據(jù)最近消息,
光纖通信技術(shù)的應(yīng)用越來越廣,制造
光纖的原料的品種越來越多,
光纖制作的工藝技術(shù)也有突破性的發(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。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)場的環(huán)境。
隨著
光纖通信技術(shù)的快速發(fā)展,基于FTTH的寬帶網(wǎng)絡(luò)必將成為
光纖通信中一個(gè)新的熱點(diǎn)。
光纖是迄今為止最好的傳輸媒介,
光纖接入技術(shù)與其他接入技術(shù)(如銅雙絞線、同軸電纜)相比,最大優(yōu)勢在于可用帶寬大。
光纖接入網(wǎng)還有傳輸質(zhì)量好、傳輸距離長、抗干擾能力強(qiáng)、網(wǎng)絡(luò)可靠性高、節(jié)約管道資源等特點(diǎn),是FTTH發(fā)展動(dòng)力之所在。
光纖通信技術(shù)的應(yīng)用越來越廣,制造
光纖的原料的品種越來越多,
光纖制作的工藝技術(shù)也有突破性的發(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)場的環(huán)境。所以對于
光纖鏈路進(jìn)行現(xiàn)場測試是十分必要的。
1.
光纖鏈路現(xiàn)場測試的目的
光纖鏈路現(xiàn)場測試是安裝和維護(hù)
光纖網(wǎng)絡(luò)的必要部分,是確保電纜支持您計(jì)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(biāo)準(zhǔn)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(shí)找出
光纖的故障點(diǎn),從而進(jìn)一步查找故障原因。
2.
光纖鏈路現(xiàn)場測試標(biāo)準(zhǔn)
目前
光纖鏈路現(xiàn)場測試標(biāo)準(zhǔn)分為兩大類:
光纖系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。
(1)
光纖系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)
光纖系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)是獨(dú)立于應(yīng)用的
光纖鏈路現(xiàn)場測試標(biāo)準(zhǔn)。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(diǎn)的可變標(biāo)準(zhǔn)。目前大多數(shù)
光纖鏈路現(xiàn)場測試使用這種標(biāo)準(zhǔn)。世界范圍內(nèi)公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)主要有:北美地區(qū)的EIA/TIA—568—B標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的ISO/IEC11801標(biāo)準(zhǔn)等。
(2)
光纖應(yīng)用系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)
光纖應(yīng)用系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)是基于安裝
光纖的特定應(yīng)用的
光纖鏈路現(xiàn)場認(rèn)測試標(biāo)準(zhǔn)。每種不同的
光纖系統(tǒng)的測試標(biāo)準(zhǔn)是固定的。常用的
光纖應(yīng)用系統(tǒng)有:100BASE—FX、1000BASE—SX等。
3.
光纖鏈路現(xiàn)場測試
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(shí)使用的是光信號,因此它不產(chǎn)生磁場,也就不會(huì)受到電磁干擾(EMI)和射頻干擾(RFI),不需要對NEXT等參數(shù)進(jìn)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)場測試中,主要是對
光纖的光學(xué)特性和傳輸特性進(jìn)行測試。
光纖的光學(xué)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、微彎敏感性等特性不受安裝方法的有害影響,它們應(yīng)由
光纖制造廠家進(jìn)行測試,不需進(jìn)行現(xiàn)場測試。
在EIA/TIA—568—B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(biāo)準(zhǔn)中定義的光功率測試,它確定了通過
光纖傳輸?shù)男盘柕膹?qiáng)度,還是損失測試的基礎(chǔ)。測試時(shí)把光功率計(jì)放在
光纖的一端,把光源放在
光纖的另一端。
(2)光學(xué)連通性的測試
光纖系統(tǒng)的光學(xué)連通性表示
光纖系統(tǒng)傳輸光功率的能力。
光纖系統(tǒng)的光學(xué)連通性是對
光纖系統(tǒng)的基本要求,因此對
光纖系統(tǒng)的光學(xué)連通性進(jìn)行測試是基本的測試之一。通過在
光纖系統(tǒng)的一端連接光源,在另一端連接光功率計(jì),通過檢測到的輸出光功率可以確定
