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光时域反射计在FTTH中的使用

从网络技术和应用趋势来看,光纤通信线路已由核心骨干网络往短距离通信的光纤城域网、局域网发展,尤其近年来,基于FTTx(FTTH、FTTB、FTTC等)的宽带网络能够借助高速、稳定、近似无限的带宽提供语

1 前语

从网络技能和运用趋势来看,光纤通讯线路已由中心主干网络往短间隔通讯的光纤城域网、局域网开展,特别近年来,依据FTTx(FTTH、FTTB、FTTC等)的宽带网络可以凭借高速、安稳、近似无限的带宽供给语音、数据及印象服务,这便是所谓的三网合一(tripleplay),它的建造与运用不仅是各电信运营商争相尽力的方针,更是各国家归纳竞争力评比与开展科技优势的重要目标。

日本在FTTH方面的开展和运营比较早,因为政府的大力支持,日本的FTTH商场在近几年得到了飞速开展。现在已有比方NTT东日本、NTT西日本、东京电力、中部电力等多家公司供给FTTH事务。据不完全统计,日本的FTTH商场普及率现已挨近10%。

美国尽管在1995年就开端推进FTTH事务,但快速的开展却是起始于2004年,伴跟着宽带服务和节目源的生长,FTTH的事务量显着添加。

除此之外,欧洲FTTH的商场也于2005年接连推出,韩国亦于本年1月份在光州市正式供给WDM-PON的演示服务,我国的台湾省也将于本年进行小规模的FTTx建造,我国大陆各省份尽管在宽带通讯建造上落后于美日欧韩等国家,但对FTTH的推进与相干技能的开展却恰当活跃与敏捷,2001年3月经过的《十五方案大纲》中明确提出我国要大力开展高速宽带信息网,要点建造宽带接入网,现在宽带接入网建造高潮现已在全国鼓起。我国电信、联通、网通、铁通、长城宽带、广电体系、宽带运营服务商、体系集成商、大学、网络公司、房地产开发商等纷繁投巨资把用户宽带接入网的建造作为开展要点,使宽带网的建造与事务注册取得了实质性的开展。自2002年起接连推出PON网络的试用后,于2004年首先在武汉进行了WDM-PON网络的试运转。一些经济较兴旺的城市提出要把宽带接入网的建造作为城市开展的一项要点作业,提出运用光纤到户“拉动本地工业,促进信息消费”,并方案用3~5年的时刻建造适宜全事务需求、宽带化的城市信息接入网,完成光纤到小区、光纤到大楼。智能小区完成千兆进小区、百兆到楼、十兆入户;智能大厦完成千兆到大楼、百兆到楼层、十兆到桌面。由此可见,我国光纤到户的商场十分巨大,充满着无限商机。

2OTDR在FTTH线路施工、保护中的作用

通讯大开展,测验需先行。前面说到,依据FTTH的宽带网络可以为用户供给语音、数据及印象的服务,它的条件是要进行FTTH的线路及设备建造,一起,还要保证线路及设备的正常运营。在FTTH的线路施工、保护测验及抢修进程中,作为光纤线路测验的专用仪器——光时域反射计(OTDR)是必不行少的测验仪器,它是选用时域丈量的办法,发射具有必定宽度的光脉冲并注入被测光纤,然后经过检测光纤中回来的瑞利散射(Rayleighscattering)及菲涅尔反射(Fresnelreflection)光信号功率沿时刻轴的散布曲线,即可探知被测光纤的长度及损耗等物理特性,一起,运用其强壮的数据剖析功用,可对光纤链路中的事情点及毛病点精确认位,其最重要的特点是:单端无损测验,测验速度快,毛病定位精确。现在,光时域反射计可运用850nm、1300nm(适用于多模光纤)、1310nm、1380nm、1480nm、1550nm及1625nm(适用于单模光纤)等波长进行光纤线路的丈量,丈量的要点在于验证局端至分支器、分支器至各用户端光纤的熔接、接头与线路的损耗等,顺次验证各光纤间隔与施工时比较是否正确,一起,也可构成数据库以供日后运营商在线监控测验、修理中便于对光纤线路的质量确任及毛病查找等。

2.1OTDR在FTTH线路施工、保护中的测验

众所周知,光纤因为重量轻、耐腐蚀、不受电磁搅扰的印象,在环境适应性方面要比电缆强许多,那么光纤线路质量的好坏就取决于光缆质量及施工进程了。依据光缆的结构,只要在光缆施工的进程中,严厉依照规范施工,则光缆受伤害的几率很小。一旦光缆施工后,就有必要凭借OTDR才干了解光纤线路的状况,经过人的眼睛是无法得知的,所以,在光缆线路的保护运营中,用OTDR测验光纤链路是十分重要和必需的。

OTDR在光纤施工进程中一般要进行四次测验:来料测验、熔接前测验、熔接后测验及施工后的检验测验。

(1)光缆在布放前,对光缆中的每一根光纤都要先作测验,因为光缆从出厂运输到买方单位再转运到工地,中心经过了屡次的上下装货、卸货,难保光缆不受损害。所以,布放前测验光缆的作用是为了划清职责边界,即保证光缆在施工前是好的。从保护运营的视点看,测验有两个意图:一是保证光缆没有因施工而受损,二是确认光缆线长,防止长度不行。

