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发布日期: 2012年8月21日

使用 APC 连接器实现 OTDR/iOLM 长期性能最大化

使用 APC 连接器实现 OTDR/iOLM 长期性能最大化

5/27/2011

优化 OTDR 和 iOLM 软件应用程序的性能,应从光路的低反射强度开始考虑。因为较高的反射强度可能会拉长盲区。在测试 FTTx 网络时,反射强度对性能的影响更为显著,因为分光器会造成较大损耗。与 UPC 连接器相反,APC 连接器通常维持较低的反射强度,即使在脏污或磨损的情况下依然如此,从而确保最优的测试性能。

OTDR 设计用于处理网络上的高反射强度问题;但是,如果 OTDR 连接器上始终存在高反射强度,那么所有测试的性能都会受到影响,即使仅在 APC 的链路上也不例外。

反射强度对衰减盲区的影响

衰减盲区是一种规格指标,表示在反射点之后,OTDR 信号的光纤背向散射强度返回至低于 0.5 dB 的差值所需的距离。接收器电子器件和光电探测器都会导致在反射后出现恢复区。

在各厂商的 OTDR 规格指标中,衰减盲区的性能通常会被优越的反射条件而掩盖(–45 dB、–55 dB 甚至 –65 dB,具体取决于 OTDR 制造商)。众所周知,反射强度水平会直接影响 OTDR 盲区,随着反射强度的升高,盲区会变得更长。这是因为连接器反射强度可能比 OTDR 测得的背向散射信号强度高出很多数量级。

好的 UPC 连接器反射强度为 –55 dB,产生的信号峰值可能比 5 ns 脉冲的光纤背向散射(在 1550 nm 下约为 –75 dB)高 100 倍。不好的 UPC 连接器(反射强度通常为 –45 至 –25 dB)产生的信号峰值可能比光纤背向散射高 1000 至 100 000 倍。由于反射强度对背向散射的比值范围如此之大,因此显而易见的是,衰减盲区高度依赖于连接器反射强度。

反射强度为 –45 dB 和 –25 dB 的典型 OTDR 曲线

图 1. 反射强度为 –45 dB 和 –25 dB 的典型 OTDR 曲线:反射强度为 –25 dB 时衰减盲区出现显著增长。

反射强度对 PON 盲区的影响

PON 盲区的定义与衰减盲区非常相似,不同的是 PON 适用于具有显著损耗值的事件(而衰减盲区通常适用于损耗可忽略的事件)。与衰减盲区类似,PON 盲区定义为 OTDR 信号的背向散射强度达到低于 0.5 dB 所需的距离。

我们以 1:32 分光器为例。此类分光器的正常损耗大约为 16 dB。假设使用 50 ns 脉冲来测试分光器,分光器之前的背向散射强度为 –65 dB,分光器之后为 –97 dB(因为 OTDR 测试信号在分光器中来回传输,所以在经过分光器之后,背向散射强度比之前低 32 dB)。–45 dB 的反射强度比经过分光器之后的背向散射强度高出 2 000 000 倍,该数值非常大。OTDR 检测器要在 –45 dB 的反射强度之后“恢复”至背向散射强度,需要很长时间。显然,在反射强度高于 –45 dB 的情况下结果更糟。

连接器和分光器上反射强度为 –45 dB
图 2. 顶部:连接器和分光器上反射强度为 –45 dB 时的典型 OTDR 曲线。在经过分光器之后盲区出现显著增加。底部:不同反射强度(–65 dB、–45 dB、–25 dB)的 PON 盲区。

连接器反射强度:APC 与 UPC 对比

如我们所见,当损耗较大的分光器之前的反射强度高时,PON 盲区会显著增大。清洁的全新 UPC 连接器的反射强度水平较佳(通常低于 –55 dB)。但是,只要这些连接器磨损或者只是清洁不当,便可能造成反射强度显著升高。例如,脏污的连接器的反射强度可能比清洁的时候高出 1000 倍。

相反,APC 连接器具有内置斜面插针,本质上具备非常稳定的反射强度。即使磨损或脏污,仍然能够保持较佳的反射强度水平(通常优于 –50 dB)。

UPC 和 APC 连接器的典型反射强度范围
图 3. UPC 和 APC 连接器的典型反射强度范围。红色虚线:磨损或脏污的连接器的范围。

反射强度对测量的影响

当 OTDR 和分光器之间的链路上的反射强度较高时,PON 盲区会更长。更长的 PON 盲区会限制对靠近分光器的事件元素的区分能力。在下面的范例中,三个事件(标记为 1、2 和 3)在反射强度较高时会被合并在一起。

 带有和不带不良连接器的 FTTx 网络的典型 OTDR 曲线
图 4. 带有和不带不良连接器的 FTTx 网络的典型 OTDR 曲线。不良连接器会导致反射强度较高,延长 PON 恢复区并降低 OTDR/iOLM 正确检测所有事件的能力。

降低拥有成本

测试仪器上出现磨损或脏污的连接器是绝不可取的。UPC 和 APC 连接器在磨损或脏污的情况下都会产生额外损耗。这种额外损耗会迫使 OTDR 用户选择更大的脉冲来测试网络。如果额外损耗为 1 或 2 dB,则仍然可能运行 OTDR 并获得较佳的结果。但是,反射强度就另当别论了。
测试 FTTx 网络时,避免任何不必要的反射十分重要。带有损坏的 UPC 连接器的 OTDR 对于测试较短的 FTTx 网络几乎无效。另一方面,轻微受损的 APC 连接器(例如,造成的额外损耗为 1 或 2 dB 的损坏)仍然能够工作,因为反射强度仍然会保持在 –50 dB 范围内。

总而言之,带有 APC 连接器的 OTDR 能实现连续测量和稳定测试,维修(更换连接器)频率更低。此外,使用 UPC 连接器的网络可以轻松地使用混合测试跳线进行测试(OTDR/iOLM 端使用 APC,网络端使用 UPC)。因此,EXFO 强烈推荐对 OTDR 使用 APC 连接器,使其成为 iOLM 应用的必备设备。