基于布里渊散射技术，VIAVI 公司的 B-OTDR 模块可使用一芯光纤，同时测量光缆沿线的温度和应力，并可以将温度和应力做解耦分析，同屏显示。

B-OTDR 模块可以安装在便携式平台 （MTS-8000）中进行光缆开通和例行审核，也可以安装在机架式平台（OTU-8000）中，通过部署广泛的光纤监控系统 ONMSi 进行长期监控。

主要优势

• 只需一根光纤即可同时测量温度和应变，真正解决了温度与应力的交叉敏感问题。
• 单端测试解决方案，适合复杂的现网应用。
• 长距离应用，现网应用覆盖距离100公里以上。
• 便携式和机架式两种应用平台。
• 便携式：紧凑、模块化、轻便、电池供电。 
• 机架式：与 VIAVI 光纤监测解决方案（ONMSi） 完全兼容。

主要特性

• BOTDR 解决方案（布里渊 OTDR）
• 温度和应变阈值监测
• 温度和应变解耦并可同时分别展现
• 内置光开关，支持多端口测量
• 低功耗 – 机架式模块
• 电池供电 – 便携式版本
• 与其他产品轻松连接（蓝牙、WiFi 以及使用 Smart Access Anywhere（SAA）进行远程控制操作）

普通B-OTDR测试的数据。没有解决温度及应力交叉敏感问题，不能解耦出温度及应力

VIAVI方案，解析应力与温度并分别呈现

一、电力电缆监测/主要应用场景

VIAVI B-OTDR测试

• 应力及温度风险点检测和定位
• OPGW光缆健康监测及光缆寿命预测
• 覆冰及融冰监控
• 火灾监测

客户需求：

高压输电网络的特点是长距离，大跨度，途径的自然环境多种多样。在高湿高寒的恶劣环境中，输电线非常容易发生覆冰舞动事故，由于覆冰形成的规则的非圆断面的缆线在风的激励下形成谐振，造成低频，大幅度的机械振动，会使导线、杆塔、绝缘子和金具等受到不平衡冲击而疲劳损伤。

现有监控系统的问题：

现有方案一 

利用基于瑞利散射的普通型OTDR ，监测线路的衰减变化，来推测覆冰及融冰情况。基于光缆全程总损耗、平均衰耗、接头点衰耗、光衰一致性及该光缆的所有告警信息点与融冰前的数据对比评估分析，两接续盒之间光缆、各设计覆冰厚度区段沿光纤距离与杆塔编号空间分布的光纤平均衰耗参数与本次融冰前的数据对比分析，导出本次融冰报告。

问题：

1、很多情况下，OPGW的覆冰，并不会对光缆线路的衰减产生影响。并不能反应现网的真实情况；
2、时效性差，当光缆线路产生衰减时，说明光缆已经产生了很大影响，对现网的帮助不大干扰因素较多；
3、现网适应性差，不同线路，不同场景很难复制使用一套系统，需要现场多次融冰后根据测得的融冰过程的光纤总衰耗、平均衰耗、光纤事件点衰耗、光衰一致性等参数自动调整关系模型参数，以适应光纤因融冰造成永久性参数变化而影响的光纤温度与光纤衰耗关系；
4、不能测试出光缆温度及应力。

现有方案二 

利用 P-OTDR 或者基于相位敏感光时域反射技术（即Φ-OTDR），相位光时域反射仪监测到输电线路在未覆冰和覆冰时架空线的固有振动频率；计算与数据处理单元根据未覆冰时架空线的固有振动频率，计算架空线未覆冰水平应力；计算与数据处理单元分别获得架空线覆冰情况下单位长度质量与水平应力的关系以及单位长度质量与覆冰厚度的关系，结合输电线路材料参数、地理信息参数、单位长度质量与覆冰厚度的关系以及架空线状态方程，以架空线覆冰厚度为未知量，计算与数据处理单元采用牛顿迭代法计算获得架空线的等值覆冰厚度。

问题：

1、现网适应能力差，受到自然影响巨大，如风，雪等影响；
2、不能测试出OPGW光缆的应力问题 ；
3、误报率极高。

唯亚威的B-OTDR方案的优势

光纤复合架空地线（OPGW）故障频发的原因与光缆局部受到的应力有直接关系，为了实现对OPGW光缆的在线应变监测，搭建了长距离布里渊光时域反射(BOTDR)系统，并对重覆冰区域OPGW进行了温度及应变检测和分析。

通过对同一段光缆的对比测量，结果表明：BOTDR 系统具有更长的测量距离、更高的空间分辨率与更高的测量精度，能准确辨别引下线并识别零应变参考点，可以实现温度和应变信息的准确分离。使用 BOTDR 系统从光缆两端分别测量以覆盖全部光缆。同时，BOTDR 系统展现出单端测量的优势，在断纤故障发生时，BOTDR 系统可不影响断点之前的线路测量。

