光缆测试参数和测试方法

光缆布线系统安装完成之后需要对链路传输特性进行测试，其中最主要的几个测试项目是链路的衰减特性、连接器的插入损耗、回波损耗等。下面我们就光缆布线的关键物理参数的测量及网络中的故障排除、维护等方面进行简单的介绍。一、光缆链路的关键物理参数衰减：1、衰减是光在光沿光纤传输过程中光功率的减少。2、对光纤网络总衰减的计算：光纤损耗（LOSS）是指光纤输出端的功率Powerout与发射到光纤时的功率Powerin的比值。3、损耗是同光纤的长度成正比的，所以总衰减不仅表明了光纤损耗本身，还反映了光纤的长度。4、光缆损耗因子（0）：为反映光纤衰减的特性，我们引进光缆损耗因子的概念。5、对衰减进行测量：因为光纤连接到光源和光功率计时不可避免地会引入额外的损耗所以在现场测试时就必须先进行对测试仪的测试参考点的设宜即归零的设置）。对于测试参考点有好几种的方法，主要是根据所测试的链路对象来选用的这些方法，在光缆布线系统中，由于光纤本身的长度通常不长，所以在测试方法上会更加注重连接器和测试跳线上，方法更加重要，关于这一点请参见安恒的布线测试技术文章回波损耗:反射损耗又称为回波损耗，它是指在光纤连接处，后向反射光相对输入光的比率的分贝数，回波损耗愈大愈好，以减少反射光对光源和系统的影响。改进回波损耗的方法是，尽量选用将光纤端面加工成球面或斜球面是改进回波损耗的有效方法。插入损耗：插入损耗是指光纤中的光信号通过活动连接器之后，其输出光功率相对输入光功率的比率的分贝数。插入损耗愈小愈好。插入损耗的测量方法同衰减的测量方法相同。二、光纤网络的测试测量设备1、光纤识别器。它是一个很灵敏的光电探测器。当你将一根光纤弯曲时，有些光会从纤芯中辐射出来。这些光就会被光纤识别器检测到，技术人员根据这些光可以将多芯光缆或是接插板中的单根光纤从其他光纤中标识出来。光纤识别器可以在不影响传输的情况下检测光的状态及方向。为了使这项工作更为简单，通常会在发送端将测试信号调制成270Hz.1000Hz或2000Hz并注入特定的光纤中。大多数的光纤识别器用于工作波长为1310nm或1550nm的单模光纤光缆，最好的光纤识别器是可以利用宏弯技术在线地识别光缆和测试光缆中的传输方向和功率。2、 故障定位器（故障跟踪器）。此设备基于激光二极管可见光（红光）源，当光注入光纤时，若出现光纤断裂、连接器故障、弯曲过度、熔接质量差等类似的故障时，通过发射到光纤的光就可以对光纤的故障进行可视定位。可视故障定位器以连续波（CW）或脉冲的模式发射。典型的频率为1Hz或2Hz，但也可工作在kHz的范围。通常的输出功率为0dBm（1Mw或更少，工作距离为2到5km，并支持所有的通用连接器。3、 光损耗测试设备（又称光万用表或光功率计）为了测量一条光缆链路的损耗，需要在一端发射校准过的稳定光，并在接收端读出输出功率。这两种设备就构成了光损耗测试仪。将光源和功率计合成一套仪器时，常称作光损耗测试仪（也有人称作光万用表）。当我们测量一条链路的损耗时，需要有一个人在发送端操作测试光源而另一个人在接收端用光功率计进行测量，这样也只能得出一个方向上的损耗值。通常，我们需要测量两个方向上的损耗（因为存在有向连接损耗或着说是由于光缆传输损耗的非对称性所致的）。这时，技术人员就必须相互交换设备并再进行另一个方向的测量。可是，当他们相隔十几层楼或是几十千米时该怎么办呢？很明显，如果这两个人每人都有一个光源和一个光功率计，那么他们就可以在两边同时测量了，现在的用于认证测试的高级光缆测试套机是可以实现双向双波长的测试的，如：Fluke的CertiFiber和DSP电缆测试系列的FTA光缆测试包。