第九部分 光纜線路常用的光纖儀表課件

1、第九部分 光纜線路常用的光纖儀表、機具 光纜線路維護所使用的儀表、機具多數(shù)屬于精密儀器，不但需要加強管理，更重要的是掌握正確的使用方法，使其在光纜線路施工、維護中發(fā)揮更大的效能。本章介紹的儀表、機具主要有光時域反射儀（OTDR）、光纖熔接機、光話機、光源光功率計、光纖識別器、管線探測儀和全自動多芯光纖熔接機、PMD測試儀表；還介紹了熔接機異?，F(xiàn)象以及問題的確認和處理方法。通過學習要求： 1.掌握光時域反射儀； 2.光源、光功率計； 3.光纖熔接機操作方法； 4.熟悉光纖識別器的應用。1光時域反射儀（OTDR） 2 OTDR是一個使用率非常高的光纖測試儀表之一，它在光纜線路維護中起著非常重要的作

2、用。它能實現(xiàn)如下多種測試功能： 長度測試：例如單盤測試長度、光纖鏈路長度。 定位測試：如光纖鏈路中的熔接點、活動連接點、光纖裂變點、斷點等的位置。 損耗測試：以上所述各種事件點的連接、插入、回波損耗，單盤或鏈路的損耗和衰減。 特殊測試：例如據(jù)已知長度光纖推測折射率等。 除了測試功能外，它還能實現(xiàn)光纖檔案存儲、打印以及當前、歷史檔案對比等功能。3 目前，OTDR的品牌較多，其測試方法大同小異，只要掌握其中的關鍵步驟，再結合工作實際，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）開啟電源，進行自檢。 （3）確認待測光纖無光，檢查光纖對端沒接

3、入其他設備、儀器。 （4）清擦待測光纖，正確將待測光纖插入OTDR的耦合器內。如果待測光纖沒有連接到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（實時）狀態(tài)估測鏈路長度（距離范圍設置為80KM），同時橫向放大一檔，輕微調節(jié)連接器耦合狀況，使曲線起始端反射在縱向高度盡量高，拖尾最短最平滑。 （6）設置參數(shù) OTDR的參數(shù)設置，應根據(jù)儀表性的不同，結合測試的具體情況進行。4 （7）開啟激光。經過一定時間優(yōu)化，關閉激光器，對測量曲線進行分析。 （8）備份曲線：如需要，按選擇存儲空間命名軌跡存儲軌跡步驟即可。 （9）提取曲線：如需要，按選擇存儲空間找到軌跡調出軌跡即可。 （10）

4、打印曲線：如需要，按顯示需要數(shù)值放大打印部位打印的步驟進行。 注意事項及保養(yǎng)： （1）注意存放、使用環(huán)境要清潔、干燥、無腐蝕。 （2）光耦合器連接口要保持清潔，在成批測試光纖時，盡量采用過渡光跳線連接，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，動態(tài)測量范圍越大，測量距離更長，但在OTDR曲線波形中產生盲區(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來表示。 (3)測量范圍(Range)：OTDR測量范圍是指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。最佳測量量程稍大于被測光纖長度。 (4)平均時間：由于后向散射光

5、信號極其微弱，一般采用統(tǒng)計平均的方法來提高信噪比，平均時間越長，信噪比越高。例如，3min的獲得取將比1min的獲得取提高0.8dB的動態(tài)。但超過10min的獲得取時間對信噪比的改善并不大。一般平均時間不超過3min。 (5)光纖參數(shù)： 光纖參數(shù)的設置包括折射率n和后向散射系數(shù)的設置。折射率參數(shù)與距離測量有關，后向散射系數(shù)則影響反射與回波損耗的測量結果。這兩個參數(shù)通常由光纖生產廠家給出。 參數(shù)設置好后，OTDR即可發(fā)送光脈沖并接收由光纖鏈路散射和反射回來的光，對光電探測器的輸出取樣，得到OTDR曲線，對曲線進行分析即可了解光纖質量。 7 2.經驗與技巧 (1)光纖質量的簡單判別：正常情況下，O

