光時域反射計(OTDR)在FTTH中的應用

2020-12-14 OFweek光通訊網

 1前言

  從網絡技術和應用趨勢來看,光纖通信線路已由核心骨幹網絡往短距離通信的光纖城域網、區域網發展,尤其近年來,基於FTTxFTTH、FTTB、FTTC等)的寬帶網絡能夠藉助高速、穩定、近似無限的帶寬提供語音、數據及影像服務,這就是所謂的三網合一(tripleplay),它的建設與使用不僅是各電信運營商爭相努力的目標,更是各國家綜合競爭力評比與發展科技優勢的重要指標。

  日本在FTTH方面的發展和運營比較早,由於政府的大力支持,日本的FTTH市場在近幾年得到了飛速發展。目前已有諸如NTT東日本、NTT西日本、東京電力、中部電力等多家公司提供FTTH業務。據不完全統計,日本的FTTH市場普及率已經接近10%。

  美國雖然在1995年就開始推動FTTH業務,但快速的發展卻是起始於2004年,伴隨著寬帶服務和節目源的成長,FTTH的業務量顯著增加。

  除此之外,歐洲FTTH的市場也於2005年陸續推出,韓國亦於今年1月份在光州市正式提供WDM-PON的示範服務,我國的臺灣省也將於今年進行小規模的FTTx建設,我國大陸各省份雖然在寬帶通信建設上落後於美日歐韓等國家,但對FTTH的推動與相干技術的發展卻相當積極與迅速,2001年3月通過的《十五計劃綱要》中明確提出我國要大力發展高速寬帶信息網,重點建設寬帶接入網,目前寬帶接入網建設高潮已經在全國興起。中國電信、聯通、網通、鐵通、長城寬帶、廣電系統、寬帶運營服務商、系統集成商、大學、網絡公司、房地產開發商等紛紛投巨資把用戶寬帶接入網的建設作為發展重點,使寬帶網的建設與業務開通取得了實質性的進展。自2002年起陸續推出PON網絡的試用後,於2004年首先在武漢進行了WDM-PON網絡的試運轉。一些經濟較發達的城市提出要把寬帶接入網的建設作為城市發展的一項重點工作,提出利用光纖到戶「拉動本地產業,促進信息消費」,並計劃用3~5年的時間建設適合全業務需求、寬帶化的城市信息接入網,實現光纖到小區、光纖到大樓。智能小區實現千兆進小區、百兆到樓、十兆入戶;智能大廈實現千兆到大樓、百兆到樓層、十兆到桌面。由此可見,中國光纖到戶的市場非常巨大,充滿著無限商機。

  2OTDR在FTTH線路施工、維護中的作用

  通信大發展,測試需先行。前面提到,基於FTTH的寬帶網絡能夠為用戶提供語音、數據及影像的服務,它的前提是要進行FTTH的線路及設備建設,同時,還要保證線路及設備的正常運營。在FTTH的線路施工、維護測試及搶修過程中,作為光纖線路測試的專用儀器——光時域反射計(OTDR)是必不可少的測試儀器,它是採用時域測量的方法,發射具有一定寬度的光脈衝並注入被測光纖,然後通過檢測光纖中返回的瑞利散射(Rayleighscattering)及菲涅爾反射(Fresnelreflection)光信號功率沿時間軸的分布曲線,即可探知被測光纖的長度及損耗等物理特性,同時,利用其強大的數據分析功能,可對光纖鏈路中的事件點及故障點精確定位,其最重要的特點是:單端無損測試,測試速度快,故障定位準確。目前,光時域反射計可使用850nm、1300nm(適用於多模光纖)、1310nm、1380nm、1480nm、1550nm及1625nm(適用於單模光纖)等波長進行光纖線路的測量,測量的重點在於驗證局端至分支器、分支器至各用戶端光纖的熔接、接頭與線路的損耗等,依次驗證各光纖距離與施工時相比是否正確,同時,也可形成資料庫以供日後運營商在線監控測試、維修中便於對光纖線路的品質確任及故障查找等。

  2.1OTDR在FTTH線路施工、維護中的測試

  眾所周知,光纖由於重量輕、耐腐蝕、不受電磁幹擾的影像,在環境適應性方面要比電纜強許多,那麼光纖線路質量的好壞就取決於光纜質量及施工過程了。根據光纜的結構,只要在光纜施工的過程中,嚴格按照規範施工,則光纜受傷害的機率很小。一旦光纜施工後,就必須藉助OTDR才能了解光纖線路的狀況,通過人的眼睛是無法得知的,所以,在光纜線路的維護運營中,用OTDR測試光纖鏈路是非常重要和必需的。

  OTDR在光纖施工過程中一般要進行四次測試:來料測試、熔接前測試、熔接後測試及施工後的驗收測試。

  (1)光纜在布放前,對光纜中的每一根光纖都要先作測試,因為光纜從出廠運輸到買方單位再轉運到工地,中間經過了多次的上下裝貨、卸貨,難保光纜不受損傷。所以,布放前測試光纜的作用是為了劃清責任界限,即保證光纜在施工前是好的。從維護運營的角度看,測試有兩個目的:一是確保光纜沒有因施工而受損,二是確定光纜線長,以免長度不夠。

  (2)光纜布放後接續前也必須進行再測試,這是由於隨著科技的進步,光纖熔接機的熔接質量已大幅度提高,使得熔接點的損耗不再是光纖線路損耗的主要因素。由於熔接損耗小,光信號通過該點後,光功率的變化不明顯,用OTDR測試時,不容易判斷出來,而在光纖鏈路的測試曲線中也不易查找到熔接點,這就會在日後運營維護上產生諸多不便:一是進行線路維修時,因為不知到該段光纜到底有多長從而造成領料困難;二是線路改接不易,改接點一般都應選在接頭的位置,因曲線中熔接點不明顯,可能因找不到熔接點而無法進行改接。所以,接續前再次測試可防止這類問題的發生,同時,也能驗證光纜在布防時沒有對光纜造成損傷。接續前測試與一般OTDR的測試方式相同,只是在光纜還沒有接續前,先將測試的光纜長度及損耗數據儲存起來,建立線路段長度及損耗的資料庫,以作為將來線路維護的重要參考。

  (3)在光纜熔接後還需要再次用OTDR進行測試,此次測試有兩個作用:一是測試熔接點的熔接損耗有沒有超出規定的要求,一旦發現超標點,可及時再次重新熔接,二是藉助測試並對照光纜的芯線,因為熔接數百芯的光纖難保不會接錯。

  光纜鏈路中有許多熔接點,對鏈路中個別超標的熔接點,一般來講,有兩個原因:一是光纖的原因,即接續點兩端的光纖數值孔徑差別過大,可能是因不同廠家造成的,不過,隨著光纖製造技術的進步,這方面的差別已越來越小;另一個是熔接的原因,由於人為疏忽或熔接機故障造成的。

  在用OTDR確定光纖鏈路中不合格熔接點時,一定要認真測試,仔細判定,對不合格點要認真對待,否則的話,這個點可能是造成整個光纖鏈路劣化特別快最直接的原因。

  (4)在光纜工程完工後,還要進行線路的最後測試,施工方測試主要是對光纜鏈路進行自測、自查、自檢,測試數據可作為隨後驗收時的參考,驗收方測試主要是依據標準要求,對光纜鏈路的長度、鏈路損耗及接頭損耗等進行驗收測試,對測試數據建立資料庫,作為日後運營維護的重要參考。
 

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