光纤熔接时模场直径失配对连接损耗及OTDR测量误差的影响
光纤线路故障判断与OTDR测试曲线应用
光纤线路故障判断与OTDR测试曲线应用随着光纤电缆在各个领域的广泛应用，人们对网络带宽的需求越来越大，这就使得光纤线路的正常运行和日常安全及维护，越来越重要。
在光纤线路运行过程中，光纤故障的发生是不可避免的，给各企业带来巨大的经济损失和造成不良的社会影响。
实际工作中，如何有效地对光纤线路故障进行预防和检测，快速准确地对光纤线路故障进行判断定位，减少维修成本，就成为一个需要研究和解决的重要课题。
工作中，有多种测试判断故障的方法，在此结合自己在实际工作中的经验，通过了解光纤出现各种故障产生不同的光纤损耗的因素和OTDR测试曲线的基本原理，和大家共同学习和熟悉OTDR测试曲线，掌握相关信息，快速准确地测试出光纤的故障。
1.光纤损耗的主要因素造成光纤损耗的主要因素有：光纤的吸收损耗、光纤的散射损耗、接续损耗、光纤弯曲产生的损耗和敷设损耗。
1.1 光纤的吸收损耗这是由于光纤材料和杂质对光能的吸收而引起的，它们把光能以势能的形式消耗于光纤中，是光纤损耗中重要的因素。
1.1.1 材料固有的吸收损耗这是由于物质固有的吸收引起的损耗。
它有两个频带，一个在近红外的8～12um区域里，这个波段的本征吸收是由于振动；另一个物质固有吸收带在紫外波段，吸收很强时，它的尾巴会拖到0.7～1.1um波段里去。
1.1.2 材料中的杂质吸收损耗光纤材料中含有跃迁金属如铁、铜、铬等，如金属离子Fe3+，Cu2+，V3+，Cr3+，Mn3+，Ni3+的吸收，跃迁金属离子吸收引起的光纤损耗取决于它们的浓度。
另外，氢氧根OH离子的存在也产生吸收损耗，氢氧根OH离子的基本吸收极蜂在2.7um附近，吸收带在0.5～1.0um范围。
1.2 光纤的散射损耗光纤内部的散射，会减小传输的功率，产生损耗。
光纤的散射损耗包括以下几种：1.2.1 材料固有散射主要有瑞利（Rayleigh）散射、布里渊散射和拉曼散射。
散射中最重要的是瑞利散射，它是由光纤材料内部的密度和成份变化而引起的。
光路检测原理及注意事项OTDR
在光缆施工和维护测试中，用光时域反射仪（OTDR）准确判断光纤的异常，及时排除故障，对整个施和维护过程至关重要。
文章介绍OTDR的工作原理，使用不同波长的注意事项、几种特殊衰耗的判断以及盲区的产生。
关键词：OTDR衰耗盲区背向瑞利散射菲涅尔反射进入21世纪后，通信业务量与日俱增，势必需要传输线路提供更大的带宽或更高的数字速率，传统电缆已难以胜任。
光缆加上其平台上开发的新技术正适应了时代发展的需要，其传输速率已达到1.6Tb/s。
可以说，光纤通信的诞生和发展是电信史上的一次重要革命。
在这种背景下，近一步研究光纤（尤其是通信线路主干网所敷设的长波长单模光纤的通信性能、传输衰耗、测量精度和检查维修等方面）有一定的现实意义。
1OTDR的工作原理背向散射法是将大功率的窄脉冲光注入待测光纤，然后在同一端，检测沿光纤轴向向后返回的散射光功率。
由于光纤材料密度不均匀，其本身的缺陷和掺杂成分不均匀，当光脉冲通过光纤传输时，沿光纤长度上的每一点均会引起瑞利散射。
这种散射向四面八方，其中总有一部分会进入光纤的数值孔径角，沿光纤轴反向传输到输入端。
瑞利散射光的波长与入射光的波长相同，其光功率与散射点的入射光功率成正比。
测量沿光纤轴向返回的背向瑞利散射光功率可获得沿光纤传输损耗的信息，从而测得光纤的衰减。
光纤的几何缺陷或断裂面（活连接点和冷接点）会使折射率突变，产生菲涅尔反射。
反射和散射的强弱与通过的光功率成正比，菲涅尔反射光功率远大于后向瑞利散射光功率。
光时域反射仪（OTDR）通过发送光脉冲进入输入光纤，同时在输入端接收其中的菲涅尔反射光和瑞利背向散射光，再变成电信号，随时间在示波器上显示。
脉冲发生器驱动E/O变换器的激光二极管，以输出光脉冲，再经过定向耦合器射入被测光纤。
在光纤内产生的反射光或在光纤端产生的菲涅尔反射光通过定向耦合器，射入O/E 变换器的雪崩光电二极管，变换成电信号。
由于接收信号微弱，需放大交对多次反射信号作平均化处理，以改善信噪比，最后用示波器显示。
光缆接续专业题库(施工维护)
光缆接续试题一、填空题1.光纤传输中最经常使用的三个光波波长分别为(850nm）、(1310nm)和(1550nm）。
2.光缆接头预留长度为(0.8）到（1.5）米。
3.光缆过桥，桥长200m以上时，桥两端各预留（1）到(3）米。
4.光缆型号GYTA53-8B中,“GY”的含义是(通信用室外光缆），“B”的含义是（单模光纤）。
5.理想的光纤端面应平整如镜，纤面与光纤轴（垂直）。
6.用OTDR进行光纤测量可分为三步:参数设置、（数据获取）和曲线分析。
7.光波在光纤中传输，随着距离的增加光功率逐渐下降，这就是光纤的（传输损耗).8.组装接头盒拧紧各部位螺栓时,应(交替对角）均匀地进行,不得集中在一个部位。
9.光纤连接损耗的现场监测包括熔接机监测、OTDR监测和采用（光源光功率计）测量.10.OTDR最常用于测量光纤的（衰减）和长度。
11.决定光传输特性的两个主要因素是(损耗）和(色散)。
12.在光缆的结构中,最常用的光缆结构分为（层绞式）、（骨架式)、（中心束管式)和（带状式）。
13.光缆富余度中，Mc代表光缆（线路富余度）14.光缆富余度中,Me代表（设备富余度)15.光缆埋深规定：粘性土、沙性土埋深为（1。
0~1.5）m16.铁路路肩岩石地段，光缆埋深为大于(0。
5）m17.铁路路肩粘土地段，光缆埋深为大于（0。
8）m18.光缆布放接头处每侧预留长度（8～10）m/侧19.光缆布放局内预留长度（15～20)m。
20.光缆过河，在河两岸预留长度为（1~5)m21.受地质、地形变化影响地段,光缆应预留（适当）长度22.光缆的预留方式，长度小于5m时采用(普通)预留23.光缆的预留方式，长度大于5m时采用(盘留）预留24.光纤熔接时,熔接端面被污染，将会造成熔接（损耗)增大25.光纤熔接时，切割角度不良，将会造成熔接（损耗）增大26.光纤熔接时，切割端面不整，将会造成熔接(损耗)增大27.光纤熔接时，光纤的纤芯不圆，将会造成熔接（损耗)增大28.光纤熔接时,纤芯轴向错位，将会造成熔接（损耗）增大29.光纤熔接时，纤芯与包层偏心，将会造成熔接（损耗）增大30.光纤熔接时，纤芯模场直径不匹配，将会造成熔接(损耗）增大31.光纤熔接时，纤芯的折射率不同，将会造成熔接（损耗）增大32.光纤熔接时,两根不同光纤接续,将会造成熔接（损耗）增大33.光纤熔接时，熔接机的参数设置不当，将会造成熔接（损耗）增大34.去掉涂覆的光纤，在切割刀架上熔接机架上,光纤受夹，严重者损伤光纤表面影响光纤（强度）35.光纤熔接后，轴线不一致，不仅影响衰减还影响（光纤裂纹）36.光纤熔接后，轴向错位,不仅影响衰减还影响（光纤强度）37.为了提高光纤接头强度，保护光纤不被损坏，一般采用PE（热缩管）补强38.地线标桩间隔，不大于（4）km39.地线标桩设地线（防雷)装置40.光、电缆标桩中，G代表（光缆）41.在网络工程中,户外布线大于2公里时可选用（单模)光纤。
光纤熔接机 损耗评估方法
光纤熔接机损耗评估方法
答案：
