光纜施工現場及驗收的檢測方法與標準

　　光纜施工的現場測試很重要，它是為連接光端機總調測做準備。光纜內光纖的測試項目有傳輸衰減的測量，對多模光纖，當需要時測試基帶響應。

　　單盤光纜測試的目的在于工廠產品的質量;施工布放后的測試是為檢查布放過程有無損傷，并作為接續前的檢查;接續中的測試是為了檢查接頭是否達到低損耗;接續后組成單元光纜段的測試，目的在于檢查是否達到設計對傳輸總衰減和總基帶響應要求，作為連接光端機總調測的準備。

　　單模光纖是以色散系數來表征色散的。單模光纖的色散系數本來很低，對于140Mbit/s系統的限額為300ps/nm，因此當中繼段長小于50km時，該限額有很大余量，施工過程可以不必測量;565Mbit/s五次群的限額為120ps/nm，因此有必要在設計中考慮，施工后進行驗證測量。

　　1、現場傳輸衰減的測量

　　1.1光纖的衰減

　　光信號沿光纖傳輸時，光功率的損失即為光纖的衰減，衰減A以分貝(dB)為單位，

　　A=10lgP1/P2(dB)

　　P1和P2分別是注入端和輸出端的光功率。

　　1.2光纜間增加注入系統

　　為了測量得到**的結果，必須保證功率分配是穩態模，因此在光源與被測光纜間增加注入系統。注入系統由擾模器、濾模器和包層模剝除器組成的一種模擬裝置;對多模光纖可以用1km以上，以一定曲率半徑圈繞的光纖。

　　1.33種測試方法比較

　　CCITT建議G.651推薦了3種測試方法。即剪斷法、和后向散射法。剪斷法精度高但有破壞性;介入損耗法是非破壞性，精度不如剪斷法;而后向散射法，即用光時域反射儀(OTDR)測量，功能全、精度高和無破壞性，測量數據可直接打印出來。

　　1.4用光時域反射儀(OTDR)測量的優點

　　用光時域反射儀(OTDR)測試只需在光纖的一端進行，如圖1、2所示，用這種儀表不僅可以測量光纖的衰減系數，還能提供沿光纖長度衰減特性的詳細情況，檢測光纖的物理缺陷或斷裂點的位置，測定接頭的衰減和位置，以及被測光纖的長度，這種儀器帶有打印機，可以把測繪的曲線打印出來。

　　圖1 光時域反射儀的框圖

　　圖2 后向散射功率的典型曲線

　　現場光纖接續由OTDR監視進行，熔接機在熔接完一根芯后都會給出熔接點的估算衰耗值，其估算一般都是本地纖芯直觀監測，即通過觀察纖芯對接的好壞來估算衰耗值。接續工作是否完好，由監視者測量后通知接續工作者。這種方法的優點：一是OTDR固定不動。省略了儀表轉移所需的車輛和人力物力;二是測試點選在有市電而不需配發電機的地方;三是測試點固定，減少了光纜開剝。

　　1.5OTDR測量參數的選擇

　　(1)選擇適當量程：OTDR有不同的量程，操作者應結合測試的光纜長度選擇比較恰當的量程，使測試曲線盡量顯示在屏幕中間，這樣讀數才能準確，誤差才會小。

　　(2)選擇適當脈沖寬度：OTDR可以選擇注入被測光纖的光脈沖寬度參數，在幅度相同的情況下，寬脈沖的能量要大于窄脈沖的能量，能夠測試較長距離，但誤差較大。因此，操作者應該結合待測光纖的長度選擇適當的脈沖寬度，使其在保證精度的前提下，能夠測試盡可能長的距離。

　　(3)選擇適當的折射率：由于不同廠家光纖選用的材質不同，造成光在光纖中傳輸速度不同，即不同的光纖有不同的折射率，因此在測試時應選擇適當的折射率，這樣在測量光纖長度時才能準確。

　　(4)測試點位選擇應合理：目前，大部份OTDR測試接頭損耗均采用5點法，在測試時，光標作為一點應定位在接頭點上，其余4點應分別對應接頭點兩側的光纖特性。這樣接頭測試才能準確。

　　1.6光纜接頭單向測試法

　　此種方法就是在接續方向的始端放置一臺OTDR，對所有接頭點進行單向測試。

　　當中繼段長度較短，光纜接頭不多，如市話中繼光纜，對接頭衰減要求不很**時，可以用光時域反射儀從一端監視，指揮接續者調整接續器達到相對*佳值即可正式接續，從圖2觀察到圖內(c)點的波形出現小的“臺階”，衰減的大小可以由“臺階”的大小估計。

