⑴ 如何利用OTDR测试光纤的长度、损耗和末端
OTDR进行光纤测量的方法
一般采用光时域反射(OTDR)结构来实现被测量的空间定位。OTDR维修具有测试时间短、测试速度快、测试精度高等优点。OTDR在光纤施工过程中一般要进行四次测试。用OTDR进行光纤测量可分为三步：参数设置、数据获取和曲线分析。人工设置测量参数包括：
(1)熔接机维修时波长选择(λ)：
因不同的波长对应不同的光线特性(包括衰减、微弯等)，测试波长一般遵循与系统传输通信波长相对应的原则，即系统开放1550波长，则测试波长为1550nm。(2)脉宽(Pulse Width)：
脉宽越长，动态测量范围越大，测量距离更长，但在OTDR曲线波形中产生盲区更大；短脉冲注入光平低，但可减小盲区。脉宽周期通常以ns来表示。(3)测量范围(Range)：
OTDR测量范围是指OTDR获取数据取样的最大距离，此参数的选择决定了取样分辨率的大小。最佳测量范围为待测光纤长度1.5～2倍距离之间。(4)平均时间：
由于后向散射光信号极其微弱，一般采用统计平均的方法来提高信噪比，平均时间越长，信噪比越高。例如，3min的获得取将比1min的获得取提高 0.8dB的动态。但超过 10min的获得取时间对信噪比的改善并不大。一般平均时间不超过3min。(5)光纤参数：
光纤参数的设置包括折射率n和后向散射系数n和后向散射系数η的设置。折射率参数与距离测量有关，后向散射系数则影响反射与回波损耗的测量结果。这两个参数通常由光纤生产厂家给出。 参数设置好后，OTDR即可发送光脉冲并接收由光纤链路散射和反射回来的光，对光电探测器的输出取样，得到OTDR曲线，对曲线进行分析即可了解光纤质量。2经验与技巧
(1)光纤质量的简单判别：
正常情况下，OTDR测试的光线曲线主体(单盘或几盘光缆)斜率基本一致，若某一段斜率较大，则表明此段衰减较大；若曲线主体为不规则形状，斜率起伏较大，弯曲或呈弧状，则表明光纤质量严重劣化，不符合通信要求。(2)波长的选择和单双向测试：
1550波长测试距离更远，1550nm比1310nm光纤对弯曲更敏感，1550nm比1310nm单位长度衰减更小、1310nm比1550nm测的熔接或连接器损耗更高。在实际的光缆维护工作中一般对两种波长都进行测试、比较。对于正增益现象和超过距离线路均须进行双向测试分析计算，才能获得良好的测试结论。(3)接头清洁：
光纤活接头接入OTDR前，必须认真清洗，包括OTDR的输出接头和被测活接头，否则插入损耗太大、测量不可靠、曲线多噪音甚至使测量不能进行，它还可能损坏OTDR。避免用酒精以外的其它清洗剂或折射率匹配液，因为它们可使光纤连接器内粘合剂溶解。(4)折射率与散射系数的校正：就光纤长度测量而言，折射系数每0.01的偏差会引起7m/km之多的误差，对于较长的光线段，应采用光缆制造商提供的折射率值。(5)鬼影的识别与处理：
在OTDR曲线上的尖峰有时是由于离入射端较近且强的反射引起的回音，这种尖峰被称之为鬼影。识别鬼影：曲线上鬼影处未引起明显损耗；沿曲线鬼影与始端的距离是强反射事件与始端距离的倍数，成对称状。消除鬼影：选择短脉冲宽度、在强反射前端(如 OTDR输出端)中增加衰减。若引起鬼影的事件位于光纤终结，可"打小弯"以衰减反射回始端的光。(6)正增益现象处理：
在OTDR曲线上可能会产生正增益现象。正增益是由于在熔接点之后的光纤比熔接点之前的光纤产生更多的后向散光而形成的。事实上，光纤在这一熔接点上是熔接损耗的。常出现在不同模场直径或不同后向散射系数的光纤的熔接过程中，因此，需要在两个方向测量并对结果取平均作为该熔接损耗。在实际的光缆维护中，也可采用≤0.08dB即为合格的简单原则。(7)附加光纤的使用：
附加光纤是一段用于连接OTDR与待测光纤、长300～2000m的光纤，其主要作用为：前端盲区处理和终端连接器插入测量。 一般来说，OTDR与待测光纤间的连接器引起的盲区最大。在光纤实际测量中，在OTDR与待测光纤间加接一段过渡光纤，使前端盲区落在过渡光纤内，而待测光纤始端落在OTDR曲线的线性稳定区。光纤系统始端连接器插入损耗可通过OTDR加一段过渡光纤来测量。如要测量首、尾两端连接器的插入损耗，可在每端都加一过渡光纤。3 测试误差的主要因素(1)OTDR测试仪表存在的固有偏差