光纤熔接损耗的评估方法主要包括熔接机上显示的熔接损耗值、双向测量法、OTDR（光时域反射仪）测量法。
1.熔接机上显示的熔接损耗值：虽然熔接机上可以显示熔接损耗
值，但由于其采用的是光纤芯轴直视法进行局部监视测得的，因此仅在非常理想的状态下才能反映实际的熔接损耗，故一般仅供参考用。
2.双向测量法：由于光纤的折射率、芯径、模场直径及瑞利散射系
数的不同，从光纤接头两端分别测量熔接损耗得到的两个方向的熔接损耗测量值是不同的且相差较大。
因此，熔接损耗的测量应分别从光纤接头的两端进行测量，取两个方向测量值的代数和的平均值作为该接头处熔接损耗值。
这种方法要求OTDR的仪器测量距离范围要大，但因测量方法过于复杂，只适用于12芯以下的光缆。
3.OTDR测量法：这是一种常用的测量方法，通过OTDR测量每个接
头的熔接损耗值，一般应小于熔接损耗所要求的指标值的
1/2-2/3。
如果熔接损耗为负值，可认为熔接合格，一般不重新熔接。
OTDR测量值一般能较准确地反映实际的熔接损耗情况，但其缺点是只能单向测量，适用于模场直径一致性较好的光纤。
在评估过程中，还需要注意光纤的清洁和切断操作，以及避免光纤端面的损伤和污染，这些因素都会直接影响熔接损耗的大小。
此外，使用同厂同批次的光纤进行熔接，可以最大限度地减少因光纤本征因素造成的损耗，从而提高熔接质量。
影响光纤熔接损耗测试的一些因素
问题四问题四：：影响光纤熔接损耗测试的一些因素影响光纤熔接损耗测试的一些因素光纤熔接是目前光链路受到损害断裂进行补救的方法之一，其熔接损耗测试的方法，及对光纤熔接损耗及其测试造成影响的一些因素，都会直接影响到整个链路的正常传输，故这些影响因素的介绍可为正确，准确得出光纤实际熔接损耗提供参考。
光纤熔接损耗是指将2根光纤进行对接后在接头点引起的光信号传输的功率损失。
测量熔接损耗的意义主要有两点：一、判断单个熔接点的好坏，适用于光缆施工及验收时。
二、对整个中继链路的功率损失影响，适用于光缆线路的设计及运行维护阶段。
光纤熔接损耗及测试技术光纤熔接损耗及测试技术简介简介简介通常进行光纤熔接损耗测试使用的设备是光时域反射仪（OTDR），采用的测试方法是四点法。
如图一所示：a b cdAB光纤熔接损耗应分别测试其A向，B向值，然后计算其算数平均值，该双向算数平均值即为熔接点的真实熔接损耗值。
需要注意的是：单向测试的结果可能存在负值，这意味着在熔接点处光功率出现增益，而这显然是不可能的。
这种虚假增益并不意味着测试数据的失真，双向平均的结果可以给出熔接点的真实熔接损耗值。
单向测试出现的较小负值可能系取样点位置不佳或曲线不平滑造成，有时可通过调节取样点予以消除；而较大负值的产生则主要是由光纤的本征特征造成，多次熔接也不能消除。
单向熔接损耗值不能代表熔接点的真实功率损失，但可以反映出光纤的一些本征参数。
光纤模场直径失配或模场同心度偏差都可能造成单向熔接损耗大正大负现象产生。
这里大正大负的定义为：单向熔接损耗正值大于等于0.15db，负值小于等于－0.08db。
原朗讯科技下属贝尔实验室的S.C.Mettler在进行专题研究后得出的结论是：模场直径失配对单模光纤接续损耗的影响是非常小而且无法测量的，但由于模场直径失配带来的OTDR测量误差是很大的，必须谨慎使用OTDR单向测量结果。
（文见原北京朗讯科技光缆有限公司 Light speed杂志 第2期：模场直径失配对单模光纤接续损耗的影响及OTDR接续损耗测量误差）不同厂家的光纤在实际应用中可能会被互相接续而在同一中继链路中使用，由于模场直径的不同会造成更大的单向熔接损耗值。
OTDR测试在光纤通信工程应用中误差分析及对策
OTDR测试在光纤通信工程应用中误差分析及对策摘要：光纤通信以其体积小、高带宽、高保密性、高信息量、重量轻、中继长度大而被广泛采用。
光纤技术在我国长途电话和本地电话传输网中已经得到了广泛的应用。
OTDR是光纤系统中的重要组成部分，它的衰减、长度的测量、光纤的接续、继测量和故障分析等都需要OTDR的检测。
文章就OTDR的检测及其在实际工程中的常见错误进行了分析和解决。
关键词：光纤；对策；OTDR测试；应用；误差；通信工程OTDR （光时域反射仪）是光纤通信系统建设、线路维护和故障分析的重要手段，它可以把数百公里范围内光纤的运行情况和故障情况以图表形式表达出来。
通过对线路的曲线图和显示数据的分析，能够迅速的识别出故障的位置，并且能够准确的判断出故障的种类，在线路的施工和维修中有着无可替代的作用。
OTDR是由瑞利散射、等光学原理构成的。
激光脉冲经过方向耦合器进入测量光纤，由于引起的光脉冲经过方向耦合，检测器将其采集并转化为电子信号，最终将其放大，并将其平均，从而提高信噪比，从而由显示器显示。
一、OTDR测试操作1.连接在使用OTDR进行光纤线路试验时，必须先对其进行接线。
如果所测光纤较短（一般为2Km)，则用一根辅助纤维（1至2Km）连接至OTDR的试验端，在该试验用光纤中，由V形接头连接待测光纤和副光纤。
在测量光纤的较长的情况下，可以将测量的光纤直接与的插头相连接，或将测量的光纤与相连接。
接通后即可开机，进行试验参数设定及试验。
2.OTDR测试测试器可用于下列几个方面：①测量光纤长度和散射发生的位置；②光纤衰减分布的测量；③测量光纤连接处的损失。
在光纤中，通过对光纤的传播速率和光纤中的传播速率的乘积，该方法可以测量出每一根纤维的长度和位置。
为了进一步提高测量精度，必须通过估计被测光纤的长度，设置合适的“距离范围”和“脉冲宽度”。
距离对曲线的显示通常是测量纤维的1.5倍，使之占据整个屏幕的三分之二。
脉冲宽度对的动态范围有一定的影响：当测量的光纤长度增大时，脉冲宽度也会随之增大。
光缆熔接时存在的几个问题
光缆熔接时存在的几个问题摘要光缆熔接的好坏直接关系到网络的各项指标，是保证网络畅通的关键。
本文对光缆接续对各项指标的影响，以及如何消除这种影响等各个方面进行了论述。
关键词换耗；环境；误差随着光纤技术的不断发展，我国各地的有线电视网络，都开始利用光缆对旧电缆进行改造，在改造过程中，光缆的施工质量对于整个改造工程来说至关重要，特别是光缆的熔接，更是能够直接影响到网络各项技术指标，因此，光缆的熔接应该是光缆施工中一项十分重要的工作。
在光缆的熔接工作中，我们发现了各种各样的问题，怎样处理这些问题，正是我们所要探讨的。
1 接续换耗偏大光缆接续工程，经常遇到接续损耗偏大的问题，造成损耗偏大的原因，常有以下几种情况：1）不同厂家生产的光纤或批号不同的光纤的接续遇到这种情况，首先应从理论上分析产生损耗偏大的原因，进而认识产生这种情况的必然性，切不可盲目地、无休止地一遍遍熔下去，这样即不可能得到满意的结果，又影响了工程进度，由于不同厂商提供的光纤或不同批号的光纤，存在几何尺寸的微小差异，一般情况下称为模场直径不同，在这种情况下模场直径的不同是造成熔接损耗偏大的原因，因为测试工作中，OTDR测量的是反向散射光的强度，而模场直径大的光纤引导反向散光的能力相对模场直径小的光纤要弱，所以，当模场直径小的光纤去接续模场直径的光纤时，由于OTDR所捕捉到的光强度比正常情况要小，因而产生了熔接点的损耗，这个偏大的损耗，从理论上讲不应算是真正的熔接损耗，通常应采取双向测试平均法来计算出熔点的真正损耗。
