答疑解惑

潘凱恩，上海朗坤信息系統(tǒng)有限公司技術(shù)總監(jiān)、高級工程師、高級講師。2003年開始從事計算機網(wǎng)絡(luò)相關(guān)工作，涉及綜合布線的測試與驗收、網(wǎng)絡(luò)性能測試與評估、網(wǎng)絡(luò)故障診斷與優(yōu)化、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用分析等領(lǐng)域。通過多年的積累，熟悉福祿克網(wǎng)絡(luò)全系列產(chǎn)品，多次協(xié)助參與運營商、電力、地鐵、高校等行業(yè)用戶排除疑難網(wǎng)絡(luò)故障。2007年至今，參與國內(nèi)各類高校計算機類專業(yè)課程建設(shè)，普及綜合布線驗收和網(wǎng)絡(luò)測試技術(shù)。結(jié)合自身的實際工作經(jīng)驗，促進校企合作深度，提升教學質(zhì)量。

光纖測試執(zhí)行哪些內(nèi)容？

潘凱恩：影響綜合布線系統(tǒng)中的光纖傳輸質(zhì)量的因素眾多，但在實際網(wǎng)絡(luò)測試中，光纖的測試內(nèi)容相對于雙絞線來說，簡化了許多。在GB 50312-2007標準中，對于光纖的測試，僅要求依據(jù)不同波長給出衰減和長度兩項參數(shù)。

而國際上，即便在TIA TSB-140被納入ANSI/TIA 568C.0和C.1后，對于光纖的測試也只是將二級測試作為可選測試，并非強制測試內(nèi)容。光纖測試等級在TSB-140中做了如下定義：

一級測試主要用于確保高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)性能和完整性。一級測試包括驗證電纜長度、驗證極性、測量整個光纖鏈路的衰減，以確保它小于指定的損耗。

一級測試中的三個測試內(nèi)容都可以借助光損耗測試裝置完成，當然不是所有的OLTS儀器都具備測試長度的能力。雖然有時通過線纜護套上標記的數(shù)字也可以推斷線纜長度，但是，實際數(shù)字不一定準確，建議進行一級測試時，同時測量長度，這樣可以更好地避免由于使用光纖長度超長或計算不準確，導致衰減測試結(jié)果無效。

二級測試即光時域反射計，雖然根據(jù)TIA 568C.0標準，這一級別測試屬于可選測試，但在實際測試中還是強烈推薦執(zhí)行二級測試。因為它可以通過衰減檢測、插入損耗、連接器反射、熔接點位置、意外損耗時間等測試，提供一個深入檢測光纖情況，判斷安裝質(zhì)量的途徑，而這些在OLTS測試中是無法獲得的。

光纖測試中的二級測試是什么？

潘凱恩：二級測試一般采用OTDR進行測試，OTDR儀器主要用于測試整條光纖鏈路的衰減，并提供基于長度的衰減細節(jié)和事件光纜故障原因，可以用于檢測、定位和測量光纖鏈路上任何位置的事件（事件一般指因光纖鏈路中的熔接點、連接器、彎曲等形成的光纖缺陷）。

OTDR之所以用于測試光纖，使用了兩種基本原理，即瑞利散射和菲涅爾反射。瑞利散射定義為光傳輸時遇到光纖本身的缺陷和摻雜成分的變化，導致光脈沖會發(fā)生瑞利散射。一部分光(大約有0.0001%)沿脈沖相反的方向被散射回來，因而被稱為瑞利逆向散射，后向散射光提供了與長度有關(guān)的衰減細節(jié)。瑞利散射的能量大小與波長的四次方的倒數(shù)成正比。所以波長越短散射越強，波長越長散射越弱，在光纖測試時，1310nm波長的散射要大于1550nm波長的光纖。

菲涅爾反射則定義為在不同折射率的兩種傳輸介質(zhì)的邊界處（如連接器、機械接續(xù)、斷裂或光纖終結(jié)處）會發(fā)生菲涅爾反射，此現(xiàn)象被OTDR用于準確確定沿光纖長度上不連續(xù)點的位置。反射光的大小依賴于邊界表面的平整度及折射率差，由于連接器屬于對位連接，本身在連接時存在比較大的折射率差，因而在OTDR追蹤圖中會顯示為非常大的突變。

OTDR測試中最遠測試距離如何計算？

潘凱恩：OTDR原理相對于OLTS一級測試要復雜很多，且在測試使用上有很多限制，當光纖網(wǎng)絡(luò)的大量出現(xiàn)，光纖引起的故障也愈來愈多，有必要對光纖故障診斷中的OTDR測試方式做更深一步的介紹。

OTDR通過來回反射的原理進行長度計算，在發(fā)送端統(tǒng)計發(fā)出光信號到返回光信號的時間，就可以計算出光纖光纖L（單位為米）的長度，如以下公式所示。其中c為光在光纖中傳輸?shù)乃俣?，Δt為傳輸往返的時間，IOR為平均折射率。

OTDR的測試曲線會向下傾斜，原因是由于瑞利散射隨著距離的增加發(fā)射回來的能量越來越弱，而伴隨著距離的增加，總損耗也會不斷增加。在測試中我們經(jīng)常會運用標記的方式來測量分段距離上的損耗，而將損耗除以長度，就得到了平均損耗（dB/km）。一般衰減系數(shù)可以通過以下公式算出：

其中Af為衰減系數(shù)， F1為第一個標記，P2是第二個標記。

如果長度為L （公里），那么光纖總的衰減值為A=aL。對于單模光纖，按照0.2dB/km的衰減系數(shù)計算，若經(jīng)過一個光纖系統(tǒng)輸出功率為3dBm，其接收端的接收靈敏度若為-22dBm，則放大增益為25dB，除以衰減系數(shù)，理論傳輸距離為25/0.2=125km，考慮實際鏈路中存在的其他衰減因素，實際距離肯定要小于這一距離。那么對于OTDR測試儀，最遠的測試距離如何確定？

其中：Lo為OTDR測試儀監(jiān)測最大長度；P為OTDR測試儀的動態(tài)范圍；Ac為介入損耗，指OTDR、光器件、濾波器、機械接頭等設(shè)備的介入損耗的總和；Mc為光纜線路富余度（dB）；Ma為測試精度富余度（dB）；Af為光纜平均衰減系數(shù)（dB/km）；As為光熔接接頭平均衰減系統(tǒng)（dB/km）。

注：對于光纜監(jiān)測距離的計算，需要先以各項目數(shù)據(jù)代入公式計算，再根據(jù)工程情況加以一定經(jīng)驗修正，彌補理想情況與實際情況的差距。