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知识库 · 事件

OTDR 曲线上的事件说明什么

曲线一级台阶往下掉,或者突然冒出一个尖峰,或者跌进噪声里。每一种形状都是一个事件,而形状告诉您光纤的这个位置上实际有什么。

在您自己的文件里查看事件

事件标出的是链路上的一个位置。怎么处理它,取决于您项目的要求。

作者:Vera(行业新人) ·

本页内容
  1. 1怎样区分事件类型
  2. 2光纤末端,以及末端之后的东西
  3. 3测量曲线上的接头盒、配线架和分光器
  4. 4为什么我们的列表和仪表的不同
  5. 5事件表在仪表上本来就能编辑
  6. 6事件类型在交给客户的路上怎样丢失
  7. 7文件里永远不会有的东西
  8. 8接下来
  9. 9参考资料

怎样区分事件类型

区分它们靠的是曲线的形状,而不是表里的标签。

反射事件

一个向上的窄尖峰,之后电平比之前更低。这是两种介质的分界面:连接器、机械接续点、端面。尖峰可能窄到曲线一抽稀就被吞掉,所以我们画测量曲线的方式保证这种情况永远不会发生。

非反射事件

没有尖峰的向下台阶。熔接点或宏弯:介质没变,但有一部分光跑掉了。单凭一条测量曲线分不清熔接点和宏弯,因为宏弯在长波长上损耗更大,只有把 1310 和 1550 nm 放在一起看才看得出来。

鬼影

光纤里根本不存在的反射:光反射了两次,仪表就在两倍距离处画出一个事件。它的特征是:距离是到某个强反射点距离的整数倍,而且那里没有损耗。这个猜测可以当场验证:如果鬼影是远端端面的反射造成的,就把这一端在芯轴上绕几圈。反射消失,鬼影也随之消失。

鬼影还有第二个来源:量程设得太短。测试量程比线路短时,远端的反射还没回来,仪表就发出了下一个脉冲,于是这个反射落进了新的测量曲线。这时假峰的位置不是距离的整数倍,而是距离之差:用 20 km 量程测 25 km 的线路,假峰出现在约 5 km 处。这种测量曲线的结尾也会露馅:它在量程到头的地方就停了,没有端面反射,后面也没有噪声。解决办法是用比线路长出一截的量程重测。

光纤末端,以及末端之后的东西

末端是曲线断入噪声的地方,通常伴有端面的强反射。末端之后画出的不是光纤,而是接收机的噪声,那里的事件没有任何意义。往那里看只有一个理由:核对长度。如果末端比设计长度短了很多,说明测错了区段,或者有断纤。

真实测量曲线上的鬼影

下面是 EXFO 样本集中的一条演示测量曲线:一根长 125.3 m 的多模光纤,在 850 nm 测得。光纤在第 2 行的强反射处结束。第 3 行和第 4 行位于 246.9 m 和 252.7 m,那里已经没有光纤了。光纤长度的两倍是 250.6 m,两行都在它几米之内。仪表自己把它们标成了回波,表格在类型下面打印的是它的原词 回波。

OTDR Master 中一根 125.3 m 的光纤。光纤末端之后的两行带有仪表的标记:回波。

两行都没有损耗,这是鬼影的第二个特征。文件头里的长度和损耗都算到光纤末端为止,回波不计入其中。

测量曲线上的接头盒、配线架和分光器

OTDR 不知道链路上装的是什么:它看到的是台阶、尖峰,或者光被分走。接头盒、配线架和分光器几乎每条链路上都有,各有各的形状。

接头盒

接头盒本身在测量曲线上看不出来,看得到的只是里面的熔接点。每个熔接点都是一级没有尖峰的向下台阶。如果光纤在熔纤盘里盘得太紧,熔接点上会叠加宏弯,这时台阶在 1550 nm 上明显比在 1310 nm 上深。接头盒位置上出现尖峰,说明那里是机械接续点或连接器,而不是熔接点。

光纤配线架(ODF)