知道了损耗偏大的原因，在施工中连续熔接几次，取损耗较小结束即可。
2）在恶劣工作环境下的熔接在实际工作中，我们经常会遇到恶劣的环境，风沙太大、雨雪天等，此时如没有很好的防护措施，抢修完毕后，几乎所有光纤熔接点损耗都偏大，所以在恶劣环境下，应把熔接设备搬到汽车内，或专门的工作帐篷内，从而减小熔接损耗偏大的问题。
3）光纤端面处理不当对熔接损耗的控制，一般控制在不大于0.03dB，而熔接机显示为估计值，它是根据光纤自动对准过程中获得的两根光纤轴偏离。
光纤连接损耗特性分析
光纤连接损耗特性分析2012-07-19################2012-07-19#####2#0#1#2-07-19########石红梅张国圆岳明道中国矿业大学摘要：本文介绍了光纤连接损耗产生的原因及光纤熔接的大致流程；概述了用四功率法、O T DR法测量光纤连接损耗的方法；分析了光纤熔接后不良接头对光纤连接损耗的影响并重点讨论了熔接电流、放电时间、推进量与连接损耗的关系；最后总结了减小连接损耗的主要措施。
关键词：连接损耗熔接电流放电时间推进量引言传输质量。
因此，研究光纤的连接损耗是人们普遍关注和重视的一个重要问题。
1随着光纤技术的不断发展和成本的不断降低，光纤在通信领域的发展得到了越来越广泛的应用。
光纤的连接损耗是光纤通信系统性能指标中的一项重要参数，连接损耗的大小直接影响着光传输系统的整体产生连接损耗原因2影响光纤连接损耗的原因可归纳为两大类：（1）固有损耗：由被接光纤本身的模场直径偏差、纤芯不圆度、模场或纤芯与包层的同心度偏差引起的，或者由被接的两根光纤特性上的差异引起。
这种损耗不能通过改善接续工艺或接续方式予以减小。
（2）接续损耗：由接续方式、接续工艺和接续设备的不完善性造成的损耗。
光纤连接损耗的主要原因如表1 所示。
表1 光纤产生连接损耗的原因光纤熔接流程图3在光纤的接续中，通过活动连接器连接的方式称为活动连接；通过熔接或粘接使光纤连接的方式称为固定连接。
目前，光纤的固定连接大多采用熔接的方###########2012-0法7-。
2#0#1#2-07-19########示出该点光纤的连接损耗。
由于连接的两根光纤的参 数不一定完全相同，有时会出现负值。
所以，用 OTDR 法测量光纤连接损耗时，一般采用双向测试，取两个 方向测试的平均值。
5 影响连接损耗的因素及解决措施5.1 影响连接损耗的主要因素光纤熔接后存在的不良接头、熔接电流 I2、放电 时间 t2、推进量 δ等众多因素都影响着连接损耗的大小。
光纤几何尺寸对熔接损耗的影响
光纤几何尺寸对接头衰耗的影响杨日胜博士德国西康光纤有限公司Karsten Kemeter 博士德国西康光纤有限公司[摘要] 光纤几何尺寸对熔接衰耗有很大的影响当最终用户收到光缆后安装和熔接成本就显得非常重要了严格的几何尺寸指标将使得最终用户能以较低的成本得到较好的熔接结果本文详细描述了纤芯与包层同心度偏差包层直径偏差光纤的模场直径不匹配和光纤翘曲度curl)等参数对熔接衰耗的影响对结果进行了分析和讨论严格的几何尺寸指标不仅将降低熔接衰耗提高熔接的成功率而且也能改进光纤的抗弯曲性能1 德国西康公司规定了光纤几何尺寸的里程碑光纤几何尺寸对熔接衰耗有很大的影响当最终用户收到光缆后安装和熔接成本就显得非常重要了严格的几何尺寸指标将使得最终用户能以较低的成本得到较好的熔接结果德国西康公司规定纤芯与包层同心度偏差0.5m从而在世界上处于领先地位这一严格的指标将保证纤芯精确地位于包层中心这样在熔接时两光纤芯失配将很小从而西康光纤的熔接衰耗将很低较高的熔接成功率将节约安装时间降低安装成本与此同时德国西康公司也将包层直径的指标提高为125.01.0m较小的包层直径偏差对高质量的熔接性能也是很重要的在应用机械接头连接时包层直径偏差大小有较大的影响较小的包层直径偏差将使这类应用简单方便光纤翘曲度是对高质量熔接有重要影响的另一个参数光纤翘曲度curl有时也称为光纤弯曲度bow是以光纤的弯曲半径作为度量的光纤翘曲半径越大光纤偏离其轴线的偏移距离越小从而熔接衰耗将越低无论是单纤熔接还是带状光缆的多根光纤熔接较大的翘曲半径对高质量的熔接都是很关键的因素德国西康公司将光纤翘曲半径指标提高到 4.0米这是目前世界上最高的翘曲半径指标这些领先的指标之所以能实现是由于采用了非常先进的外汽相沉积简称OVD工艺可以生产高纯度和高精度的光纤西康公司对每一生产步骤都进行了严格的监控从而能生产出具有出色几何尺寸的光纤2 纤芯与包层同心度偏差纤芯与包层同心度偏差描述了纤芯中心与包层中心之间的距离图1在熔接后两光纤芯端面中心不能正好匹配在图1中虚线表示第二根光纤的纤芯当纤芯不能正好匹配的两光纤熔接后导波通过其接头时要损失能量因为部分能量将耦合至高价模图1 包层由两纤芯中心之间的横向偏差d引起的熔接衰耗由下式近似表示衰耗4.342d/W2式中W表示模场直径图2表示模场直径9.2m时熔接衰耗与横向偏差的关系曲线最大的横向偏差为纤芯与包层同心度偏差的两倍即1.0m按照公式1最大的熔接衰耗为0.21dB但是在实际上这种最差情况出现的几率非常小对西康光纤来说由于横向偏差引起的熔接衰耗实际上在0.02dB以下接衰耗与纤芯的横向偏差有很大关系比较小的纤芯与包层同心度偏差保证了西康其它竞争对手的光纤有更好的熔接性能图中假定光纤的模场直径为9.2μm 较小的纤芯与包层同心度偏差能极大地改进熔接性能提高熔接的成功率下面我们将西康光纤的熔接性能与其它竞争对手的光纤进行比较按照公式1可以容易地计算出纤芯与包层同心度偏差为0.8m的竞争对手的光纤的熔接衰耗下式表示了西康光纤相对于竞争对手的光纤在熔接衰耗方面所改进的程度熔接衰耗西康光纤/熔接衰耗竞争者的光纤(0.5/0.8)2=39%在模场直径相同的情况下西康光纤的熔接衰耗仅仅只有对手光纤的熔接衰耗的39%当纤芯与包层同心度偏差为1.0m其最大的熔接衰耗是西康光纤的熔接衰耗的四倍3 模场直径不匹配模场直径不匹配是产生熔接衰耗的主要内在因素由于模场直径不同所引起的熔接衰耗由下式计算=20log[W12+W22/2 W1W2]衰耗西康公司将模场直径指标由9.300.50m提高到9.200.40m由于光纤的模场直径不匹配理论上最大的熔接衰耗将由0.0 5 dB降至0.03 dB实际上西康光纤的模场直径分布很集中由于光纤的模场直径不匹配所引起的熔接很小其本征熔接衰耗不大于0.01dB4 光纤包层直径在应用由V形坡口调整位置的熔接机或者机械接头时光纤包层直径的偏差对熔接衰耗有很大的影响这时两光纤的端面是按照包层直径来对齐的如图3所示两光纤包层直径的不同使纤芯之间产生一横向偏差西康公司严格的包层直径指标125.0 1.0m将降低熔接衰耗提高熔接的成功率此外当包层直径偏差小时光纤包层与尾纤套圈将能更好地吻合接头的衰耗将较低固定将更好图3 在应用V形坡口调整位置的熔接机中光纤包层直径的不同使径芯失配从而引起熔接衰耗5 光纤翘曲半径翘曲半径是最近才出现的一个重要几何尺寸参数当一足够长的光纤不受力时它将偏离其轴线而弯曲光纤翘曲度定义为此光纤所形成的圆的曲率半径实际上光纤翘曲半径是通过测一小段光纤来确定的这与熔接时的实际状态很接近所有光纤都有翘曲度如果翘曲半径太小即偏移距离太大当两光纤熔接时光纤芯端面之间将产生一横向偏差无论熔接时是采用主动对齐还是被动对齐方式这一横向偏差都要产生影响如果熔接的对象是带状光缆这时光纤翘曲度的影响将更大光纤翘曲半径的测量方法在国际电工委员会标准IEC 