根據(jù)OTDR的光纜常見(jiàn)故障點(diǎn)精準(zhǔn)定位方式
1前言
光時(shí)域反射儀(Optical Time Domain Reflectometer，OTDR)是現(xiàn)階段維護(hù)保養(yǎng)光纜互聯(lián)網(wǎng)時(shí)，最便捷、最常見(jiàn)的T具。在應(yīng)用OTDR對(duì)光纜常見(jiàn)故障點(diǎn)精準(zhǔn)定位時(shí)，根據(jù)OTDR精確測(cè)量獲得的是光纖的電子光學(xué)長(zhǎng)短，而并不是光纜的具體長(zhǎng)短。此外，因?yàn)槎喾N要素的影響，當(dāng)在光纜的每個(gè)連接點(diǎn)人為因素預(yù)埋長(zhǎng)短不一的光纜。2]，那樣OTDR測(cè)到的光纜常見(jiàn)故障點(diǎn)部位與真正的光纜常見(jiàn)故障點(diǎn)部位會(huì)存有一定的偏差，這類(lèi)偏差一般 在200 m上下，維護(hù)保養(yǎng)工作人員必須對(duì)這200 m的光纜開(kāi)展通過(guò)觀察、鑒別，才可以明確光纜常見(jiàn)故障點(diǎn)的精確部位，如此一來(lái)，找尋常見(jiàn)故障點(diǎn)的時(shí)間較長(zhǎng)，為維護(hù)保養(yǎng)和維修產(chǎn)生了艱難。
偏振光時(shí)域反射面(Polarization ()ptical TimeDomain Reflectometry，POTDR)技術(shù)性是在OTDR技術(shù)性的基本上發(fā)展趨勢(shì)出去的。
POTDR的特性是可以對(duì)光纜上的干撓（工作壓力、震動(dòng)）開(kāi)展精準(zhǔn)定位。POTDR盡管也可以精確測(cè)量光纜常見(jiàn)故障點(diǎn)的光纖電子光學(xué)長(zhǎng)短，保持對(duì)光纜常見(jiàn)故障點(diǎn)的精準(zhǔn)定位，可是因?yàn)閷?dǎo)入了偏振態(tài)信息內(nèi)容會(huì)造成精準(zhǔn)定位不精準(zhǔn)，有時(shí)候POTDR精準(zhǔn)定位偏差乃至?xí)^(guò)幾十米，因?yàn)檫@類(lèi)偏差的存有，應(yīng)用POTDR沒(méi)辦法保證對(duì)光纜常見(jiàn)故障點(diǎn)精準(zhǔn)定位。而OTDR檢測(cè)曲線(xiàn)圖線(xiàn)性較為好，更非常容易精確精確測(cè)量光纜常見(jiàn)故障點(diǎn)的光纖電子光學(xué)長(zhǎng)短。
文中明確提出根據(jù)OTDR的光纜常見(jiàn)故障點(diǎn)精準(zhǔn)定位方式 ，該方式 的優(yōu)勢(shì)是在一個(gè)機(jī)器設(shè)備中保持OTDR和POTDR作用，先加OTDR測(cè)JLH光纜常見(jiàn)故障點(diǎn)的光纖電子光學(xué)長(zhǎng)短，隨后運(yùn)用POTDR獲得2組后向透射信息，根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析找到彎折光纜的部位，二者融合明確出光纜常見(jiàn)故障點(diǎn)部位。該方式 能根據(jù)簡(jiǎn)易的彎折光纜獲得實(shí)際操作工作人員部位，那樣就了解間距常見(jiàn)故障點(diǎn)也有多遠(yuǎn)，在實(shí)際操作點(diǎn)間距常見(jiàn)故障點(diǎn)部位低于200 m時(shí)融合光纜余長(zhǎng)指數(shù)算出常見(jiàn)故障點(diǎn)部位，精準(zhǔn)定位精確。
2基本原理及試驗(yàn)設(shè)備設(shè)計(jì)方案
OTDR是運(yùn)用光源在光纖中傳送時(shí)的Ravleigh背向透射和Fresnel反射面來(lái)定性分析光纖的特點(diǎn)。當(dāng)激光發(fā)生器傳出的光順著光纖傳送時(shí)，光纖中一些小的轉(zhuǎn)變（如折射率層面JLH現(xiàn)的轉(zhuǎn)變和不連續(xù)性）造成光向全部方位透射時(shí)，就產(chǎn)生Rayleigh背向透射，它出示了與長(zhǎng)短相關(guān)的衰減系數(shù)關(guān)鍵點(diǎn)，說(shuō)明了由光纖而造成的衰減系數(shù)水平。當(dāng)順著光纖傳送的光碰到原材料相對(duì)密度層面的忽然轉(zhuǎn)變時(shí)就產(chǎn)生了Fresnel反射面，原材料相對(duì)密度的轉(zhuǎn)變將會(huì)產(chǎn)生在存有間隙的相接處或斷裂處，它能夠體現(xiàn)出光纖路線(xiàn)中不持續(xù)點(diǎn)的部位。
