及頻率、波長(zhǎng)選擇、功率單位（一般為dbm,），確認(rèn)一致性。 （3）校表：將兩段（3m）已知標(biāo)準(zhǔn)光跳線(xiàn)用已知標(biāo)準(zhǔn)琺瑯盤(pán)連接，兩端分別配套耦合入光源、功率計(jì)的連接口，記錄功率值，連續(xù)耦合3次，作平均記為入射功率P1。如果需測(cè)試中繼段光纖通道總衰減，即從光發(fā)送機(jī)光接口外到光收機(jī)光節(jié)口外之間的光纖通道總衰減。15熔接機(jī)熔接機(jī)17 光纖的接續(xù)是一項(xiàng)人工與設(shè)備良好配合的過(guò)程，而且還需要多種專(zhuān)用工具，例如開(kāi)纜工具、

12、套管剝除工具、光纖剝除、切割工具等。在光纖放入熔接機(jī)前，有相當(dāng)多的操作是人工完成的，而且還直接關(guān)乎光纖接續(xù)質(zhì)量，需要熟練、合理的操作。熔接機(jī)完成的只是端面制備良好的待接光纖妥善放入后的工作。 光纖熔接機(jī)的操作步驟如下： （1）參數(shù)設(shè)置： 光纖外形或種類(lèi)選擇，包括單模、多模、特種光纖（例如含鈦光纖、色散位移光纖），以及用戶(hù)可自行編輯組合的各種類(lèi)型光纖，如康寧、朗訊等不同廠家光纖對(duì)接等。 對(duì)芯方式，有些熔接機(jī)有選擇調(diào)節(jié)對(duì)芯方式的功能，如纖芯對(duì)準(zhǔn)、外徑對(duì)準(zhǔn)和預(yù)偏芯對(duì)準(zhǔn)等。 數(shù)據(jù)顯示存儲(chǔ)設(shè)置：熔接機(jī)可以存儲(chǔ)接續(xù)記錄，可選或不選。18 放電試驗(yàn)：熔接機(jī)可通過(guò)放電試驗(yàn)來(lái)自動(dòng)檢驗(yàn)調(diào)節(jié)放電電極狀態(tài)，方法是截取

13、待接光纖，制備端面后放入熔接機(jī)，選擇放電試驗(yàn)（YES），熔接機(jī)會(huì)自動(dòng)放電預(yù)熔，直至達(dá)到合理狀態(tài)。 其他例如日期、時(shí)間調(diào)節(jié)等。 （2）方式選擇： 熔接方式選擇，包括自動(dòng)（一般）、手動(dòng)（手動(dòng)對(duì)纖）、分步（臨時(shí)連接時(shí)可用）。 通信：可以外接計(jì)算機(jī)控制。 參數(shù)修改，一般應(yīng)由專(zhuān)業(yè)人員查看、設(shè)置。 維護(hù)狀態(tài)：包括馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)檢查，電極檢查、保養(yǎng)、更換等。 光纖命名：作存儲(chǔ)時(shí)用。 加熱條件：是選擇光纖熱可縮保護(hù)管的加熱參數(shù)，可以設(shè)置加熱長(zhǎng)度和加熱條件來(lái)調(diào)整加熱時(shí)間或效果。19 （3）完成接續(xù)、取出光纖、熔接機(jī)復(fù)位后，要進(jìn)行光纖接頭的熱熔加強(qiáng)保護(hù)，要使用質(zhì)量合格的熱熔保護(hù)管（加熱后均勻收縮，無(wú)氣泡和凹凸現(xiàn)象），光

