EMC DS300B光纖交換機安裝實施文檔V1.0VIP

1、、 . 我們打敗了敵人。 我們把敵人打敗了。光纖鏈路現(xiàn)場認證測試(一) 光纜測試 OptiFiber 2004-11-06    安恒公司       閱讀: 156333 安 恒公司原創(chuàng)，轉(zhuǎn)載請注明一、為什么進行光纖鏈路現(xiàn)場認證測試隨著光纖通信技術(shù)的應(yīng)用越來越廣，為了滿足“高速率，大容量，遠距離”通信的要求，制造光纖的原料的品種越來越多，光纖制作的工藝技術(shù)也有突破性發(fā) 展，光纖的新品種和新結(jié)構(gòu)不斷出現(xiàn)，產(chǎn)品質(zhì)量也不斷的提高。但是，一條完整的光纖鏈路的性能不僅取決于光纖本身的質(zhì)量，還取決于連接頭的質(zhì)量以及施工工藝 和現(xiàn)場環(huán)境。所以對于

2、光纖鏈路進行現(xiàn)場認證測試是十分必要的。1. 光纖鏈路現(xiàn)場認證測試的目的光纖鏈路現(xiàn)場認證測試是安裝和維護光纖通信網(wǎng)絡(luò)的必要部分，是確保電纜支持您計劃采用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的一種重要方 式。它的主要目的是遵循特定的標準檢測光纖系統(tǒng)連接的質(zhì)量，減少故障因素以及存在故障時找出光纖的故障點，從而進一步查找故障原因。  2. 光纖鏈路現(xiàn)場認證測試標準目前光纖鏈路現(xiàn)場認證測試標準分為兩大類：光纖系統(tǒng)標準和應(yīng)用系統(tǒng)標準。 （1） 光纖系統(tǒng)標準 光 纖系統(tǒng)標準是獨立于應(yīng)用的光纖鏈路現(xiàn)場認證測試標準。對于不同光纖系統(tǒng)它的測試極限值是不固定的，它是基于電纜長度、適配器和接合點的可變標準。目前大

3、多 數(shù)光纖鏈路現(xiàn)場認證測試使用這種標準。世界范圍內(nèi)公認的標準主要有：北美地區(qū)的EIA/TIA568B標準和國際標準化組織的ISO/IEC 11801標準。EIA/TIA568B和ISO/IECIS 11801推薦使用62.5/125um多模光纜、50/125um多模光纜和8.3/125um多模光纜。 （2） 光纖應(yīng)用系統(tǒng)標準 光 纖應(yīng)用系統(tǒng)標準是基于安裝光纖的特定應(yīng)用的光纖鏈路現(xiàn)場認證測試標準。每種不同的光纖通信系統(tǒng)的測試標準是固定的。常用的光纖應(yīng)用系統(tǒng)有：100BASE FX、1000BASESX、1000BASELX、ATM等等。  3. 光纖鏈路段 

4、;EIA/TIA 568B中定義的光纖鏈路段模型為兩個光纖接線段水平光纖段和基干光纖段。典型的水平鏈路段為自電信出口/連接器到水平交叉接線。典型的基干鏈路 段有三種：主交叉線至中間交叉線、主交叉線至水平交叉線和中間交叉線至水平交叉線。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用波長（nm）對應(yīng)光纜類型的最長距離（m）對應(yīng)光纜類型的鏈路余量（dB）62550單模62550單模10Base-F85020002000NS12578NSFOIRL8502000NSNS8NSNSToken Ring4/1685020002000NS1383NSDemand Priority850500500NS7528NS(100VGanyLAN)130

5、020002000NS7023NS100BaseFX130020002000NS1163NS100BaseSX850300300NS4040NSFDDI13002000200040000110631032FDDI (low cost)1300500500NA7023NAATM 52130030003000150001053712ATM 155130020002000150001053712ATM 155850(Laser)10001000NA7272NAATM 6221300500500150006013712ATM 622850(Laser)300300NA4040NAFiber Chann