配线架由连接器组成,所以在测量曲线上是一个尖峰,后面跟一级台阶。那里尾纤的熔接点和法兰上的连接器往往只隔几米,仪表会把它们记成合并的一行。紧挨着仪表的配线架藏在盲区里,只能通过发射光纤来测。配线架处的尖峰异常强,最常见的原因是端面脏了或损坏了。

分光器

分光器通常是链路上最深的一级台阶,深度主要由分支数决定:光分到了各个分支上。从 OLT 一侧看,分光器之后的测量曲线是所有分支同时叠加的结果,所以它后面的事件会重叠,光纤末端也可能不止一个。这种测量曲线怎么读、各种分光比的分光器损耗多少,见 PON 指南。

“接头盒”和“配线架”这些词,测量曲线里是没有的。它们来自链路图,每一级台阶都要和链路图对照。按距离对照,而且需要修正。OTDR 测的是光纤长度,由于光纤在松套管里的绞合方式,它比光缆长;此外还包含在接头盒处和人井里预留的光缆余长。所以在测量曲线上,接头盒比链路图上的位置更远,离起点越远,差距越大。一条链路为什么有好几个长度,见三种长度一文。

如果链路图上标着接头盒,而那个位置上没有台阶,通常是熔接得好、损耗低于检测阈值,而不是少了一个接头盒。

为什么我们的列表和仪表的不同

仪表保存的是它自己的检测算法在它自己的阈值设置下找到的事件。我们重新搜索一遍,把两份列表都显示出来,并标明每个事件是谁找到的:仪表、我们,还是两边都有。两者经常对不上,因为阈值不同。哪份列表都不否定另一份;拿两者用眼睛比对,往往正是打开文件的原因。

我们演示测量曲线的事件表。事件之间是光纤行:区段长度、它的损耗和每公里衰减。右边的开关切换显示仪表记录的内容或我们自己的分析。

差别能有多大,EXFO 手册里的一张图说明了:同一根光纤测了三次,阈值分别设为 0.05、0.1 和 0.15 dB。0.05 时两个熔接点都在表里,0.1 时只剩第一个,0.15 时一个都没有。光纤始终是同一根,变的只是仪表上的一项设置。所以同一个文件在两台仪表上给出不同的事件数,通常原因在阈值,而不是哪个检测算法更差。这个阈值是什么、在文件里的哪里,见检测阈值一文。

这个阈值的出厂值各家厂商不同。VeEX 手册列出的分析默认值是:熔接损耗 0.02 dB,反射率 −65 dB,光纤末端 20 dB,对于没有分光器的链路建议用 3 dB。比阈值弱的事件不会进表。同一台仪表的合格判定阈值另行设置,手册没有给出它们的出厂值。

专门说说鬼影:认出它们的是人,而不是文件里的标签。鬼影是我们对这种事件的叫法,这个词留在我们的正文里;表格行上写的是仪表的叫法,而各家厂商各不相同。EXFO 把它叫作回波,并区分两种情况(光纤末端之后的“回波”,和位于距离整数倍处的“可能是回波”),写进文件的不是文字,而是文件内部的一个标志位:我们的语料库里有 247 行这样的记录。IIT 的仪表则把文字写在事件自己的文本字段里:“Possibly doubled reflection”。我们按原样显示,不增加任何内容,也不翻译。仪表什么都没说的地方,就没有任何名称。这时该相信的不是名称,而是上面卡片里的两个特征:距离成整数倍,事件处没有损耗。

再说说增益事件。有时仪表会在某个事件上记录负损耗,并用它自己的词给这一行做标记:增益。接点上并没有多出光来。是两根背向散射系数不同的光纤熔接在了一起,从一端看测量曲线在这里上升,从另一端看则会下降。厂商对这种行也是这么说的:打印出来的损耗不是真实的损耗,真实值要由两个方向取平均得出。我们把同一件事说两遍:行里是仪表的原词加上提示,表格下方还有一条附注,统计整个文档中这类事件的个数。两个方向怎么测,见双向测试一文。

事件表在仪表上本来就能编辑

在仪表自己的手册里,编辑事件表是操作员的日常工作,而不是应急模式。把标记放到事件应在的位置,按“添加”;选中一条多余的行,删除它;打开一行来修改,手动放好熔接损耗的标记,确认结果。操作员也在同一个界面上标出要交付的光纤的起点和终点:区段是手工设定的,这样发射光纤就不会计入总值。

