光纜施工現場(chǎng)及驗收的檢測方法與標準

作者：王愛(ài)民

本文介紹了光纜施工現場(chǎng)及工程驗收的測試方法與標準要求，以及測試中應注意的問(wèn)題，對光纜工程正確、合理和規范的質(zhì)量檢測，發(fā)現隱患及時(shí)解決，以便延長(cháng)光纜的使用壽命，減少光纜線(xiàn)路的維護量，確保通信暢通，將起到應有的作用。

　　光纜施工的現場(chǎng)測試很重要，它是為連接光端機總調測做準備。光纜內光纖的測試項目有傳輸衰減的測量，對多模光纖，當需要時(shí)測試基帶響應。

　　單盤(pán)光纜測試的目的在于工廠(chǎng)產(chǎn)品的質(zhì)量施工布放后的測試是為檢查布放過(guò)程有無(wú)損傷，并作為接續前的檢查接續中的測試是為了檢查接頭是否達到低損耗接續后組成單元光纜段的測試，目的在于檢查是否達到設計對傳輸總衰減和總基帶響應要求，作為連接光端機總調測的準備。

　　單模光纖是以色散系數來(lái)表征色散的。單模光纖的色散系數本來(lái)很低，對于140Mbit/s系統的限額為300ps/nm，因此當中繼段長(cháng)小于50km時(shí)，該限額有很大余量，施工過(guò)程可以不必測量565Mbit/s五次群的限額為120ps/nm，因此有必要在設計中考慮，施工后進(jìn)行驗證測量。

　　1、現場(chǎng)傳輸衰減的測量

　　1.1光纖的衰減

　　光信號沿光纖傳輸時(shí)，光功率的損失即為光纖的衰減，衰減A以分貝(dB)為單位，

　　A=10lgP1/P2(dB)

　　P1和P2分別是注入端和輸出端的光功率。

　　1.2光纜間增加注入系統

　　為了測量得到**的結果，必須保證功率分配是穩態(tài)模，因此在光源與被測光纜間增加注入系統。注入系統由擾模器、濾模器和包層模剝除器組成的一種模擬裝置對多模光纖可以用1km以上，以一定曲率半徑圈繞的光纖。

　　1.33種測試方法比較

　　CCITT建議G.651推薦了3種測試方法。即剪斷法、和后向散射法。剪斷法精度高但有破壞性介入損耗法是非破壞性，精度不如剪斷法而后向散射法，即用光時(shí)域反射儀(OTDR)測量，功能全、精度高和無(wú)破壞性，測量數據可直接打印出來(lái)。

　　1.4用光時(shí)域反射儀(OTDR)測量的優(yōu)點(diǎn)

　　用光時(shí)域反射儀(OTDR)測試只需在光纖的一端進(jìn)行，如圖1、2所示，用這種儀表不僅可以測量光纖的衰減系數，還能提供沿光纖長(cháng)度衰減特性的詳細情況，檢測光纖的物理缺陷或斷裂點(diǎn)的位置，測定接頭的衰減和位置，以及被測光纖的長(cháng)度，這種儀器帶有打印機，可以把測繪的曲線(xiàn)打印出來(lái)。

　　圖1 光時(shí)域反射儀的框圖

　　圖2 后向散射功率的典型曲線(xiàn)

　　現場(chǎng)光纖接續由OTDR監視進(jìn)行，熔接機在熔接完一根芯后都會(huì )給出熔接點(diǎn)的估算衰耗值，其估算一般都是本地纖芯直觀(guān)監測，即通過(guò)觀(guān)察纖芯對接的好壞來(lái)估算衰耗值。接續工作是否完好，由監視者測量后通知接續工作者。這種方法的優(yōu)點(diǎn)：一是OTDR固定不動(dòng)。省略了儀表轉移所需的車(chē)輛和人力物力二是測試點(diǎn)選在有市電而不需配發(fā)電機的地方三是測試點(diǎn)固定，減少了光纜開(kāi)剝。

