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光纖損耗測(cè)試方法及其注意事項(xiàng)
2016-03-29
1 引言
由于應(yīng)用和用戶對(duì)帶寬需求的進(jìn)一步增加和光纖鏈路對(duì)滿足高帶寬方面的巨大優(yōu)勢(shì)，光纖的使用越來(lái)越多。無(wú)論是布線施工人員，還是網(wǎng)絡(luò)維護(hù)人員，都有必要掌握光纖鏈路測(cè)試的技能。
2004年2月頒布的TIA/ TSB-140測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，旨在說(shuō)明正確的光纖測(cè)試步驟。該標(biāo)準(zhǔn)建議了兩級(jí)測(cè)試，分別為：
Tier 1（一級(jí)），使用光纜損耗測(cè)試設(shè)備（OLTS）來(lái)測(cè)試光纜的損耗和長(zhǎng)度，并依靠OLTS或者可視故障定位儀（VFL）驗(yàn)證極性；
Tier 2（二級(jí)），包括一級(jí)的測(cè)試參數(shù)，還包括對(duì)已安裝的光纜鏈路的OTDR追蹤。
根據(jù)TSB-140標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于一條光纖鏈路來(lái)說(shuō)，一級(jí)測(cè)試主要包括兩個(gè)參數(shù)：長(zhǎng)度和損耗。事實(shí)上，早在標(biāo)準(zhǔn)ANSI/TIA/EIA-526-14A 和ANSI/TIA/EIA-526-7中，已經(jīng)分別對(duì)多模和單模光纖鏈路的損耗測(cè)試，定義了三種測(cè)試方法（長(zhǎng)度的測(cè)量，取決于儀表是否支持，如果儀表支持，在測(cè)試損耗的同時(shí)，長(zhǎng)度同時(shí)也會(huì)測(cè)量）。為了方便，我們分別稱為：方法A、方法B和方法C。TSB－140就是在這基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，與此兼容。
那么這三種方法各有什么特點(diǎn)，怎么操作，應(yīng)該在什么場(chǎng)合下使用呢？這正是本文要闡述的問(wèn)題。另外，光纖鏈路的測(cè)試，不同于雙絞線鏈路的測(cè)試，又有什么地方需要注意或者有什么原則可以遵循呢？這也是本文想與讀者分享的內(nèi)容。
2 如何測(cè)試光纖鏈路損耗
光纖鏈路損耗的測(cè)試，包含兩大步驟：一是設(shè)置參考值（此時(shí)不接被測(cè)鏈路），二是實(shí)際測(cè)試（此時(shí)接被測(cè)鏈路）。
下面我們具體介紹一下標(biāo)準(zhǔn)中定義的三種測(cè)試損耗的方法（以雙向測(cè)試為例）。
2.1 測(cè)試方法A
方法A設(shè)置參考值時(shí)，采用兩條光纖跳線和一個(gè)連接器（考慮一個(gè)方向，如下圖上半部分）。設(shè)置參考值后，將被測(cè)鏈路接進(jìn)來(lái)（如下圖下半部分），進(jìn)行測(cè)試。
我們不難發(fā)現(xiàn)，每個(gè)方向的測(cè)試結(jié)果中包括光纖和一端的連接器的損耗。因此，方法A 是用來(lái)測(cè)試這種光纜鏈路：光纖鏈路一端有連接器，另一端沒有。
2.2 測(cè)試方法B
方法B設(shè)置參考值時(shí)，只使用了一條光纖跳線（考慮一個(gè)方向，如下圖上半部分）。設(shè)置參考值后，將被測(cè)鏈路接進(jìn)來(lái)（如下圖下半部分），進(jìn)行測(cè)試。