793-1B8中描述了图4表示了光纤翘曲度的影响测量光纤的翘曲半径时光纤旋转相应的偏移由一激光束测定虽然将光纤端的偏移距离定义为光纤翘曲度初看来似乎是合理的但是由于偏移距离是与光纤伸出的长度D有关的所以在实际应用中这样的定义并不方便因此人们将光纤翘曲半径定义如图4所示的圆的曲率半径这时光纤翘曲半径大小与光纤伸出的长度D无关在应用V形坡口调整位置的熔接机中光纤偏移其轴线将增大熔接衰耗在光纤伸出长度D为5mm的情况下如果光纤翘曲半径小于1.5m则相应的偏移距离将在8.3m以上 4.0m以上的光纤翘曲半径则相应于偏移距离在3.1m以下如果光纤拉丝炉中的温度波动或者光纤中的玻璃成份分布不均匀这时光纤冷却后将在光纤中遗留下残存的应力正是这一应力将引起光纤的翘曲图4 光纤翘曲使光纤偏离其轴线光纤端有偏离距离d与伸出长度D有关光纤翘曲半径定义为如图所示的圆的曲率半径光纤翘曲半径越大偏离距离d越小6 微弯和宏弯衰耗弯曲衰耗通常都随模场直径的增大而增大通过降低最大的模场直径至9.6m从而提高了光纤的抗弯曲性能西康公司将技术规范中的弯曲直径由60mm降低到50mm理论计算表明当弯曲直径由60mm降至50mm时间生的弯曲衰耗将增大近两数量级虽然如此在直径为50mm的心轴上绕100圈时西康光纤在1310nm和1550nm的弯曲衰耗将分别不大于0.05和0.10dB这样对西康光纤可以应用直径较小的接头盒而不会有弯曲衰耗问题同时也能保证40年的寿命此外1565~1625nm窗口是很有应用前景的在此窗口由于波长较长通常弯曲衰耗将增大但是应用西康光纤时这一增加将非常小完全没有问题7OVD工艺西康公司成功的关键德国西康公司采用著名的OVD工艺生产光纤这种先进的和产工艺使得能够生产出具有优秀的光学机械和几何尺寸性能的光纤从光纤生产一开始纤芯与包层同心偏差就已经确定下来了此后也一直处于监控之下这样保证了每一光纤都具有高精度的几何尺寸而不是在生产后通过筛选来保证精度在拉丝的过程中通过复杂的测量仪表对每一米光纤的包层外层都进行了精确的控制这就保证了所生产的光纤一致性极高均匀性很好这与在生产后通过测量来挑选光纤有根本的不同西康公司之所以能规定最高的翘曲半径指标是由于采用了优秀的OVD工艺生产预测棒使得光纤中的玻璃成份非常均匀同时还采用了最先进的拉丝工艺1986年以来西康公司成功地生产了光纤由于其出色的产品质量今天西康公司已成为世界上最大的光纤生产厂家之一对光纤几何尺寸的最新改进充分说明了西康公司不断提高产品质量的能力。
光纤熔接中的损耗原因及解决办法
前言：光纤的应用在弱电系统中越来越普遍，可以说必用，了解一定的光纤知识还是有必要的正文：光纤是一种传输介质，是依照光的全反射的原理制造的。
光纤是一种将讯息从一端传送到另一端的媒介，是一条以玻璃或塑胶纤维作为让讯息通过的传输媒介。
通常光纤与光缆光缆的供应商两个名词会被混淆。
多数光纤在使用前必须由几层保护结构包覆，包覆后的缆线即被称为光缆。
光纤外层的保护结构可防止周遭环境对光纤的伤害，如水，火，电击等。
光缆分为：光纤、缓冲层及披覆。
光纤和同轴电缆同轴电缆的供应商相似，只是没有网状屏蔽层。
中心是光传播的玻璃芯。
在多模光纤多模光纤的供应商中，芯的直径是15mm~50mm，大致与人的头发的粗细相当。
而单模光纤芯的直径为8mm~10mm。
在实际应用中，光纤的连接一般都是熔接，那么有接头就会有损耗什么是光纤熔接损耗：光纤接续后光线传输到接头处会产生一定的损耗量称之为熔接损耗或接续损耗。
形成损耗的原因：光纤熔接损耗主要是由光纤自身的传输损耗和光纤熔接接头处的熔接损耗组成。
由于光纤接续质量影响光纤线路传输损耗的客限、光纤线路无中继放大传输距离等参数，因此要尽可能降低降低光纤熔接接头损耗，以确保光纤CATV信号的传输质量。
光纤通信中发生的损耗，这种损耗首要是由光纤本身的传输损耗和光纤接头处的熔接损耗构成。
影响光纤熔接损耗的因素较多，与光纤的本身及现场施工有关。
努力降低光纤接头处的熔接损耗，则可增大光纤中继放大传输距离和提高光纤链路的衰减裕量。
可分为光纤本征要素和非本征要素两类：1.光纤本征要素是指光纤本身要素，首要有四点：(1)光纤模场直径纷歧致；(2)两根光纤芯径掉配；(3)纤芯截不圆；(4)纤芯与包层齐心度欠安。
其中光纤模场直径分歧影响最大，单模光纤的容限规范如下：模场直径：(9~10μm)±10%，即容限约±1μm；包层直径：125±3μm；模场齐心度误差≤6%，包层不圆度≤2%。
影响光纤熔接损耗的因素
影响光纤熔接损耗的因素较多，大体可分为光纤本征因素和非本征因素两类。
1．光纤本征因素是指光纤自身因素，主要有四点。
（1）模场直径不一致；（2）两根光纤芯径失配；（3）纤芯截面不圆；（4）纤芯与包层同心度不佳。
其中光纤模场直径不一致影响最大，按CCITT(国际电报电话咨询委员会)建议，单模光纤的容限标准如下：模场直径：（9~10μm）±10％，即容限约±1μm；包层直径：125±3μm；模场同心度误差≤6％，包层不圆度≤2％。
2．影响光纤接续损耗的非本征因素即接续技术。
（1）轴心错位：单模光纤纤芯很细，两根对接光纤轴心错位会影响接续损耗。
当错位1.2μm时，接续损耗达0.5dB。
（2）轴心倾斜：当光纤断面倾斜1°时，约产生0.6dB的接续损耗，如果要求接续损耗≤0.1dB，则单模光纤的倾角应为≤0.3°。
（3）端面分离：活动连接器的连接不好，很容易产生端面分离，造成连接损耗较大。
当熔接机放电电压较低时，也容易产生端面分离，此情况一般在有拉力测试功能的熔接机中可以发现。
（4）端面质量：光纤端面的平整度差时也会产生损耗，甚至气泡。
（5）接续点附近光纤物理变形：光缆在架设过程中的拉伸变形，接续盒中夹固光缆压力太大等，都会对接续损耗有影响，甚至熔接几次都不能改善。
3．其他因素的影响。
接续人员操作水平、操作步骤、盘纤工艺水平、熔接机中电极清洁程度、熔接参数设置、工作环境清洁程度等均会影响到熔接损耗的值。
光纤连接器原理和分类在光纤通信(传输)链路中，为了实现不同模块。
设备和系统之间灵活连接的需要，必须有一种能在光纤与光纤之间进行可拆卸(活动)连接的器件，使光路能按所需的通道进行传输，以实现和完成预定或期望的目的和要求，能实现这种功能的器件就叫连接器。
光纤连接器就是把光纤的两个端面精密对接起来，以使发射光纤输出的光能量能最大限度地耦合到接收光纤中去，并使由于其介入光链路而对系统造成的影响减到最小，这是光纤连接器的基本要求。
光缆接续的工程损耗控制
（ｄ ）光纤接续固有损耗在 Ｏ Ｔ Ｄ Ｒ 测试方法中造成
的实际损耗值（双向平均值）不是固定的（但存在着最
小值是固定的），它受外来损耗的影响而变化，而造成
的图形影响十分有趣（Ａ、Ｂ 向测试值之差固定）且在
实际操作中很有使用价值。
我们可以通过监测第一次接续先找出双向损耗值差
２ α，然后可以由此来判断该接头是否达到较理想的情
头损耗是否合格，从而提高监测速度。