　　1.5OTDR測量參數的選擇

　　(1)選擇適當量程：OTDR有不同的量程，操作者應結合測試的光纜長(cháng)度選擇比較恰當的量程，使測試曲線(xiàn)盡量顯示在屏幕中間，這樣讀數才能準確，誤差才會(huì )小。

　　(2)選擇適當脈沖寬度：OTDR可以選擇注入被測光纖的光脈沖寬度參數，在幅度相同的情況下，寬脈沖的能量要大于窄脈沖的能量，能夠測試較長(cháng)距離，但誤差較大。因此，操作者應該結合待測光纖的長(cháng)度選擇適當的脈沖寬度，使其在保證精度的前提下，能夠測試盡可能長(cháng)的距離。

　　(3)選擇適當的折射率：由于不同廠(chǎng)家光纖選用的材質(zhì)不同，造成光在光纖中傳輸速度不同，即不同的光纖有不同的折射率，因此在測試時(shí)應選擇適當的折射率，這樣在測量光纖長(cháng)度時(shí)才能準確。

　　(4)測試點(diǎn)位選擇應合理：目前，大部份OTDR測試接頭損耗均采用5點(diǎn)法，在測試時(shí)，光標作為一點(diǎn)應定位在接頭點(diǎn)上，其余4點(diǎn)應分別對應接頭點(diǎn)兩側的光纖特性。這樣接頭測試才能準確。

　　1.6光纜接頭單向測試法

　　此種方法就是在接續方向的始端放置一臺OTDR，對所有接頭點(diǎn)進(jìn)行單向測試。

　　當中繼段長(cháng)度較短，光纜接頭不多，如市話(huà)中繼光纜，對接頭衰減要求不很**時(shí)，可以用光時(shí)域反射儀從一端監視，指揮接續者調整接續器達到相對*佳值即可正式接續，從圖2觀(guān)察到圖內(c)點(diǎn)的波形出現小的“臺階”，衰減的大小可以由“臺階”的大小估計。

　　這種方法精度不如比較法，但簡(jiǎn)便，只要一點(diǎn)監視兩點(diǎn)配合，適宜于中繼段衰減余量較大的光纜段施工，可增快進(jìn)度。

　　1.7光纜接頭雙向環(huán)測法

　　此種方法就是在接續方向的始端將兩根光纖分別短接，組成回路，OTDR在接續開(kāi)始點(diǎn)的前一點(diǎn)對所有接頭點(diǎn)進(jìn)行雙向測試。由于增加了環(huán)回點(diǎn)，所以能在OTDR上測出接續衰耗的雙向值，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是能準確評估接頭的好壞。

　　由于測試原理和光纖結構上的原因，用OTDR單向監測會(huì )出現虛假增益的現象，相應地也會(huì )出現虛假大衰耗的現象，對于一個(gè)接頭來(lái)說(shuō)，用兩個(gè)方向衰減值的數學(xué)平均數才能準確反映其真實(shí)的衰耗值。光纖衰減常數的標準為：在1310mm波長(cháng)上，衰減平均值應小于等于0.36dB/km，衰減*大值應小于等于0.4dB/km在1550mm波長(cháng)上，衰減平均值應小于等于0.22dB/km，衰減*大值應小于等于0.25dB/km光纖接續時(shí)，其雙向平均接頭損耗不得大于0.08dB。

　　竣工后用光源和光功率計對全程進(jìn)行雙向測試，其衰耗值必須符合設計要求。并用OTDR雙向進(jìn)行檢查后向散射曲線(xiàn)是否符合要求。

　　2、現場(chǎng)光纖的基帶響應測試

　　多模光纖是以基帶響應間接地表征光纖的色散。單盤(pán)光纜內光纖的基帶響應測試可使用頻域法或時(shí)域法?，F將頻域法介紹如下。

　　2.1以測試頻寬掃描調制光源

　　光源的波長(cháng)應是光纖的工作波長(cháng)，以測試頻寬掃描調制光源，如被測光纖帶寬為1000MHz.km，則應從低頻(例如100～1000MHz或更高一些)，在被測光纖終端為檢測器，并將它接入到頻譜分析儀，如圖3所示。

