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如何读 OTDR 曲线并测量区段

每个按钮做什么,怎么放 A 和 B 光标,以及为什么同一个区段上工具会给出三个不同的损耗数值——2P、LSA 和 5P。这些数字分开有其道理,从分歧本身可以判断这个区段的情况。

作者:Ilya(工程师,从事光纤 6 年) ·

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点击 打开文件,或者把文件拖进窗口。两代 .sor 都能读——Bellcore 1.x 和 Telcordia 2.x——和它们一起还有 .msor、三种 .trc(EXFO、Anritsu T5 与 T6)、.bdr、Yokogawa、INNO、.csor、.tst 和 .TFW:格式是我们从字节本身认出来的,不看扩展名。数据块的排布和坐标刻度是在真实测量文件的语料上核对过的。

文件会经历什么。不需要账号。打开的文件会保存在我们这里——服务正是这样学会读懂更多格式的;我们绝不会拿这些文件做的事,写在使用条款里。您的修改保存在我们这里、就放在文件旁边,所以刷新页面、关掉标签页乃至清空浏览器数据,工作都不会丢。已打开的文件清单浏览器自己也留一份;要移除某个文件,可以在 “文件” 列表里操作。

用链接把曲线交给别人

分享 会给出一个地址,您可以把它发给同事或施工方。对方无需安装任何东西:曲线在浏览器里打开,任何系统都可以,也不需要账号。打开链接的人会得到这条曲线的一份副本——属于他们自己,包含当前的全部修改;他们的修改不会改变您的文件,您的修改也不会改变他们的。链接有效两周。文件一打开,它就从地址里消失:地址栏里留下的是应用的普通地址。

事件

为什么事件列表和仪表对不上

文件里有仪表记录的事件表,工具会立即显示它。工具也会自己在曲线上寻找事件, 但在事件表标题栏打开 实验模式 之前不会把它们加入列表:报告承载 的是交付的测量,而不是我们对它的解读。打开后,我们的行会排在仪表的行旁边; 曲线上标记的颜色说明事件来自哪里:

  • 两边都有 仪表的表里有这个事件,我们的分析里也有。
  • 仅仪表 仪表记下了,我们没有找到。多数情况下是这个事件离旁边的事件或者光纤末端太近——见“这个工具做不到什么”。
  • 仅我们 我们找到了,仪表的表里没有。这不是错误。只有越过操作员测试时所设阈值的事件才会进表:如果他把损耗阈值设成 0.100 dB,那么 0.09 dB 的熔接点就不会进文件,尽管它确实存在。

当我们算出的损耗与仪表的不一致时,表里两个都显示:左边是仪表的,右边是我们的。

标记后面还有什么

该模式添加的不只是行。同一标记后面还有五条我们关于他人测量的论断:

  • 我们找到的光纤末端。在事件表中它与仪器的行并列;在汇总条上只有当仪器既未记录长度也未记录末端时才显示。它被标注为计算值,精度为数百米——见“工具做不到的事”。
  • 仪器未记录处的 ORL。若仪器记录了回波损耗,则只显示仪器的数值。若该字段为空,则由我们从曲线计算的值填入该格,并标注为计算值:该数值取决于从何处起算的约定,而不只取决于文件。
  • 事件上的“宏弯”标记。它由一对波长推断而来,而不是由单条曲线的形状:熔接点在短波长和长波长上的损耗相同,宏弯在长波长上的损耗明显更大。需要同一根光纤在不同波长下的两条 OTDR 曲线位于同一张图上;没有配对时,表格下方的一行会说明无可比较。
  • 反射上的“幻影”标记。位于光纤末端之外、与更早的反射镜像对称的反射,或与更强反射的距离成整数倍且几乎没有损耗的反射——两次反射的光看起来就是这样。这是我们从几何关系得出的推断;仪器自身关于回波的记录,若文件中有,则无需该模式也会显示。
  • 同一光缆各纤芯上的重复。当图上有同一光缆的多根纤芯时,表格下方的一行会指出事件在多数纤芯上重复出现的位置。那里是什么——接头盒还是配线架——文件并不说明。

为什么这一切都在标记后面:文件里没有这些内容,这是我们对他人测量的解读。在您自己向文件添加一行之前,这些行和标记不会进入报告——打开该模式的人应把它们当作第二意见,而不是仪器的记录。

