光纖損耗測試方法及其注意事項
2016-03-29
1 引言
由于應(yīng)用和用戶對帶寬需求的進一步增加和光纖鏈路對滿足高帶寬方面的巨大優(yōu)勢，光纖的使用越來越多。無論是布線施工人員，還是網(wǎng)絡(luò)維護人員，都有必要掌握光纖鏈路測試的技能。
2004年2月頒布的TIA/ TSB-140測試標準，旨在說明正確的光纖測試步驟。該標準建議了兩級測試，分別為：
Tier 1（一級），使用光纜損耗測試設(shè)備（OLTS）來測試光纜的損耗和長度，并依靠OLTS或者可視故障定位儀（VFL）驗證極性；
Tier 2（二級），包括一級的測試參數(shù)，還包括對已安裝的光纜鏈路的OTDR追蹤。
根據(jù)TSB-140標準，對于一條光纖鏈路來說，一級測試主要包括兩個參數(shù)：長度和損耗。事實上，早在標準ANSI/TIA/EIA-526-14A 和ANSI/TIA/EIA-526-7中，已經(jīng)分別對多模和單模光纖鏈路的損耗測試，定義了三種測試方法（長度的測量，取決于儀表是否支持，如果儀表支持，在測試損耗的同時，長度同時也會測量）。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，與此兼容。
那么這三種方法各有什么特點，怎么操作，應(yīng)該在什么場合下使用呢？這正是本文要闡述的問題。另外，光纖鏈路的測試，不同于雙絞線鏈路的測試，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 如何測試光纖鏈路損耗
光纖鏈路損耗的測試，包含兩大步驟：一是設(shè)置參考值（此時不接被測鏈路），二是實際測試（此時接被測鏈路）。
下面我們具體介紹一下標準中定義的三種測試損耗的方法（以雙向測試為例）。
2.1 測試方法A
方法A設(shè)置參考值時，采用兩條光纖跳線和一個連接器（考慮一個方向，如下圖上半部分）。設(shè)置參考值后，將被測鏈路接進來（如下圖下半部分），進行測試。
我們不難發(fā)現(xiàn)，每個方向的測試結(jié)果中包括光纖和一端的連接器的損耗。因此，方法A 是用來測試這種光纜鏈路：光纖鏈路一端有連接器，另一端沒有。
2.2 測試方法B
方法B設(shè)置參考值時，只使用了一條光纖跳線（考慮一個方向，如下圖上半部分）。設(shè)置參考值后，將被測鏈路接進來（如下圖下半部分），進行測試。
這種方法的測試結(jié)果中，包括光纖鏈路和兩端連接的損耗。因此，方法B是用來測試這種光纜鏈路：鏈路兩端都有連接器，其連接器的損耗是整個損耗的重要部分。這就是室內(nèi)光纜的常見例子。
細心的讀者不難發(fā)現(xiàn)，從技術(shù)角度講，測試結(jié)果它還包括了額外的光纖跳線（3－4）的損耗，但是其長度較短，損耗可以忽略不計。對室內(nèi)光纜網(wǎng)絡(luò)，這種方法提供了精確的光纜鏈路測試，因為它包括了光纜本身以及電纜兩端的連接器。
2.3 測試方法C
方法C設(shè)置參考值時，使用三條光纖和兩個連接器（單方向，見下圖上半部分），其中兩個連接器之間的光纖為長度小于1M的光纖跳線（通常為30M），測試時，用被測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。
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營商的光纖鏈路的測試，因為電信的光纖鏈路通常距離比較長，光纖鏈路的損耗主要是光纖本身的損耗。而對于室內(nèi)的應(yīng)用，通常鏈路兩端都會連接器，所以不建議采用這種方法。當(dāng)然，對于兩端沒有連接器的光纖鏈路來說，此方法是適用的。
值得一提的是，如果被測鏈路兩端的連接頭不一樣，只要在設(shè)置參考值時，選用合適的連接器和相應(yīng)的轉(zhuǎn)接跳線即可。
3 測試方法的局限性和改進
標準中雖然規(guī)定了建議了三種測試方法。但是值得注意的是，這里有一個大前提，即：被測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，存在以下幾個不足之處：
當(dāng)參考值設(shè)置完后，進行實際測試時，需要將測試儀一端的連接光纜斷開。千萬要記住的是：千萬不要斷開光源輸出端。輸出端一旦斷開，原來設(shè)置的參考值就失效了，必須重新設(shè)置基準，否則會嚴重影響測試的結(jié)果。不幸的是，人們往往忽視這一點。
即使我們知道要從測試儀測試(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器受到損壞。
為了測試發(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，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，要求你的測試儀連接器必須和被測光纜的連接器相同。
為了克服以上不足，我們介紹一種新的測試方法，它是方法B的改進。改進后，它不僅提供了同樣的測試結(jié)果而且保證了和測試標準的一致性，同時克服了以上4點不足。
3.1 改進的測試方法B
方法B的簡單改進使得我們能夠保持原來的精度(每次測量都包括光纜以及兩端的接頭，同時又避免了上述的缺陷。改進后的方法B，在設(shè)置參考時使用兩條連接光纜和一個連接適配器，與方法A類似，然而，測試時的連接方式與方法A不同。
