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光缆施工现场及验收的检测方法与标准

作者: 来源: 日期:2017-8-16 15:05:20 人气:12 加入收藏 评论:0 标签:

本文介绍了光缆施工现场及工程验收的测试方法与标准要求,以及测试中应注意的问题,对光缆工程正确、合理和规范的质量检测,发现隐患及时解决,以便延长光缆的使用寿命,减少光缆线路的维护量,确保通信畅通,将起到应有的作用。

光缆施工的现场测试很重要,它是为连接光端机总调测做准备。光缆内光纤的测试项目有传输衰减的测量,对多模光纤,当需要时测试基带响应。

光缆施工现场及验收的检测方法与标准

单盘光缆测试的目的在于工厂产品的质量;施工布放后的测试是为检查布放过程有无损伤,并作为接续前的检查;接续中的测试是为了检查接头是否达到低损耗;接续后组成单元光缆段的测试,目的在于检查是否达到设计对传输总衰减和总基带响应要求,作为连接光端机总调测的准备。

单模光纤是以色散系数来表征色散的。单模光纤的色散系数本来很低,对于140Mbit/s系统的限额为300ps/nm,因此当中继段长小于50km时,该限额有很大余量,施工过程可以不必测量;565Mbit/s五次群的限额为120ps/nm,因此有必要在设计中考虑,施工后进行验证测量。

1、现场传输衰减的测量

1.1 光纤的衰减

光信号沿光纤传输时,光功率的损失即为光纤的衰减,衰减A以分贝(dB)为单位, A=10lgP1/P2(dB)

P1和P2分别是注入端和输出端的光功率。

1.2 光缆间增加注入系统

为了测量得到精确的结果,必须保证功率分配是稳态模,因此在光源与被测光缆间增加注入系统。注入系统由扰模器、滤模器和包层模剥除器组成的一种模拟装置;对多模光纤可以用1km以上,以一定曲率半径圈绕的光纤。

1.3 3种测试方法比较

CCITT建议G.651推荐了3种测试方法。即剪断法、和后向散射法。剪断法精度高但有破坏性;介入损耗法是非破坏性,精度不如剪断法;而后向散射法,即用光时域反射仪(OTDR)测量,功能全、精度高和无破坏性,测量数据可直接打印出来。

1.4 用光时域反射仪(OTDR)测量的优点

用光时域反射仪(OTDR)测试只需在光纤的一端进行,如图1、2所示,用这种仪表不仅可以测量光纤的衰减系数,还能提供沿光纤长度衰减特性的详细情况,检测光纤的物理缺陷或断裂点的位置,测定接头的衰减和位置,以及被测光纤的长度,这种仪器带有打印机,可以把测绘的曲线打印出来。

现场光纤接续由OTDR监视进行,熔接机在熔接完一根芯后都会给出熔接点的估算衰耗值,其估算一般都是本地纤芯直观监测,即通过观察纤芯对接的好坏来估算衰耗值。接续工作是否完好,由监视者测量后通知接续工作者。这种方法的优点:一是OTDR固定不动。省略了仪表转移所需的车辆和人力物力;二是测试点选在有市电而不需配发电机的地方;三是测试点固定,减少了光缆开剥。

1.5 OTDR测量参数的选择

(1)选择适当量程:OTDR有不同的量程,操作者应结合测试的光缆长度选择比较恰当的量程,使测试曲线尽量显示在屏幕中间,这样读数才能准确,误差才会小。

(2)选择适当脉冲宽度:OTDR可以选择注入被测光纤的光脉冲宽度参数,在幅度相同的情况下,宽脉冲的能量要大于窄脉冲的能量,能够测试较长距离,但误差较大。因此,操作者应该结合待测光纤的长度选择适当的脉冲宽度,使其在保证精度的前提下,能够测试尽可能长的距离。

(3)选择适当的折射率:由于不同厂家光纤选用的材质不同,造成光在光纤中传输速度不同,即不同的光纤有不同的折射率,因此在测试时应选择适当的折射率,这样在测量光纤长度时才能准确。

(4)测试点位选择应合理:目前,大部份OTDR测试接头损耗均采用5点法,在测试时,光标作为一点应定位在接头点上,其余4点应分别对应接头点两侧的光纤特性。这样接头测试才能准确。

1.6 光缆接头单向测试法

此种方法就是在接续方向的始端放置一台OTDR,对所有接头点进行单向测试。

当中继段长度较短,光缆接头不多,如市话中继光缆,对接头衰减要求不很精确时,可以用光时域反射仪从一端监视,指挥接续者调整接续器达到相对最佳值即可正式接续,从图2观察到图内(c)点的波形出现小的“台阶”,衰减的大小可以由“台阶”的大小估计。