　　這種方法精度不如比較法，但簡便，只要一點監視兩點配合，適宜于中繼段衰減余量較大的光纜段施工，可增快進度。

　　1.7光纜接頭雙向環測法

　　此種方法就是在接續方向的始端將兩根光纖分別短接，組成回路，OTDR在接續開始點的前一點對所有接頭點進行雙向測試。由于增加了環回點，所以能在OTDR上測出接續衰耗的雙向值，這種方法的優點是能準確評估接頭的好壞。

　　由于測試原理和光纖結構上的原因，用OTDR單向監測會出現虛假增益的現象，相應地也會出現虛假大衰耗的現象，對于一個接頭來說，用兩個方向衰減值的數學平均數才能準確反映其真實的衰耗值。光纖衰減常數的標準為：在1310mm波長上，衰減平均值應小于等于0.36dB/km，衰減*大值應小于等于0.4dB/km;在1550mm波長上，衰減平均值應小于等于0.22dB/km，衰減*大值應小于等于0.25dB/km;光纖接續時，其雙向平均接頭損耗不得大于0.08dB。

　　竣工后用光源和光功率計對全程進行雙向測試，其衰耗值必須符合設計要求。并用OTDR雙向進行檢查后向散射曲線是否符合要求。

　　2、現場光纖的基帶響應測試

　　多模光纖是以基帶響應間接地表征光纖的色散。單盤光纜內光纖的基帶響應測試可使用頻域法或時域法。現將頻域法介紹如下。

　　2.1以測試頻寬掃描調制光源

　　光源的波長應是光纖的工作波長，以測試頻寬掃描調制光源，如被測光纖帶寬為1000MHz.km，則應從低頻(例如100～1000MHz或更高一些)，在被測光纖終端為檢測器，并將它接入到頻譜分析儀，如圖3所示。

　　圖3 頻域法光纖帶寬測試框圖

　　2.2用短光纖將發送與接收連接

　　測試前先用短光纖將發送與接收連接，記錄其波形。將被測光纖介入，再記錄其波形。將兩波形相減得出一6dB點的頻率就是被測光纖的帶寬。進而折算出單位長度(km)的基帶響應。

　　3、光端機的安裝后的系統調測

　　設備的安裝要按照設備說明書及工程設計提供的安裝要求進行。設備通電前應檢查電源線有無短路，機架應在電路板都拔去后通電，然后插入電源板、警報板、測試各端子上的各種電壓是否合宜，然后插上各種電路板。

　　3.1本端機收發自環測試

　　先進行本端機收發自環測試，如圖4所示。自環只是初步驗證端機各部件能否正常工作。

　　圖4 光端機的自環測試

　　3.2端機發送光功率測試

　　光端機的激光器注入光纖的光功率可按圖5所示測試。數字發生器用偽隨機碼作信息源，光功率計通過1km光纖接到激光器的輸出端，光功率計顯示值為Pd。

　　激光功率Ps=Pd+α±δd

　　α為1km光纖和活接頭的衰減，δ為光功率計測量誤差。

　　圖5 光功率測量

　　真實的發送光功率應扣除光纖連接器的插入損耗，約1dB以下。測得值應符合CCITT規定值標準。

　　3.3光接收器靈敏度測試

　　按圖4測試。接收靈敏度是指光端機的光檢測器在設備規定的誤碼率條件(10-9)下，所需收到的*低功率。

　　逐漸加大光衰減器的衰減值，直到誤碼檢測器達到規定誤碼臨界值，這時斷掉光端機的光輸入端，用光功率計測量衰減器輸出的光功率。光功率計顯示為Pd。

　　接收機靈敏度S=Pd

　　δ為光功率計的測量誤差。

　　3.4抖動測試

　　市內網和短距離光系統的抖動值大都能滿足CCITT規定值。一般可不測或從若干個系統中抽測一個系統。每個數字段的抖動轉移函數*大增益不應超過1dB。測試時用專用的抖動測試儀。

　　3.5誤碼性能測試

　　所需的儀表是誤碼分析儀(發、收)。其測試方法與光接收機靈敏度測試相似。

　　長期平均誤碼率的測試即在相當長的時間內，測得累計的誤碼總數除以測量時間(秒)，得長期平均誤碼率。長期平均誤碼率是反映系統誤碼性能的*主要方面。CCITT詳盡的誤碼性能要求，還包括誤碼秒(ES)、嚴重誤碼秒(SES)和劣化分(DM)。其含義分別為誤碼秒：含1個或1個以上的誤碼秒數;SES嚴重誤碼秒：誤碼率大于10-3的秒數，劣化分：誤碼率大于等于10-6的分鐘數。

　　3.6警報系統的測試

　　警報系統包括緊急警報和非緊急警報。至少應具有下列告警。

　　(1)電源故障：主備用電源轉換;

　　(2)誤碼率超過10-6;

　　(3)誤碼率超過10-3，并轉換到備用系統;

　　(4)發送、接收端無光信號。