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5.1思路与方法
【思路与方法】
常见的故障问题
1.一级测试中的故障问题
主要包括：光纤本身损耗、连接器损耗、熔接点损耗、长度等。
2.OTDR测试中的故障问题
主要包括：事件问题、光纤段问题(劣质或异质光纤等)、整个链路问题等。
常见故障产生的原因和分析方式
1.一级测试故障原因和分析方式
一级测试故障主要原因是损耗或长度不合格，损耗由光纤本身损耗、连接器总损耗 、熔接点总损耗三部分组成，一级测试又称OLTS(Optical Loss Test Set)测试，如图2.5.1所示，该测试通过判定光纤损耗是否小于测试标准，长度是否低于标准，由此判断光纤是否合格，但该测试无法进行故障定位。
图2.5.1 OLTS方法测试结果
链路的损耗或衰减大小根据ANSI/TIA 568 3-D标准定义为：
光纤链路损耗（Link Attenuation） =光纤本身损耗（Cable_Attn ）+连接器总损耗 （Connector_Attn） +熔接点总损耗（Splice_Attn）
其中：
（1）光纤本身损耗 (dB) =衰减系数 (dB/km) ´长度 (Km)。
（2）连接器总损耗(dB) =连接器数量 ´单个连接器损耗 (dB)，单个连接器允许的最大损耗为 0.75 dB。
（3）熔接点总损耗(dB) =熔接点数量´单个熔接点损耗，单个熔接点最大允许损耗为 0.3 dB。
示例：如一根长度为200m的多模光纤，有两个连接器，工作波长为850nm，依据ANSI/TIA-568-3-D标准，光纤对应的每公里损耗为3 dB，连接器的损耗为0.75dB，则此光纤的衰减合格判定阈值为2.1dB（3´0.2+2´0.75=2.1dB）。
2.OTDR测试分析故障产生的原因和分析方式
光纤OTDR(Optical Time Domain Reflectometer)测试失败故障原因主要是链路中存在各类事件和问题。
大致可分为三类.
（1）事件型故障：损耗、弯曲、反射、增益、幻像等；
（2）光纤段问题：段损耗、段损耗系数；
（3）整个链路问题：总链路长度，总链路损耗、总链路回波损耗；
一般借助事件通道图、事件表和曲线进行综合判断，如图2.5.2所示。
图 2.5.2 OTDR测试界面（EventMap、表、曲线）
基于各类事件，测试原理和故障判定过程如下。OTDR测试事件并不等于发生故障，但它反映了光纤沿长度的变化情况，有助于了解整个光纤链路，辅助故障诊断，如图2.5.3是一个比较典型的OTDR光纤测试结果，曲线横坐标为长度，纵坐标为反射水平，数字注明处为各类不同的事件。
图2.5.3 OTDR测试事件说明
（1）发射端口事件：表示该处为OTDR测试端口，即测试的起点。
（2）反射事件：表示该处存在有光纤连接器。当遇到连接器时，会形成类似镜面一样的菲涅尔反射，能量较反向瑞利散射要高很多，在图形上会形成尖峰状脉冲，尖峰脉冲前后的落差就是该连接器的插入损耗大小。反射通常为负数，越接近0代表反射越大，是判别连接器质量的一个重要指标。表2.5.1是典型器件反射值。
表2.5.1 典型器件反射值
| 器件 | PC连接器 | UPC连接器 | APC连接器 |
|---|---|---|---|
| 典型值 | -35dB | -45dB | -55dB |
（3）反射事件：表示该处存在机械熔接的情况。
（4）损耗事件：表示该处存在熔接、宏弯曲或光纤受到挤压变形。
（5）增益事件：表示光纤类型不匹配。由于光纤中采用了连接器连接，在连接前后的两端光纤反向散射系数可能不同，如50μm和62.5μm的光纤对接，由于光脉冲在连接点反射回来的散射反而要大于连接器前的，所以在图形上看好像光纤发射水平被抬高，出现了增益现象。如果出现这样的图形，需要进行双向测试。
（6）末端事件：被测链路的末端。
（7）幻象事件：脏的连接器截面、裂缝或宏弯曲，造成光脉冲在连接器和发射接收端来回震荡。
光纤段问题：测试随着距离的增加，信号会减弱。伴随着信号通过距离的增加，损耗也不断增加，所以OTDR的测试曲线会向下倾斜。光纤损耗为定义起始点和结束点之间的损耗落差值。
段长度，段损耗dB或损耗系数dB/Km等在测试中会运用标记的方式来测量分段距离上的损耗。将损耗除以长度，得到平均损耗系数（dB/Km），如图2.5.4所示的测量结果，其平均损耗系数为0.3dB/km。段损耗判定一般基于波长而不同。
图2.5.4平均损耗系数测试值
整个链路问题测试内容包括：
（1）总链路长度：原理和段长度测试相似，但测试是整个链路，OTDR通过来回反射的原理进行距离计算，在发送端测量发出光信号到接收到返回光信号之间的时间，计算出光纤距离。如超长则判定不合格。
（2）总链路损耗：整个光纤首末的OTDR曲线反射能量的对比情况。总损耗是否通过视光纤测试标准而定。
（3）总链路回波损耗：整个光纤首末的OTDR曲线的反射能量的对比情况以及被测光纤整个长度的总反向散射。
常见故障分析的步骤
分析光纤布线故障，首先查看光纤网络的系统结构，判断光纤链路的组成、光纤的类型、应用的场景，选择测试标准方法，再进行测试。测试前需要充分了解测试参数的定义，测试数据的解读方式，光纤故障的定位方法等。
1.确定测试模型
（1）光纤网络测试前，首先确定光纤类型，光纤是单模还是多模，单模属于哪一种级别，OS1还是OS2，多模属于哪一种级别，OM1/OM2/OM3/OM4/OM5其中哪一种？
（2）评估链路中有多少熔接点或耦合器，耦合器类型为SC/LC/ST/FC中哪一种？
（3）一级测试（OLTS光损耗测试）、OTDR光时域反射测试，还是二级测试？
（4）光纤链路组成，需要用哪一种参考值设置方式或补偿方式？
（5）光纤跳线端面成端方式，采用PC/UPC/APC中哪一种？
2.确定测试标准
根据实际部署光纤的情况，选择标准进行光纤诊断测试。
不同标准，分析参数不同，如选用OS2 TIA-568.3-D-1 Singlemode OSP（STD）标准进行OLTS光损耗测试，可以判定哪一芯光纤损耗不合格，但该标准不能确定长度是否符合光纤应用。但10G BASE-SR则可以判定长度是否符合。
又如选用OS2 ANSI/TIA-568.3-D-1 RL=35dB标准进行OTDR光时域反射测试，作为光纤故障诊断分析依据，可以定位故障点。