这种方法精度不如比较法,但简便,只要一点监视两点配合,适宜于中继段衰减余量较大的光缆段施工,可增快进度。

1.7 光缆接头双向环测法

此种方法就是在接续方向的始端将两根光纤分别短接,组成回路,OTDR在接续开始点的前一点对所有接头点进行双向测试。由于增加了环回点,所以能在OTDR上测出接续衰耗的双向值,这种方法的优点是能准确评估接头的好坏。

由于测试原理和光纤结构上的原因,用OTDR单向监测会出现虚假增益的现象,相应地也会出现虚假大衰耗的现象,对于一个接头来说,用两个方向衰减值的数学平均数才能准确反映其真实的衰耗值。光纤衰减常数的标准为:在1310mm波长上,衰减平均值应小于等于0.36dB/km,衰减最大值应小于等于0.4dB/km;在1550mm波长上,衰减平均值应小于等于0.22dB/km,衰减最大值应小于等于0.25dB/km;光纤接续时,其双向平均接头损耗不得大于0.08dB。

竣工后用光源和光功率计对全程进行双向测试,其衰耗值必须符合设计要求。并用OTDR双向进行检查后向散射曲线是否符合要求。

2、现场光纤的基带响应测试

多模光纤是以基带响应间接地表征光纤的色散。单盘光缆内光纤的基带响应测试可使用频域法或时域法。现将频域法介绍如下。

2.1 以测试频宽扫描调制光源

光源的波长应是光纤的工作波长,以测试频宽扫描调制光源,如被测光纤带宽为1000MHz.km,则应从低频(例如100~1000MHz或更高一些),在被测光纤终端为检测器,并将它接入到频谱分析仪,如图3所示。

2.2 用短光纤将发送与接收连接

测试前先用短光纤将发送与接收连接,记录其波形。将被测光纤介入,再记录其波形。将两波形相减得出一6dB点的频率就是被测光纤的带宽。进而折算出单位长度(km)的基带响应。

3、光端机的安装后的系统调测

设备的安装要按照设备说明书及工程设计提供的安装要求进行。设备通电前应检查电源线有无短路,机架应在电路板都拔去后通电,然后插入电源板、警报板、测试各端子上的各种电压是否合宜,然后插上各种电路板。

3.1 本端机收发自环测试

先进行本端机收发自环测试,如图4所示。自环只是初步验证端机各部件能否正常工作。

3.2 端机发送光功率测试

光端机的激光器注入光纤的光功率可按图5所示测试。数字发生器用伪随机码作信息源,光功率计通过1km光纤接到激光器的输出端,光功率计显示值为Pd。

激光功率Ps=Pd+α±δd

α为1km光纤和活接头的衰减,δ为光功率计测量误差。

真实的发送光功率应扣除光纤连接器的插入损耗,约1dB以下。测得值应符合CCITT规定值标准。

3.3 光接收器灵敏度测试

按图4测试。接收灵敏度是指光端机的光检测器在设备规定的误码率条件(10-9)下,所需收到的最低功率。

逐渐加大光衰减器的衰减值,直到误码检测器达到规定误码临界值,这时断掉光端机的光输入端,用光功率计测量衰减器输出的光功率。光功率计显示为Pd。接收机灵敏度S=Pd

δ为光功率计的测量误差。

3.4 抖动测试

市内网和短距离光系统的抖动值大都能满足CCITT规定值。一般可不测或从若干个系统中抽测一个系统。每个数字段的抖动转移函数最大增益不应超过1dB。测试时用专用的抖动测试仪。

3.5 误码性能测试

所需的仪表是误码分析仪(发、收)。其测试方法与光接收机灵敏度测试相似。

长期平均误码率的测试即在相当长的时间内,测得累计的误码总数除以测量时间(秒),得长期平均误码率。长期平均误码率是反映系统误码性能的最主要方面。CCITT详尽的误码性能要求,还包括误码秒(ES)、严重误码秒(SES)和劣化分(DM)。其含义分别为误码秒:含1个或1个以上的误码秒数;SES严重误码秒:误码率大于10-3的秒数,劣化分:误码率大于等于10-6的分钟数。

3.6 警报系统的测试

警报系统包括紧急警报和非紧急警报。至少应具有下列告警。

(1)电源故障:主备用电源转换;

(2)误码率超过10-6;

(3)误码率超过10-3,并转换到备用系统;

(4)发送、接收端无光信号。

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