⑴ 如何利用OTDR測試光纖的長度、損耗和末端
OTDR進行光纖測量的方法
一般採用光時域反射(OTDR)結構來實現被測量的空間定位。OTDR維修具有測試時間短、測試速度快、測試精度高等優點。OTDR在光纖施工過程中一般要進行四次測試。用OTDR進行光纖測量可分為三步：參數設置、數據獲取和曲線分析。人工設置測量參數包括：
(1)熔接機維修時波長選擇(λ)：
因不同的波長對應不同的光線特性(包括衰減、微彎等)，測試波長一般遵循與系統傳輸通信波長相對應的原則，即系統開放1550波長，則測試波長為1550nm。(2)脈寬(Pulse Width)：
脈寬越長，動態測量范圍越大，測量距離更長，但在OTDR曲線波形中產生盲區更大；短脈沖注入光平低，但可減小盲區。脈寬周期通常以ns來表示。(3)測量范圍(Range)：
OTDR測量范圍是指OTDR獲取數據取樣的最大距離，此參數的選擇決定了取樣解析度的大小。最佳測量范圍為待測光纖長度1.5～2倍距離之間。(4)平均時間：
由於後向散射光信號極其微弱，一般採用統計平均的方法來提高信噪比，平均時間越長，信噪比越高。例如，3min的獲得取將比1min的獲得取提高 0.8dB的動態。但超過 10min的獲得取時間對信噪比的改善並不大。一般平均時間不超過3min。(5)光纖參數：
光纖參數的設置包括折射率n和後向散射系數n和後向散射系數η的設置。折射率參數與距離測量有關，後向散射系數則影響反射與回波損耗的測量結果。這兩個參數通常由光纖生產廠家給出。 參數設置好後，OTDR即可發送光脈沖並接收由光纖鏈路散射和反射回來的光，對光電探測器的輸出取樣，得到OTDR曲線，對曲線進行分析即可了解光纖質量。2經驗與技巧
(1)光纖質量的簡單判別：
正常情況下，OTDR測試的光線曲線主體(單盤或幾盤光纜)斜率基本一致，若某一段斜率較大，則表明此段衰減較大；若曲線主體為不規則形狀，斜率起伏較大，彎曲或呈弧狀，則表明光纖質量嚴重劣化，不符合通信要求。(2)波長的選擇和單雙向測試：
1550波長測試距離更遠，1550nm比1310nm光纖對彎曲更敏感，1550nm比1310nm單位長度衰減更小、1310nm比1550nm測的熔接或連接器損耗更高。在實際的光纜維護工作中一般對兩種波長都進行測試、比較。對於正增益現象和超過距離線路均須進行雙向測試分析計算，才能獲得良好的測試結論。(3)接頭清潔：
光纖活接頭接入OTDR前，必須認真清洗，包括OTDR的輸出接頭和被測活接頭，否則插入損耗太大、測量不可靠、曲線多噪音甚至使測量不能進行，它還可能損壞OTDR。避免用酒精以外的其它清洗劑或折射率匹配液，因為它們可使光纖連接器內粘合劑溶解。(4)折射率與散射系數的校正：就光纖長度測量而言，折射系數每0.01的偏差會引起7m/km之多的誤差，對於較長的光線段，應採用光纜製造商提供的折射率值。(5)鬼影的識別與處理：
在OTDR曲線上的尖峰有時是由於離入射端較近且強的反射引起的迴音，這種尖峰被稱之為鬼影。識別鬼影：曲線上鬼影處未引起明顯損耗；沿曲線鬼影與始端的距離是強反射事件與始端距離的倍數，成對稱狀。消除鬼影：選擇短脈沖寬度、在強反射前端(如 OTDR輸出端)中增加衰減。若引起鬼影的事件位於光纖終結，可"打小彎"以衰減反射回始端的光。(6)正增益現象處理：