POTDR運(yùn)用光的偏振態(tài)受震動(dòng)、工作壓力等要素影響的特點(diǎn)，當(dāng)光纖遭受震動(dòng)或工作壓力干撓時(shí)，光纖中瑞利背向散射光數(shù)據(jù)信號(hào)的偏振態(tài)會(huì)因震動(dòng)或工作壓力數(shù)據(jù)信號(hào)的干撓而產(chǎn)生變化，偏振態(tài)的轉(zhuǎn)變?cè)斐善窆獾目箟簭?qiáng)度產(chǎn)生變化，因而根據(jù)科學(xué)研究光纖背向瑞利散射偏振光數(shù)據(jù)信號(hào)的抗壓強(qiáng)度轉(zhuǎn)變能夠得到光纖受外部干撓的信息內(nèi)容。
文中設(shè)計(jì)方案的試驗(yàn)設(shè)備如圖所示1圖示。在其中A點(diǎn)為選擇的機(jī)床坐標(biāo)系，B點(diǎn)為光纜常見(jiàn)故障點(diǎn)部位。該設(shè)備根據(jù)操縱2×2光開(kāi)關(guān)能夠各自保持OTDR和POTDR作用。當(dāng)激光發(fā)生器輸JLH的光歷經(jīng)環(huán)狀器進(jìn)到2×2光開(kāi)關(guān)端口號(hào)1，隨后從2×2光開(kāi)關(guān)端口號(hào)3進(jìn)到被測(cè)光纜時(shí)該設(shè)備具有OTDR作用。當(dāng)激光發(fā)生器輸出的光歷經(jīng)環(huán)狀器進(jìn)到2×2光開(kāi)關(guān)端口號(hào)1，歷經(jīng)2×2光開(kāi)關(guān)端口號(hào)4進(jìn)到起偏器，歷經(jīng)2×2光開(kāi)關(guān)端口號(hào)2從2×2光開(kāi)關(guān)端口號(hào)3進(jìn)到被測(cè)光纜時(shí)該設(shè)備具有POTDR作用。
3方式 與試驗(yàn)結(jié)果剖析3.1光纜常見(jiàn)故障點(diǎn)精準(zhǔn)定位方式
光纜常見(jiàn)故障點(diǎn)精準(zhǔn)定位方式 執(zhí)行流程以下：
(l)用試驗(yàn)設(shè)備的OTDR作用模塊對(duì)常見(jiàn)故障光纜開(kāi)展檢測(cè)，得到常見(jiàn)故障光纜常見(jiàn)故障點(diǎn)后試驗(yàn)設(shè)備的光纖電子光學(xué)長(zhǎng)短Lb，并明確Lb點(diǎn)間距檢測(cè)設(shè)備的部位點(diǎn)為B點(diǎn)；
(2)在常見(jiàn)故障光纜上選擇一個(gè)機(jī)床坐標(biāo)系A(chǔ)，機(jī)床坐標(biāo)系A(chǔ)到試驗(yàn)設(shè)備的光纜長(zhǎng)短為0. 85×/b--0.95×Lb。
(3)在機(jī)床坐標(biāo)系A(chǔ)處，先將常見(jiàn)故障光纜彎折一圈（光纜彎折的夾角為常見(jiàn)故障光纜直徑的20倍左右，50 cm下列），隨后應(yīng)用試驗(yàn)設(shè)備的POTDR模塊獲得被測(cè)常見(jiàn)故障光纜中光纖的第一組后向透射曲線(xiàn)圖信息Dl。檢測(cè)應(yīng)用的單脈沖總寬為40～320ns，精確測(cè)量時(shí)間1--15 s。
(4)在機(jī)床坐標(biāo)系A(chǔ)處，先將被彎折的常見(jiàn)故障光纜恢復(fù)正常，再實(shí)應(yīng)用驗(yàn)設(shè)備的POTDR模塊獲得被測(cè)常見(jiàn)故障光纜中光纖的第二組后向透射曲線(xiàn)圖信息D2。檢測(cè)應(yīng)用的單脈沖總寬為40～320 ns，精確測(cè)量時(shí)間1～15 s。
(5)信息Dl和信息D2為被測(cè)常見(jiàn)故障光纜中光纖的后向透射力度與時(shí)間的涵數(shù)，將這2次信息開(kāi)展相減與運(yùn)算，獲得數(shù)據(jù)信號(hào)信息編碼序列D，根據(jù)光在光纖中的傳輸速率與時(shí)間獲得光纖長(zhǎng)短，數(shù)據(jù)信號(hào)信息編碼序列D的曲線(xiàn)圖用座標(biāo)方法開(kāi)展顯示信息，y軸表達(dá)后向透射數(shù)據(jù)信號(hào)力度的轉(zhuǎn)變，X軸表達(dá)光纖長(zhǎng)短；
(6)從座標(biāo)起點(diǎn)剛開(kāi)始，向X軸順向逐點(diǎn)偏移測(cè)算信息編碼序列D，當(dāng)后向透射數(shù)據(jù)信號(hào)力度的轉(zhuǎn)變值的絕對(duì)值超過(guò)設(shè)置的閥值(0. 3～1 dB)時(shí)，紀(jì)錄曲線(xiàn)圖上的閥值點(diǎn)，并從閥值點(diǎn)往座標(biāo)起點(diǎn)方位開(kāi)展逐點(diǎn)偏移、測(cè)算，當(dāng)曲線(xiàn)圖上某一點(diǎn)的曲線(xiàn)圖斜率由恰逢變成負(fù)數(shù)或零、或是由負(fù)數(shù)變成恰逢或零時(shí)，則該點(diǎn)相匹配于常見(jiàn)故障光纜被彎曲處，記作c點(diǎn)，c點(diǎn)的X軸的數(shù)值常見(jiàn)故障光纜被彎曲處到試驗(yàn)設(shè)備的光纖電子光學(xué)長(zhǎng)短La；