6、el 266130015001500100006055614Fiber Channel 266850(Laser)7002000NA120120NAFiber Channel 1062850(Laser)300500NA4040NAFiber Channel 10621300NANA10000NANA6141000BaseSX850(Laser)220550NA3239NA1000BaseLX13005505505000403547ESCON13003000NS2000011NS16NA=不可用。NS=未定義。大多數(shù)未定義在單模光纖上運行的局域網(wǎng)都有介質(zhì)轉(zhuǎn)換器來實現(xiàn)在單模光纖上的運行。二、&#

7、160;光纖鏈路現(xiàn)場認證測試對于光纖系統(tǒng)需要保證的是在接收端收到的信號應(yīng)足夠大，由于光纖傳輸數(shù)據(jù)時使用的是光信號，因此它不產(chǎn)生磁場，也就不會受到電磁干擾（EMI）和射 頻干擾（RFI），不需要對NEXT等參數(shù)進行測試，所以光纖系統(tǒng)的測試不同于銅導(dǎo)線系統(tǒng)的測試。在光纖的應(yīng)用中，光纖本身的種類很多，但光纖及其系統(tǒng)的基本測試參數(shù)大致都是相同的。在光纖鏈路現(xiàn)場認證測試中，主要是對光纖的光學特性和傳輸特性 進行測試。光纖的光學特性和傳輸特性對光纖通信系統(tǒng)的工作波長、傳輸速率、傳輸容量、傳輸距離、和信號質(zhì)量等有著重大影響。但由于光纖的色散、截止波長、 模場直徑、基帶響應(yīng)、數(shù)值孔徑、有效面積、微彎敏感性等特

8、性不受安裝方法的有害影響,它們應(yīng)由光纖制造廠家進行測試,不需進行現(xiàn)場測試。在EIA/TIA 568B中規(guī)定光纖通信鏈路現(xiàn)場測試所需的單一性能參數(shù)為鏈路損失（衰減）。1. 光功率的測試 對 光纖工程最基本的測試是在EIA的FOTP-95標準中定義的光功率測試，它確定了通過光纖傳輸?shù)男盘柕膹姸?，還是損失測試的基礎(chǔ)。測試時把光功率計放在 光纖的一端，把光源放在光纖的另一端。2. 光學連通性的測試 光 纖通信系統(tǒng)的光學連通性表示光纖通信系統(tǒng)傳輸光功率的能力。通過在光纖通信系統(tǒng)的一端連接光源，在另一端連接光功率計，通過檢測到的輸出光功率可以確定光 纖通信系統(tǒng)的光學連通性。當輸出端測到

9、的光功率與輸入端實際輸入的光功率的比值小于一定的數(shù)值時，則認為這條鏈路光學不連通。3. 光功率損失測試 光 功率損失這一通用于光纖領(lǐng)域的術(shù)語代表了光纖通信鏈路的衰減。衰減是光纖通信鏈路的一個重要的傳輸參數(shù),它的單位是分貝(dB)。它表明了光纖通信鏈路對 光能的傳輸損耗（傳導(dǎo)特性），其對光纖質(zhì)量的評定和確定光纖通信系統(tǒng)的中繼距離起到?jīng)Q定性的作用。光信號在光纖中傳播時，平均光功率延光纖長度方向成指數(shù) 規(guī)律減少。在一根光纖網(wǎng)線中,從發(fā)送端到接收端之間存在的衰減越大，兩者間可能傳輸?shù)淖畲缶嚯x就越短。衰減對所有種類的網(wǎng)線系統(tǒng)在傳輸速度和傳輸距離上都 產(chǎn)生負面的影響，但因為光纖傳輸中不存在串擾、

10、EMI、RFI等問題，所以光纖傳輸對衰減的反應(yīng)特別敏感。 圖1光纖通信鏈路的衰減 光 功率損失測試實際上就是衰減的測試，它測試的是信號在通過光纖后的減弱。光纖比銅纜更能抵制衰減，但即使網(wǎng)絡(luò)沒有使用非常長的光纖傳輸，仍然存在著顯著的 損失，這不是光纖本身的問題，而是安裝時所作的連接的問題。光功率損失測試驗證了是否正確安裝了光纖和連接器。光功率損失測試的方法類似于光功率 測試，只不過是使用一個標有刻度的光源產(chǎn)生信號，使用一個光功率計來測量實際到達光纖另一端的信號強度。光源和光功率計組合后稱為光損失測試器 （OLTS）。 測 試過程首先應(yīng)將光源和光功率計分別連接到參照測