在OTDR曲線上可能會產生正增益現象。正增益是由於在熔接點之後的光纖比熔接點之前的光纖產生更多的後向散光而形成的。事實上，光纖在這一熔接點上是熔接損耗的。常出現在不同模場直徑或不同後向散射系數的光纖的熔接過程中，因此，需要在兩個方向測量並對結果取平均作為該熔接損耗。在實際的光纜維護中，也可採用≤0.08dB即為合格的簡單原則。(7)附加光纖的使用：
附加光纖是一段用於連接OTDR與待測光纖、長300～2000m的光纖，其主要作用為：前端盲區處理和終端連接器插入測量。 一般來說，OTDR與待測光纖間的連接器引起的盲區最大。在光纖實際測量中，在OTDR與待測光纖間加接一段過渡光纖，使前端盲區落在過渡光纖內，而待測光纖始端落在OTDR曲線的線性穩定區。光纖系統始端連接器插入損耗可通過OTDR加一段過渡光纖來測量。如要測量首、尾兩端連接器的插入損耗，可在每端都加一過渡光纖。3 測試誤差的主要因素(1)OTDR測試儀表存在的固有偏差
由OTDR的測試原理可知，它是按一定的周期向被測光纖發送光脈沖，再按一定的速率將來自光纖的背向散射信號抽樣、量化、編碼後，存儲並顯示出來。 OTDR儀表本身由於抽樣間隔而存在誤差，這種固有偏差主要反映在距離分辯率上。OTDR的距離分辯率正比於抽樣頻率。
(2)測試儀表操作不當產生的誤差
在光纜故障定位測試時，OTDR儀表使用的正確性與障礙測試的准確性直接相關，儀表參數設定和准確性、儀表量程范圍的選擇不當或游標設置不準等都將導致測試結果的誤差。
(1)設定儀表的折射率偏差產生的誤差
不同類型和廠家的光纖的折射率是不同的。使用OTDR測試光纖長度時，必須先進行儀表參數設定，折射率的設定就是其中之一。當幾段光纜的折射率不同時可採用分段設置的方法，以減少因折射率設置誤差而造成的測試誤 差。
(2)量程范圍選擇不當
OTDR儀表測試距離分辯率為1米時，它是指圖形放大到水平刻度為25米/格時才能實現。儀表設計是以游標每移動25步為1滿格。在這種情況下，游標每移動一步，即表示移動1米的距離，所以讀出分辯率為1米。如果水平刻度選擇2公里/每格，則游標每移動一步，距離就會偏移80米。由此可見，測試時選擇的量程范圍越大，測試結果的偏差就越大。
(3)脈沖寬度選擇不當
在脈沖幅度相同的條件下，脈沖寬度越大，脈沖能量就越大，此時OTDR的動態范圍也越大，相應盲區也就大。
(4)平均化處理時間選擇不當
OTDR測試曲線是將每次輸出脈沖後的反射信號采樣，並把多次采樣做平均處理以消除一些隨機事件，平均化時間越長，雜訊電平越接近最小值，動態范圍就越大。平均化時間越長，測試精度越高，但達到一定程度時精度不再提高。為了提高測試速度，縮短整體測試時間，一般測試時間可在0.5~3分鍾內選擇。
(5)游標位置放置不當
光纖活動連接器、機械接頭和光纖中的斷裂都會引起損耗和反射，光纖末端的破裂端面由於末端端面的不規則性會產生各種菲涅爾反射峰或者不產生菲涅爾反射。如果游標設置不夠准確，也會產生一定誤差。
⑵ 光纖測試的步驟是什麼