５ 关于光纤接续损耗控制的结论
（１）光纤固有因素是对接续损耗产生直接影响的 重要因素之一，它对接续实际损耗的影响存在着最小 值。单从人为的因素出发，控制接续损耗在极小值附近 很困难；
（２）接头损耗为双向测试平均值，而双向测试值 的差固定，可以利用这种关系提高测试速度；
［（ｓ＋ａ）－（ｓ－ａ）］＝２ａ （ ３）
这说明，双向测试值的差为一常数（２ 倍的后向散
射光功率差）。
式（３）在工程实践中也完全得到证实，现举一例
如表 ２ 所示。
表２ 一个现场测试记录）
接续次数 首次接续
二次 三次 四次
收订单位：全国非邮发报刊联合征订服务部 地 址：天津市大寺泉集北里别墅 １７ 号 邮 编： ３００３８５ 电 话： ０２２－２３９６２４７９， ２３９７３３７８ 传 真： ０２２－２３９７３３７８
户 名： 联合征订服务部 开 户 行： 工商行天津市尖山分理处 帐 号： ３０２０６０５０９１０４６１９６０３ 网 址： ＷＷＷ．ＬＨＺＤ．ＣＭ 电子邮箱： ＬＨＺＤ＠ｐｕｂｌｉｃ．ｔｐｔ．ｔｊ．ｃｎ
的单模光纤，± １０％偏差意味着 ９ ± ０．９ μｍ，高质量 光纤有些能够控制在± ０．５ μｍ 以内，而目前用的大部 分光纤很难控制在± ０．５ μ ｍ 以内，但是可以控制在 ± １ μｍ 以内。
OTDR测试光纤故障点及应注意的几个问题
N o. 5 2003
E lectric W ire & Cab le
O ct. , 2003
图 1 光时域反射仪测量原理的框图
然后局部放大, 使得游标的步距等于O TDR 采样点 距; 另一游标 A 可放在任意位置, 两游标同时移动, 观察游标对应的两点间的衰减系数, 衰减系数变化 较大的位置的前一点, 即为故障点的准确位置。
表 1 实验的实测数据
项目
工艺参数
导线直径 mm
0. 5
冷却长度 mm
600
1. 0 1000
1. 78 2000
2. 76 4500
退火速度 (m s) 600; 900 300; 600 120; 200 60; 120
出线温度 °C 80; 105 75; 110 70; 85
70; 90
参考文献:
1 光时域反射仪 (O TDR ) 的测试原理
当 光 波 在 光 纤 中 传 播 时, 会 被 称 为 瑞 利 (R ayleigh ) 散射的效应所削弱, 这种衰减是由光纤 中存在着结构上的不均匀、光纤本身的缺陷和掺杂 成份的非均匀性等造成的。此散射连续发生时, 一些 光波将被直接向后散射回来, 此效应被称为后向散 射。O TDR 通过发送的光脉冲与接收后向散射光之 间的传输时差和幅度的测量, 从而实现对光纤线路 长度、线路故障位置、光纤损耗以及接头损耗的测 量。 图 1 是光时域反射仪的测量原理的框图。 当检测时可在屏幕显示器上展示, 若光纤始端 到反射故障点之间长度为L , 光波在光纤中传送群 速度为 v, 光纤输入端发送光脉冲与返回光脉冲前 沿之间的时间差为 t。 那么故障点与光纤始端的距 离可由下式计算
(L u tong W ire and Cab le Co. , L td, Shandong, T a i’an 271000, Shandong P rovince, Ch ina) Abstract: T h is p ap er p resen ts the p rincip le of op tic tim e dom a in reflectom eter (O TDR ) and the fau lt loca tion of op tic fiber cab le line by O TDR. M a tters needing a tten tion by u se of O TDR is a lso described. Key words: op tic fiber cab le line; op tic tim e dom a in reflectom eter (O TDR ) ; fau lt; b lind a rea; sp licing lo ss
影响光纤熔接损耗的因素及解决方法
批次优质光缆 。 首先同一批次的光纤模场直径基本 致， 因而在断开点熔接 ， 可使模场直径对光纤熔接
内的硅油用卫生纸擦拭 ， 擦拭时， 用力不宜过大 ， 防止 折断纤芯 ， 擦拭干净后 ， 应按正确顺 序对光纤做 出色 谱记录 ， 以保证接续过程 中的准确无误 ， 而且方便后
误。
像。 并且显示关于放电 、 气泡 、 【 １ Ｂ值等参数 ， 参数不符 合者则需重新制作端面重新熔接。 是否要进行重新熔
接， 要 认真 分 析 。 （ ８ ） 移 出光纤 。 将光 纤从 熔接 机上 取 出 ， 再将 热缩
（ ３ ） 打 开 接续 盒 （ 终端盒 ） ， 并 将 光缆 固定 到 接 续
流程 ， 努力降低 光缆接头损耗 ， 可 以提高整个网络的 传 输质 量 和运行 可靠 性 。 下 面根据 笔者 实践 取得 的一
点 经验 与广 大 同仁共 享 。
２ 光 纤熔 接 的步 骤
光 纤 熔 接 是用 熔 接 机 将 两 段 光 缆 中需 要 连接 的
１ 光 缆 施 工 时 应 注 意 的 问题
盒 内。 光缆 与 接续盒 固定时要 用余 留的光 缆外 套 把光
缆 紧 紧地 固定 在 接续 盒上 ， 不 能 有松 动 ， 否则 ， 有 可 能
管放 在裸 纤 中心 ， 放 到加 热器 中加热 ， 完 毕后 ， 打 开加
热器 翻盖 ， 取 出熔 接好 的光 纤 ， 熔 接 好 的光 纤 热 缩 管
光 纤一 一 连接 起来 ， 熔 接 时采 用短 暂 电弧 烧熔 两 根光 纤 的端 面使 之连 成一 体 。 （ １ ） 光 缆 的开剥 。 在对 光 缆进行 开 剥时 ， 光缆 前端 的一段 长 度应 舍 弃不 用 。 因为光 缆在 施 工过 程 中 ， 会
使用OTDR应该注意的问题
使用OTDR应该注意的问题一、使用OTDR应该注意的问题1、在敷设光缆中，由于接头盒里的余纤收容盘放成端尾纤收容，光跳线布放和余长收容等在一定程度上都存在光纤弯曲，致使光纤弯曲损耗。
从理论上分析，弯曲损耗随波长增大和弯曲半径减小而增加。
用OTDR测试接头损耗，1550nm波长对光纤弯曲的损耗1310nm敏感，所以光纤接续损耗监测应选择1550nm，以易于查出光纤敷设和接续中，是否会因光纤弯曲过度造成损耗增大。
2、用OTDR测试光纤(双向)，结果有时会不同，原因如下：光纤芯径和相对折射均不同(即两种品牌或批次的光纤熔接)不仅会造成熔接损耗增加，还会造成OTDR两个方向(A端到B端到A端)的测量值相差甚远；两根被熔接的光纤模场直径不同时，会出现从光纤两端分别测得的接头损耗值相差很远。
因为小模场直径光纤传导后向散射光的能力比大模场直径的能力强，所以当这两种直径的光纤熔接时，若从小模场直径光纤向大模场直径光纤方向测试，熔接损耗可能是负值；反之，则出现高损耗值。
这是一种表象，是由不同模块直径对后向散射光传导能力不同所造成测量方法的缺陷，并非熔接点的实际损耗。
故只有从两个不同方向测试并取平均值后，所得损耗才是熔接点的真实损耗。