累计列把什么加了起来

表格最后一列 累计 是从测量曲线起点到该行的损耗。其中的数字属于仪表,不是我们的:相加的是仪表自己的两个字段——事件本身的损耗,以及它前面光纤的衰减。仪表本身也会记录端到端损耗,在两种算法都可比较的文件里,它的总数与它自己字段之和在三分之二的文件上吻合,而与我们区段之和吻合的只有百分之八。

这一列可能中断,此时表格下方会出现一行说明原因:某个事件的损耗写作零,也就是根本没有记录;事件前光纤的衰减缺失;记录下来的衰减不可能是光纤的;或者事件有损耗却没有位置。少了一个加数,总数就不完整,所以计算停下来,并指出缺少加数的位置。

阈值与判定列

本工具不会给出“熔接点最多可以损耗多少”的自有数值:阈值是您的。把它们填进 阈值,表格中就会出现 判定 列。只要一个阈值都没有设置,这一列根本不存在:一列只有破折号的列不会告诉您任何信息。

如果您设置的阈值一个也用不上,该行仍然是未检查,并会这样说明;它不会变绿。这比听上去更常见:设了反射率阈值,而熔接点根本没有反射率。这样的行若显示绿色,就等于声称做过一次并未进行的检查。

如果表格向右滚动了

窗口较窄时八列放不下,表格会横向滚动。此时事件编号和距离保持不动:您滚动到的那一行必须仍然可辨认,否则判定到达时就没有它所属的行。右边缘的阴影表示右侧还有数字。

A / B 光标

手动测量区段

自动分析回答的是“这里有什么”。光标回答的是“这一段值多少”——也就是把区段与设计值、或与仪表给出的数字对照时,手工做的那一次测量。

  1. 在图上点击即可放下 A 光标。
  2. 第二次点击放下 B。区段色带和读数行随之出现。
  3. 此后每次点击移动的是离得更近的那个光标。想挪动区段的某一端,就在它附近点击。
  4. 光标也可以拖动——按住线拖着走。
  5. 清除光标——两个一起去掉。顺序无所谓:光标从右往左放也行,工具自己分得清区段从哪里开始。

在光标以外拖动仍然是放大区段,所以放着光标也照样能缩放。双击会复位缩放,并把被第一次点击挪动过的那个光标放回原处。

读数行显示什么

A 12.320 km −40.302 dB
B 63.655 km −50.962 dB
区段 51.334 km
2P 10.660 dB 0.208 dB/km
LSA 10.274 dB 0.200 dB/km
5P —
离散度 0.184 dB

左边是每个光标的位置和那里的电平。接着是两者之间的光纤长度,以及在这个区段上计算损耗的三种方法。2P 和 LSA 旁边各带着自己的每公里衰减;5P 没有,因为它量的是事件的台阶,不是光纤。最后一个数字——离散度——表明 LSA 是否可信,下面专门讲它。

2P、LSA 与 5P

为什么一个区段有三个损耗

这些方法向同一批数据提出三个不同的问题,出错的方式也不一样,所以无需从中挑出“对的”那个。只要 2P 与 LSA 一致,这个区段就可信;一旦分开,说明区段内部有东西,分歧正指向它。

2P —— 按两个点算

光标 A 处的电平减去光标 B 处的电平。没有任何假设:仪表在这两点上显示多少,就减掉多少。

但单个采样点并不正好落在背向散射电平上,只落在它附近:在平均次数很少的测量曲线上,两端各自都可能偏出零点几 dB,答案也就跟着偏这么多。

LSA —— 按整个区段算

用最小二乘法穿过光标之间的全部采样点拟合一条直线,损耗取自它的斜率。噪声在几百个点上被平均掉,所以光纤的每公里衰减习惯上正是用这个值来给。

弱点在于那个假设。这个方法认为区段是一整段均匀的光纤。如果里面有一个熔接点,直线就会穿过那道台阶画过去,而它的斜率描述的是一根并不存在的光纤。

5P——事件本身的损耗

在光标之外的自由光纤上用最小二乘法各拟合一条直线,取两条延长线之间的落差。光标之间的光纤完全不进入这个数字——进去的只有那一级台阶。仪器自己量熔接点,用的就是这个办法。