14、纖接續(xù)點(diǎn)應(yīng)在保護(hù)管中心，涂覆層離接續(xù)點(diǎn)距離應(yīng)大于6mm，放置在熱熔爐中時(shí)應(yīng)按順序逐側(cè)合上光纖壓板，保持光纖筆直。20光纖識(shí)別器光纖識(shí)別器21 光纖識(shí)別器是維護(hù)光纜工作中用來(lái)識(shí)別光纖是否有光信號(hào)的儀器之一，它的作用是：識(shí)別光纖是否有光信號(hào)和走向，判斷障礙點(diǎn)位置所在。 光纖識(shí)別器為一款低成本的手持儀器，用于在線(xiàn)診斷光纜中光纖的信號(hào)，它可以在維護(hù)、安裝、布線(xiàn)和修護(hù)光纖時(shí)，不中斷服務(wù)且低損地將一根所需光纖從一束光纖中分離出來(lái)。主要用于識(shí)別裸光纖、帶狀光纖、緊套光纖、光纖跳線(xiàn)，只要將待檢測(cè)的光纖夾在光纖識(shí)別器上，儀器即可判斷里面有沒(méi)有光信號(hào)及光信號(hào)的傳輸方向，同時(shí)還能識(shí)別調(diào)制識(shí)別音信號(hào)2 kHz、270

15、 Hz和1 kH三種。如圖所示為光纖識(shí)別器識(shí)別尾纖的使用方法。 光纖識(shí)別器除可識(shí)別直徑為250-900um的光纖及帶狀光纖外；通過(guò)轉(zhuǎn)換模塊頭可完成對(duì)直徑為163 mm的光纖跳線(xiàn)進(jìn)行識(shí)別。 (1)工作原理 光纖識(shí)別器是一個(gè)靈敏度很高的光電探測(cè)器，它是利用光纖彎曲效應(yīng)制作的儀器。22 當(dāng)一根光纖彎曲時(shí)，一些光會(huì)從光纖中輻射出來(lái)，這些光能被光纖識(shí)別器檢測(cè)到在不切斷光纖、不中斷通信的條件下，根據(jù)這些光可以將多芯光纖或單根光纖迅速、準(zhǔn)確地從其他光纖中識(shí)別出來(lái)，并檢測(cè)出光的狀態(tài)及方向。為了使這項(xiàng)工作更為簡(jiǎn)單，通常會(huì)在發(fā)送端將測(cè)試信號(hào)調(diào)制成270 Hz、1000 Hz或2000 Hz并注入待檢測(cè)的光纖中，當(dāng)

16、光纖識(shí)別器檢測(cè)到這些調(diào)制信號(hào)時(shí)，會(huì)發(fā)出蜂鳴聲。最好的光纖識(shí)別器是可以利用宏彎技術(shù)在線(xiàn)識(shí)別光纜和測(cè)試光纜中光的傳輸方向和功率。 (2)主要特點(diǎn) 探頭拆卸簡(jiǎn)便； 低成本，操作方便； 插入損耗低、不中斷通信； 便攜式、采用9 V堿性電池； 適合光纖類(lèi)型：250 um，900um涂敷，3 mm跳線(xiàn)(或尾纖)及帶狀光纖；24 識(shí)別光纖、指示調(diào)制音(2 kHz音頻和可見(jiàn)光識(shí)別)及光的傳輸方向。 (3)主要技術(shù)參數(shù) 探測(cè)器：InGaAs； 光纖壓力：100 KPa(max)； 使用波長(zhǎng)：1310 nm和1550 nm； 插入損耗(典型值)：一次涂覆光纖1310 nm(O2 dB)1550 nm(25 dB)； 光纖跳線(xiàn)1310 nm(06 dB)1550 nm(25 dB)； 音頻探測(cè)：(2000100)Hz； 探測(cè)時(shí)間：小于1 s。25 二、操作說(shuō)明 1.安裝電池： 在“BATTERY”位，按方向推上并拉出即可安裝電池，（注意：電壓為9V和電池的 + - 電極）安裝后，推入即完成。這時(shí)“POWER”指示燈亮，表示電池電力足夠工作。 2. 把光纖放入槽內(nèi)： 在“TRAFFC-TONE”位，按方向推動(dòng)開(kāi)關(guān)，把光纖放入槽內(nèi)，放入后慢慢松開(kāi)手，（避免夾斷光纖）使開(kāi)關(guān)復(fù)位。 3.