在同一条 OPGW 光缆线路上通过多维度的对比，分析了 B-OTDR 技术在 OPGW 光缆监测中的优势明显，为分布式光纤传感技术在电力系统中的应用提供有力保障。

特点：

• 直接测试出光缆的温度及应力，空间分辨率可达1米；
• 支持单端测试，长距离可达120公里；
• 支持温度及应力的解耦方案，对于覆冰监测尤为重要；
• 具有便携式仪表方案，支持线路巡检。

可以做到主动运维(PNM)，即防患于未然，而不是亡羊补牢。VIAVI ONMSI光缆监控可以帮助客户的网络做到主动运维PNM。使用光缆监控发现故障点，用光缆传感监测出故障原因及风险。

客户案例：欧洲塞尔维亚电力公司 

基于一根光缆，总共测试了6个晚上的数据。基于60kM公里的架空OPGW光缆：

二、通信电缆健康及老化监测/主要应用场景

VIAVI B-OTDR测试

• 直埋光缆监测
• 架空光缆监测
• 按照 IEC-60794-3-20:2016 开通光缆进行应变测量

主要应力场景：

确保光纤不超过最大允许张力（MAT）可保护光缆寿命 

在电信光缆部署过程中，所涉及的所有步骤都必须保证光缆沿线的应力不超过光缆的最大允许张力 (MAT)，否则光缆将受到损坏，并可能出现性能不良或断裂情况。

以下因素会对光缆保持在 MAT 公差范围内的能力产生影响：光缆的选择应适应给定的环境、光缆质量、部署过程，以及用于将光缆连接到线杆上或将光缆敷设到管道或地下的设备。

IEC 60794-3-20规定，在最大允许张力下，光缆应能保护光纤不受任何大于 0.2%（或者，对于在海底光缆等级下经过验证的光纤，为0.34%）的伸长的影响。

在网络上发现超过 0.2% 的应力时，则已经清楚地表明线路上存在机械问题。最可能的原因是光缆承受的负荷超过了其最大允许张力（MAT)。

强烈建议定期进行测量，以避免由于多条光缆断裂/维修而导致意外中断或故障、极恶劣天气条件下造成的老化影响，以及由于人类活动或地面移动而造成的区域损坏。有关更多信息，另请参见ITU-T Rec G.Sup59，ITU-T Rec L.25。

只有使用布里渊 OTDR 进行应力测量，才能了解光纤目前的健康状况；传统的瑞利 OTDR 测量（单/双波长）在这种情况下不能提供有用的信息，如下面的例子所示。

缩放在 15 千米处的熔接点位置的 OTDR 测量  

光纤沿线 15、21、24 和 27.5 千米处的应力，
缩放显示 15 千米处的应力峰值。
这使技术人员可以看到哪些部分存在风险并应予更换。

进行布里渊测量可发现光缆沿线的明显应力区域。这种光纤甚至可以抵抗 0.7％ 的伸长，但这种情况无法持续太久。此链路上有总长 58 米的光纤超过 0.2% 的伸长率。光缆中的所有光纤都承受相同的应力条件。

为了评估风险，应该将这个距离乘以光缆中包含的光纤数量。您可以通过查看此链路上突发修复的成本、评估可能受到影响的所有客户，或者假设在停机期间可能发生的 SLA 损失，来衡量应用 B-OTDR 的投资回报。

在光缆制造阶段对光纤的处理不当，以及对光缆的操作不当，都会增加产生裂纹的概率，而湿度的存在进一步增大了光纤裂纹断裂的概率。

当光纤承受一定的应力时，所能安全使用的寿命会有所改变，上图是针对普通单模通信光缆应力与寿命关系的曲线。

评估温度以防止光纤损坏和延长光缆寿命

此外，在城市区域，光缆会共享或使用现有的基础设施。在某些情况下，地铁光缆与现有管道（蒸汽输送管、电力电缆管道等）相邻。布里渊 OTDR 测量可以检测和突出显示可能危及光缆寿命的问题。

如上图示例中所示，15 米以上的光缆温度大于 90℃， 超出了光缆的标准使用环境。这会大大缩短光缆的寿命。由于布里渊频移对应力和温度的双重敏感性，常规的 BOTDR 无法确定以下轨线上的事件是由于 90℃ 的热点还是 0.2% 的伸长引起的，但是 VIAVI DTSS B-OTDR 具有独特的识别能力。