以測試兩端都是MT-RJ連接器的一對光纖為例（儀表提供的接口為SC）。設(shè)置基準時，如下圖所示。使用了一個雙工MT-RJ連接器和四根SC——MT-RJ的短跳線。
測試時，斷開連接器的一端，接入被測光纖，同時引入了額外的一對短測試跳線（MT-RJ——MT-RJ，通常30cm或更短），如下圖所示。
容易看出，這樣測試的結(jié)果和方法B測得的結(jié)果一樣，測試結(jié)果包括光纜和兩端連接器的損耗（MT-RJ——MT-RJ短測試跳線的損耗忽略不計）。
與測試方法B的一致性
改進的方法B和原來的方法B相比，有以下幾點好處，并且保持了測試結(jié)果的一致性：
改進的方法B所得到的損耗測量結(jié)果和ANSI/TIA/EIA-526-14A中的方法B是一致的。根據(jù)方法B，可以正確地測量鏈路的損耗，測試時的鏈路比設(shè)置基準時的鏈路多出兩個適配器。使用這種方法測量的損耗是鏈路中光纜以及鏈路兩端連接器的損耗之和。
改進方法B，讓我們可以方便測試不同接口類型的鏈路，而不受儀表本身接口的限制。而且改進的方法B，使得不需要在測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)致的污染誤差和對測試儀器的光接口的磨損。
解決了測試帶有SFP雙工連接器的光纖鏈路的復(fù)雜問題。
3.2 測試方法變通
事實上，實際的被測鏈路千差萬別。上面介紹的測試方法，在有些情況下，就沒法進行了。比如：要測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），就無法實現(xiàn)了。這時怎么辦呢，其實只要稍做變通就可以了。
現(xiàn)在以測試一對“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），加以說明。
這種鏈路用以上的方法都無法直接測試。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，我們在一端加上LC——SC的跳線，另一端加上MT-RJ——SC的跳線，變通之后，問題就變成測試一對SC——SC的鏈路，顯然可以用方法C來測試。
于是，設(shè)置參考值時，其連接方式如下圖上半部分，這是典型的方法C設(shè)置基準的方式。而測試時，只要將變通后的鏈路當(dāng)成一個整體，按照方法C的步驟將被測鏈路接入進來即可。
注意到，測試結(jié)果中，除了原來的被測鏈路之外，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。
其實，通過這種變通的方法，我們可以解決絕大多數(shù)光纖鏈路，是一種非常實用的方法。思路都是一樣的，那就是通過增加短跳線來轉(zhuǎn)化成方法C的測試問題。
細心的讀者難免會問，為什么要兩端都加跳線呢，只在一端加跳線行不行?；卮鹗强隙ǖ?。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來測試。測試結(jié)果和原來的鏈路有一根短跳線的誤差，可以忽略不計。
歸納起來，不論對于什么類型的鏈路，我們都可以通過增加跳線的方式，將其轉(zhuǎn)化成方法A或方法C來進行測試。至于增加什么樣的跳線，有一個原則要注意，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轉(zhuǎn)化問題，因為連接器引入的損耗太大，不能忽略不計。
3.3 測試方法的選擇
光纖鏈路的測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，能方便地將被測鏈路加進來，測試出準確的損耗。為了便于選擇，本人編制了下表，供參考。
總而言之，當(dāng)我們要測試一條光纖鏈路時，要考慮的三個因素是：
兩端連接器的個數(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)這個三個因素，參照上表，即可選擇合適的測試方法。
4 注意事項
相對于雙絞線的測試，光纖鏈路的測試更為復(fù)雜一些。除了要熟悉上述的測試方法外，還要注意以下事項：
首先，對于不同的光纖鏈路，單模或多模，相應(yīng)地，要選用單模或多模儀表。
測試時，所選擇的光源和波長，最好要與實際使用中的光源和波長一致，否則測試結(jié)果就會失去參考價值。
設(shè)置好參考值后，千萬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，否則測試結(jié)果可能不準確，甚至出現(xiàn)負值。
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，最好先清潔一下。有條件的用戶，可以配備光纖端接面檢測儀和清潔工具，確保端接面的清潔。
5 總結(jié)
本文首先較為詳細、全面地介紹了光纖鏈路損耗（包括長度）的測試方法，然后在此基礎(chǔ)上進行了歸納，方便讀者在實踐中選擇合適的測試方法，最后列出光纖測試中應(yīng)該注意的事項。希望對光纜鏈路測試或維護人員，尤其是入門者有所幫助。
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