光缆线路工程测试

单位长度的群时延为
T (l)＝[Tout(li)−Tin(li)]/L
式中：
（ps/km）
Tout(li)——输出脉冲时间差（ps）； Tin(li)——输入脉冲时间差（ps）； L——减去参考光纤长度后的被测光 纤长度（km）。
（3）偏振模色散的定义
偏 振 模 色 散 （ Polarization Mode Dispersion，PMD）是指单模光纤中的两 个正交偏振模之间的差分群时延，它在数
a(l) = A(l)AB/LAB
图6.5 后向散射法测得的衰减曲线
AB间的长度（距离）为
（2）测量装置及各部分作用
后向散射法所用的装置就是光时域反
射计OTDR组成如图6.6所示。
图6.6 OTDR的组成方框图
（3）测量方法
图6.7 OTDR衰减曲线
3．插入损耗法
（1）测量原理
测量原理类似于截断法，只不过插 入损耗法用带活接头的连接软线代替短光 纤进行参考测量，计算在预先相互连接的 注入系统和接收系统之间（参考条件）因 插入被测光纤引起的功率损耗。
② 方案2：被测光纤段的总衰减 计算式如下。
4.“4P”法测接头损耗
图6.9 光纤连接损耗测量（“四功率值”法）
永久性连接的附加损耗为
-
-
6.3 光纤长度的测量
6.3.1 传输脉冲时延法
设光脉冲经长度为L(m)，平均折射率 为n的光纤传输后，其传输时延Dt为 Dt＝n· L/c (s) 式中，c为真空中光速（3×10 8 m/s）， 此式可改写为 L＝c· Dt/n (m)
② 测量装置
图6.14 光纤参考通道的Michelson干涉法的测量装置
图6.15 空气参考通道的Michelson干涉仪法的测量装置
图6.16 空气参考通道的Mach-Zehnder型干涉仪测量装置
图6.17是对弱偏振模耦合（上方）和 强偏振模耦合（下方）光纤，分别用自相
关型仪器（a，b）和互相关型仪器（c，d）
——脉冲时延法
① 测量原理
脉冲时延法是单模光纤色散测量的第 二替代测量法。这种测量方法的测量原理 是，使不同波长的窄光脉冲分别通过已知 长度的受试光纤时，测量不同波长下产生 的相对群时延，再由群时延差计算出被测 光纤的色散系数。
② 测量装置
图6.13 脉冲时延法的测量装置
③ 测试步骤
a．参考光纤的测量 b．被测光纤的测量
字 系 统中 使 脉冲 展 宽产 生 误码 （ 尤 其 在
WDM和DWDM系统中）。
（4）PMD的测试方法——干涉 法
① 测量原理
干涉法的测量原理是，当光纤一端用 宽带光源照明时，在输出端测量电磁场的 自相关函数或互相关函数，从而确定PMD。
干涉法的主要优点是测量速度非常快， 测量设备体积小，特别适合于现场使用。
可见，只要测得Dt，便能求得已知n 值的光纤的长度，这就是传输脉冲时延法 的原理。
图6.10 传输脉冲时延测量光纤长度
6.3.2 反射脉冲时延法
光纤长度便可由下式求得 L＝c· 2Δt/2n
图6.11 反射脉冲时延测量光纤长度
6.4 光 缆 工 程 测 试
6.4.1 中继段测试（竣工测试） 1．光缆线路衰减测试 （1）光缆线路衰减定义
a．单模光纤注入条件 b．多模光纤注入条件
滤模器
图6.3 采用滤模器的衰减测量注入装置
几何光学注入
图6.4 空间状态限制衰减测量的几何注入装置
⑤ 包层模剥除器。包层模剥除器促使
包层转换成辐射模，从而使包层模从光纤
中被剥除。 ⑥ 光探测器。
（3）测量方法
2．后向散射法 （1）测量原理
2．光缆线路维护测试
通过对光缆线路的光电特性测试， 可以了解光缆的工作状态，掌握光缆线 路实际运行状况，正确判断可能发生障 碍的位置和时间，为光缆线路提供可靠 的技术资料。
6.1.2 测试项目
1．工程测试项目
2．维护测试项目
6.2 光纤衰减的测量
6.2.1 光纤衰减的概念
衰减是光纤中光功率减少的一种度
单盘测试是单盘检验的组成部分。单
盘测试是对运输到现场的光缆传输、技术 特性进行检验，以确定运输到分屯点上的 光缆是否达到设计文件的要求。
（2）竣工测试（中继段测试）
光缆线路工程竣工测试又称光缆的中 继段测试，这是光缆线路施工过程中较为 关键的一项工序。竣工测试是从光电特性 方面全面地测量、检查线路的传输指标。 竣工测试还应包括光缆线路工程的竣 工验收。
插入损耗法有两个可供选择的参考 条件下的测量原理方案，如图6.8所示。
图6.8 典型的插入损耗法测试装置
（2）测量装置及各部分的作用 （3）测量方法