由OTDR的测试原理可知，它是按一定的周期向被测光纤发送光脉冲，再按一定的速率将来自光纤的背向散射信号抽样、量化、编码后，存储并显示出来。 OTDR仪表本身由于抽样间隔而存在误差，这种固有偏差主要反映在距离分辩率上。OTDR的距离分辩率正比于抽样频率。
(2)测试仪表操作不当产生的误差
在光缆故障定位测试时，OTDR仪表使用的正确性与障碍测试的准确性直接相关，仪表参数设定和准确性、仪表量程范围的选择不当或光标设置不准等都将导致测试结果的误差。
(1)设定仪表的折射率偏差产生的误差
不同类型和厂家的光纤的折射率是不同的。使用OTDR测试光纤长度时，必须先进行仪表参数设定，折射率的设定就是其中之一。当几段光缆的折射率不同时可采用分段设置的方法，以减少因折射率设置误差而造成的测试误 差。
(2)量程范围选择不当
OTDR仪表测试距离分辩率为1米时，它是指图形放大到水平刻度为25米/格时才能实现。仪表设计是以光标每移动25步为1满格。在这种情况下，光标每移动一步，即表示移动1米的距离，所以读出分辩率为1米。如果水平刻度选择2公里/每格，则光标每移动一步，距离就会偏移80米。由此可见，测试时选择的量程范围越大，测试结果的偏差就越大。
(3)脉冲宽度选择不当
在脉冲幅度相同的条件下，脉冲宽度越大，脉冲能量就越大，此时OTDR的动态范围也越大，相应盲区也就大。
(4)平均化处理时间选择不当
OTDR测试曲线是将每次输出脉冲后的反射信号采样，并把多次采样做平均处理以消除一些随机事件，平均化时间越长，噪声电平越接近最小值，动态范围就越大。平均化时间越长，测试精度越高，但达到一定程度时精度不再提高。为了提高测试速度，缩短整体测试时间，一般测试时间可在0.5~3分钟内选择。
(5)光标位置放置不当
光纤活动连接器、机械接头和光纤中的断裂都会引起损耗和反射，光纤末端的破裂端面由于末端端面的不规则性会产生各种菲涅尔反射峰或者不产生菲涅尔反射。如果光标设置不够准确，也会产生一定误差。
⑵ 光纤测试的步骤是什么
对光纤参数的测试方法参照国标中相关的试验方法进行，下面列举出一些光纤基本参数的测试方法。光纤的特性参数中，几何特性参数对光纤的包层直径、包层不圆度、芯/包层同心度误差的测试方法做出相关说明；光学特性参数对模场直径、单模光纤的截止波长、成缆单模光纤的截止波长的测试方法做出相关说明；传输特性参数对光纤的衰减、波长色散的测试方法做出相关说明。2.1、光纤几何特性参数测试光纤的折射率分布、包层直径、包层不圆度、芯/包层同心度误差的测试方法。测量包层直径、包层不圆度、芯/包层同心度误差的测试方法是折射近场法、横向干涉法和近场光分布法（横截面几何尺寸测定）。光纤的折射率分布、包层直径、包层不圆度、芯/包层同心度误差的测试方法有三种。●折射近场法折射近场法是多模光纤和单模光纤折射率分布测定的基准试验方法（RTM），也是多模光纤尺寸参数测定的基准试验方法和单模光纤尺寸参数测定的替代试验方法（ATM）。折射近场测量是一种直接和精确的测量。它能直接测量光纤（纤芯和包层）横截面折射率变化，具有高分辨率，经定标可给出折射率绝对值。由折射率剖面图可确定多模光纤和单模光纤的几何参数及多模光纤的最大理论数值孔径。●横向干涉法横向干涉法是折射率剖面和尺寸参数测定的替代试验方法（ATM）。横向干涉法采用干涉显微镜，在垂直于光纤试样轴线方向上照明试样，产生干涉条纹，通过视频检测和计算机处理获取折射率剖面。●近场光分布法这种方法是多模光纤几何尺寸测定的替代试验方法（ATM）和单模光纤几何尺寸（除模场直径）测定的基准试验方法（RTM）。通过对被测光纤输出端面上近场光分布进行分析，确定光纤横截面几何尺寸参数。可以采用灰度法和近场扫描法。灰度法用视频系统实现两维（x-y）近场扫描，近场扫描法只进行一维近场扫描。由于纤芯不圆度的影响，近场扫描法与灰度法得出的纤芯直径可能有差别。纤芯不圆度可以通过多轴扫描来确定。一般商用仪表折射率分布的测试方法是折射近场法。测试中使用的仪表是光纤几何参数和折射率分布测量仪。测试步骤如下：①试样制备时应注意试样端面清洁、光滑并垂直于光纤轴。