光纖系統(tǒng)的光學(xué)連通性。當(dāng)輸出端測到的光功率與輸入端實(shí)際輸入的光功率的比值小于一定的數(shù)值時(shí),則認(rèn)為這條鏈路光學(xué)不連通。進(jìn)行光學(xué)連通性的測試時(shí),通常是把紅色激光或者其他可見光注入
光纖,并在
光纖的末端監(jiān)視光的輸出。如果在
光纖中有斷裂或其他的不連續(xù)點(diǎn),在
光纖輸出端的光功率就會(huì)下降或者根本沒有光輸出。
(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
光纖鏈路的衰減。衰減是
光纖鏈路的一個(gè)重要的傳輸參數(shù),它的單位是分貝(dB)。它表明了
光纖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(shí),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(fù)面的影響,但因?yàn)?A href="http://getprofitprime.com/site/CN/Search.aspx?page=1&keywords=%e5%85%89%e7%ba%a4&column_id=ALL&station=%E5%85%A8%E9%83%A8" target="_blank">光纖傳輸中不存在串?dāng)_、EMI、RFI等問題,所以
光纖傳輸對衰減的反應(yīng)特別敏感。
光功率損失測試實(shí)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(shí)所作的連接的問題。光功率損失測試驗(yàn)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(gè)標(biāo)有刻度的光源產(chǎn)生信號,使用一個(gè)光功率計(jì)來測量實(shí)際到達(dá)
光纖另一端的信號強(qiáng)度。光源和光功率計(jì)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(jì)分別連接到參照測試
光纖的兩端,以參照測試
光纖作為一個(gè)基準(zhǔn),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(jì),將參照測試
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(jì)連到另一端。測試完成后將兩個(gè)測試結(jié)果相比較,就可以計(jì)算出實(shí)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。
(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(gè)值是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)際情況和國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的損失量計(jì)算出來的。一條完整的
光纖鏈路包括
光纖、連接器和熔接點(diǎn),所以在計(jì)算
光纖鏈路最大損失極限時(shí),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(diǎn)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(diǎn)數(shù)目的不定,造成
光纖鏈路的測試標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)都必須通過計(jì)算才能得出。在EIA/TIA—568—B的
光纖標(biāo)準(zhǔn)中,規(guī)定了
光纖在各工作波長下的衰減率,每個(gè)耦合器和熔接點(diǎn)的衰減,這樣用以下公式就可以計(jì)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(diǎn)衰減
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(gè)×連接器個(gè)數(shù)
熔接點(diǎn)衰減=熔接點(diǎn)衰減/個(gè)×熔接點(diǎn)個(gè)數(shù)
4.
光纖鏈路現(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(jià)比較低,但是由于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(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)光源。
VCSEL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激光光源有很多優(yōu)勢:在晶片上的制造效率很高;可以使用標(biāo)準(zhǔn)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(diǎn),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(jī)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(jī)的價(jià)格下降。如今使用最為廣泛的是850nm的VCSEL多模激光光源。