對光纖參數的測試方法參照國標中相關的試驗方法進行，下面列舉出一些光纖基本參數的測試方法。光纖的特性參數中，幾何特性參數對光纖的包層直徑、包層不圓度、芯/包層同心度誤差的測試方法做出相關說明；光學特性參數對模場直徑、單模光纖的截止波長、成纜單模光纖的截止波長的測試方法做出相關說明；傳輸特性參數對光纖的衰減、波長色散的測試方法做出相關說明。2.1、光纖幾何特性參數測試光纖的折射率分布、包層直徑、包層不圓度、芯/包層同心度誤差的測試方法。測量包層直徑、包層不圓度、芯/包層同心度誤差的測試方法是折射近場法、橫向干涉法和近場光分布法（橫截面幾何尺寸測定）。光纖的折射率分布、包層直徑、包層不圓度、芯/包層同心度誤差的測試方法有三種。●折射近場法折射近場法是多模光纖和單模光纖折射率分布測定的基準試驗方法（RTM），也是多模光纖尺寸參數測定的基準試驗方法和單模光纖尺寸參數測定的替代試驗方法（ATM）。折射近場測量是一種直接和精確的測量。它能直接測量光纖（纖芯和包層）橫截面折射率變化，具有高解析度，經定標可給出折射率絕對值。由折射率剖面圖可確定多模光纖和單模光纖的幾何參數及多模光纖的最大理論數值孔徑。●橫向干涉法橫向干涉法是折射率剖面和尺寸參數測定的替代試驗方法（ATM）。橫向干涉法採用干涉顯微鏡，在垂直於光纖試樣軸線方向上照明試樣，產生干涉條紋，通過視頻檢測和計算機處理獲取折射率剖面。●近場光分布法這種方法是多模光纖幾何尺寸測定的替代試驗方法（ATM）和單模光纖幾何尺寸（除模場直徑）測定的基準試驗方法（RTM）。通過對被測光纖輸出端面上近場光分布進行分析，確定光纖橫截面幾何尺寸參數。可以採用灰度法和近場掃描法。灰度法用視頻系統實現兩維（x-y）近場掃描，近場掃描法只進行一維近場掃描。由於纖芯不圓度的影響，近場掃描法與灰度法得出的纖芯直徑可能有差別。纖芯不圓度可以通過多軸掃描來確定。一般商用儀表折射率分布的測試方法是折射近場法。測試中使用的儀表是光纖幾何參數和折射率分布測量儀。測試步驟如下：①試樣制備時應注意試樣端面清潔、光滑並垂直於光纖軸。②測量包層時，端面傾斜角應小於1°。控制端面損傷，使其對測量精度的影響最小。③注意避免光纖的小彎曲。④將被測光纖剝除被覆層，用專用光纖切割刀切割出平整的端面, 放入光纖樣品盒中，樣品盒中注入折射率稍高於光纖包層折射率的折射率匹配液。⑤將光纖樣品盒垂直放在光纖折射率分布測量儀的光源和光探測器之間，進行x-y方向的掃描測試。⑥通過分析得到光纖折射率分布、包層直徑、包層不圓度、芯/包層同心度誤差的測試數據。2.2、光纖光學特性參數測試(1)單模光纖模場直徑的測試方法模場直徑是單模光纖基模（LP01）模場強度空間分布的一種度量，它取決於該光纖的特性。模場直徑（MFD）可在遠場用遠場光強分布Pm(θ)、互補孔徑功率傳輸函數α(θ)和在近場用近場光強分布f2(r)來測定。模場直徑定義與測量方法嚴格相關。單模光纖模場直徑的測試方法有三種。●直接遠場掃描法直接遠場掃描法是測量單模光纖模場直徑的基準試驗方法（RTM）。它直接按照柏特曼（Petermann）遠場定義，通過測量光纖遠場輻射圖計算出單模光纖的模場直徑。●遠場可變孔徑法遠場可變孔徑法是測量單模光纖模場直徑的替代試驗方法（ATM）。它通過測量光功率穿過不同尺寸孔徑的兩維遠場圖計算出單模光纖的模場直徑，計算模場直徑的數學基礎是柏特曼遠場定義。●近場掃描法近場掃描法是測量單模光纖模場直徑的替代試驗方法（ATM）。它通過測量光纖徑向近場圖計算出單模光纖的模場直徑，計算模場直徑的數學基礎是柏特曼遠場定義。一般商用儀表模場直徑測試方法是遠場變孔徑法(VAFF)。測試中使用的儀表是光纖模場直徑和衰減譜測量儀。