3、如果使用单模OTDR模块对多模光纤进行测量，或使用一个多模OTDR模块对诸如芯径为62.5mm的单模光纤进行测量，光纤长度的测量结果不会受到影响，但诸如光纤损耗、光接头损耗、回波损耗的结果却都是不正确的。
这是因为，光从小芯径光纤入射到大芯径光纤时，大芯径不能被入射光完全充满，于是在损耗测量上引起误差，所以，在测量光纤时，一定要选择与被测光纤相匹配的OTDR进行测量，这样才能得到各项性能指标均正确的结果二、如何清洁仪表1. 清洁主体：用湿布(沾温水)，然后用干布擦，注意：1）关机擦，每天维护；2）不要使用任何化学试剂，注入稀释剂、醚、酒精，因为这可能造成主机损伤和退色。
2. 清洁头子：1）在发射激光时，请不要清洁头子；2）如果眼睛对着激光源会损伤你的眼睛；3）当光源在发射时，“Laser on”闪烁3. 清洁跳线连接头4. 插入头子和跳线接头要垂直小心轻轻地插入。
光纤熔接机和OTDR的注意事项
光纤熔接机和OTDR的注意事项光时域反射仪注意事项一.注意事项A、OTDR工作时会连续发送高能量光信号（不可见光），在测试时禁止仪表发射口或连接尾纤端口直接照射眼睛，避免灼伤注意光接口清洁，始终保持仪表测试口清洁。
这点非常重要！B、在日常光缆测试中，大部分的衰减是由于不洁光纤端面造成的，严重的可使光链路不能正常工作。
C、OTDR测试时不允许光纤中存在除仪表发射光信号之外的光信号，否则将影响测试的准确性，甚至会严重损坏光链路设备。
OTDR 发射口内置陶瓷芯，非常易碎，请不要大力扭动D、选取适当的测试距离和脉冲宽度。
在未知光缆长度时，可以先用仪表自动测试功能，大概了解待测光缆质量情况，然后应手动设置合适的测量范围和脉冲宽度等参数，用于精确定位光缆整体和各事件位置及损耗情况E、OTDR中的平均模式和实时模式分别应用在日常维护和光缆抢修工作中F、OTDR参数设置中门限值的设定包括反射门限和非反射门限。
两个参数可以根据用户的实际要求自定义。
我们常常关心非反射门限的设置，OTDR默认值为0.20dB，当用户对光纤熔接质量或弯曲特性要求比较高时，可由用户适当调低门限值。
例如：用户对光纤熔接点要求在不大于0.10dB时，可以把非反射门限调至0.10dB。
反射门限的设置也一样二.光口清洁清洁时确保关闭仪器。
不遵守所规定的控制、调节或操作步骤可能会导致危险的放射性辐照。
当清洁任一光学接口时，应确保禁用激光源。
当设备工作时，任何情况下都不要查看连接到光学输出的光学设备端部，人眼看不到激光辐射，但是激光能严重地损伤视力。
要防止电击，清洁前将仪器与电源断开，使用干燥或者稍微潮湿的布来清洁机箱的外部，不要清洁机箱的内部。
不要在光学设备上安装零件或者对光学设备擅自进行调整。
维修请求助于合格的和经过认可的人员。
三.电池使用1. 电池盒充电时的适宜外界温度为0℃到40℃之间。
在冬天，北方地区应特别注意0℃，可在暖房内充电但应避免高温源。
OTDR测试在光纤通信工程应用中误差分析及对策
OTDR测试在光纤通信工程应用中误差分析及对策作者：贺琼杨钊来源：《十堰职业技术学院学报》2010年第01期[摘要] 光纤通信由于传输频带高,信息量大、保密性好、重量轻体积小,中继段长等优点得到了广泛的应用。
在我国,长途网及市话传输网基本实现光纤传输。
OTDR是光纤通信系统工程应用中最重要的测试仪表,光纤衰减、长度的测量、光纤接续、中继测量及故障分析等等都离不开OTDR测试。
本文针对OTDR的测试和其在工程应用中常见误差分析及对策做些探讨。
[关键词] OTDR测试;光纤通信系统;误差分析及对策[中图分类号] TN929.11[文献标识码] A[文章编号] 1008-4738(2010)01-0097-02[收稿日期] 2009-12-20[作者简介] 贺琼(1979-),女,十堰职业技术学院电子工程系“联通班”教师;杨钊(1984-),男,十堰职业技术学院电子工程系“联通班”教师。
OTDR(光时域反射仪)是光纤通信系统建设和线路维护、故障分析工作中最重要的测试仪器[1]171,它能将数百公里光纤的运行情况和故障状态以曲线的形式清晰地显示出来。
操作人员根据曲线图形及显示数据,可以迅速确定故障点位置并准确判断其性质及类别,对线路建设和运行维护起着不可替代的作用。
OTDR主要是根据光学原理以及瑞利散射和菲涅尔反射理论制成的。
光窄脉冲经定向耦合器入射到被测光纤,在光纤中传播的光脉冲会因产生瑞利散射和菲涅尔反射产生反射光,该反射光再经定向耦合器后由检测器收集,并转换成电信号,最后对该微弱的电信号进行放大,并通过对多次反射信号进行平均化处理以改善信噪比,由显示器显示出来[1]172。
1OTDR测试操作1.1 连接利用OTDR进行光纤线路的测试,首先要进行连接。
若被测光纤比较短(通常短于2 Km)时,将被测光纤通过辅助光纤(1~2 Km)与OTDR的测试端相连,其中被测光纤和辅助光纤通过V沟连接器耦合。
若被测光纤较长时,可以不用辅助光纤,直接将被测光纤和OTDR通过V沟连接器耦合,或被测光纤成端后直接连在OTDR的测试端上。
光纤熔接时模场直径失配对连接损耗及OTDR测量误差的影响
问题五问题五：：模场直径失配对单模光纤接续损耗及OTDR 的测量误差量误差的影响的影响的影响在系统安装中不同的光纤会被熔接在一起，单模光纤的某些本征物理参数会影响现场施工中的接续情况，因而在制造中必须严格控制这些参数。
即使严格按光纤的外直径对准，失配的本征参数也会导致熔接损耗。
通过恰当的接续设计，例如：在旋转式机械接头中，某些本征参数如芯子偏心度或光纤外径差异导致的偏差是可以接受的。
模场直径偏差产生的影响却是无法用机械设计来消除的。
单模光纤芯子横截面中光功率的分布是不均匀的，具有正态或高斯分布，模场直径或模场半径定义了光功率的分布宽度。
制造工艺决定了光纤具有一定范围的模场直径、芯子偏心度、外径等，光纤间模场直径的偏差对接续有两种影响，本征失配和用单向OTDR 测量估计接续损耗时可以预计的偏差。
与多模光纤不同，单模光纤由于模场直径失配引起的接续损耗在两个方向上都是相同的。
因为具有优秀的模场直径均匀性，康宁光纤模场直径失配的接续损耗是非常低的。
但是单个接续点，模场直径失配产生的OTDR 的单向读数偏差远远大于偏差产生的实际损耗。
单模光纤的MFD，ω，失配的接续损耗为：Loss ω(db)= -10 log[4ωT 2ωR 2/(ωT 2+ωR 2)2]式中，T，R 分别指发射和接收光纤，背向散射光被捕获部分的差引起的OTDR 测量误差为Error = -10 log[ωT /ωR ]该误差在一个方向为正而另一个方向为负。
用OTDR 测量时，只有用双向平均值去除掉误差才能得到真实的接续损耗。
蒙地卡罗(Monte-Carlo)统计方法可以用来确定模场直径失配对接续损耗及OTDR 单向读数误差统计分布的预期影响。
过程是在计算机数据库中用已知的和期望统计分布的本征参数产生成千上万的“光纤”，然后随机地将他们“接续”在一起，获得接续损耗的分布。
这种方式可以迅速，经济，准确地找出为了达到所希望的接续性能所需要的光纤参数分布和公差范围。
OTDR单向熔接损耗对传输的影响
