VIAVI：使用高分辨率OTDR偵測短光纖故障，比傳統(tǒng)OTDR強(qiáng)在哪里？
發(fā)布時(shí)間：2020-04-14 14:08:06 熱度：3002
4/14/2020，光纖在線訊，2019年秋天，我們接到一個(gè)棘手的測試任務(wù)。我們的客戶遇到一個(gè)無法解決的問題。他們負(fù)責(zé)提供的定制光纜組件在安裝之后，部分纖芯不能達(dá)到總體設(shè)計(jì)要求的損耗預(yù)算。多次清潔光纖連接器，仍不能有效改善損耗指標(biāo)。損耗預(yù)算指標(biāo)不通過，將面臨重大決策問題，即在這種損耗條件下，超差運(yùn)行，可能面對巨大的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，或者只能選擇設(shè)備報(bào)廢，將面對巨額的財(cái)產(chǎn)損失和時(shí)間代價(jià)。整個(gè)系統(tǒng)的命運(yùn)被一根纖細(xì)的光纖左右了。
為徹底解決這一問題，查到問題的根源，使這類問題永遠(yuǎn)杜絕，我們決定現(xiàn)場實(shí)測這組光纜組件。
具有OTDR使用經(jīng)驗(yàn)的人都知道，短光纖測試是OTDR的短板，大多情況不能完成測試任務(wù)。另一個(gè)挑戰(zhàn)是傳統(tǒng)的光纖測試和OTDR分析經(jīng)驗(yàn)在此類測試中有多少借鑒價(jià)值尚不得而知。頂著巨大的壓力，我們緊急調(diào)用了VIAVI MTS6000A高分辨率的多模OTDR，懷著忐忑的心情，決定放手一試，畢竟這臺OTDR是專門為飛機(jī)內(nèi)部光纖布線而設(shè)計(jì)的，與我們的測試任務(wù)有一定相似性。
測試總體流程
我們在已具備的測試條件下，確定了測試的基本流程：
◆首先使用光源和光功率計(jì)測試損耗，做第一步篩查，損耗超過預(yù)算的，使用高分辨率OTDR探測故障位置；
◆根據(jù)OTDR的分析結(jié)果在被測設(shè)備的外殼上標(biāo)記懷疑位置；
◆最后，由甲方工程人員對外部碳素布剖開驗(yàn)證故障位置。
目的是徹底找到問題根源。
OTDR測試環(huán)節(jié)計(jì)劃
已預(yù)知的基本情況：被測光纖總長8m左右，引入測試跳纖2m左右。
測試OTDR的基本情況：高分辨率OTDR具有兩種模式，RDZ模式和通用模式。RDZ模式具有最高的距離分辨率，固有距離精度達(dá)到0.1m，測試波長850nm。通用模式與傳統(tǒng)OTDR基本相當(dāng)，距離精度較RDZ模式偏差，測試波長850nm和1300nm。
測試方案確定為：
1.使用高分辨率OTDR的RDZ模式，作為核心測試依據(jù)。
2.輔助以通用模式的1300nm測試，以便更好的判斷光纖彎曲位置。光纖彎曲損耗與波長相關(guān)，波長越大損耗表達(dá)的越大。但由于采用多模光纖，測試波長偏小，彎曲問題很可能表達(dá)的不明顯。
3.必要時(shí)采用雙向測試，幫助判斷故障位置。
4.首先采集損耗通過的預(yù)算的光纖曲線，作為參考曲線。其他測試結(jié)果與參考曲線對比分析。
在后續(xù)的測試中，我們發(fā)現(xiàn)，高分辨率OTDR的RDZ模式和參考曲線的運(yùn)用是此次測試的關(guān)鍵。
測試結(jié)果分析和整改建議