(7)較為L(zhǎng)a和L6：
假如L6減La低于200 m，則將A做為機(jī)床坐標(biāo)系；
假如Lb減La超過(guò)200 m，則向B點(diǎn)方位挪動(dòng)，再次挑選下一個(gè)彎折點(diǎn)，反復(fù)流程(3)至流程(6)，直到尋找一個(gè)Lb減La低于200 m的機(jī)床坐標(biāo)系A(chǔ)，為此機(jī)床坐標(biāo)系為最后的機(jī)床坐標(biāo)系A(chǔ)；
(8)以最后的機(jī)床坐標(biāo)系A(chǔ)、（Lb - La）值、光纜余長(zhǎng)指數(shù)R為根據(jù)，測(cè)算（Lb - La）/(l+R)獲得長(zhǎng)短Lc，從最后機(jī)床坐標(biāo)系A(chǔ)向B點(diǎn)方位挪動(dòng)長(zhǎng)短Lc，這時(shí)的部位就是常見(jiàn)故障點(diǎn)具體部位。光纜余長(zhǎng)指數(shù)R為2%～5%。3.2試驗(yàn)結(jié)果及剖析
檢測(cè)應(yīng)用8219 m光纖和110 m光纖，110 m光纖接進(jìn)8219 m光纖后邊。先加圖1圖示試驗(yàn)設(shè)備的OTDR作用模塊對(duì)光纖開(kāi)展檢測(cè)，檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為激光發(fā)生器光波長(zhǎng)1550 nm，檢測(cè)占空比160 ns．檢測(cè)曲線(xiàn)圖如圖所示2圖示，測(cè)出光纖長(zhǎng)短為8 329. 78 m，也就是說(shuō)流程(l)中常見(jiàn)故障點(diǎn)B的光纖電子光學(xué)長(zhǎng)短Lb為8 329. 78 m。
選擇機(jī)床坐標(biāo)系A(chǔ)的部位在8219 m，間距常見(jiàn)故障點(diǎn)110 m。
在8219 m處將光纖彎折，應(yīng)用圖1圖示試驗(yàn)設(shè)備的POTDR作用模塊開(kāi)展檢測(cè)，檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為激光發(fā)生器光波長(zhǎng)1550 nm，檢測(cè)占空比160 ns獲得信息D1，如圖所示3圖示。
將光纖恢復(fù)正常用圖1圖示試驗(yàn)設(shè)備的POTDR作用模塊開(kāi)展檢測(cè)，檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為激光發(fā)生器光波長(zhǎng)1550 nm，檢測(cè)占空比160 ns獲得信息D2，如圖所示4圖示。
將信息Dl減掉信息D2獲得信息D，如圖所示5圖示。
依照流程(6)中方式 根據(jù)信息D開(kāi)展測(cè)算，在其中閥值設(shè)定為0.3 dB，獲得閥值點(diǎn)部位8 242.6m，其豎向力度為0. 307 44 db超檢查已過(guò)閥值，見(jiàn)圖6中“+”號(hào)標(biāo)明點(diǎn)的部位。從閥值點(diǎn)向座標(biāo)起點(diǎn)方位找尋斜率轉(zhuǎn)變的點(diǎn)，在8212 m處斜率出現(xiàn)了改變，該點(diǎn)就是說(shuō)光纖彎曲處，從彎曲處到試驗(yàn)設(shè)備的光纖電子光學(xué)長(zhǎng)短La為8212 m，見(jiàn)圖6中“o”標(biāo)明的部位。
為進(jìn)一步認(rèn)證文中上述方式 的精準(zhǔn)度，依照文中上述方式 對(duì)三組不一樣長(zhǎng)短的光纖開(kāi)展了檢測(cè)，一組光纖檢測(cè)三次，試驗(yàn)結(jié)果如表1圖示。從檢測(cè)結(jié)果能看m數(shù)次檢測(cè)偏差均在10 m之內(nèi)，看得見(jiàn)文中上述方式 精準(zhǔn)定位精準(zhǔn)。
4依據(jù)
文中明確提出了根據(jù)OTDR的光纜常見(jiàn)故障點(diǎn)精準(zhǔn)定位方式 ，與以往應(yīng)用OTDR精準(zhǔn)定位光纜常見(jiàn)故障點(diǎn)部位不一樣的是該方式 融合了OTDR和P
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