　　圖3 頻域法光纖帶寬測試框圖

　　2.2用短光纖將發(fā)送與接收連接

　　測試前先用短光纖將發(fā)送與接收連接，記錄其波形。將被測光纖介入，再記錄其波形。將兩波形相減得出一6dB點(diǎn)的頻率就是被測光纖的帶寬。進(jìn)而折算出單位長(cháng)度(km)的基帶響應。

　　3、光端機的安裝后的系統調測

　　設備的安裝要按照設備說(shuō)明書(shū)及工程設計提供的安裝要求進(jìn)行。設備通電前應檢查電源線(xiàn)有無(wú)短路，機架應在電路板都拔去后通電，然后插入電源板、警報板、測試各端子上的各種電壓是否合宜，然后插上各種電路板。

　　3.1本端機收發(fā)自環(huán)測試

　　先進(jìn)行本端機收發(fā)自環(huán)測試，如圖4所示。自環(huán)只是初步驗證端機各部件能否正常工作。

　　圖4 光端機的自環(huán)測試

　　3.2端機發(fā)送光功率測試

　　光端機的激光器注入光纖的光功率可按圖5所示測試。數字發(fā)生器用偽隨機碼作信息源，光功率計通過(guò)1km光纖接到激光器的輸出端，光功率計顯示值為Pd。

　　激光功率Ps=Pd+α±δd

　　α為1km光纖和活接頭的衰減，δ為光功率計測量誤差。

　　圖5 光功率測量

　　真實(shí)的發(fā)送光功率應扣除光纖連接器的插入損耗，約1dB以下。測得值應符合CCITT規定值標準。

　　3.3光接收器靈敏度測試

　　按圖4測試。接收靈敏度是指光端機的光檢測器在設備規定的誤碼率條件(10-9)下，所需收到的*低功率。

　　逐漸加大光衰減器的衰減值，直到誤碼檢測器達到規定誤碼臨界值，這時(shí)斷掉光端機的光輸入端，用光功率計測量衰減器輸出的光功率。光功率計顯示為Pd。

　　接收機靈敏度S=Pd

　　δ為光功率計的測量誤差。

　　3.4抖動(dòng)測試

　　市內網(wǎng)和短距離光系統的抖動(dòng)值大都能滿(mǎn)足CCITT規定值。一般可不測或從若干個(gè)系統中抽測一個(gè)系統。每個(gè)數字段的抖動(dòng)轉移函數*大增益不應超過(guò)1dB。測試時(shí)用專(zhuān)用的抖動(dòng)測試儀。

　　3.5誤碼性能測試

　　所需的儀表是誤碼分析儀(發(fā)、收)。其測試方法與光接收機靈敏度測試相似。

　　長(cháng)期平均誤碼率的測試即在相當長(cháng)的時(shí)間內，測得累計的誤碼總數除以測量時(shí)間(秒)，得長(cháng)期平均誤碼率。長(cháng)期平均誤碼率是反映系統誤碼性能的*主要方面。CCITT詳盡的誤碼性能要求，還包括誤碼秒(ES)、嚴重誤碼秒(SES)和劣化分(DM)。其含義分別為誤碼秒：含1個(gè)或1個(gè)以上的誤碼秒數SES嚴重誤碼秒：誤碼率大于10-3的秒數，劣化分：誤碼率大于等于10-6的分鐘數。

　　3.6警報系統的測試

　　警報系統包括緊急警報和非緊急警報。至少應具有下列告警。

　　(1)電源故障：主備用電源轉換

　　(2)誤碼率超過(guò)10-6

　　(3)誤碼率超過(guò)10-3，并轉換到備用系統

　　(4)發(fā)送、接收端無(wú)光信號。