典型案例一

三个主要的应力时间，但没有与传统的OTDR对应的衰减时间 

应用场景：中断前预防性监控

随着时间的增加，光纤的抗应力能力会变差，一旦达到临界值会造成中断，影响业务；预防性检查很有必要性，特别是针对建设阶段快速发展的网络。

典型案例二（应力异常）

同一条光缆，通过B-OTDR，发现有3个主要应变时间有非常高的风险

结论

使用 DTSS 布里渊 OTDR 可视性可以识别造成光纤使用寿命缩短的威胁

VIAVI 布里渊 OTDR 提供了对您的光网络健康状况和您的程序影响的真正洞察。通过确定薄弱环节和有温度损坏风险的位置，您可以预测未来有很大概率发生中断的位置，并在客户遭受损失之前优先进行维护。

通过在安装前和安装过程中测试应力，您可以快速消除安装新光缆时性能不佳、过度影响光预算或容易损坏的情况。确定有温度损坏风险的位置，以制定减缓计划或预防性维护计划。

应力超过0.2%很难觉察，普通OTDR并不能够测试出任何光缆的插损变化，但是会对光缆产生永久损伤。

光缆健康受损的原因总结如下：

• 特别是在光缆的施工及维修的过程中违规操作
• 光缆本身质量问题
• 使用错误的光缆 (并不符合使用环境要求)
• 错误的设计 (如错误的塔之间的距离)
• 错误的安装流程及过程 
• 意外老化 (雷击, 污染, 紫外线，人为损伤, 施工损伤, 自然灾害…)

降低这些风险可以节省数万元的材料和劳动力成本，防止由于服务影响故障而导致的服务收入损失，并保持良好基础设施和服务的良好声誉。

三、管道监测/主要应用场景

VIAVI B-OTDR测试

• 泄漏检测
• 地层移动监测
• 疲劳检测 

客户需求

油气管道距离长、且多埋藏于地下，地质环境复杂；并且在用油气管道中有相当部分服役时间超过 20 年，东部部分管网甚至超过 30 年，已步入事故高发期。

油气管道长期服役后会因腐蚀、地形沉降、管材及施工质量、机械施工及人为破坏等原因发生失效事故，特别是近些年因恶意打孔盗油（气）和非法施工造成的管道安全事故常有发生。由于油气管道都是高压运行，输送介质易燃、易爆并具有毒性，一旦发生事故极易造成重大经济损失、人员伤亡和环境污染，因此油气管道的安全在线监测尤显重要。

管道传输的距离长，冷热变形量大，在长期运行过程中，容易受到地质沉降，滑坡，冻胀融沉等引起变形，需要对管道进行变形监测。

VIAVI 管道监控及传感方案的特点

管道的运行监控最直接的物理量应该温度和应力。

特点

• 直接测试出光缆的温度及应力，空间分辨率可达1米，从而给出泄漏的具体信息。
• 支持单端测试，长距离可达100公里
• 支持温度及应力的解耦方案，真正解决了布里渊传感的温度与应力的交叉敏感问题，对于管道的全天候监测尤为重要。
• 具有便携式仪表方案，支持线路巡检，测试应力变化，从而测试管道的沉降。

可以做到主动运维(PNM)，即防患于未然，而不是亡羊补牢。

VIAVI ONMSI光缆监控可以帮助客户的网络做到主动运维PNM。使用光缆监控发现故障点，用光缆传感监测出故障原因及风险。

主要应用：管道周边地质沉降在线监测

影响管道安全运行的地质灾害主要有：

1. 地壳内部运动导致的地质灾害，包括地震、地面塌陷、沉降、地裂缝、断裂灾害等；
2. 外部环境导致的地质灾害，包括滑坡、泥石流与洪水冲蚀、沙埋和风蚀灾害；
3. 特殊土体所导致的地质灾害，多为湿陷性黄土、膨胀土、盐渍土、多年冻土发生变形引起的灾害等。

上述地质灾害对管道的影响主要体现在管道周边环境的变化，使得挤压力、弯曲力、剪切力等复杂的交变应力作用于管道上，从而导致管道出现异常的形变，最终损坏管道或者降低管道服役寿命。

通过管道外壁固定传感光缆或者管道同沟直埋通信光缆，利用 B-OTDR可以获得管道沿线光纤应变分布，进而推算出管道形变或者周边土层应变分布变化信息，提前预警安全隐患。

VIAVI 管道监控的优势

• 真正商业化，工业仪表级别的B-OTDR解决方案  
• 分布式测试出光缆的温度及应力，空间分辨率可达1米
• 支持单端测试，长距离可达100公里
• 支持温度及应力的解耦方案，对于管道的综合监测尤为重要。
• 具有便携式仪表方案，支持线路巡检
• IEC 标准的推动者及主要贡献者

四、建筑健康监测 / 主要应用场景

VIAVI B-OTDR测试

• 裂纹检测
• 基础设施管理和设计
• 高铁，公路，水坝、堤坝、隧道、桥梁温度及沉降监测