光缆线路测试与维护公用讲稿.ppt
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1、光缆线路测试与维护公用第一页,讲稿共六十九页哦 本章内容本章内容v光缆工程竣工测试光缆工程竣工测试v光缆线路维护光缆线路维护v光缆线路自动实时监控系统光缆线路自动实时监控系统第二页,讲稿共六十九页哦v光缆线路测试一般分单盘测试、竣工测试和维护测试。v单盘测试是在光缆敷设前对单盘光缆的检测;v竣工测试是光缆线路施工结束时进行的测试;v维护测试是光缆线路已经处于运行时期,对光缆线路工作状态做出判断,如对发生故障的位置、原因的判断的测试。第三页,讲稿共六十九页哦5.1 5.1 光缆工程竣工测试光缆工程竣工测试v竣工测试竣工测试是以一个中继段为测量单元,故又称为光缆中是以一个中继段为测量单元,故又称为
2、光缆中继段测试。继段测试。主要包括主要包括光缆、光纤的光电特性和绝缘特性光缆、光纤的光电特性和绝缘特性等进行全面测量,检查线路的传输性能指标。这不仅是对等进行全面测量,检查线路的传输性能指标。这不仅是对工程质量的自我鉴定过程,同时也为建设单位提供光缆线工程质量的自我鉴定过程,同时也为建设单位提供光缆线路光电特性的完整数据,供日后维护参考。路光电特性的完整数据,供日后维护参考。单盘和竣工单盘和竣工测试主要项目测试主要项目,如表,如表5-15-1所示。所示。第四页,讲稿共六十九页哦单盘测试项目竣工测试项目光特性电特性光特性电特性单盘光缆损耗 单盘直流特性中继段光缆损耗中继段直流特性单盘光缆长度 单
3、盘绝缘特性中继段光缆长度中继段绝缘特性单盘光缆后向散射曲线单盘耐压特性中继段光缆后向散射曲线中继段耐压特性中继段光缆偏振模色散(PDMC)中继段接地特性第五页,讲稿共六十九页哦对于单波长光纤通信系统,其光缆的光特性测试主要有中继段光纤损耗测试、光纤的后向散射曲线测试、光纤接头损耗测试、光纤长度测试。DWDM光纤通信系统,光特性测试需增加光缆偏振模色散系数(PDMC)测试。中继段光纤线路损耗,是指中继段两端的ODF架外侧连接插件之间的损耗,它含有光纤的损耗、固定接头损耗、活动接头损耗。5 51 11 1 光特性的竣工测试光特性的竣工测试第六页,讲稿共六十九页哦v目前中继段光纤损耗测量所采取的方法
4、一般是光源、光功率计和OTDR相结合的方法。v光源、光功率计测量全程损耗(插入法)。测量中继段光纤损耗要求在已成端的连接插件状态下进行测量,插入法是唯一能够反映带连接插件线路损耗的方法。这种方法测量结果比较可靠。第七页,讲稿共六十九页哦 vOTDR法虽然也可以测量带连接器插件的光纤线路损耗,但由于一般的OTDR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,同样对端的成端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OTDR测值实际上是未包括连接器在内的线路损耗。第八页,讲稿共六十九页哦v(1)按图如5-2所示的测试方框连接配置1.光源、光功率计对全程光纤损耗
5、(插入法)测试光源、光功率计对全程光纤损耗(插入法)测试(a)稳定化光源入纤光功率测试图 (b)被测光纤的出纤功率测试图图5-2 插入法测试光纤损耗方框图第九页,讲稿共六十九页哦(2)测试步骤v一是用短光纤(约三米)直接将稳定化光源与光功率计两端用活动接头连接,如图5-2(a)所示,读出光功率P1。v二是将被测光纤活动接头连接在稳定化光源与光功率计之间,如图5-2(b)所示,读出光功率P2。第十页,讲稿共六十九页哦三是将P1和P2代入式(5.1)和(5.2),计算出被测线路总损耗和损耗系数:(5.1)(5.2)第十一页,讲稿共六十九页哦OTDR法又称为后向散射法,是一种非破坏性测试方法,其测试