6、TDR測試的光纖曲線主體(單盤或幾盤光纜)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，則表明光纖質量嚴重劣化，不符合通信要求。 (2)波長的選擇和單雙向測試：1550波長測試距離更遠，1550nm比1310nm光纖對彎曲更敏感，1550nm比1310nm單位長度衰減更小、1310nm比1550nm測的熔接或連接器損耗更高。在實際的光纜維護工作中一般對兩種波長都進行測試、比較。對于正增益現(xiàn)象和超過距離線路均須進行雙向測試分析計算，才能獲得良好的測試結論。 (3)接頭清潔：光纖活接頭接入OTDR前，必須認真清洗，包括OTDR的輸出接頭和被

7、測活接頭，否則插入損耗太大、測量不可靠、曲線多噪音甚至使測量不能進行，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，因為它們可使光纖連接器內粘合劑溶解。 8 (7)附加光纖的使用：附加光纖是一段用于連接OTDR與待測光纖、長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量。 一般來說，OTDR與待測光纖間的連接器引起的盲區(qū)最大。在光纖實際測量中，在OTDR與待測光纖間加接一段過渡光纖，使前端盲區(qū)落在過渡光纖內，而待測光纖始端落在OTDR曲線的線性穩(wěn)定區(qū)。光纖系統(tǒng)始端連接器插入損耗可通過OTDR加一段過渡光纖來測量。如要測量首、尾兩端連接器的插入損耗，可在

8、每端都加一過渡光纖。 3.測試誤差的主要因素 OTDR測試儀表存在的固有偏差 由OTDR的測試原理可知，它是按一定的周期向被測光纖發(fā)送光脈沖，再按一定的速率將來自光纖的背向散射信號抽樣、量化、編碼后，存儲并顯示出來。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 測試儀表操作不當產生的誤差 在光纜故障定位測試時，OTDR儀表使用的正確性與障礙測試的準確性直接相關，儀表參數(shù)設定和準確性、儀表量程范圍的選擇不當或光標設置不準等都將導致測試結果的誤差。 設定儀表的折射率偏差產生的誤差 不同類型和廠家的光纖的折射率是不同的。使用O

9、TDR測試光纖長度時，必須先進行儀表參數(shù)設定，折射率的設定就是其中之一。當幾段光纜的折射率不同時可采用分段設置的方法，以減少因折射率設置誤差而造成的測試誤差。 量程范圍選擇不當 OTDR儀表測試距離分辯率為1米時，它是指圖形放大到水平刻度為25米/格時才能實現(xiàn)。儀表設計是以光標每移動25步為1滿格。在這種情況下，光標每移動一步，即表示移動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，則光標每移動一步，距離就會偏移80米。由此可見，測試時選擇的量程范圍越大，測試結果的偏差就越大。 11 脈沖寬度選擇不當 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OTDR的動態(tài)范

10、圍也越大，相應盲區(qū)也就大。 平均化處理時間選擇不當 OTDR測試曲線是將每次輸出脈沖后的反射信號采樣，并把多次采樣做平均處理以消除一些隨機事件，平均化時間越長，噪聲電平越接近最小值，動態(tài)范圍就越大。平均化時間越長，測試精度越高，但達到一定程度時精度不再提高。為了提高測試速度，縮短整體測試時間，一般測試時間可在0.53分鐘內選擇。 光標位置放置不當 光纖活動連接器、機械接頭和光纖中的斷裂都會引起損耗和反射，光纖末端的破裂端面由于末端端面的不規(guī)則性會產生各種菲涅爾反射峰或者不產生菲涅爾反射。如果光標設置不夠準確，也會產生一定誤差。 12光源、光功率計14 光源、光功率計為配套使用的測量儀表，一般是