(2)光缆布放后接续前也有必要进行再测验,这是因为跟着科技的前进,光纤熔接机的熔接质量已大幅度前进,使得熔接点的损耗不再是光纤线路损耗的主要因素。因为熔接损耗小,光信号经过该点后,光功率的改变不显着,用OTDR测验时,不容易判别出来,而在光纤链路的测验曲线中也不易查找到熔接点,这就会在日后运营保护上发生诸多不便:一是进行线路修理时,因为不知到该段光缆到底有多长然后形成领料困难;二是线路改接不易,改接点一般都应选在接头的方位,因曲线中熔接点不显着,或许因找不到熔接点而无法进行改接。所以,接续前再次测验可防止这类问题的发生,一起,也能验证光缆在设防时没有对光缆形成损害。接续前测验与一般OTDR的测验方法相同,只是在光缆还没有接续前,先将测验的光缆长度及损耗数据储存起来,树立线路段长度及损耗的数据库,以作为将来线路保护的重要参阅。

(3)在光缆熔接后还需求再次用OTDR进行测验,此次测验有两个作用:一是测验熔接点的熔接损耗有没有超出规则的要求,一旦发现超支点,可及时再次从头熔接,二是凭借测验并对照光缆的芯线,因为熔接数百芯的光纤难保不会接错。

光缆链路中有许多熔接点,对链路中单个超支的熔接点,一般来讲,有两个原因:一是光纤的原因,即接续点两头的光纤数值孔径不同过大,或许是因不同厂家形成的,不过,跟着光纤制造技能的前进,这方面的不同已越来越小;另一个是熔接的原因,因为人为疏忽或熔接机毛病形成的。

在用OTDR确认光纤链路中不合格熔接点时,必定要细心测验,细心断定,对不合格点要细心对待,不然的话,这个点或许是形成整个光纤链路劣化特别快最直接的原因。

(4)在光缆工程完工后,还要进行线路的终究测验,施工方测验主要是对光缆链路进行自测、自查、自检,测验数据可作为随后检验时的参阅,检验方测验主要是依据规范要求,对光缆链路的长度、链路损耗及接头损耗等进行检验测验,对测验数据树立数据库,作为日后运营保护的重要参阅。

终究测验也可凭借光源、光功率计及OTDR三种仪器一起进行,前两者是用来测验光信号在实践链路内传输时的损耗状况,而用OTDR是找出链路中欠好的熔接点及地理方位。

丈量光纤链路损耗由光源和光功率计组成,丈量时,发送端和接纳端各需一人,测验前,两边可先约好测验光缆中光纤的次序(可按光纤涂覆资料的色彩),这样做还有一个优点便是能及时发现错接的光纤。

2.2FTTH对OTDR的性能及目标要求

鉴于FTTH的光纤线路间隔都不长,所以对OTDR的目标要求也不同于用于长间隔测验的OTDR,所以笔者以为:依据FTTx测验的OTDR,应该是其体积小、重量轻、事情盲区小,测距分辨率高,电池供电时刻长并便于带着等,详细目标要求可参阅如下:

动态规模:20/24dB(850nm/1300nm,多模光纤);

32/30/30dB(1310nm/1550nm/1625nm,单模光纤);

事情盲区:≤2m;

测距分辨率:≤0.1m;

动态规模是OTDR最重要的目标之一,反映了其勘探长间隔光纤线路的才能,平等条件下,动态规模越大,则可勘探的光纤间隔越长,动态规模的巨细既与OTDR的作业波长有关,也与其可发射的光脉冲宽度有关,一般讲OTDR的动态规模有多大,都是指在最大光脉冲宽度的条件下。OTDR运用于FTTH线路测验,不需求很大的动态规模,一般讲,对多模光纤的测验,20/24dB(850nm/1300nm)就够了;而对单模光纤的测验,则32dB(1310/1550nm/1625nm)就已满足实践运用。

事情盲区也是OTDR的一个重要目标,反映了OTDR对短间隔光纤的勘探才能。测验盲区越小、测距分辨率越高,则光纤线路中事情点和毛病点的定位精度越高。同动态规模相同,OTDR事情盲区的巨细也与光脉冲宽度有直接的联系,脉冲宽度越窄,则或许的事情盲区越小。一般来说,OTDR的事情盲区目标都是在特定的测验条件下完成的,如最小测验脉宽,端面反射≤40dB等。对FTTH光纤链路的测验,要求OTDR的事情盲区要小于2m。