6、精度、可靠性主要受仪表精度和耦合影响,比较适合工程测试。2.光纤的后向散射曲线测试光纤的后向散射曲线测试 第十二页,讲稿共六十九页哦(1)OTDR测量系统的连接测量系统的连接v测量系统按图5-3所示连接,该测试连接与光缆单盘检验基本相同。其中假纤作用是为了克服近端盲区而设置的,长度约为501500米(当OTDR发射光脉冲宽度为100ns时,假纤长度为75米;光脉冲宽度为1s时,假纤长度为200米;光脉冲宽度为10s时,假纤长度为1500米;),两端应带活动连接插件,其一端的插件与OTDR耦合,另一端的插件应与被测纤的成端插件匹配。这里的假纤相当于超长光跳线。第十三页,讲稿共六十九页哦图5-3
7、OTDR测试光纤损耗示意图 第十四页,讲稿共六十九页哦vOTDR的激光源发射一束光脉冲到被测光纤中,被测光纤链路特性及光纤本身材料的微观不均匀反射回的光信号返回送入OTDR。信号通过一耦合器到接收机(检测器),在那里光信号被转换为电信号,最后经分析并显示在屏幕上。图5-4为OTDR测试的一般原理。(2)OTDR测试原理测试原理第十五页,讲稿共六十九页哦图5-4用OTDR测试的一般原理 第十六页,讲稿共六十九页哦v设t为入射与反射回来所用时间,C为光在真空中的光速,n为光纤折射率,则测试距离可由下式获得:v这样,OTDR可以显示反射回来的相对光功率与距离的关系。图5-4表示OTDR可以测试光纤线
8、路上可能出现的各种类型的事件(如光纤的活接头、机械接点与裂缝点等引起的损耗与反射)的后向散射曲线。第十七页,讲稿共六十九页哦(3)信号曲线检测的要求)信号曲线检测的要求v一般中继段在50km左右,光纤线路损耗在OTDR单程动态范围内时,应对每一条光纤进行AB和BA两个方向的测量,每一个方向的测试波形包括全部长度的完整曲线。70km以上的较长中继段,其线路损耗较大,可能超出OTDR的动态范围,这时可从两个方向测至中间。曲线记录时,移动光标置于合拢处的汇合点,以使显示数据的长度相加值为中继段全长,损耗值相加为中继段线路损耗。第十八页,讲稿共六十九页哦(4)测试记录)测试记录v检测结果应将测试数据、
9、测试条件和中继段光纤后向散射信号曲线记入竣工测试记录表,整理在竣工资料中。第十九页,讲稿共六十九页哦3.中继段光缆长度测试中继段光缆长度测试v光缆长度测试是利用OTDR比较精确地测出光缆的光纤长度,再根据前面介绍的不同光缆型号,采用不同换算公式就可计算出光缆的长度。测出中继段长度,对线路维护判断故障的位置非常有用。第二十页,讲稿共六十九页哦v这里必须注意的是在测试光纤长度时,必须正确输入光纤折射率,当折射率有偏差时,测试的光纤长度就不会准确。如果不知道光缆内光纤折射率或对厂家提供的折射率系数进行验证时,就必须进行折射率的测试。v光纤折射率测试方法主要用OTDR法,测试方法为:取一段标准长度的光
10、纤,用OTDR测其长度,改变OTDR上的折射率数值,使OTDR上测试的纤长与实际的纤长相等,此时OTDR上折射率数值即为光纤的折射率。第二十一页,讲稿共六十九页哦4.光缆偏振模色散(PMDC)测试v光缆PMD的测试,实际上是对PMD系数PDMC的测试。DGDL与PDMC关系,参看2.2.2节的(2.12)式。PMDC测试可用PMD-B便携式偏振模色散测试仪,采用标准TIA/EIA FOTP-124以及IEC-61941中的迈克尔孙干涉法测试原理。这种方法的优点是测试快速精确,测试设备体积小,性能稳定,便于携带,即可用于实验室测量,又可满足施工现场测量的要求。比如中国网络通信有限公司对G.655
11、光纤指标要求PMDC0.2ps/km。PDMC测试值一般要求在0.20.016ps/km范围内为合格。第二十二页,讲稿共六十九页哦v在实际的工程施工和设备维护中,通常用干涉法是测量PMDC。PMD测试设备收、发可以分开,易于实现端到端的测试,而且可以直接从仪表上读取某段光纤的PMDC值,几乎不会受震动和不利环境的影响。v图5-5(a)为PMD迈克尔孙干涉法的测试一般原理框图,测试仪表一般包括宽带偏振光源、PMD测试单元(扫描干涉仪)、数据处理设备(计算机)等三个模块。第二十三页,讲稿共六十九页哦(a)PMD干涉法测试原理框图(b)PMD的测试值示意图图5-5 PMD干涉法测试一般原理框图及测试
