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知识库 · 测量曲线上的这是什么

看似“增益”的熔接点:负号从哪里来,为什么反向测试能纠正它

熔接点不可能增加光,可 OTDR 有时偏偏在熔接点上给出负损耗。仪表没有毛病,熔接也没做错:两根背向散射系数不同的光纤接在一起,看上去就是这样。

打开您自己的测量曲线

负号还说明了整根光纤的情况:一个接续点从一个方向测得有偏差,这根光纤上的其他接续点也同样测得有偏差,只是偏差还没大到让符号翻转。

作者:Ilya(工程师,从事光纤 6 年) ·

本页内容
  1. 1在真实测量曲线上是什么样子
  2. 2OTDR 实际测的是什么
  3. 3为什么取平均值,为什么偏偏是平均值
  4. 4怎么处理
  5. 5在这里怎么做
  6. 6只有一端记录的事件
  7. 7继续阅读

在真实测量曲线上是什么样子

下面是 EXFO 软件自带的一条演示测量曲线,在我们的查看器中打开:1310 nm,三个熔接点,彼此相距约十公里。其中两个熔接点处曲线向上跳,表中的损耗是 −0.305 dB 和 −0.205 dB。

在 OTDR Master 中打开的 EXFO 演示测量曲线:事件 2 和事件 4 的损耗为负值。

线路上没有任何东西能增加光,所以这两个数字都是损耗加上一个带符号的误差。

OTDR 实际测的是什么

熔接点本身它看不见,看见的是光纤返回光的电平:接续点之前一段,接续点之后一段。

背向散射是光纤自身的属性

光纤向仪表返回多少光,取决于光纤本身:纤芯、数值孔径、生产批次。来自不同光缆盘的两段光纤,即使熔接得完美无缺,返回的光也不一样多。

仪表算的是电平差

接续点损耗就是接续点前后的电平差。接续点后面的光纤如果比前面的返回更多的光,差值就会反过来,曲线上出现一个向上的台阶。能量并没有增加,变的只是返回那部分光所占的比例。

误差的符号随方向改变

从另一端接入,同样的背向散射差异就会以相反的符号进入测量结果。所以接续点要从两端测,再取平均值:差异相互抵消,剩下的就是接续点真实的损耗。

为什么取平均值,为什么偏偏是平均值

把接续点的真实损耗记作 S,两根光纤的背向散射差异记作 ΔK。从一端测,仪表读数是 S + ΔK;从另一端测,是 S − ΔK。两者相加再除以二,ΔK 就消掉了,剩下 S。只要两次测的是同一个接续点,这种抵消就是精确的,不含任何近似。

从 A 端 S + ΔK 从 B 端 S − ΔK 两次的平均值:S
这是示意图,不是仪表记录。从一端测,背向散射差异叠加到接续点损耗上;从另一端测,则从中扣除。两次测量的平均值只保留损耗本身。

即使没有出现负号,单向数值也是不完整的。在每个接续点上,它在一端偏高多少,在另一端就偏低多少。出现负号的地方,是 ΔK 大过了损耗本身,把符号翻了过来。

所以验收时即使链路总损耗合格,熔接点也要从两端检查。单向测量回答的是“从这个方向走完链路要损失多少”,双向测量回答的是“这个熔接点到底怎么样”。

怎么处理

  • 不要凭这个数字判定熔接点合格或不合格。不同光纤之间接续点的单向损耗,两个方向都不对:从一端测偏低,从另一端测偏高。
  • 在同一波长下,从远端再测一次同一根光纤。
  • 对每个熔接点取两次读数的平均值。背向散射误差以相反的符号进入两次读数,相互抵消。
  • 如果只能到达一端,就在报告里注明,并按总损耗评判链路:放到整条线路上,一个接续点的误差几乎看不出来。

在这里怎么做

在工作区里打开正向和反向两条测量曲线,然后点击 选择反向测量曲线。单独的 .sor 文件不记录方向,所以哪一条是反向的,要由您来指定。之后会出现一张合并的接续点表,每个接续点都列出本端数值、反向数值和两者的平均值。

同一根光纤从两端测量:配对表列出每个熔接点的平均损耗。

在这一对曲线上,两个增益事件原来都是普通熔接点:一个方向 −0.305 dB、另一个方向 0.408 dB,平均为 0.0515 dB;−0.205 和 0.598 的平均为 0.1965 dB。第三个熔接点从两端读数都是 0.2 dB,两根相同光纤的接续点就是这样。

除了表格,还可以用 反向测量曲线 把反向曲线叠加到图上:它按镜像绘制,米数从远端起算,并在光标 A 处对齐。对齐移动了多少,写在图例里;不写明的话,就可能从曲线上读出一个并不存在的电平。

妨碍配对的因素我们也会检查:两端如果用不同的折射率计算,两条曲线的距离就处在不同的坐标系里,在您核对接头盒编号之前,我们会先指出这一点。背向散射系数不同也会提示:平均值消除的正是这种差异。仪表在某一端没有记录损耗的地方,根本不会有平均值,因为一端数值的一半不是平均值,只是同一个单向数值除以二。

只有一条测量曲线时,表格保留负号,不显示平均值,因为反向读数我们不去猜。熔接点合不合格,程序也不判断。阈值由您设定。

只有一端记录的事件

一个接续点可能在一端的事件表里有,在另一端的表里却没有。下面是 EXFO 示例集中的一对曲线:同一根光纤在 1310 nm 下从两端测量,两端各接一段发射光纤。从 B 端看,5.67 km 处的熔接点读数为 0.153 dB。A 端的仪表在这里没有记录任何一行。

OTDR Master 中的配对表。有两行只由 B 端记录,它们 A → B 方向的数值是我们测出来的。

由哪端记录 列说明这一行是哪一端记下的。缺的那一半,我们在另一条曲线的同一位置上测量,这里是 0.018 dB,并用我们自己的颜色显示。两者的平均值为 0.0855 dB。这又是第一节里的情形:背向散射差异在一端加到了损耗上,在另一端又从损耗中减去。

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取平均只能消除背向散射差异。两端的测量设置、脉冲宽度或折射率不同,造成的偏差,取平均能掩盖,却消除不了。

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