关于EOTDR技术的实际应用分析

谢育国

中国铁建电气化局集团有限公司北京100043

摘要：随着光传输网络容量的爆发式增长，干线网络和线路光纤维护复杂化。本文探索现代通信网络维护中光缆在线监测功能的应用特征和场景，旨在提高维护效率，解决网络安全隐患。

关键词：光缆维护；光传输网络；EOTDR技术

随着光传输网络容量的爆发式增长，干线网络复杂化，线路光纤维护处于盲区，传统仪表维护很难发挥维护工具功能，EOTDR（EmbeddedOpticalTimeDomainReflectometer）技术应用具有重要价值。

1.EOTDR应用背景

近年来，湖北移动光传输网络的爆发式增长和网络复杂化，导致网络的运营维护面临巨大的压力。从整个光传送网络的维护角度看，设备端的维护方式一直按照技术实现和维护需求平稳发展，各种维护手段和工具大量应用在网络的维护中，唯独光传送网络的线路光纤在目前的维护过程中属于盲区。光纤线路维护使用的OTDR仪表，在光传送网络建设前期作为线路检测工具被大量应用，用以检测线路光纤质量。但在网络建设完成后，却很难再发挥维护工具的功能。另外采用OTDR仪表方式，OTDR仪表系统与网管相互独立，因此无法实现光缆性能和设备维护的有机结合，导致维护流程繁琐，人工维护效率低，维护成本高。

目前光纤维护的挑战包括：光纤质量无监控：网络建设完成后，OTN网络中无实时在线监控光纤质量的功能。光纤劣化无预警：现网问题几乎是光纤问题，根据湖北移动故障数据分析，断纤和光纤质量劣化故障超过总故障的80%，光纤性能直接影响网络性能，而网络性能无预警。光纤故障无法定位：断纤、光纤衰耗异常、接头异常等故障定位时，需要携带OTDR仪表到现场测试,成本高、耗时；熔纤后，熔纤质量难以及时验证。为解决以上问题，优化光缆维护和巡检的方法，光纤运维管理需要一种和光传输设备集成、网管可远程管理、实时在线、业务无损、低成本的OTDR解决方案。

2.EOTDR技术特征

OTDR(OpticalTimeDomainReflectometer)，光时域反射仪，是利用光在光纤中传输时的瑞利背向散射和菲涅尔反射(见图1)所产生的反射光而制成的精密光电一体化仪表，它被广泛应用于光缆线路的维护、施工之中，可进行光纤长度、传输衰减、接头衰减、断点和故障定位等测量，是光纤通信工程领域最常用的仪表之一。

OTDR基本原理：通过分析瑞利散射和菲涅尔反射光，测量出因散射、吸收等原因产生的光纤传输损耗和各种结构缺陷引起的结构性损耗，当光纤某一点的特性发生变化时，该点的散射/反射特性将发生变化，因此通过显示损耗与光纤长度的对应关系来检测外界信号分布于光纤上的信息，从而分析出光纤的特征信息。EOTDR将OTDR功能集成在设备上，与网管无缝集成，使用简单方便，其特征有：监控信道板自带OTDR功能，OTDR使用监控波道，OTDR检测无插损，不影响主光路，支持在线检测（OTDR检测不影响业务）。

3.EOTDR功能部署

为有效解决集中故障管理和光缆层面问题，湖北移动公司采用华为eOTDR集成解决方案打造高效运维，在武汉、襄阳、十堰、荆州、荆门、仙桃、潜江、天门进行eOTDR试点，同时省干三平面全量部署eOTDR功能。

3.1EOTDR实现方式

OTDR用于OTN系统中光传送段层（OTSn）的光纤质量监测，集成OTDR应部署在OTN光网元（ONE）内，即探测光的接入点应在光网元（ONE）的MPI-SM，SM，MRI-RM或RM节点内部。本应用为OTDR与OSC同波长，OTDR利用接入监控信道（OSC）的滤波器接入集成OTDR探测光，集成OTDR探测光与监控信道（OSC）共用光源，即OTDR接入参考点在OSC光模块内部。部署集成OTDR的OTN光网元包括OTM、OLA、OADM、ROADM、OEQ、REG等连接OTS段光纤网元类型（参看图2）。

3.2应用步骤

应用步骤包含设备/网管软件升级、单板安装和替换、光层配置改造、网管配置和测试。

3.3在线测试方法（参看图3.4.5.6.7）

3.4探测结果解析

a.正常曲线：A为盲区，B为测试末端反射峰。测试曲线为倾斜的，随着距离的增加，总损耗越来越大。总损耗（dB）除以总距离（km）就是该段光纤的平均损耗（dB/km），这个值也可以在事件上报栏直接看到（图8）。b.异常曲线：如下图示例襄阳云计算往太平镇方向FD测试结果，通过曲线可知光缆长度53.6km，线路上有个别融纤点，整理光缆质量基本正常（图9）。

4.EOTDR应用分析：

EOTDR可以在多个场景进行应用，目前通过分析和探索，应用的场景有：工程开局测试、维护断点测试对比、在线光纤质量检查。

4.1工程开局测试场景

应用案例1：襄阳张湾和云计算之间，通过eOTDR测试时发现张湾往云计算测试正常，而云计算发往张湾方向OTDR无法打出，怀疑是云计算内部光纤ST2发口加有固衰或端面脏/没接好，安排上站排查后发现ST2板TM口加有固衰，去掉固衰后测试正常（图10）。应用案例2：荆州沙洋丽城名邸至荆门东宝移动方向，距离沙洋约3.8公里处跳纤点有较大反射和衰耗，单点衰耗达到6dB，怀疑跳纤或融纤异常，安排施工队上站对光缆修复后恢复正常（图11）。

4.2维护断点测试

应用案例1：某日，荆州公安至松滋光缆中断，从松滋二枢纽进行Eotdr测试，探测断纤点距离松滋为55.732公里。与仪表测试结果相符，但比仪表测试节省时间2个小时。

4.3在线光纤质量检测

应用案例1：通过在线eOTDR测试可以实现主动预防，提前发现隐患问题并解决，某日，通过在线监测发现公安至松滋15KM衰耗较大。通过网管对该段落的光功率进行测算：公安发松滋为14.1dbm、松滋收公安为-19.2dbm，全程衰耗33.3dbm，结合光缆距离，计算光纤衰耗系数为0.353，超过正常值0.25的水平。经过整改后，光缆隐患问题解决。

5.EOTDR应用亮点

工程开局阶段，光路连通后通过FD功能，无需人员上站即可测量各段光纤情况，记录光纤参数，及时发现光纤损耗问题。在线监控光纤质量，支持周期自动轮询，可自定义提前发现光链路故障和质量劣化，预防故障，长期监控报告对比分析发现长周期的光纤质量劣化。光纤故障快速定位，精准定位故障点，故障效率可提升50%以上。

6.结语

实践证明，充分利用EOTDR功能，可以极大提高光缆维护效率，解决传统光缆维护流程繁琐、故障定位效率低、无法实时了解光缆参数变化、维护成本居高不下等痛点。

【作者简介】谢育国（1968.01-）男，汉族，本科学历，湖北省潜江市人，中国铁建电气化局集团有限公司工作，主要研究方向：通信工程。