11、測量光纖鏈路損耗。測量方法有剪斷法和介入測量法。 光源、光功率計測試鏈路損耗步驟： （1）開機檢查電源能量情況，并預熱光源510分鐘。 （2）設置：按需要設置光源如連續(xù)狀態(tài)（CW）或調制狀態(tài)（M）及頻率、波長選擇、功率單位（一般為dbm,），確認一致性。 （3）校表：將兩段（3m）已知標準光跳線用已知標準琺瑯盤連接，兩端分別配套耦合入光源、功率計的連接口，記錄功率值，連續(xù)耦合3次，作平均記為入射功率P1。如果需測試中繼段光纖通道總衰減，即從光發(fā)送機光接口外到光收機光節(jié)口外之間的光纖通道總衰減。15熔接機熔接機17 光纖的接續(xù)是一項人工與設備良好配合的過程，而且還需要多種專用工具，例如開纜工具、

12、套管剝除工具、光纖剝除、切割工具等。在光纖放入熔接機前，有相當多的操作是人工完成的，而且還直接關乎光纖接續(xù)質量，需要熟練、合理的操作。熔接機完成的只是端面制備良好的待接光纖妥善放入后的工作。 光纖熔接機的操作步驟如下： （1）參數(shù)設置： 光纖外形或種類選擇，包括單模、多模、特種光纖（例如含鈦光纖、色散位移光纖），以及用戶可自行編輯組合的各種類型光纖，如康寧、朗訊等不同廠家光纖對接等。 對芯方式，有些熔接機有選擇調節(jié)對芯方式的功能，如纖芯對準、外徑對準和預偏芯對準等。 數(shù)據(jù)顯示存儲設置：熔接機可以存儲接續(xù)記錄，可選或不選。18 放電試驗：熔接機可通過放電試驗來自動檢驗調節(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，選擇放電試驗（YES），熔接機會自動放電預熔，直至達到合理狀態(tài)。 其他例如日期、時間調節(jié)等。 （2）方式選擇： 熔接方式選擇，包括自動（一般）、手動（手動對纖）、分步（臨時連接時可用）。 通信：可以外接計算機控制。 參數(shù)修改，一般應由專業(yè)人員查看、設置。 維護狀態(tài)：包括馬達運轉檢查，電極檢查、保養(yǎng)、更換等。 光纖命名：作存儲時用。 加熱條件：是選擇光纖熱可縮保護管的加熱參數(shù)，可以設置加熱長度和加熱條件來調整加熱時間或效果。19 （3）完成接續(xù)、取出光纖、熔接機復位后，要進行光纖接頭的熱熔加強保護，要使用質量合格的熱熔保護管（加熱后均勻收縮，無氣泡和凹凸現(xiàn)象），光

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

15、 Hz和1 kH三種。如圖所示為光纖識別器識別尾纖的使用方法。 光纖識別器除可識別直徑為250-900um的光纖及帶狀光纖外；通過轉換模塊頭可完成對直徑為163 mm的光纖跳線進行識別。 (1)工作原理 光纖識別器是一個靈敏度很高的光電探測器，它是利用光纖彎曲效應制作的儀器。22 當一根光纖彎曲時，一些光會從光纖中輻射出來，這些光能被光纖識別器檢測到在不切斷光纖、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、準確地從其他光纖中識別出來，并檢測出光的狀態(tài)及方向。為了使這項工作更為簡單，通常會在發(fā)送端將測試信號調制成270 Hz、1000 Hz或2000 Hz并注入待檢測的光纖中，當

16、光纖識別器檢測到這些調制信號時，會發(fā)出蜂鳴聲。最好的光纖識別器是可以利用宏彎技術在線識別光纜和測試光纜中光的傳輸方向和功率。 (2)主要特點 探頭拆卸簡便； 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； 適合光纖類型：250 um，900um涂敷，3 mm跳線(或尾纖)及帶狀光纖；24 識別光纖、指示調制音(2 kHz音頻和可見光識別)及光的傳輸方向。 (3)主要技術參數(shù) 探測器：InGaAs； 光纖壓力：100 KPa(max)； 使用波長：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1310 nm(06 dB)1550 nm(25 dB)； 音頻探測：(2000100)Hz； 探測時間：小于1 s。25 二、操作說明 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“POWER”指示燈亮，表示電池電力足夠工作。 2. 把光纖放入槽內： 在“TRAFFC-TONE”位，按方向推動開關，把光纖放入槽內，放入后慢慢松開手，（避免夾斷光纖）使開關復位。 3.