简而言之，要完成一项光损耗的测量工作，一个校准了的光源和一个标准的光功率计是不可缺少的。更详细的技术资料请参看安恒公司的布线测试仪器分类中的相关产品。万兆以太网及其测试标准TSB-140随着802.3ae10GE万兆以太网标准的正式颁布，以太网迎来了一个新的春天。万兆以太网技术是以太网技术发展中的一个重要标准。它是一种只适用于全双工模式，所以它不需要带有冲突检测的载波侦听多路访问协议（CSMA/CD）。除此之外，万兆以太网与原来的以太网模型完全相同，仍然保留了以太网帧结构，只是通过不同的编码方式或波分复用提供10Gbit/s传输速度。万兆以太网能够使用多种光纤介质，具体表示方法为10Gbase-［介质类型］［编码方案］［波长数］，或更加具体些表示为：10GBase［E/L/S］［R/W/X］［/4］。在光纤介质类型中，S为短波长（850nm），用于多模光纤在短距离（约为35m）传送数据；L为长波长，用于在校园的建筑物之间或大厦的楼层进行数据传输，在使用多模光纤时，传输距离为90m，而当使用单模光纤时可支持10km的传输距离；E为特长波长，用于广域网或城域网中的数据传送，当使用1550nm波长的单模光纤时，传输距离可达40km。在编码方案中，X为局域网物理层中的8B/10B编码，R为局域网物理层中的64B/66B编码，W为广域网物理层中的64B/66B编码（简化的SONET/SDH封装）。最后的波长数可以为4,使用的是宽波分复用（WWDM）。在进行短距离传输时，WWDM要比密集波分复用（DWDM）适宜得多。如果不使用波分复用，则波长数就是l，并且可将其省略。为了解决因现有多模光纤模式带宽过低而造成传输距离过短这一问题，又开发出一种高带宽多模光纤（HDMMF），可以使多模光纤支持的最远传输距离达到300m。为了使光纤链路的测试方法和手段满足日益发展的光纤局域网应用的需求，TIA/EIA委员会于2004年2月正式通过了TSB-140标准。TSB-140包括了诸如：如何使用可视故障定位设备进行连续性和极性测试、如何使用光纤损耗测试包（OLTS）进行插入损耗测试、以及如何使用OTDR进行故障查找等等内容。TSB-140将光纤测试分为两个等级，等级1包括了使用OLTS进行的插入损耗设置，等级2在OLTS损耗测试基础上增加了OTDR测试。结合两个等级的测试方式，施工者可以极全面地认识光缆的安装，网络所有者也有了安装质量的证明。根据TSB-140标准，所有光缆链路都需要进行等级1的测试。等级1测试测试光缆的衰减（插入损耗）、长度以及极性。进行等级1测试时，要使用光缆损耗测试设备（OLTS）测量每条光缆链路的衰减，通过光学测量或借助电缆护套标记计算出光缆长度，使用OLTS或可视故障定位器（VFL）验证光缆极性。等级2测试是可选的，但也是非常重要的。等级二测试包括等级1的测试参数，还包括对每条光纤链路的OTDR曲线。OTDR曲线是一条光纤随长度变化的衰减图形。通过检查路径的不一致性，您可以深入查看链路的详细性能（电缆、连接器或接合处）以及施工质量。OTDR曲线不能替代使用OLTS进行的插入损耗测量，但可用于光缆链路的补充性评估。众所周知，使用OTDR测试出的链路插入损耗与实际的插入损耗没有关系，而实际的插入损耗是只能由OLTS的测试方法来得到（这也是为什么没有一个网络标准使用OTDR的数据来作为系统衰减的参数的原因）。目前，大多数的OTDR产品是不适合用来对光纤布线系统进行测试的，主要的原因是他们难以满足对距离分辨率的要求、以及由于使用另类测