12、值示意图第二十四页,讲稿共六十九页哦v测试的基本原理是:当光纤一端用宽带光源输入时,在光纤另一端即输出端可测得电磁场的相关函数或互相关函数,从而可确定PMDC值。在自相关型干涉仪表中,当干涉仪被平衡时,有一个自相关中心相干尖峰。测试值如图5-5(b)所示,它代表了在测量波长范围内的平均值。在1310nm或1550nm窗口不同仪器都有一定的波长范围。第二十五页,讲稿共六十九页哦 1.光缆中铜导线直流电阻测试光缆中铜导线直流电阻测试v光缆中铜线直流电阻测量系统如图5-6所示,测量步骤为:(1)用经校准的直流电桥,从光缆两端直接测量出各铜线的单线电阻或将光缆一端的全部铜线两两连接在一起,在另一端测量
13、各铜线对的环阻,并通过交叉测量算出各铜线的单线电阻。(2)通过测量,计算出各线对的不平衡电阻,即环路电阻偏差。5 51 12 2 光缆电性能的测试光缆电性能的测试第二十六页,讲稿共六十九页哦图5-6 铜线直流电阻测试示意图 第二十七页,讲稿共六十九页哦(3)将常温下测出的单线电阻值,核算成标准温度(20)时的阻值。(4)指标要求v铜导线的单芯直流电阻和环路电阻偏差的指标,在设计时,根据使用条件确定,目前用于远供的铜线直径为09mm,其单根芯线直流电阻应为285km(20oC);环路电阻偏差应为1。第二十八页,讲稿共六十九页哦2.光缆中铜导线绝缘电阻测试光缆中铜导线绝缘电阻测试v光缆中绝铜导线缘
14、电阻测量是检验导线间绝缘特性的重要指标,其测试方法如下:v(1)把校准好的摇表或高阻计按图5-7连接配置好,其中一个接线柱连接被测导线,另一接线柱将其余导线和其他金属导体(包括加强件、防潮层和铠装层)相连。v(2)匀速转动摇表的摇柄,逐步达到120转min,测出导线的绝缘电阻并作记录。利用高阻计测试时,先“充电”再测试”,读出测试结果。第二十九页,讲稿共六十九页哦v(3)将测试的绝缘电阻换算成标准长度的绝缘电阻,再与标准绝缘电阻进行比较,看是否在标准之内。换算公式为:R0=RLL (Mm)式中,R0为1km时的绝缘电阻;RL为L km时测试的绝缘电阻;L为被测光缆的长度。测试完毕应做详细记录。
15、第三十页,讲稿共六十九页哦图5-7 铜导线绝缘电阻测试示意图第三十一页,讲稿共六十九页哦3.光缆中铜导线绝缘强度测试光缆中铜导线绝缘强度测试v光缆中铜导线绝缘强度测试主要是检查光缆内部的铜导线的耐压强度,为铜导线传输无人中继器的供电作准备。测试项目主要包括线间绝缘强度测试和导线对地绝缘测试,具体测试方法和步骤如下:v(1)按图5-8和图5-9连接配置好电路。第三十二页,讲稿共六十九页哦v(2)调节耐压测试仪的输出电压到规定有效值(导线之间为2200,导线对地之间为2800),保持时间为min。测试时,应缓慢调整耐压器的输出电压,使之从零开始逐步上升至规定值。v(3)在2min内无“击穿”现象(
16、即在2min内无放电现象发生),为合格的光缆。若在2min内有“击穿”,在线路击穿前的电压值即为被测光缆的电气绝缘强度。第三十三页,讲稿共六十九页哦 图5-8 铜导线间绝缘强度测试 图5-9 铜导对地(金属)绝缘强度测试第三十四页,讲稿共六十九页哦4.光缆护层的绝缘电阻测试光缆护层的绝缘电阻测试v光缆护层的电特性测试主要是指光缆金属护层(如金属防潮层、金属铝装层)对地绝缘的测试,以检查光缆外护层(聚乙烯PE)是否完好。测试项目包括绝缘电阻和绝缘强度测试。v绝缘电阻一般包括金属防潮层(多为铝一塑综合护层LAP)和铠装层(钢丝、钢带铠装)对地的绝缘电阻。测试步骤和方法如下:第三十五页,讲稿共六十九
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