但并不总有东西可供拟合。某一侧干净光纤太少,或者采样太毛糙——5P 的位置上就是一个短横。连我们自己都不信的数字,我们不显示。

这一方法不止一个名字:EXFO、Anritsu 和 INNO 称其为“四点法”,JDSU、VIAVI 和 VeEX 称其为“五点法”。两者算的是同一件事,分歧只在于读取跳变的那一点算不算进去。

A B 2P 与 LSA 给出同一条直线 · 离散度 0.01 dB
当光标之间只有光纤时,两条直线会重合,采样点也紧贴着它们。读数行里的数字一直到小数点后第三位都一致——这个区段可信。
A B LSA 2P 离散度——采样点不落在 LSA 直线上
区段里含有熔接点时,最小二乘直线会比光纤实际的损耗走得更陡:在区段开头它高于采样点,在结尾又低于采样点。橙色标出的就是这段距离——它就是离散度。此时 2P 依然诚实,因为它只看两端。

离散度是裁判

离散度是采样点到拟合直线的平均距离。在均匀光纤上它只有 零点零几 dB。如果它明显更大——区段里面有东西,LSA 的斜率描述的就不是光纤。

怎么用这一点。量熔接点或连接器——看 5P:算的正是事件本身的损耗。量光纤——放光标时让离散度尽可能小:这正意味着它们之间是干净的光纤,dB/km 这个数字确实属于它。离散度大的时候就用 2P:它里面既含光纤,也含光标之间站着的一切。

上面那一行的例子:2P 10.660 dB 对 LSA 10.274 dB,离散度为 0.184 dB。相差将近 0.4 dB——区段里有八个熔接点,离散度如实地把这件事说了出来。若把光标放到它们之间干净的一段上,两个数字就会重合,离散度也会掉到零点零几。

核对时的参照:G.652 单模光纤在 1550 nm 上大约损耗 0.19–0.22 dB/km,在 1310 nm 上大约 0.32–0.36 dB/km。如果 LSA 在干净的一段上明显更大——问题不在仪表,而在光纤。

修改

能改什么,改的时候又发生了什么

修改和查看一样免费:测量参数、事件——移动、改类型、新增、删除——以及曲线本身,然后导出 .sor。无需注册。

点击某个值即可修改:Enter 保存,Esc 取消。撤销和重做在顶栏的箭头上。

原始字节始终保留,而一个什么都没改过的文件导出后与源文件逐字节一致。

有一部分字段是有意不可编辑的:采样点数、采样间隔和曲线长度由数据本身决定,而脉冲宽度和平均次数描述的是已经发生过的那次测试。改动它们,就等于去描述一次并未发生的测量。

边界

这个工具做不到什么

下面是这个工具只能粗答、或者干脆答不了的地方。

  • 长脉冲会把靠得近的熔接点粘成一个。计算台阶所用的窗口有好几个脉冲宽度那么长。在 5000 ns 下大约是 3 km,相隔 1–2 km 的熔接点我们的搜索分不开:仪表能找到它们,我们只显示一个。需要分辨率,就用短脉冲测。
  • 事件不会长得像断纤。脉冲为 5000 ns 时盲区约 500 m:一个熔接点被抹开到半公里长,看上去只像一段稍陡的光纤。如果放大之后“看不到台阶”——这很正常,看数字,别看折角。
  • 紧挨光纤末端的事件找不出来。这个方法需要事件右侧还有一段光纤,而末端之后没有。
  • 我们自己找到的光纤末端只在实验模式里显示。普通视图上站着的是仪器记录的那个末端。打开这个模式,我们的末端会出现在旁边——但精度在百米量级:在信号逐渐没入噪声的测量曲线上,我们会停在真正的末端之前,以免在噪声里显示出“连接器”。
  • 光标不测反射率。反射率取自事件表,或者在自动搜索时按峰值算出。

简而言之

只记一件事的话

同一个区段上的三个数字不是冗余。2P 说的是两点之间实际损失了多少,包括中间站着的一切。LSA 说的是光纤自身以多快的速度在损耗——但前提是光标之间真的只有光纤。5P 说的是单独一级台阶值多少,不算它周围的光纤。离散度回答的正是 LSA 的前提成不成立。

所以工作顺序是这样:放好光标 → 看离散度 → 它小,就信 LSA 给的 dB/km;它大,就用 2P,并去找里面有什么。而如果光标正卡在一个事件两边——就读 5P。

最简单的验证办法是在自己的测量曲线上试:在应用里打开一个文件——那里编辑元数据、事件和曲线都是免费的。

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