研究与探讨７４2019年第1期收稿日期：2018-09-07OTDR单向熔接损耗对传输的 影响Impact of OTDR Unidirectional Welding Loss on Transmissions在实际光缆施工熔接过程中，施工方通常使用OTDR 测试光纤熔接损耗和链路损耗，由于部分施工人员对熔接损耗测量标准理解不到位或使用习惯等，会采用OTDR 单向测得的损耗结果作为熔接损耗的判断标准，通过理论分析、单熔接点测试实验、光纤链路测试实验、实际在用传输系统验证，证明OTDR 单向损耗与真实熔接损耗没有必然联系，OTDR 单向“大正大负”对实际链路损耗没有影响。
OTDR ；光源功率计；熔接损耗；单向损耗；大正大负In the actual welding process of optical cable construction, the construction party usually uses OTDR to test the fi ber splice loss and power loss of cable link. Because of some constructors’ misunderstanding and using habit to the welding loss measurement standard, the OTDR one-way measured loss result would be used as the criterion for the determination of the splice loss. Through theoretical theory analysis, fusion joint test experiment, fi ber link test experiment, and actual transmission system verifi cation, it proves that OTDR unidirectional loss is not necessarily related to the real fi ber splice loss. OTDR unidirectional “big positive and negative” has no effect on the actual link loss.OTDR; light source power meter; splice loss; unidirectional loss; big positive and negative（中国移动通信集团福建有限公司，福建 福州 350108）(China Mobile Communications Group Fujian Co., Ltd., Fuzhou 350108, China)【摘 要】【关键词】郭冬奎GUO Dongkui[Abstract][Key words]1 引言在光缆施工熔接过程中，通常使用OTDR （光时域反射仪）来测试链路中熔接点的损耗[1-2]，测试整段链路衰减时，一般只从一个方向进行测试，但是单向测试对于熔接损耗来说是不正确的，单向测试得到的损耗与真实的熔接损耗没有必然的关系，并且可能由doi:10.3969/j.issn.1006-1010.2019.01.013 中图分类号：TN929.5文献标志码：A 文章编号：1006-1010(2019)01-0074-05引用格式：郭冬奎. OTDR单向熔接损耗对传输的影响[J]. 移动通信, 2019,43(1): 74-78.OSID ：扫描二维码与作者交流于单方向测试的损耗数据较大，造成返工或项目进度延迟。
光纤连接损耗影响因素_光电缆线务工程（下）——光缆线务工程_[共2页]
![光纤连接损耗影响因素_光电缆线务工程（下）——光缆线务工程_[共2页]](https://img.taocdn.com/s3/m/7d451d116137ee06eef91824.png)
第4章 光缆连接技术93 光纤连接器能够把光纤的两个端面精密对接起来，使发射光纤输出的光能量能最大限度地耦合到接收光纤中去，并将对系统造成的影响减到最小。
活动连接的特点是接头灵活性较好，调换连接点方便，但损耗和反射较大。
光纤连接器有多种类型，对光纤连接器的要求主要有以下几方面。
① 连接损耗要小，单模光纤损耗小于0.5dB 。
② 应有较好的重复性和互换性。
多次插拔和互换配件后，仍有较好的一致性。
③ 具有较好的稳定性，连接件紧固后插入损耗稳定，不受温度变化的影响。
④ 体积要小，重量要轻。
⑤ 有一定的强度。
⑥ 有良好的温度特性和抗腐蚀等性能。
⑦ 价格适宜。
4.1.2 光纤连接损耗影响因素光纤连接后，光传输经过接续部位可以产生一定的损耗量，习惯上称为光纤连接损耗，即接头损耗。
不论是多模光纤还是单模光纤，被连接的两根光纤一方面其本身的几何、光学参数不完全相同，而且连接后由于连接工艺等外部原因造成光纤纤芯的轴芯错位、端面倾斜、端面间间隔、端面不清洁等因素都可能会导致接头损耗的产生。
由于在实际中光纤存在不同程度的失配，工艺条件和操作技能难以达到使光纤无偏差的对准，因此不可避免地存在光纤连接损耗。
20世纪70年代商用化的光纤连接损耗指标为0.5dB ，表示任何光纤连接方法只要达到这个水平，就可以在工程中应用了。
随着光纤制造工艺的提高和连接方法、技术的改进，光纤的连接损耗已大大降低，目前无论单模光纤还是多模光纤，熔接平均损耗已可以达到0.1dB ，活动连接器的连接损耗也已可以达到0.5dB 。
对于光纤通信工程来说，有大量的固定接头，而且主要由施工人员完成的，低损耗和高可靠连接一直是光纤连接技术追求的目标，所以在光纤连接时，尽量克服和减少损耗产生的因素，提高线路的传输质量。
光纤连接产生损耗的原因有两类：光纤本征（内在原因）的因素和非本征（外在原因）的因素。
光纤本征因素是由被连接光纤间的不同光学特性引起，主要包括两光纤模场直径失配、折射率失配、芯径失配、同心度不良等。
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问题五问题五：：模场直径失配对单模光纤接续损耗及OTDR 的测量误差量误差的影响的影响的影响
在系统安装中不同的光纤会被熔接在一起，单模光纤的某些本征物理参数会影响现场
施工中的接续情况，因而在制造中必须严格控制这些参数。
即使严格按光纤的外直径对准，失配的本征参数也会导致熔接损耗。
通过恰当的接续设计，例如：在旋转式机械接头中，某些本征参数如芯子偏心度或光纤外径差异导致的偏差是可以接受的。
模场直径偏差产生的影响却是无法用机械设计来消除的。
单模光纤芯子横截面中光功率的分布是不均匀的，具有正态或高斯分布，模场直径或
模场半径定义了光功率的分布宽度。
制造工艺决定了光纤具有一定范围的模场直径、芯子偏心度、外径等，光纤间模场直
径的偏差对接续有两种影响，本征失配和用单向OTDR 测量估计接续损耗时可以预计的偏差。
与多模光纤不同，单模光纤由于模场直径失配引起的接续损耗在两个方向上都是相同的。
因为具有优秀的模场直径均匀性，康宁光纤模场直径失配的接续损耗是非常低的。
但是单个接续点，模场直径失配产生的OTDR 的单向读数偏差远远大于偏差产生的实际损耗。
单模光纤的MFD，ω，失配的接续损耗为：