11、試光纖的兩端，以參照測試光纖作為一個基準，對照它來度量信號在安裝的光纖路徑上的損失。在參照測試光纖上 測量了光源功率之后，取下光功率計，將參照測光纖連同光源連接到要測試的光纖的另一端，而將光功率計連到另一端。測試完成后將兩個測試結(jié)果相比較，就可以 計算出實際鏈路的信號損失。這種測試有效的測量了在光纖中和參照測試光纖所連接的連接器上的損失量。 圖2損失測量是測量光功率的差 對 于水平光纖鏈路的測量僅需在一個波長上進行測試，這是因為由于光纖長度短（小于90米），因波長變化而引起的衰減是不明顯的，衰減測試結(jié)果應(yīng)小于 20dB。；對于基干光纖鏈路應(yīng)以兩個操作波長進行測試，即多?；?/p>

12、光纖鏈路使用850nm和1300nm波長進行測試，單模基干光纖鏈路使用 1310nm和1550nm波長進行測量。1550nm的測試能確定光纖是否支持波分復(fù)用，還能發(fā)現(xiàn)在1310nm測試中不能發(fā)現(xiàn)的由微小的彎曲所導(dǎo)致的 損失。由于在基干光纖鏈路現(xiàn)場測試中基干長度和可能的接頭數(shù)取決于現(xiàn)場條件，因此應(yīng)使用光纖鏈路衰減方程式根據(jù)EIA/TIA568B中規(guī)定的部件衰 減值來確定驗收測試的極限值。4. 光纖鏈路預(yù)算（OLB） 光 纖鏈路預(yù)算是你的網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用中允許的最大信號損失量，這個值是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)實際情況和國際標準規(guī)定的損失量計算出來的。一條完整的光纖鏈路包括光纖、連接器和 熔接點，所以在計算光纖

13、鏈路最大損失極限時，要把這些因素全部考慮在內(nèi)。光纖通信鏈路中光能損耗的起因是由光纖本身的損耗、連接器產(chǎn)生的損耗和熔接點產(chǎn)生 的損耗三部分組成的。但由于光纖的長度、接頭和熔接點數(shù)目的不定，造成光纖鏈路的測試標準不象雙絞線那樣是固定的，因此對每一條光纖鏈路測試的標準都必須 通過計算才能得出。在EIA/TIA568B的光纖標準中，規(guī)定了光纖在各工作波長下的衰減率，每個耦合器和熔接點的衰減，這樣用以下公式就可以計算 出光纖鏈路的衰減極限值： 光 纖鏈路衰減=光纖衰減連接器衰減熔接點衰減         

14、 光纖衰減=光纖衰減系數(shù)（dB/km）×光纖長度(km)         連接器衰減=連接器衰減/個×連接器個數(shù)                      熔接點衰減=熔接點衰減/個×熔接點個 數(shù)       

15、                圖3光纖鏈路損失的原因 表 2EIA/TIA568B規(guī)定的衰減值種類工作波長（nm）衰減系數(shù)（dB/km）多模光纖85035多模光纖130015單模室外光纖131005單模室外光纖155005單模室內(nèi)光纖131010單模室內(nèi)光纖155010連接器衰減075dB熔接點衰減03dB衰減極限=光纖衰減率×光纖長度 （km）+耦合器衰減×耦合器數(shù)熔接點衰減×溶接點數(shù) 例 如

16、：一條工作在850nm波長的光纖鏈路，長度為2km，使用了兩個耦合器，一個溶接點。按照國際標準規(guī)定，光纖衰減率為3.5dB/km，每個耦合器的 衰減為0.75dB，每個溶接點的衰減為0.3dB，則此鏈路的衰減極限為3.5×20.75×20.3×1=8.8dB，如果測試得到的值小于此 值，說明此光纖鏈路的衰減在標準規(guī)定范圍之內(nèi)，鏈路合格；如果測試得到的值大于此值，說明此光纖鏈路的衰減在標準規(guī)定范圍之外，鏈路不合格。三、 光纖通信鏈路現(xiàn)場測試工具1. 光源 目 前的光源主要有LED（發(fā)光二極管）光源和激光光源兩種。LED光源雖然造價比較低，但是由于