文件本身从不显示这一点,但表里的一行不一定是检测算法找到的。有些事件可能是人放上去的,有些是手工重测的,而 .sor 里没有任何字段能区分这两者。我们会标明每个事件是谁找到的(仪表、我们,还是两边都有),但这里的“仪表”指的是“随文件而来”,而不是“自动找到”。

同一台仪表还有第二个界面,把线路画成示意图:每个事件都标有一种类型:熔接点、连接器、斜面连接器、宏弯或分光器。类型由一条基于两个数值(损耗和反射率)的规则赋予,规则的阈值在仪表的设置里。这是从测量得出的结论,不是测量;而且它不随文件传递。按照手册,一组测量曲线保存在同一个文件夹里,示意图在它们之上生成。所以客户在施工方那里看到的图,在发给他的 .sor 的任何一个字节里都可能找不到依据。

手册把这条规则用数字写了出来。熔接点:损耗大于 0.01 dB,反射率低于 −50 dB。连接器:损耗大于 0.05 dB,反射率高于 −50 dB。斜面连接器的反射率边界在 −60 dB,损耗超过 4 dB 的一律算作分光器。

事件类型在交给客户的路上怎样丢失

事件类型看上去是文件的客观属性,其实是仪表的说法,而且并不总能完整地到达客户手里。VIAVI SmartOTDR 生成交付包时,会把四类合并成一类:Reflection、Fiber End、First Connector 和 Link 全都变成 Connector。在这样的包里,光纤末端已经无法和连接器区分开,仪表原来写下的词也完全看不到了。这是仪表厂商自己在自己的格式上做的,而且是有意为之,为了适应接收系统的词汇表。

验收工程师最先问的问题由此得到解释:为什么报告里的事件类型和文件里的对不上。我们的规则也由此而来。类别属于仪表,我们用来源的原词打印它,无论在屏幕上还是导出时都不改写;手工所做的修改记入文件内部的修改记录。这样,仪表写下的词在文件里始终完整保留。

文件里永远不会有的东西

表里的一行不一定是一个事件。两个接点靠得太近时,仪表会把它们写成一行,有些仪表会明说:这样的行标为已合并。事后谁也拆不开它,包括记录它的那台仪表。近到什么程度,可以从我们的语料库里看出来:相邻组成部分之间距离的中位数是 5.26 m,也就是成对的连接器和短跳线。这样一行的损耗属于整组,反射率则属于其中最强的那个组成部分;为什么会这样,见盲区一文。

第二个限制出在类型列表本身。在 VIAVI 仪表上,操作员从八种类型中手动选择:熔接点、连接器、扩束连接器、带分光比的均分分光器、带分光比的非均分分光器、鬼影、Mux/Demux,以及光纤末端。而到我们手里的是仪表写进文件的内容,按仪表自己的叫法一共是四类。扩束连接器和非均分分光器都不在其中,也加不进去:一种类型进入我们的列表,要看仪表有没有把它写进文件,而不是看仪表自己的界面上有没有显示它。

文件里没有的类型,屏幕上就不会出现,哪怕操作员站在仪表旁边时知道它是什么。所以线路上明明是分光器,那一行却可能写着“反射事件”。宏弯在哪一代仪表的可指定列表里都没有:仪表只能检测出它。所以我们自己的宏弯标记放在实验模式里,并注明是我们的推断。

接下来

所有仪表的文件我们都用同一个检测算法。处理方式从不按文件头里的型号名分支,因为这个字段是手工填写的,按它分支会把文件引上错误的路径。

参考资料

  1. А. В. Листвин, В. Н. Листвин. Рефлектометрия оптических волокон. М.: ЛЕСАРарт, 2005.
  2. EXFO. OTDR. Оптический импульсный рефлектометр. Руководство пользователя. Версия 18.0.0.1, 2023.
  3. VeEX. OTDR Series e-Manual. D07-00-076, Rev. C00.

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