2023年,行业在讨论FTTR,有些家里的光猫已经用上了这个大带宽的设计,行业标准建议增加断点检测功能。
春节前后,武汉下了两场冻雨,很多树枝都被压断了,咱们行业有些光缆是采用架空方式进行的,就开始对架空光缆做断点检测。
这两个断点检测的原理是不一样的。
FTTR建议的是加入有色光源,开会做PPT解读时,人手一个激光笔,就是那个有色激光,利用可见光来进行断点检测。
FTTR是在室内,大多数是明线,如果光纤断裂就会有光漏出来,有些光纤没有断裂,只是很少人会注意弯曲半径的控制,弯曲扭曲也会有光漏出来,肉眼就可以进行识别,简单。
但是,架空光缆不适用肉眼检测的方式,使用的是OTDR光时域反射器来做标定的。已知光的传播速度,和在光纤介质中的传输速度,再测量时间,就能得出长度,入射与反射的路程是x2,通过计算就能知道具体反射值和断点位置关系。
光的传播速度很快,对于精确测试距离有些难度,但也是可以测试的。
也是打光,检测反射光的能量,进行判断。这个光不需要是可见光,通常避开通信业务光波长即可。
大多数利用的是瑞利散射的背向值,和菲涅尔发射值。瑞利也好,菲涅尔也好,就是对光学现象的一个名字定义。在本质上,他们的物理原理并没有区别。
折射率差,导致光的反射,在宏观的角度就叫菲涅尔反射。
在微观角度,就是瑞利散射,光纤是氧化硅的玻璃态分布,里边有氧原子,硅原子,以及一些孔洞。那么也会出现折射率差,只是光的反射界面是杂乱的,就叫“散射”
微观到哪种程度? 一般认为是反射粒子小于十分之一波长,就是瑞利散射了,光纤的通信波段1260-1650nm,一千多纳米的波长。
而硅氧键的长度约0.16nm,不同温度/压力,共价键的长度是会变的。玻璃态的分布,也有三倍环、四倍五倍六倍..环,等效的折射率空间尺寸~0.5nm,远远小于十分之一通信光信号波长
光纤在没有接头、没有断裂、没有扭曲等等,正常状态下的瑞利散射有一个系数,其背向值被检测到后,看到的就是一个损耗曲线。
如果发生断裂,这个断裂面在光波长的视角,就是宏观的菲涅尔反射,会看到反射峰,通过时间反推出断点距离。
还有一些光纤,被冰压住,产生了应力,微观上的玻璃硅氧原子出现重新分布,微观反射的位置出现变化,瑞利散射中的反射系数产生变化,有经验的人也可以判断应力出现的位置。
看OTDR,就像医生看心电图,是通过比对和经验来做的故障识别。