這種方法的測(cè)試結(jié)果中，包括光纖鏈路和兩端連接的損耗。因此，方法B是用來(lái)測(cè)試這種光纜鏈路：鏈路兩端都有連接器，其連接器的損耗是整個(gè)損耗的重要部分。這就是室內(nèi)光纜的常見例子。
細(xì)心的讀者不難發(fā)現(xiàn)，從技術(shù)角度講，測(cè)試結(jié)果它還包括了額外的光纖跳線（3－4）的損耗，但是其長(zhǎng)度較短，損耗可以忽略不計(jì)。對(duì)室內(nèi)光纜網(wǎng)絡(luò)，這種方法提供了精確的光纜鏈路測(cè)試，因?yàn)樗斯饫|本身以及電纜兩端的連接器。
2.3 測(cè)試方法C
方法C設(shè)置參考值時(shí)，使用三條光纖和兩個(gè)連接器（單方向，見下圖上半部分），其中兩個(gè)連接器之間的光纖為長(zhǎng)度小于1M的光纖跳線（通常為30M），測(cè)試時(shí)，用被測(cè)光纖鏈路將連接器之間的光纖跳線替換（如下圖下半部分）。
因此，方法C的測(cè)試結(jié)果，僅包含光纖的損耗，不包含兩端連接器的損耗，而短光纖跳線引入的誤差很小，可忽略不計(jì)。
這種方法，由于兩端都不包含連接器的損耗，所以更適合于電信運(yùn)營(yíng)商的光纖鏈路的測(cè)試，因?yàn)殡娦诺墓饫w鏈路通常距離比較長(zhǎng)，光纖鏈路的損耗主要是光纖本身的損耗。而對(duì)于室內(nèi)的應(yīng)用，通常鏈路兩端都會(huì)連接器，所以不建議采用這種方法。當(dāng)然，對(duì)于兩端沒有連接器的光纖鏈路來(lái)說(shuō)，此方法是適用的。
值得一提的是，如果被測(cè)鏈路兩端的連接頭不一樣，只要在設(shè)置參考值時(shí)，選用合適的連接器和相應(yīng)的轉(zhuǎn)接跳線即可。
3 測(cè)試方法的局限性和改進(jìn)
標(biāo)準(zhǔn)中雖然規(guī)定了建議了三種測(cè)試方法。但是值得注意的是，這里有一個(gè)大前提，即：被測(cè)光纖的接頭或連接器和儀表提供的接口必須要一致。除此之外，還有其它一些不盡人意的地方。
以方法B為例，當(dāng)使用方法B 時(shí)，存在以下幾個(gè)不足之處：
當(dāng)參考值設(shè)置完后，進(jìn)行實(shí)際測(cè)試時(shí)，需要將測(cè)試儀一端的連接光纜斷開。千萬(wàn)要記住的是：千萬(wàn)不要斷開光源輸出端。輸出端一旦斷開，原來(lái)設(shè)置的參考值就失效了，必須重新設(shè)置基準(zhǔn)，否則會(huì)嚴(yán)重影響測(cè)試的結(jié)果。不幸的是，人們往往忽視這一點(diǎn)。
即使我們知道要從測(cè)試儀測(cè)試(輸入)端斷開連接電纜，仍然要非常小心，盡量避免接頭處受到污染或檢測(cè)器受到損壞。
為了測(cè)試發(fā)送和接收同在一起的雙工SFP連接器，從輸入端斷開的同時(shí)，源(輸出)端也不得不斷開，因而違反了第一條原則。
使用方法B時(shí)，要求你的測(cè)試儀連接器必須和被測(cè)光纜的連接器相同。
為了克服以上不足，我們介紹一種新的測(cè)試方法，它是方法B的改進(jìn)。改進(jìn)后，它不僅提供了同樣的測(cè)試結(jié)果而且保證了和測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的一致性，同時(shí)克服了以上4點(diǎn)不足。
3.1 改進(jìn)的測(cè)試方法B
