主页（http://www.pttcn.net）：网络布线系统性能确认和测试(上) 【中国集群通信网】使用OTDR检测光纤电缆故障 布线系统安装完工后的下一步主要任务是确认安装的系统性能，首先要进行的工作是仔细观察由于近期安装而带来的电缆故障。进一步讲，必须选择一种正确的技术尽可能快捷而准确地检测出那些故障的位置。 对于信息高速公路，大容量光纤布线系统起了非常重要的作用，电缆故障带来的经济损失是无法估计的(特别是在新的布线系统安装以后)，因此必须尽快检修出现的故障。也就是说，必须尽快准确定位故障点。最近美国和日本的一些布线公司已成功地试验了一种新型的故障定位方法，能检测出高达4500km(2813英里)远的故障点。 电缆故障定位的重要性 光纤布线系统的所有故障几乎总是电缆故障，原因是自然灾害和人类干涉可以破坏电缆。为了当故障发生时很快移动电缆，大多在布线系统技术员能着手工作以前，必须首先定位故障。对快速恢复电缆故障来说，故障点的准确定位是关键的。如果没有故障位置的精确信息，将会造成大量时间损失。 在现有的光纤布线系统情况下，通过打开并关闭中继器内部的回送电路来定位故障，因此通过核对适当的回送信号是否被接收可以跟踪中继器之间电缆段的故障，但是不能断定故障点在中继器间电缆段上的精确位置。因此实际上所做的工作是替换整个电缆段，包括中继器。 电缆故障的精确定位 光放大器电缆系统的重要特性是它们能传输不同波长的光，使用不同类型的调制，因此允许在同一时间内传输几种不同的信号。布线系统的维护可利用这些特性。从而开发出不同于现有技术增强性的新型维护技术。日本KDD R&D实验室和美国AT&T已经使用光放大器布线系统的特性研制出了一种在中继器之间检测电缆故障的方法。 如何检测故障 在光纤内会发生一种类似于我们每天见到的现象，在白天天空的颜色是蓝的，在拂晓和日落时是橙色，这是因为白天太阳的光在相对短的路径上传播，拂晓和日落时则在较长的路径上传播。由于它经过大气传播，因此会出现光的散射，光谱中的蓝色部分是强散射的结果。红色部分是由于散射弱而引起的。因此在白天天空会呈现蓝色。但是，当路径足够长时，甚至散射红光，因此在日落时天空呈现红色。这种现象的名字是雷利散射。按照雷利的散射理论，蓝光比红光被散射的多得多。 在光纤内同样也发生这种散射现象，这存在于所有光纤内，这是因为当制造光纤时玻璃的折射率的极微变化。散射光在每个方向上传播，包括反回到光源。逆向传播的光被称为反向散射。对于同样材料制造的光纤，每单位长度的反向散射量几乎是恒定的，这样可允许布线系统技术员向光纤发射光脉冲，以测量短暂轴线上的反向散射强度，这种技术被称为光时域反射技术(OTDR)。通过使用OTDR，技术员能研究光的特征，例如，传播损耗的分布和故障的位置等。 中继器改进 光放大器能在两个方向放大光，但为了获得稳定的传输，长距离光放大器系统使用确保只在一个方向传播光的称为隔离器的设备，每个放大器有一个隔离器，以便防止出现的任何反向散射经过放大器向回传播。因此，每个中继器结合了用于反向散射的特定回送电路，以允许光在两个方向上传播。在结构上这些回送电路是很简单的，它们只由无源光耦合器组成。 相干波长探测 除放大光信号外，光放大器还产生自发的光发射噪声。随着光经过中继器传播累积每个放大器所产生的噪声，最终变得很大，这就造成很难检测极弱的反向散射信号。此外，反向散射光还受传播损耗影响，当中继器的距离增加时，信号变得更加微弱，检测十分困难。因此反向散射接收器必须有相当高的灵敏度。 为了开发相干电子方法，将光的电磁特性应用于光接收器，原理与外差无线电收音机所使用的方法是相同的。同光强调制直接检测(IMDD)法相比，这种方法具有提高接收器灵敏度的优点。不仅提高了捕捉极端微弱信号时的可选择性，而且还增强了沿短暂轴测量反向散射信号光功率的能力。 测试中所使用的相干OTDR(CODR)设备，其结构相当简单，但依赖于极先进的部件技术。在AT&T贝尔实验室的帮助下，KDD已经构造了一个测试台，用于开发和测试用于跨洋的光放大器系统的新传输方法，这种设施提供9000km(5625英里)的光纤电缆，其长度相当于跨太平洋的电缆。 以前所解释的故障定位方法要求输出和输入线路，因此9000km测试台被用作双向4500km系统。中继器间隔是33km(21英里)，使用136个中继器(272个光放大器)。 故障检测的未来发展趋势 新开发的故障检测技术现在已用于光放大器布线系统。此外它还用于下一代光放大器技术，例如应用在现在KDD R&D实验室开发的极端高速的传输系统。通过对电缆故障位置提供准确信息，新技术提高了电缆系统的可维护性，确保用户放心地依赖于信息高速公路上所提供的服务。 系统测试和故障排除 一旦检测出并确定了电缆故障点，下一步将要进行的布线系统安装后确认活动是系统测试和故障排除。 既然已经知道怎样检测电缆故障，自然会要求进一步学习如何实施较完善的安装后电缆系统测试和使用最新的故障检修技术。协同工作、网络分析和预防性维护在保持布线系统高性能方面起重要作用。 布线系统测试和调谐 为了获得较好的布线系统性能，需要在布线系统管理的每个层次上付出一定的努力，网络骨干必须通过研究安装和维护记录知道他们的布线系统历史，必须通过进行精确测量了解他们的布线系统现状。此外还必须知道如何按照布线标准更改他们的布线系统。 1.协同工作 作为工作分工的一部分，网络骨干必须和其它工作人员协调工作，包括端用户和部门计算机支持人员，乐于让广大布线系统用户了解它们的联网人员为使系统更有效而正在进行的步骤，同时也让用户理解为达到那种目的而出现的必要的偶然中断。但是如果不告诉用户就突然中断布线系统服务是不可接受的。 当警告用户布线系统改进服务时，必须抓紧时间进行更改，整理资料，并测量更改后的结果，这类工作可以让各个岗位上的技术员来完成。 布线系统资料可以通过数据库和电子表来完成，或是将数据映像在图形包内。专门化的布线系统记录保存和图形软件也是可采用的。
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