②测量包层时，端面倾斜角应小于1°。控制端面损伤，使其对测量精度的影响最小。③注意避免光纤的小弯曲。④将被测光纤剥除被覆层，用专用光纤切割刀切割出平整的端面, 放入光纤样品盒中，样品盒中注入折射率稍高于光纤包层折射率的折射率匹配液。⑤将光纤样品盒垂直放在光纤折射率分布测量仪的光源和光探测器之间，进行x-y方向的扫描测试。⑥通过分析得到光纤折射率分布、包层直径、包层不圆度、芯/包层同心度误差的测试数据。2.2、光纤光学特性参数测试(1)单模光纤模场直径的测试方法模场直径是单模光纤基模（LP01）模场强度空间分布的一种度量，它取决于该光纤的特性。模场直径（MFD）可在远场用远场光强分布Pm(θ)、互补孔径功率传输函数α(θ)和在近场用近场光强分布f2(r)来测定。模场直径定义与测量方法严格相关。单模光纤模场直径的测试方法有三种。●直接远场扫描法直接远场扫描法是测量单模光纤模场直径的基准试验方法（RTM）。它直接按照柏特曼（Petermann）远场定义，通过测量光纤远场辐射图计算出单模光纤的模场直径。●远场可变孔径法远场可变孔径法是测量单模光纤模场直径的替代试验方法（ATM）。它通过测量光功率穿过不同尺寸孔径的两维远场图计算出单模光纤的模场直径，计算模场直径的数学基础是柏特曼远场定义。●近场扫描法近场扫描法是测量单模光纤模场直径的替代试验方法（ATM）。它通过测量光纤径向近场图计算出单模光纤的模场直径，计算模场直径的数学基础是柏特曼远场定义。一般商用仪表模场直径测试方法是远场变孔径法(VAFF)。测试中使用的仪表是光纤模场直径和衰减谱测量仪。测试步骤如下：●准备2m（±0.2m）的光纤样品，两端剥除被覆层，放在光纤夹具中，用专用光纤切割刀切割出平整的端面。●将被测光纤连接入测量仪的输入和输出端，检查光接收端的聚焦状态，如果曲线不在屏幕的正中央或光纤端面不够清晰，则需要进行位置和焦距的调整。●在光源的输出端保持测试光纤的注入条件不变，打一个半径30mm的小环，滤除LP11模的影响，进行模场直径的测试。通过分析得到光纤模场直径的测试数据。（2）单模光纤截止波长和成缆单模光纤截止波长的测试方法测量单模光纤的截止波长和成缆单模光纤的截止波长的测试方法是传输功率法。当光纤中的模大体上被均匀激励情况下，包括注入较高次模在内的总光功率与基模光功率之比随波长减小到规定值（0.1dB）时所对应的较大波长就是截止波长。传输功率法根据截止波长的定义，在一定条件下，把通过被测光纤（或光缆）的传输功率与参考传输功率随波长的变化相比较，得出光纤（或光缆）的截止波长值。一般商用仪表模场直径测试方法是传输功率法。测试中使用的仪表是光纤模场直径和衰减谱测量仪。测试步骤如下：①在样品制备时，单模光纤的截止波长的测试使用2m（±0.2m）的光纤样品，成缆单模光纤的截止波长的测试使用22m的已成缆单模光纤。②将测试光纤的两端剥除被覆层, 放在光纤夹具中，用专用光纤切割刀切割出平整的端面。③将被测光纤连接入测量仪的输入和输出端, 检查光接收端的聚焦状态, 如果曲线不在其屏幕的正中央或光纤端面不够清晰, 则需要进行位置和焦距的调整。④先在测试光纤不打小环的情况下，测试参考传输功率。⑤再将测试光纤在注入端打一个半径30mm的小环，滤除LP11模的影响，测试此时的传输功率。⑥将两条传输功率测试曲线相比较，通过数据分析处理，得到光纤（或光缆）的截止波长值。2.3、光纤传输特性参数测试(1)衰减的测试方法衰减是光纤中光功率减少量的一种度量，它取决于光纤的性质和长度，并受测量条件的影响。衰减的主要测试方法如下：●截断法截断法是测量光纤衰减特性的基准试验方法（RTM），在不改变注入条件时测出通过光纤两横截面的光功率，从而直接得到光纤衰减。●插入损耗法插入损耗法是测量光纤衰减特性的替代试验方法（ATM），原理上类似于截断法，但光纤注入端的光功率是注入系统输出端的出射光功率。测得的光纤衰减中包含了试验装置的衰减，必须分别用附加连接器损耗和参考光纤段损耗对测量结果加以修正。●后向散射法后向散射法是测量光纤衰减特性的替代试验方法（ATM），它测量从光纤中不同点后向散射至该光纤始端的后向散射光功率。这是一种单端测量方法。