方法B的簡(jiǎn)單改進(jìn)使得我們能夠保持原來(lái)的精度(每次測(cè)量都包括光纜以及兩端的接頭，同時(shí)又避免了上述的缺陷。改進(jìn)后的方法B，在設(shè)置參考時(shí)使用兩條連接光纜和一個(gè)連接適配器，與方法A類似，然而，測(cè)試時(shí)的連接方式與方法A不同。
以測(cè)試兩端都是MT-RJ連接器的一對(duì)光纖為例（儀表提供的接口為SC）。設(shè)置基準(zhǔn)時(shí)，如下圖所示。使用了一個(gè)雙工MT-RJ連接器和四根SC——MT-RJ的短跳線。
測(cè)試時(shí)，斷開連接器的一端，接入被測(cè)光纖，同時(shí)引入了額外的一對(duì)短測(cè)試跳線（MT-RJ——MT-RJ，通常30cm或更短），如下圖所示。
容易看出，這樣測(cè)試的結(jié)果和方法B測(cè)得的結(jié)果一樣，測(cè)試結(jié)果包括光纜和兩端連接器的損耗（MT-RJ——MT-RJ短測(cè)試跳線的損耗忽略不計(jì)）。
與測(cè)試方法B的一致性
改進(jìn)的方法B和原來(lái)的方法B相比，有以下幾點(diǎn)好處，并且保持了測(cè)試結(jié)果的一致性：
改進(jìn)的方法B所得到的損耗測(cè)量結(jié)果和ANSI/TIA/EIA-526-14A中的方法B是一致的。根據(jù)方法B，可以正確地測(cè)量鏈路的損耗，測(cè)試時(shí)的鏈路比設(shè)置基準(zhǔn)時(shí)的鏈路多出兩個(gè)適配器。使用這種方法測(cè)量的損耗是鏈路中光纜以及鏈路兩端連接器的損耗之和。
改進(jìn)方法B，讓我們可以方便測(cè)試不同接口類型的鏈路，而不受儀表本身接口的限制。而且改進(jìn)的方法B，使得不需要在測(cè)試儀器接口處斷開光纖，從而減少了由于重復(fù)插拔所導(dǎo)致的污染誤差和對(duì)測(cè)試儀器的光接口的磨損。
解決了測(cè)試帶有SFP雙工連接器的光纖鏈路的復(fù)雜問(wèn)題。
3.2 測(cè)試方法變通
事實(shí)上，實(shí)際的被測(cè)鏈路千差萬(wàn)別。上面介紹的測(cè)試方法，在有些情況下，就沒法進(jìn)行了。比如：要測(cè)試一條兩端連接器類型不同的鏈路（如：一端帶LC 連接器，另一端為MT-RJ連接器），就無(wú)法實(shí)現(xiàn)了。這時(shí)怎么辦呢，其實(shí)只要稍做變通就可以了。
現(xiàn)在以測(cè)試一對(duì)“一端是LC 連接器，另一端為MT-RJ連接器”的光纖鏈路為例（儀表提供的接口為SC），加以說(shuō)明。
這種鏈路用以上的方法都無(wú)法直接測(cè)試。于是我們要將這種鏈路稍加變通，讓它變成可以用上述方法測(cè)試的鏈路。最直接的方法就是兩端分別加上短跳線，從而變成方法C適用的鏈路。這里，我們?cè)谝欢思由螸C——SC的跳線，另一端加上MT-RJ——SC的跳線，變通之后，問(wèn)題就變成測(cè)試一對(duì)SC——SC的鏈路，顯然可以用方法C來(lái)測(cè)試。
于是，設(shè)置參考值時(shí)，其連接方式如下圖上半部分，這是典型的方法C設(shè)置基準(zhǔn)的方式。而測(cè)試時(shí)，只要將變通后的鏈路當(dāng)成一個(gè)整體，按照方法C的步驟將被測(cè)鏈路接入進(jìn)來(lái)即可。
注意到，測(cè)試結(jié)果中，除了原來(lái)的被測(cè)鏈路之外，還包括了兩端增加的短跳線的損耗，由于短跳線的損耗很小，可以忽略不計(jì)。