測試步驟如下：●准備2m（±0.2m）的光纖樣品，兩端剝除被覆層，放在光纖夾具中，用專用光纖切割刀切割出平整的端面。●將被測光纖連接入測量儀的輸入和輸出端，檢查光接收端的聚焦狀態，如果曲線不在屏幕的正中央或光纖端面不夠清晰，則需要進行位置和焦距的調整。●在光源的輸出端保持測試光纖的注入條件不變，打一個半徑30mm的小環，濾除LP11模的影響，進行模場直徑的測試。通過分析得到光纖模場直徑的測試數據。（2）單模光纖截止波長和成纜單模光纖截止波長的測試方法測量單模光纖的截止波長和成纜單模光纖的截止波長的測試方法是傳輸功率法。當光纖中的模大體上被均勻激勵情況下，包括注入較高次模在內的總光功率與基模光功率之比隨波長減小到規定值（0.1dB）時所對應的較大波長就是截止波長。傳輸功率法根據截止波長的定義，在一定條件下，把通過被測光纖（或光纜）的傳輸功率與參考傳輸功率隨波長的變化相比較，得出光纖（或光纜）的截止波長值。一般商用儀表模場直徑測試方法是傳輸功率法。測試中使用的儀表是光纖模場直徑和衰減譜測量儀。測試步驟如下：①在樣品制備時，單模光纖的截止波長的測試使用2m（±0.2m）的光纖樣品，成纜單模光纖的截止波長的測試使用22m的已成纜單模光纖。②將測試光纖的兩端剝除被覆層, 放在光纖夾具中，用專用光纖切割刀切割出平整的端面。③將被測光纖連接入測量儀的輸入和輸出端, 檢查光接收端的聚焦狀態, 如果曲線不在其屏幕的正中央或光纖端面不夠清晰, 則需要進行位置和焦距的調整。④先在測試光纖不打小環的情況下，測試參考傳輸功率。⑤再將測試光纖在注入端打一個半徑30mm的小環，濾除LP11模的影響，測試此時的傳輸功率。⑥將兩條傳輸功率測試曲線相比較，通過數據分析處理，得到光纖（或光纜）的截止波長值。2.3、光纖傳輸特性參數測試(1)衰減的測試方法衰減是光纖中光功率減少量的一種度量，它取決於光纖的性質和長度，並受測量條件的影響。衰減的主要測試方法如下：●截斷法截斷法是測量光纖衰減特性的基準試驗方法（RTM），在不改變注入條件時測出通過光纖兩橫截面的光功率，從而直接得到光纖衰減。●插入損耗法插入損耗法是測量光纖衰減特性的替代試驗方法（ATM），原理上類似於截斷法，但光纖注入端的光功率是注入系統輸出端的出射光功率。測得的光纖衰減中包含了試驗裝置的衰減，必須分別用附加連接器損耗和參考光纖段損耗對測量結果加以修正。●後向散射法後向散射法是測量光纖衰減特性的替代試驗方法（ATM），它測量從光纖中不同點後向散射至該光纖始端的後向散射光功率。這是一種單端測量方法。一般商用儀表衰減的測試方法是截斷法和後向散射法。截斷法測試中使用的儀表是光纖模場直徑和衰減譜測量儀。測試步驟如下：①准備不短於1km或更長一些（一般一個光纖盤長：25km）的光纖樣品，兩端剝除被覆層, 放在光纖夾具中，用專用光纖切割刀切割出平整的端面。②將測試光纖盤的外端光纖通過專用夾具連接儀表的發射端，將測試光纖盤的內端光纖通過專用夾具連接儀表的接收端，檢查光接收端的聚焦狀態, 如果曲線不在屏幕的正中央或光纖端面不夠清晰, 則需要進行位置和焦距的調整。③在光纖注入端打一個半徑30mm的小環，濾除LP11模的影響，測試此時的傳輸功率。④保持光源的注入狀態不變（在光纖注入端打一個半徑30mm的小環），將測試光纖樣品截斷為2m的試樣，光纖通過專用夾具連接儀表的接收端，檢查光接收端的聚焦狀態, 如果曲線不在屏幕的正中央或光纖端面不夠清晰，則需要進行位置和焦距的調整。