從現(xiàn)場拍攝的照片分析，問題源于光纖外部受到的壓力。封裝外殼對安裝的光電纜形成了外部正面壓力，電纜部分產(chǎn)生形變形成局部彎曲，對緊挨的光纖形成側(cè)向壓力。光纖在外部壓力作用下，產(chǎn)生較大的損耗。
綜上所述，我們提出為改善光纖的外部受力環(huán)境，應(yīng)改進(jìn)光纖的安裝工藝。我們提出了整改建議：光纜組件與電纜組件隔離安裝。兩者之間至少應(yīng)留存一定的空間，為線纜形變留出空間。
高分辨率OTDR VS 傳統(tǒng)OTDR
OTDR利用了瑞利散射原理，可產(chǎn)生長度與損耗的關(guān)系曲線，通過圖形分析，我們可以判斷故障位置，連接點(diǎn)損耗等信息。但傳統(tǒng)OTDR具有明顯的弱點(diǎn)，即短光纖測試。通常遇到短光纖測試的場景，傳統(tǒng)OTDR是不適用的。在OTDR的距離精度描述中，固有精度通常在1m左近，當(dāng)需要確定厘米級位置信息，傳統(tǒng)OTDR是不能勝任的。
另外，遇到物理連接器產(chǎn)生的菲涅爾反射都會伴隨著后部的盲區(qū)，傳統(tǒng)OTDR的盲區(qū)指標(biāo)同樣較高，勢必覆蓋反射之后的事件，盲區(qū)大小影響了事件分辨能力。距離分辨率和事件分辨率兩大因素導(dǎo)致如在以上測試用例中使用傳統(tǒng)OTDR，勢必?zé)o法獲得理想結(jié)果。
VIAVI MTS6000A高分辨率OTDR，提供了更小的脈沖寬度-1ns，使盲區(qū)進(jìn)一步變小，提高了OTDR的事件分辨率。在此基礎(chǔ)上，提升了數(shù)字信號處理算法，進(jìn)一步抑制噪聲，改善信噪比，使獲得的曲線更平滑，將固有距離精度提升了一個(gè)數(shù)量級，極大提高了距離分辨率。基于距離分辨率和事件分辨率兩大因素的提升，才能勝任此類短光纖測試任務(wù)。
針對不同的測試場景，選擇正確的測試工具。短光纖測試任務(wù)，傳統(tǒng)需要使用光子計(jì)數(shù)OTDR或光頻域反射儀OFDR，這兩種裝備價(jià)格極為昂貴，使用范圍很小。
VIAVI MTS6000A高分辨率OTDR測試性能接近光子計(jì)數(shù)OTDR，可以承擔(dān)大部分短光纖測試任務(wù)，且具有極好的經(jīng)濟(jì)性，是短光纖測試性價(jià)比極高的解決方案。
來源：VIAVI唯亞威通訊技術(shù)
為徹底解決這一問題，查到問題的根源，使這類問題永遠(yuǎn)杜絕，我們決定現(xiàn)場實(shí)測這組光纜組件。
具有OTDR使用經(jīng)驗(yàn)的人都知道，短光纖測試是OTDR的短板，大多情況不能完成測試任務(wù)。另一個(gè)挑戰(zhàn)是傳統(tǒng)的光纖測試和OTDR分析經(jīng)驗(yàn)在此類測試中有多少借鑒價(jià)值尚不得而知。頂著巨大的壓力，我們緊急調(diào)用了VIAVI MTS6000A高分辨率的多模OTDR，懷著忐忑的心情，決定放手一試，畢竟這臺OTDR是專門為飛機(jī)內(nèi)部光纖布線而設(shè)計(jì)的，與我們的測試任務(wù)有一定相似性。
測試總體流程
我們在已具備的測試條件下，確定了測試的基本流程：
◆首先使用光源和光功率計(jì)測試損耗，做第一步篩查，損耗超過預(yù)算的，使用高分辨率OTDR探測故障位置；
◆根據(jù)OTDR的分析結(jié)果在被測設(shè)備的外殼上標(biāo)記懷疑位置；
◆最后，由甲方工程人員對外部碳素布剖開驗(yàn)證故障位置。
目的是徹底找到問題根源。
OTDR測試環(huán)節(jié)計(jì)劃