一般商用仪表衰减的测试方法是截断法和后向散射法。截断法测试中使用的仪表是光纤模场直径和衰减谱测量仪。测试步骤如下：①准备不短于1km或更长一些（一般一个光纤盘长：25km）的光纤样品，两端剥除被覆层, 放在光纤夹具中，用专用光纤切割刀切割出平整的端面。②将测试光纤盘的外端光纤通过专用夹具连接仪表的发射端，将测试光纤盘的内端光纤通过专用夹具连接仪表的接收端，检查光接收端的聚焦状态, 如果曲线不在屏幕的正中央或光纤端面不够清晰, 则需要进行位置和焦距的调整。③在光纤注入端打一个半径30mm的小环，滤除LP11模的影响，测试此时的传输功率。④保持光源的注入状态不变（在光纤注入端打一个半径30mm的小环），将测试光纤样品截断为2m的试样，光纤通过专用夹具连接仪表的接收端，检查光接收端的聚焦状态, 如果曲线不在屏幕的正中央或光纤端面不够清晰，则需要进行位置和焦距的调整。测试此时的传输功率。将两条传输功率测试曲线相比较，通过数据分析处理，得到光纤在1310nm和1550nm波段的衰减谱特性。后向散射法测试中使用的仪表是光时域反射计。测试步骤如下：①将测试光纤盘的外端通过熔接光纤连接器或裸纤适配器，接入光时域反射计进行测试。②测试中光时域反射计使用最小二乘法（LSA）计算光纤的衰减，此方法可忽略光纤中可能的熔接或接头损耗对光纤链路测试造成的影响。③如需分段测试光纤链路的衰减可使用两点法进行测试。④光纤衰减测试中，应选择光纤测试曲线中的线性区域，避开测试曲线近端的饱和区域和末端的反射区域，测试两点间的光纤衰减（dB/km）。⑤更改光时域反射计的测试波长，分别对1310nm和1550nm波长处的光纤衰减特性进行测试分析。实际测试中，可以通过截断法和后向散射法两种测试方法验证光纤衰减的测试数据。对于带有光纤连接器的测试光纤样品，为了不破坏已安装的光纤连接器，则只能使用后向散射法进行单端非破坏性测试。（2）波长色散的测试方法波长色散是由组成光源谱的不同波长的光波以不同群速度传输引起的光纤中每单位光源谱宽的光脉冲展宽，用ps/nm表示。它取决于该光纤的特性和长度。波长色散的主要测试方法如下：●相移法相移法是测量光纤波长色散的基准试验方法（RTM）。它在频域中通过检测、记录和处理不同波长正弦调制信号的相移来测量不同波长信号的群时延，从而推导出光纤波长色散。●脉冲时延法脉冲时延法是测量光纤波长色散的替代试验方法（ATM）。它在时域中通过直接检测、记录和处理不同波长脉冲信号的群时延，从而推导出光纤波长色散。●微分相移法微分相移法是测量光纤波长色散的替代试验方法（ATM）。它在1000nm~1700nm波长范围内由两个相近波长间的微分群时延来测量特定波长上的波长色散系数。一般商用仪表波长色散的测试方法是相移法。测试中使用的设备是色散测量仪。测试步骤如下：①测试光纤样品应不短于1km。光纤两端做好光纤连接器。②在色散测试时应先用两根标准光纤跳线分别连接色散测量仪的输入端和输出端，通过法兰盘连接两根光纤跳线的另一端，将色散测量仪自环，测试此时的参考值。③再将测试光纤通过法兰盘接入光纤环路。④根据测试光纤样品，设定光纤类型；数据拟合方式；光纤测试中的群折射率；测试光纤长度；；测试波长范围；波长间隔等。⑤测试光纤的零色散波长、零色散斜率和色散系数等。通过对测试数据的分析处理得到光纤的色散特性。光纤参数测试中的不确定度评定方法：光纤参数测试中的不确定度评定一般参考下面提到的方法进行。主要考虑测量仪器引入的不确定度和测量重复性两方面因素。3、光纤参数测试中普遍存在的问题以单模光纤B1.1类（即非色散位移单模光纤）、B1.3类（即波长段扩展的非色散位移单模光纤）和B4类（即非零色散位移单模光纤）为例说明光纤参数测试中普遍存在的问题。光纤参数测试中普遍存在的问题是单模光纤的截止波长指标超标的问题。
根据国内光纤光缆标准，截止波长可分为光缆截止波长λCC、光纤截止波长λC和跳线光缆截止波长λCj，光纤光缆的截止波长指标应符合表二中的相应规定。光缆使用长度不小于22m时应符合表二中λCC规定，使用长度小于22m但不小于2m时应符合表二中λCj规定，使用长度小于2m时应符合表二中 λC规定，以防止传输时可能产生的模式噪声。