(2)光功率計(jì)
光功率計(jì)是測量
光纖上傳送的信號的強(qiáng)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(jì)的原理非常像電子學(xué)中的萬用表,只不過萬用表測量的是電子,而光功率計(jì)測量的是光。通過測量發(fā)射端機(jī)或光網(wǎng)絡(luò)的絕對功率,一臺光功率計(jì)就能夠評價(jià)光端設(shè)備的性能。用光功率計(jì)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(yàn)連續(xù)性,并幫助評估
光纖鏈路傳輸質(zhì)量。
(3)光時(shí)域反射計(jì)(OTDR)
OTDR根據(jù)光的后向散射原理制作,利用光在
光纖中傳播時(shí)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(diǎn)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(shí)域反射計(jì)(OTDR)的作用類似于在電纜測試中使用的時(shí)域反射計(jì)(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。
光纜鏈路故障點(diǎn)的定位
光纜鏈路的故障常見現(xiàn)象及原因有:線路全部中斷———光板出現(xiàn)R-LOS告警,可能原因有光纜受外力影響被挖斷、炸斷或拉斷等;個(gè)別系統(tǒng)信號質(zhì)量下降———出現(xiàn)誤碼告警,線路可能的原因有光纜在敷設(shè)和接續(xù)過程中,造成
光纖的損傷使線路損耗時(shí)小時(shí)大。
在確定線路故障后,用OTDR對線路進(jìn)行測試,以確定故障的性質(zhì)和部位。必須根據(jù)OTDR測出的故障點(diǎn)到測試點(diǎn)的距離,與原始測試資料進(jìn)行核對,查出故障點(diǎn)處于個(gè)哪個(gè)區(qū)段,再通過必要的換算后,再精確丈量其間的地面距離,直至找到故障點(diǎn)的具體位置。
有時(shí)故障點(diǎn)與測量計(jì)算的位置相差很大。下面是提高光纜線路故障定位準(zhǔn)確性的方法:
1.正確掌握儀表的使用方法
(1)正確設(shè)置的OTDR參數(shù)
使用OTDR測試時(shí),必須先進(jìn)行儀表參數(shù)設(shè)定,其中最主要是設(shè)定測試
光纖的折射率和測試波長。只有準(zhǔn)確地設(shè)置了測試儀表的基本參數(shù),才能為準(zhǔn)確的測試創(chuàng)造條件。
(2)選擇適當(dāng)?shù)臏y試范圍檔
對于不同的測試范圍檔,OTDR測試的距離分辨率是不同的,在測量
光纖障礙點(diǎn)時(shí),應(yīng)選擇大于被測距離而又最近的測試范圍檔,這樣才能充分利用儀表的本身精度。
(3)應(yīng)用儀表的放大功能
應(yīng)用OTDR的放大功能就可將光標(biāo)準(zhǔn)確置定在相應(yīng)的拐點(diǎn)上,使用放大功能鍵可將圖形放大到25米/格,這樣便可得到分辨率小于1米的比較準(zhǔn)確的測試結(jié)果。
2.建立準(zhǔn)確、完整的原始資料
準(zhǔn)確、完整的光纜線路資料是障礙測量、定位的基本依據(jù)。因此,必須重視線路資料的收集、整理、核對工作,建立起真實(shí)、可信、完整的線路資料。在光纜接續(xù)監(jiān)測時(shí),記錄測試端至每個(gè)接頭點(diǎn)位置的
光纖累計(jì)長度及中繼段
光纖總衰減值,同時(shí)也將測試儀表型號、測試時(shí)折射率的設(shè)定值進(jìn)行登記。準(zhǔn)確記錄各種光纜余留。詳細(xì)記錄每個(gè)接頭坑、特殊地段、進(jìn)室等處光纜盤留長度及接頭盒、終端盒等部位
光纖盤留長度,以便在換算故障點(diǎn)路由長度時(shí)予以扣除。
3.保持測試條件的一致性
故障測試時(shí)應(yīng)盡量保證測試儀表型號、操作方法及儀表參數(shù)設(shè)置等的一致性,使得測試結(jié)果有可比性。因此,每次測試儀表的型號、測試參數(shù)的設(shè)置都要做詳細(xì)記錄,以便于以后利用。
4.靈活測試、綜合分析
故障點(diǎn)的測試要求操作人員一定要有清晰的思路和靈活的處理問題的方法。一般情況下,可在光纜線路兩端進(jìn)行雙向故障測試,并結(jié)合原始資料,計(jì)算出故障點(diǎn)的位置。再將兩個(gè)方向的測試和計(jì)算結(jié)果進(jìn)行綜合分析、比較,以使故障點(diǎn)的具體位置的判斷更加準(zhǔn)確。當(dāng)故障點(diǎn)附近路由上沒有明顯特征、具體故障點(diǎn)現(xiàn)場無法確定時(shí),可采用在就近接頭處測量等方法,可在初步測試的故障點(diǎn)處開挖,端站測試儀表處于實(shí)時(shí)測量狀態(tài)。
隨著
光纖的應(yīng)用越來越廣泛,尤其是FTTH的發(fā)展,對于短距離的
光纖鏈路的綜合測試要求也也就日益強(qiáng)烈了。
為此,誕生了新一代的短鏈路
光纖測試OTDR。這類OTDR不但能完成傳統(tǒng)OTDR的測試,更是由于其專為短鏈路設(shè)計(jì)的一些特性,使光纜布線系統(tǒng)的維護(hù)的測試有了向銅纜布線測試一樣的便捷和集成。新的TIATSB-140的光纜現(xiàn)場測試的規(guī)范也為這種應(yīng)用起到了良好的促進(jìn)作用。