对OTDR来讲,USB接口是十分必要的,现在,商场上有许多品牌的OTDR,有的装备有软驱,可经过软磁盘存储;还有的装备了PCM卡,但这都很不便利,道理很简单:软磁盘的耐用性较差,用不了几回就报废了,且能正常作业的温度规模也只要5℃~35℃,别的存储容量也不行大,只要1.44Mbytes,存不了几幅波形;PCM卡尽管容量稍大,但运用不便利,需求购买相应的读卡器,这可需求用户掏自己的腰包。比较之下,OTDR配有USB接口就十分便利了,即插即用,可靠性自不用说,那是软磁盘无法比较的,存储容量也十分大,即使按现在商场上盛行的128M最小容量,存储几千幅波形是肯定没问题的。

电池供电也是不行疏忽的一个方面,考虑到对FTTH光纤线路的测验,都是外出作业,要求电池的供电时刻越长越好,现在,商场上各家OTDR都说自己的电池供电时刻长,作业条件各不相同:有的是待机时刻,有的是接连测验时刻,还有的是每5分钟测验1分钟的时刻,更有甚者是指两个电池包的作业时刻。所以,在选购OTDR时,不能只看电池供电时刻,还要了解是在什么作业条件下才不至于被误导。

由我国电子科技集团个公司第41研究所最新研发并推出的AV6413型高性能微型OTDR,选用一体化模具设计,体积小、重量轻(约2.5kg)、外观新颖;环保资料加工,强度高;内带Li离子电池供电,电池作业时刻长达8小时(接连测验时刻不小于6小时),特别适宜于长时刻外出作业;机内存储容量大(可存储不小于900幅波形),经过USB盘可快速进行测验波形的转存,运用附送的剖析软件可便利的在核算机上阅读测验波形并进行测验报表的制造。更重要的是,针对不同的运用领域,AV6413可供给850nm、1300nm、1310nm、1550nm及1625nm等不同测验波长、不同动态规模(从20/24dB、32/30dB、36/36dB、40/38dB、42/40dB等)等多种装备,用户可依据实践需求,挑选所需的测验模块。

2.3OTDR的运用及留意事项

运用OTDR测验光纤链路,意图是得到光纤的长度、链路损耗、熔接损耗、熔接点和毛病点方位等信息。关于一般的测验,用OTDR的自动测验功用即可满足要求,但也不能过火依赖于自动测验,在有些状况下,自动测验未必能给出满足的成果,比方短间隔(几十米之内)和超长间隔的测验中,对事情点的断定和定位就未必精确,原本没有事情点的当地或许误判有事情点,而应该有的事情点也或许漏判,有时候,相同一根光纤,先后屡次测验的成果或许不一致,在这种状况下,最好选用手动测验形式。

手动测验形式要求操作者依据被测光纤的间隔挑选适宜的测验参数,如测验量程、脉宽、衰减及均匀次数等,选用恰当的测验参数会测验出最好的测验成果。

挑选测验量程时,有必要留意所选测验量程要大于被测光纤的长度,最好大于被测光纤长度的两倍,这是为防止光纤结尾二次反射的影响(当测验量程小于被测光纤长度的两倍时,光纤结尾二次反射峰或许会落在平整的测验曲线上,呈现一般所说的“鬼影”,形成光纤链路有毛病点的假象)。但这并不是说,测验量程小于被测光纤长度的两倍就不能测验,首先是“鬼影”的呈现取决于光纤结尾的反射强弱,若反射很弱,则呈现“鬼影”的几率十分小;其次是一旦有“鬼影”呈现,应怎么判别及防止,有经历的操作者会将测验量程扩大后再测验,或许将光纤结尾曲折一下,若曲线上的反射峰消失了,阐明前面发生的反射峰是“鬼影”。

测验脉宽的挑选相同取决于被测光纤的长度,当需求测验长间隔的光纤时,尽量选用较大脉宽,而若要测验短间隔光纤(如间隔小于1km),则最好挑选最小脉宽,因为脉宽的巨细决议了空间分辨率,所以测验时,在曲线信噪比答应的状况下,尽量挑选小脉宽会得到事情点更精确的成果。

在OTDR的测验参数中,还有均匀次数的设置,有的OTDR为均匀时刻设置,两者意思相同,都是经过均匀处理以尽量按捺曲线中的噪声,使测验曲线更滑润。均匀次数(或均匀时刻)的设置应视详细状况灵敏把握,一般来讲,均匀处理必定次数(如300次或3分钟)后,作用不再显着。

在OTDR运用进程中,要留意保养和保护,做到以下几点:

(1)要坚持OTDR光输出面的清洁;每次测验前,要清洁被测光纤的端面。

(2)OTDR的光输出面一般为FC/PC型或FC/APC型,要留意被测光纤的接头类型应与OTDR的光输出面匹配。

(3)尽量不要在OTDR的实时测验状态下接入被测光纤,如因实践需求,可先接入一段引导光纤(长度大于500m)后进行。

(4)为延伸机内电池的运用寿命,仪器入库寄存前最好将电池充满电。长时间不用时,一般3个月左右至少进行一次充放电。

3定论

跟着科学技能的前进,依据FTTH的宽带网络必将成为光纤通讯开展的又一热门。而光时域反射计在FTTH的工程施工、保护测验中占有着十分重要的方位,是光纤网络正常运营的重要保障。

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