① 方案1：被测光纤段的总衰减可按 下式计算。
-
-
式中：Cr，C1，C2 分别是在参考条件 下，被测光纤输入端和输出端连接器的标 称平均损耗（dB）。
图6.21 光接收灵敏度（动态范围）测试
5．系统富裕度及其测试
图6.22 中继段光链路的富余度分配
测得的干涉条纹图。
和图 互 6 相 17 关 型自 仪相 器关 （型 ，仪 器 ）（ 测 得， 的） 干 涉 条 纹 图 . a b
c d
3．系统发送功率的测试
图6.18 系统发送光功率的测试连接图
图6.19 发送光功率测试方法
4．系统接收灵敏度与动态范
围的测试
图6.20 系统接收灵敏度与动态范围的测试
光缆的测试
6.1 光缆线路测试类型及测试项目
6.2 光纤衰减的测量
6.3 光纤长度的测量 6.4 光 缆 工 程 测 试
6.1 光缆线路测试类型及测试项目
6.1.1 测试类型
1．光缆线路工程测试
光缆线路工程测试是指在工程建设阶 段，对单盘光缆和中继段光缆进行的性能 指标检测。
（1）单盘测试
6.4.2 系统光性能参数测试
1．系统光性能参数主要是指光缆线 路的衰减与色散、系统发送光功率、系统 接收灵敏度、动态范围及系统富裕度等。 2．中继段衰减与色散的测试
（1）色散的定义
光纤中色散主要是指光信号经过光纤 传输后在光纤输出端发生能量分散，导致 传输信号畸变。
（2）色散的测量方法
行测量。
插入法的测量偏差，主要来自仪表本
身以及被测线路连接器插件的质量，如某
个长途光缆工程，据3个中继段光缆线路的
衰减测量统计，平均偏差为0.3dB。
② 后向散射法
后向散射法虽然也可以测量带连接插 件的光缆线路衰减，但由于一般的OTDR 仪都有盲区，使近端光纤连接器插入损耗、 成端连接点接头损耗无法反映在测量值中； 同样对成端的连接器尾纤的连接损耗由于 离尾部太近也无法定量显示。因此，用 OTDR仪所得到的测量值实际上是未包括 连接器在内的光缆线路损耗。为了按光缆 线路衰减的定义测量，可以通过假纤测量 或采用对比性方法来检查局内成端质量。
后向散射法是测量光纤衰减的第一替 代法。它基于能从光纤中双向后向散射光 信号提取光纤衰减或衰减系数、光纤长度、 衰减均匀性、点不连续性、光学连续性、 物理缺陷和接头损耗等信息。
经过往返两次衰减的值，所以曲线斜
率为常数的AB段光纤的衰减为
A(l)AB = 0.5(PA−PB) (dB) (dB/km)
常用的光纤衰减测量方法有截断法、后向 散射法和插入损耗法。
1．截断法
（1）测量原理
在不改变注入条件下，分别测出通过光纤 两个点的光功率P1 和P2，再按定义计算出 光纤的衰减系数a。
（2）测量装置及各部分作用
图6.1 截断法测量衰减的测量装置
图6.2 截断法测量衰减谱的测量装置
① 光源 ② 调制 ③ 滤模器 ④ 注入系统
图6.12 中继段光纤线路损耗构成示意图
（2）测量方法
有插入法和后向散射法。
① 插入法
核心网光缆线路，应采用插入法 测量。从中继段光缆线路衰减要求在带 已成端的连接插件状态下进行测量来说， 插入法是唯一能够反映带连接插件线路 衰减的方法。
插入法可以采用光纤衰减测试仪（分
多模和单模），也可以用光源和功率计进
（3）测量方法的选择
若偏差较大，则可用后向散射法作辅 助测量。
2．光缆线路衰减曲线测量
（1）目的
光缆线路衰减曲线测量指的是对光缆 中光纤后向散射曲线的测量。
（2）测量仪器
光缆线路衰减曲线测量仪器采用的是 光时域反向射仪，即OTDR仪。
（3）衰减曲线要求
① 双向测量 ② 测量记录 ③ 线路衰减测量结果的比较 ④ 光缆线路衰减的计算方法
可将一个单元光缆段中的总衰减定义为
式中：an 为中继段中第n根光纤的衰 减系数（dB/km）； Ln 为 中 继 段 中 第 n 根 光 纤 的 长 度 （km）；as为固定接头的平均损耗（dB）； X为中继段中固定接头的数量； ac为连接器的平均插入损耗（dB）； Y为中继段中连接器的数量（光发送 机至光接收机数字配线架（ODF）间的活 接头）。
量，它取决于光纤的工作（波长）类型
和长度，并受测量条件的影响。
在波长l处，一段光纤上相距距离为L 的两个横截面1和2之间的衰减A(l)定义为
通常，对于均匀光纤来说，可用单位 长度的衰减，即衰减系数反映光纤衰减性 能的好坏。衰减系数a(l)定义为 a(l)＝A(l)/L (dB/km)
6.2.2 光纤衰减的测量方法