其實(shí)，通過(guò)這種變通的方法，我們可以解決絕大多數(shù)光纖鏈路，是一種非常實(shí)用的方法。思路都是一樣的，那就是通過(guò)增加短跳線來(lái)轉(zhuǎn)化成方法C的測(cè)試問(wèn)題。
細(xì)心的讀者難免會(huì)問(wèn)，為什么要兩端都加跳線呢，只在一端加跳線行不行。回答是肯定的。比如，我們可以LC連接器一端，增加LC——MT-RJ跳線，因而就變成測(cè)試這樣一條鏈路：一端是MT-RJ連接器，另一端是MT-RJ接頭。顯然我們可以用方法A來(lái)測(cè)試。測(cè)試結(jié)果和原來(lái)的鏈路有一根短跳線的誤差，可以忽略不計(jì)。
歸納起來(lái)，不論對(duì)于什么類型的鏈路，我們都可以通過(guò)增加跳線的方式，將其轉(zhuǎn)化成方法A或方法C來(lái)進(jìn)行測(cè)試。至于增加什么樣的跳線，有一個(gè)原則要注意，那就是：增加短跳線后，兩端的接頭或連接器要一致，而且盡可能在一端加跳線，而不是兩端都加。
另外，要特別提醒的是，只能增加跳線，而不能增加連接器來(lái)轉(zhuǎn)化問(wèn)題，因?yàn)檫B接器引入的損耗太大，不能忽略不計(jì)。
3.3 測(cè)試方法的選擇
光纖鏈路的測(cè)試方法我們介紹了好幾種，步驟都是一樣的，即先設(shè)置參考值，再測(cè)試。不同的方法，要選擇合適的連接方式設(shè)置參考值，并且確保設(shè)置參考值后，能方便地將被測(cè)鏈路加進(jìn)來(lái)，測(cè)試出準(zhǔn)確的損耗。為了便于選擇，本人編制了下表，供參考。
總而言之，當(dāng)我們要測(cè)試一條光纖鏈路時(shí)，要考慮的三個(gè)因素是：
兩端連接器的個(gè)數(shù)
連接類型是否相同
連接類型是否與儀表的接口匹配。
根據(jù)這個(gè)三個(gè)因素，參照上表，即可選擇合適的測(cè)試方法。
4 注意事項(xiàng)
相對(duì)于雙絞線的測(cè)試，光纖鏈路的測(cè)試更為復(fù)雜一些。除了要熟悉上述的測(cè)試方法外，還要注意以下事項(xiàng)：
首先，對(duì)于不同的光纖鏈路，單模或多模，相應(yīng)地，要選用單模或多模儀表。
測(cè)試時(shí)，所選擇的光源和波長(zhǎng)，最好要與實(shí)際使用中的光源和波長(zhǎng)一致，否則測(cè)試結(jié)果就會(huì)失去參考價(jià)值。
設(shè)置好參考值后，千萬(wàn)注意不要在儀表光源的輸出口斷開，一旦斷開，要求重要設(shè)置基準(zhǔn)，否則測(cè)試結(jié)果可能不準(zhǔn)確，甚至出現(xiàn)負(fù)值。
光源需要預(yù)熱十分鐘左右才能穩(wěn)定，設(shè)置參考值要在光源穩(wěn)定后才能進(jìn)行。如果環(huán)境變化較大，如：從室內(nèi)到室外，溫度變化大，要重要設(shè)置參考值。
光纖端接面要保持清潔，尤其是與儀表接口連接時(shí)，最好先清潔一下。有條件的用戶，可以配備光纖端接面檢測(cè)儀和清潔工具，確保端接面的清潔。
5 總結(jié)
本文首先較為詳細(xì)、全面地介紹了光纖鏈路損耗（包括長(zhǎng)度）的測(cè)試方法，然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了歸納，方便讀者在實(shí)踐中選擇合適的測(cè)試方法，最后列出光纖測(cè)試中應(yīng)該注意的事項(xiàng)。希望對(duì)光纜鏈路測(cè)試或維護(hù)人員，尤其是入門者有所幫助。
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