17、LED光源的功率及其散射等性能的缺陷，在短距離的局域網(wǎng)中 應(yīng)用較多；而在長距離的局域網(wǎng)主干中都使用傳統(tǒng)的激光光源，但是激光光源設(shè)備昂貴。為了能夠解決這兩種光源的缺陷，近兩年來，人們又研制出了一種新型的光 源，這就是VCSEL（垂直腔體表面發(fā)射激光）光源。 圖4Fluke 單模激光光源、多模光源、單/多模光功率計 VCSEL（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）是指垂直腔體表面發(fā)射激光器，是一種半導(dǎo)體類型的微激光二級管。它和目前通信設(shè)備上使用的傳統(tǒng)邊沿發(fā)光技術(shù)不同，它是在晶片上垂直地發(fā)光。和 傳統(tǒng)的激光光源器件相比，VCSEL激光光源

18、有很多優(yōu)勢：在晶片上的制造效率很高；可以使用標準的制造方法和其它元件一起制造（不需要預(yù)先制造）；封裝以 及測試都是在晶片上完成；傳輸速度高且耗能低，受溫度影響小?？傊?，VCSEL是一種性能好且制造成本低的新型激光光源。 由于VCSEL光源的這些特點，它得到了越來越廣泛的應(yīng)用，特別是在千兆網(wǎng)中的應(yīng)用。目前很多網(wǎng)絡(luò)的互連設(shè)備，如交換機和路由器，都可以提供VCSEL光 源的端口，從而使路由器和交換機的價格下降。如今使用最為廣泛的是850nm的VCSEL多模激光光源。 表 3三種光源的比較 光源類型工作波長光纖類型帶寬元器件價格LED850nm多模>200MHz簡單便宜Laser850

19、、1310、1550nm單模>5GHz復(fù)雜昂貴VCSEL850nm多模>1GHz適中適中2. 光功率計 光 功率計是測量光纖上傳送的信號的強度的設(shè)備，用于測量絕對光功率或通過一段光纖的光功率相對損耗。在光纖系統(tǒng)中，測量光功率是最基本的。光功率計的原理非 常像電子學中的萬用表，只不過萬用表測量的是電子，而光功率計測量的是光。通過測量發(fā)射端機或光網(wǎng)絡(luò)的絕對功率，一臺光功率計就能夠評價光端設(shè)備的性能。 用光功率計與穩(wěn)定光源組合使用，組成光損失測試器，則能夠測量連接損耗、檢驗連續(xù)性，并幫助評估光纖鏈路傳輸質(zhì)量。 3. 光時域反射計（OTDR） 現(xiàn) 在，電信光纜

20、傳輸網(wǎng)已成為承載著巨大信息量的信息高速公路。因此，保證其安全、暢通是非常重要的。這樣就要求有一種能夠準確地測量光纖傳輸特性的儀器、儀 表，以便能夠有時了解光纖的傳輸情況，發(fā)現(xiàn)光纖故障。光時域反射儀（OTDR）正是一種這樣的光學儀表，是光纜施工、維護及監(jiān)測中必不可少的工具。 OTDR 根據(jù)光的后向散射原理制作，利用光在光纖中傳播時產(chǎn)生的后向散射光來獲取衰減的信息，可用于測量光纖衰減、接頭損耗、光纖故障點定位以及了解光纖沿長度的 損耗分布情況等。從某種意義上來說，光時域反射計(OTDR)的作用類似于在電纜測試中使用的時域反射計（TDR），只不過TDR測量的是由阻抗引起的信 號反射，而OTDR測量的則是由光子的反向散射引起的信號反射。反向散射是對所有光纖都有影響的一種現(xiàn)象，是由于光子在光纖中發(fā)生反射所引起的。