已預(yù)知的基本情況：被測光纖總長8m左右，引入測試跳纖2m左右。
測試OTDR的基本情況：高分辨率OTDR具有兩種模式，RDZ模式和通用模式。RDZ模式具有最高的距離分辨率，固有距離精度達(dá)到0.1m，測試波長850nm。通用模式與傳統(tǒng)OTDR基本相當(dāng)，距離精度較RDZ模式偏差，測試波長850nm和1300nm。
測試方案確定為：
1.使用高分辨率OTDR的RDZ模式，作為核心測試依據(jù)。
2.輔助以通用模式的1300nm測試，以便更好的判斷光纖彎曲位置。光纖彎曲損耗與波長相關(guān)，波長越大損耗表達(dá)的越大。但由于采用多模光纖，測試波長偏小，彎曲問題很可能表達(dá)的不明顯。
3.必要時(shí)采用雙向測試，幫助判斷故障位置。
4.首先采集損耗通過的預(yù)算的光纖曲線，作為參考曲線。其他測試結(jié)果與參考曲線對比分析。
在后續(xù)的測試中，我們發(fā)現(xiàn)，高分辨率OTDR的RDZ模式和參考曲線的運(yùn)用是此次測試的關(guān)鍵。
測試結(jié)果分析和整改建議
從現(xiàn)場拍攝的照片分析，問題源于光纖外部受到的壓力。封裝外殼對安裝的光電纜形成了外部正面壓力，電纜部分產(chǎn)生形變形成局部彎曲，對緊挨的光纖形成側(cè)向壓力。光纖在外部壓力作用下，產(chǎn)生較大的損耗。
綜上所述，我們提出為改善光纖的外部受力環(huán)境，應(yīng)改進(jìn)光纖的安裝工藝。我們提出了整改建議：光纜組件與電纜組件隔離安裝。兩者之間至少應(yīng)留存一定的空間，為線纜形變留出空間。
高分辨率OTDR VS 傳統(tǒng)OTDR
OTDR利用了瑞利散射原理，可產(chǎn)生長度與損耗的關(guān)系曲線，通過圖形分析，我們可以判斷故障位置，連接點(diǎn)損耗等信息。但傳統(tǒng)OTDR具有明顯的弱點(diǎn)，即短光纖測試。通常遇到短光纖測試的場景，傳統(tǒng)OTDR是不適用的。在OTDR的距離精度描述中，固有精度通常在1m左近，當(dāng)需要確定厘米級位置信息，傳統(tǒng)OTDR是不能勝任的。
另外，遇到物理連接器產(chǎn)生的菲涅爾反射都會伴隨著后部的盲區(qū)，傳統(tǒng)OTDR的盲區(qū)指標(biāo)同樣較高，勢必覆蓋反射之后的事件，盲區(qū)大小影響了事件分辨能力。距離分辨率和事件分辨率兩大因素導(dǎo)致如在以上測試用例中使用傳統(tǒng)OTDR，勢必?zé)o法獲得理想結(jié)果。
VIAVI MTS6000A高分辨率OTDR，提供了更小的脈沖寬度-1ns，使盲區(qū)進(jìn)一步變小，提高了OTDR的事件分辨率。在此基礎(chǔ)上，提升了數(shù)字信號處理算法，進(jìn)一步抑制噪聲，改善信噪比，使獲得的曲線更平滑，將固有距離精度提升了一個(gè)數(shù)量級，極大提高了距離分辨率。基于距離分辨率和事件分辨率兩大因素的提升，才能勝任此類短光纖測試任務(wù)。
針對不同的測試場景，選擇正確的測試工具。短光纖測試任務(wù)，傳統(tǒng)需要使用光子計(jì)數(shù)OTDR或光頻域反射儀OFDR，這兩種裝備價(jià)格極為昂貴，使用范圍很小。
VIAVI MTS6000A高分辨率OTDR測試性能接近光子計(jì)數(shù)OTDR，可以承擔(dān)大部分短光纖測試任務(wù)，且具有極好的經(jīng)濟(jì)性，是短光纖測試性價(jià)比極高的解決方案。
來源：VIAVI唯亞威通訊技術(shù)
