YDJ44-89《电信网光纤数字传输系统施工及验收暂行规定》简称《暂规》,对光纤接续损耗的测量方法做了规定,但没有规定明确的标准。原信产部郑州设计院在中国电信南九试验段以后的工程中提出了中继段单纤平均接续损耗0.08dB/个的设计标准,以后的干线工程均沿用。
ITU有关接续介入损耗的原文如下。\
本试验使用于一个竣工的光纤接头, 用以度量接头质量。
应按照IEC 1073-1进行试验。测量可在实验室或现场进行。实验室用剪回法较好,现场可用双向OTDR法。介入损耗的典型值可能随应用场合和(或)所用方法而变化。最小的接头损耗典型值≤0.1dB。在某些场合中,介入损耗典型值≤0.5dB是可能接受的。有许多熔接机和机械接续装置在制作接头后可以估算接头损耗值。 某些主管部门和私营运行机构在现场接续安装时采用这些估算值,并且在全部线路施工完成后,再用OTDR对线路全程进行复测。在现场安装时,也可用其它一些方法来估算接头损耗值, 例如采用夹上去的功率计和本地注入检测的方法。 (1)该建议是基于单纤接头损耗的可接受值≤0.5dB,平均值没有规定的情况下而言的。
从目前的熔接机情况看, 熔接机所显示的数据配合观察光纤接头断面情况, 能够粗略估计光纤接续点损耗的状况, 但不能精确到目前我国所要求的光纤接续损耗指标的数量级。我们认为,这些熔接机的设计目的和依据是基于ITU建议的。
(2)目前的熔接机接续是通过对光纤X轴和Y轴方向的错位调整,在轴心错位最小时进行熔接的,这种能调整轴心的方法称为纤芯直视法, 这种方法不同于功率检测法,现场是无法知道接头损耗确切数值的。但是在整个调整轴心和熔接接续过程中, 通过摄像机把探测到所熔接纤芯状态的信息送到熔接机的专用程序中,可以计算出接续后的损耗值。 但它只能说明光纤轴心对准的程度,并不含有光纤本身的固有特性所影响的损耗。而OTDR的测试方法是后向散射法,它包含有光纤参数的不同形成反射的损耗。
比较上述两种测试原理,两者有很大区别。通过实践证明,两种方法测出数据一致性也较差,通过最近几年对干线工程接续测试发现,很多情况下熔接机显示损耗很小(小于0.05dB)甚至为零,但OTDR测试则大于0.08dB,且没发现有对应的规律。
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日本的接头损耗标准(NTT光缆施工验收规程)最小值小于0.9dB,无平均值要求,只有中继段总衰减要求,只要满足,就能开通设计要求的或将来要增加的设备,在接续操作方面则与ITU建议一致。美国、欧洲诸国也都采取了大致与ITU建议一致的做法。
事实上,影响光缆安全的主要是机械损伤,光纤接续损耗大一点并不会影响接续强度,因此我们时候在验收测试中发现,有些点数值确实偏大,大约有1%左右的接头回超标准,并且在多次接续后仍无法降低.在这种情况下,也是可以判断合格的.有的时候会按照中级段总衰减来要求,从而验收合格
OTDR使用说明
OTDR的英文全称是Optical Time Domain Reflectometer,中文意思为光时域反射仪。OTDR是利用光线在光纤中传输时的瑞利散射和菲涅尔反射所产生的背向散射而制成的精密的光电一体化仪表,它被广泛应用于光缆线路的维护、施工之中,可进行光纤长度、光纤的传输衰减、接头衰减和故障定位等的测量。
OTDR概述
工作原理
OTDR测试是通过发射光脉冲到光纤内,然后在OTDR端口接收返回的信息来进行。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OTDR中。返回的有用信息由OTDR的探测器来测量,它们
就作为光纤内不同位置上的时间或曲线片断。从发射信号到返回信号所用的时间,再确定光在玻璃物质中的速度,就可以计算出距离。
从发射信号到返回信号所用的时间,再确定光在玻璃物质中的速度,就可以计算出距离。以下的公式就说明了OTDR是如何测量距离的。 d=(c×t)/2(IOR)
在这个公式里,c是光在真空中的速度,而t是信号发射后到接收到信号(双程)的总时间(两值相乘除以2后就是单程的距离)。因为光在玻璃中要比在真空中的速度慢,所以为了精确地测量距离,被测的光纤必须要指明折射率(IOR)。IOR是由光纤生产商来标明。 工作特征