Loss ω(db)= -10 log[4ωT 2ωR 2/(ωT 2+ωR 2)2]
式中，T，R 分别指发射和接收光纤，背向散射光被捕获部分的差引起的OTDR 测量误
差为
Error = -10 log[ωT /ωR ]
该误差在一个方向为正而另一个方向为负。
用OTDR 测量时，只有用双向平均值去除
掉误差才能得到真实的接续损耗。
蒙地卡罗(Monte-Carlo)统计方法可以用来确定模场直径失配对接续损耗及OTDR 单向读数误差统计分布的预期影响。
过程是在计算机数据库中用已知的和期望统计分布的本征参数产生成千上万的“光纤”，然后随机地将他们“接续”在一起，获得接续损耗的分布。
这种方式可以迅速，经济，准确地找出为了达到所希望的接续性能所需要的光纤参数分布和公差范围。
康宁单模光纤的模场直径是均值为9.2的正态分布，制造公差为±0.4µm，用0.4µm 公差分别作为模场直径分布的3σ，4σ，5σ点来研究减小模场直径统计分布的扩展范围的效果。
每种情况分别做10,000个随机接续。
表1所示为三种的接续损耗的统计结果，模场直径失配对接续损耗的直接影响是微小
的，在最坏的情况下只有0.003db 的平均值，更严格限制模场直径分布的σ对接续损耗分布的均值和贡献是微乎其微，无法测量的0.001到0.002db。
98%的接续具有小于表中98%线中给
出的接续损耗，表中统计最大计算损耗是10,000点接续的Monte-Carlo计算结果。
它可以与最大的理论模场直径失配损耗(对康宁光纤而言为8.3至9.3µm的0.056db情况)相提并论。
模场直径失配对接续损耗的影响
表1模场直径失配对接续损耗的影响
表
接续损耗 0.4µm=3σ0.4µm=4σ0.4µm=5σ
平均值(db) 0.003 0.002 0.001
σ(db) 0.004 0.002 0.002
98%(db) 0.016 0.009 0.006
最大计算值(db) 0.049 0.025 0.017
进一步严格限制模场直径σ的基本作用是预先获得模场直径失配接续损耗进一步小于期望的最大损耗的可能性以及将10,000例接续损耗最大值从0.049减小到0.017db。
通常模场直径失配对实际接续损耗的影响与外部因素(如横向偏差)相比是可以忽略的。
单向测量误差的影响
模场直径失配对OTDR单向测量误差的影响
模场直径失配对OTDR单向测量误差的影响远远大于对接续损耗的直接影响，在最大模场直径偏差(8.8对9.6µm)时接续损耗只有0.056db，而导致的OTDR单向测量误差为
±0.5db。
任意两根光纤本征散射程度的不同产生另外的随机误差。
利用对接续点的双向测量结果的平均可以消除单向测量误差，然而在许多施工中是不进行双向测量的。
图1中的积累频度分布显示了三种不同模场直径分布σ与预计的单向OTDR测量误差分布的关系，Y轴代表任一接续点单向OTDR测量误差小于X轴值的可能性，例如对全部三种情况而言，有50%的接续点的误差会小于0(即可能是负值)，因为模场直径的均值为零，误差的均值为零，但是单向测量误差增大了测得的接续损耗分布的σ值。
图2中实线代表由于芯子偏心造成的真实接续损耗的累积分布，虚线代表单向OTDR测得的同样原因的接续损耗的累积分布。
图2是在图1中模场直径3σ=0.5µm，芯子偏心度均值为0.4µm的条件下得出的，点线代表40个光纤熔接损耗实际测量结果的累积频度分布。
这些光纤是从一组芯子偏心度均值为0.4µm的光纤中随机抽取的。
双向损耗(*)和单向测量结果(.)的实际数据和分布的曲线形状在统计分析结果上吻合的很好。
表2中给出了图1的分布统计。
当模场直径σ减小时，误差σ和最大误差都减小了。
表2中的最大误差是10,000个点熔接运算的最大误差，它可以与理论上0.5db最大可能误差相比。
表表2：模场直径σ对单向OTDR 测量的影响测量的影响
0.5µm=3σ 0.5µm=4σ 0.5µm=5σ 误差σ(db) 0.114 0.087 0.069 最大误差σ(db) 0.412
0.325
0.280
减小模场直径σ的确减小最大误差。
减小模场直径σ会对那些在施工中依靠单向OTDR
的用户于帮助，因为它可以减小有误差OTDR 读数的可能性。
图一图一图一：：康宁康宁光纤光纤光纤 MFD MFD = 9.2µm ∼可变σ
One way OTDR Error(db)
0.5µm=3sigma
0.5µm=4sigma 0.5µm=5sigma
=0.4µm，MFD3σ=0.5µm
平均芯子偏心度=0.4
图二：平均芯子偏心度
图
表3给出了图2中分布的统计结果。
表中最后一行的最大理论接续损耗是将最坏情况加入后得来的。
仅考虑芯子偏心度有2µm横向偏差或两根1µm偏差但相互处于180°时的最大理论损耗为0.9db，芯子偏心加模场直径失配最坏情况下理论最大损耗为
0.9+0.056=0.956db。
最大理论值为偏心度0.9db损耗加上0.056db模场直径失配损耗加上0.5db最大单向OTDR模场直径失配误差。
误差
真实接续损耗++单向OTDR误差
表
表3：真实接续损耗
理论值 损耗+误差 真实值 真实+误差
平均值(db) 0.09 0.09 0.9 0.9
σ(db) 0.08 0.14 0.06 0.10
最大运算值(db) 0.73 0.80 0.20 0.37
最大理论值(db) 0.96 1.5 0.96 1.5
包含了模场直径失配偏差的接续损耗分布在没有误差以及期望的单向OTDR误差为零时具有0.09db的相同的平均损耗。
单向OTDR模场直径失配误差都是使接续损耗分布的σ增大一倍至0.14db。
但与0.15db的最大理论损耗相比，10,000个接续的Monte-carlo运算得出的最大统计接续损耗值只有0.8db。
这意味着两根光纤具有大芯子偏心度和大的正的单向误差从而导致高的接续损耗的可能性是很小的。
换句话说，众多影响接续损耗读数的因素同时达到最坏情况的可能性是非常小的。
用单向OTDR测量作为评估单个单模光纤接续损耗是不应该提倡的。
对于一个系统，大量的单向OTDR读数的确可以合理地、准确地估计接续损耗，但σ将会很大，每个系统的接续损耗会有巨大的误差。
在被熔接的光纤来自于不同供货者时，设定允许的最大OTDR读数指标要求事先掌握光纤实际本征参数分布。
此时，如果接续者指导正在从哪个方向测量接续损耗，就可以比随机方向测量大大改进精度。
在不同类型光纤熔接时无需改变统计方式，无论现在用什么样的指标来限定接续损耗，如果测量方向已知，就可以按同样的误差可能性为接续不同光纤选定合适的指标，按这种方式选择指标就可以为不同光纤熔接找到与同种光纤熔接时相同的误差概率。
简要说模场直径失配对单模光纤接续损耗的影响是非常小而且无法测量的。
而语言模场直径失配带来的OTDR测量误差是很大的。
必须谨慎使用OTDR单向测量结果。
本文的结果展示了用Monte-carlo方法进行接续损耗的分析。
这种分析方式不仅用于任何单模光纤设计而且可以迅速、经济地研究大量情况。
结果的精度和使用价值取决于已知的光纤本征参数分布的精度，该方法可以预计通过进一步限制光纤本征参数分布范围在现场施工中所能取得的改善。