測試此時的傳輸功率。將兩條傳輸功率測試曲線相比較，通過數據分析處理，得到光纖在1310nm和1550nm波段的衰減譜特性。後向散射法測試中使用的儀表是光時域反射計。測試步驟如下：①將測試光纖盤的外端通過熔接光纖連接器或裸纖適配器，接入光時域反射計進行測試。②測試中光時域反射計使用最小二乘法（LSA）計算光纖的衰減，此方法可忽略光纖中可能的熔接或接頭損耗對光纖鏈路測試造成的影響。③如需分段測試光纖鏈路的衰減可使用兩點法進行測試。④光纖衰減測試中，應選擇光纖測試曲線中的線性區域，避開測試曲線近端的飽和區域和末端的反射區域，測試兩點間的光纖衰減（dB/km）。⑤更改光時域反射計的測試波長，分別對1310nm和1550nm波長處的光纖衰減特性進行測試分析。實際測試中，可以通過截斷法和後向散射法兩種測試方法驗證光纖衰減的測試數據。對於帶有光纖連接器的測試光纖樣品，為了不破壞已安裝的光纖連接器，則只能使用後向散射法進行單端非破壞性測試。（2）波長色散的測試方法波長色散是由組成光源譜的不同波長的光波以不同群速度傳輸引起的光纖中每單位光源譜寬的光脈沖展寬，用ps/nm表示。它取決於該光纖的特性和長度。波長色散的主要測試方法如下：●相移法相移法是測量光纖波長色散的基準試驗方法（RTM）。它在頻域中通過檢測、記錄和處理不同波長正弦調制信號的相移來測量不同波長信號的群時延，從而推導出光纖波長色散。●脈沖時延法脈沖時延法是測量光纖波長色散的替代試驗方法（ATM）。它在時域中通過直接檢測、記錄和處理不同波長脈沖信號的群時延，從而推導出光纖波長色散。●微分相移法微分相移法是測量光纖波長色散的替代試驗方法（ATM）。它在1000nm~1700nm波長范圍內由兩個相近波長間的微分群時延來測量特定波長上的波長色散系數。一般商用儀表波長色散的測試方法是相移法。測試中使用的設備是色散測量儀。測試步驟如下：①測試光纖樣品應不短於1km。光纖兩端做好光纖連接器。②在色散測試時應先用兩根標准光纖跳線分別連接色散測量儀的輸入端和輸出端，通過法蘭盤連接兩根光纖跳線的另一端，將色散測量儀自環，測試此時的參考值。③再將測試光纖通過法蘭盤接入光纖環路。④根據測試光纖樣品，設定光纖類型；數據擬合方式；光纖測試中的群折射率；測試光纖長度；；測試波長范圍；波長間隔等。⑤測試光纖的零色散波長、零色散斜率和色散系數等。通過對測試數據的分析處理得到光纖的色散特性。光纖參數測試中的不確定度評定方法：光纖參數測試中的不確定度評定一般參考下面提到的方法進行。主要考慮測量儀器引入的不確定度和測量重復性兩方面因素。3、光纖參數測試中普遍存在的問題以單模光纖B1.1類（即非色散位移單模光纖）、B1.3類（即波長段擴展的非色散位移單模光纖）和B4類（即非零色散位移單模光纖）為例說明光纖參數測試中普遍存在的問題。光纖參數測試中普遍存在的問題是單模光纖的截止波長指標超標的問題。
根據國內光纖光纜標准，截止波長可分為光纜截止波長λCC、光纖截止波長λC和跳線光纜截止波長λCj，光纖光纜的截止波長指標應符合表二中的相應規定。光纜使用長度不小於22m時應符合表二中λCC規定，使用長度小於22m但不小於2m時應符合表二中λCj規定，使用長度小於2m時應符合表二中 λC規定，以防止傳輸時可能產生的模式雜訊。