OTDR使用瑞利散射和菲涅尔反射来表征光纤的特性。瑞利散射是由于光信号沿着光纤产生无规律的散射而形成。OTDR就测量回到OTDR端口的一部分散射光。这些背向散射信号就表明了由光纤而导致的衰减(损耗/距离)程度。形成的轨迹是一条向下的曲线,它说明了背向散射的功率不断减小,这是由于经过一段距离的传输后发射和背向散射的信号都有所损耗。
给定了光纤参数后,瑞利散射的功率就可以标明出来,如果波长已知,它就与信号的脉冲宽度成比例:脉冲宽度越长,背向散射功率就越强。瑞利散射的功率还与发射信号的波长有关,波长较短则功率较强。也就是说用1310nm信号产生的轨迹会比1550nm信号所产生的轨迹的瑞利背向散射要高。
在高波长区(超过1500nm),瑞利散射会持续减小,但另外一个叫红外线衰减(或吸收)的现象会出现,增加并导致了全部衰减值的增大。因此,1550nm是最低的衰减波长;这也说明了为什么它是作为长距离通信的波长。很自然,这些现象也会影响到OTDR。作为1550nm波长的OTDR,它也具有低的衰减性能,因此可以进行长距离的测试。而作为高衰减的1310nm或1625nm波长,OTDR的测试距离就必然受到限制,因为测试设备需要在OTDR轨迹中测出一个尖锋,而且这个尖锋的尾端会快速地落入到噪音中。 瑞利散射是由于光信号沿着光纤产生无规律的散射而形成。OTDR就测量回到OTDR端口的一部分散射光。这些背向散射信号就表明了由光纤而导致的衰减(损耗/距离)程度。
菲涅尔反射是离散的反射,它是由整条光纤中的个别点而引起的,这些点是由造成反向系数改变的因素组成,例如玻璃与空气的间隙。在这些点上,会有很强的背向散射光被反射回来。因此,OTDR就是利用菲涅尔反射的信息来定位连接点,光纤终端或断点。
OTDR的工作原理就类似于一个雷达。它先对光纤发出一个信号,然后观察从某一点上返回来的是什么信息。这个过程会重复地进行,然后将这些结果进行平均并以轨迹的形式来显示,这个轨迹就描绘了在整段光纤内信号的强弱。
更多知识 什么是盲区?
Fresnel 反射引出一个重要的 OTDR 规格,即盲区。有两类盲区:事件和衰减。两种盲区都由 Fresnel 反射产生,用随反射功率的不同而变化的距离(米)来表示。盲区定义为持续时间,在此期间检测器受高强度反射光影响暂时“失明”,直到它恢复正常能够重新读取光信号为止,设想一下,当您夜间驾驶时与迎面而来的车相遇,您的眼睛会短期失明。在 OTDR 领域里,时间转换为距离,因此,反射越多,检测器恢复正常的时间越长,导致的盲区越长。绝大多数制造商以最短的可用脉冲宽度以及单模光纤 -45 dB、多模光纤 -35 dB 反射来指定盲区。为此,阅读规格表的脚注很重要,因为制造商使用不同的测试条件测量盲区,尤其要注意脉冲宽度和反射值。例如,单模光纤 -55 dB 反射提供的盲区规格比使用 -45 dB 得到的盲区更短,仅仅因为 -55 dB 是更低的反射,检测器恢复更快。此外,使用不同的方法计算距离也会得到一个比实际值更短的盲区。 事件盲区
事件盲区是 Fresnel 反射后 OTDR 可在其中检测到另一个事件的最小距离。换而言之,是两个反射事件之间所需的最小光纤长度。仍然以之前提到的开车为例,当您的眼睛由于对面车的强光刺激睁不开时,过几秒种后,您会发现路上有物体,但您不能正确识别它。转过头来说 OTDR,可以检测到连续事件,但不能测量出损耗(如图 4 所示)。OTDR 合并连续事件,并对所有合并的事件返回一个全局反射和损耗。为了建立规格,最通用的业界方法是测量反射峰的每一侧 -1.5 dB 处之间的距离(见图 5)。还可以使用另外一个方法,即测量从事件开始直到反射级别从其峰值下降到 -1.5 dB 处的距离。该方法返回一个更长的盲区,制造商较少使用。
图四 合并长盲区事件 图五 测量事件盲区
使得 OTDR 的事件盲区尽可能短是非常重要的,这样才可以在链路上检测相距很近的事件。例如,在建筑物网络中的测试要求 OTDR 的事件盲区很短,因为连接各种数据中心的光纤跳线非常短。如果盲区过长,一些