確保光纖布線系統性能符合標準
近乎所有的項目，都會要求在施工結束后進行布線系統的性能驗證測試。當前，銅纜測試的方法、儀器以及測試標準已經廣泛的被從業人員熟悉和采用。相比銅纜系統，光纖測試的普及度則要低很多。許多的項目或者不進行光纖鏈路測試，或者只用VFL光源來驗證光纖鏈路通光與否。用VFL光源測試聯鏈路通光性，就好比使用通斷儀來測試銅纜鏈路一樣，無法得知測試鏈路的性能是否符合標準要求，這樣用戶的投資也無法得到保障。本文將對光纖鏈路測試常用的方法和注意事項進行介紹，希望能對讀者有所幫助。
光纖測試分類
光纖測試可以分為兩類：一類測試和二類測試。
一類測試，將光纖鏈路兩端分別連接光源與光功率計。測試的原理很簡短，光源發送光信號，功率計用于接受光信號。兩個信號功率值的差數即為光纖鏈路上發生的插入損耗（文中簡稱損耗）。這一類測試，可以準確的測試出光纖鏈路上的損耗量和鏈路長度，測量精度高。但是，這種方法的缺點是，使用者只可以得到最終的測試結果，但是對于不合格的鏈路無法進行故障點的分析和定位。
二類測試，也被稱為OTDR測試。它采用一端連接OTDR測試儀，另一端開路的方式，利用光源發送的光信號在鏈路中產生的反射信號進行衰減量，長度的計算，并生成OTDR曲線。相比一類測試，這種方法對鏈路損耗量的測量精度低，但是它的優點在于可以進行故障點位置的定位，從而便于施工人員對不合格被測鏈路進行修復。這種方法對于長途干線光纜鏈路或者園區主干光纜測試尤其有幫助。
本文將著重介紹一類測試這種被廣泛使用的用于光纖布線系統的性能驗證的測試方法。
參考值設置的目的
由于每個項目被測光纖鏈路的光纖連接器類型各不相同，被測鏈路的模型也各不相同。為了增加測試的靈活性、可操作性并且減少測量過程中對光源和光功率計端口的磨損，在測試光纖鏈路時重要的一步就是加入測試跳線來幫助完成測試工作。測試跳線的一端連接光源或光功率計，另一端則連接著需要測試的光纖鏈路。在測試過程中，與光源和功率計相連的一段可以不被拆下，只要斷開于被測鏈路相連的一端就可以完成連續性的、重復性的測試工作。使用者測試時，只要清潔測試跳線端面或者更換測試跳線，從而避免了光源和光功率計端口模塊被磨損和變臟。同時因為測試跳線的光纖連接頭可以配置不同類型，也增加了測試的靈活性。
加入測試跳線后，有一個問題是，現在得出的測試結果不僅包括了需要測試的光纖鏈路損耗，并且包括了測試跳線的損耗。處理的方法，就像我們購物稱重一樣，先將容器的重量稱出歸零，再將我們選購的物品和容器一起過秤。這個方法稱為設置參考值，也就是將測試跳線的損耗先測出歸零，之后再將其與被測鏈路連接進行測試。
測試方法介紹
光纖鏈路測試時，有4種不同的測試方法可以選擇。下面，對這些測試方法進行一一介紹。
1. 單跳線方法
單跳線方法是用單根跳線來進行參考值的設定。完成設定之后，再將被測光纖鏈路（橙色部分）加入。同時，這種測試方法需要添加另外一根測試跳線CD。這樣被測出的光纖鏈路損耗值L＝LBX + LXY + LYC+ LCD。為了保證測試結果的正確性，CD應是一根已知的、低損耗的測試跳線。總體來說，LCD通常對測試結果的影響很小。
這種方法又被成為“方法B (Method B)”，其優點是測試結果最為精確，是TIA/EIA 568-B.1標準首選的方法，是ISO/IEC 11801標準中第二推薦的方法。但是，起初測試廠商所提供的光功率計的光纖端口模塊是不能更換的。所以，這種方法只能用于測量與光功率計端口模塊采用相同類型的光纖鏈路。比如，光功率計的端口為SC，則被測鏈路中連接器X和Y也必須是SC。可喜的是，現在已經有了功率計端口模塊類型可以更換的測試儀，大大提高了這種測試方法的靈活性。
2．雙跳線方法
為了克服單跳線方法中，測試鏈路連接器類型必須與光功率計端口模塊相同的缺陷，雙跳線被提出并且采用。這種方法，只要測試跳線的B和C連接器類型與被測鏈路X、Y相同就可以了。這樣大大增加了測試的靈活性。
這種方法使有兩根跳線AB和CD以及一個連接器來設置參考值，完成設置之后將B和C的連接打開，分別與被測鏈路（黃色）部分兩端連接器X和Y相連。這樣，測試出的光纖鏈路損耗數值L＝LBX + LXY + LYC - LBC。 雙跳線方法是在北美地區被普遍采用的一種方法，又被成為“方法A (Method A)”。這種方法并沒有出現在ISO 11801標準中。這種方法的因為在測試結果中要將連接器B和C的耦合損耗在測試結果中扣除，所以LBC這個數值要盡可能的小，從而減少對測試結果的影響。如果LBC的數值與LBX或LBY相近的化，所得到的測試結果就少掉了一個連接損耗，相當于只測試出了一個連接點加上光纖線纜的損耗。所以，使用這種方法所得到的測試結果會略低于被測鏈路的實際損耗值。這種方法適用于光纖線纜本身產生的損耗占整個鏈路損耗比重較大的場合，比如說較長距離光纖鏈路。
3．三跳線方法
三跳線方法是由FLUKE公司提出的一種測試方法，并未出現在TIA/EIA 568-B.1及ISO/IEC 11801標準中。這種方法又被稱為“修正的方法B (Modified Method B)”。它的提出是為了改良單跳線方法中，被測鏈路連接器與功率計端口必須一致的缺陷，并且避免雙跳線方法中測試結果少計算一個連接器損耗的情況出現。
這種方法設置參考值的模型與雙跳線方法相同，但是在測試時增加了一個連接器和一根測試跳線CD。根據這一模型，不難得出，三跳線方法測量得到的光纖鏈路損耗數值為L＝LDX + LXY + LYE + (LBC - LBE) + LCD。
這里添加的測試跳線CD要求盡量短，以減少對測試果的影響。如泛達公司為用戶提供的測試跳線僅為0.125M長度。這樣測試結果中LCD的影響基本可以忽略不計。
使用這一方法，還需要注意的是，BC與BE應當使用類型與品質相當的連接器，這樣才可獲得達到最佳的測量結果。
4．“黃金”跳線測試方法
“黃金”跳線方法使用三根跳線來設置參考值，之后用需要測試的光纖鏈路XY取代跳線CD。從這里就可以看出，這里所使用CD應該是一根盡可能短的跳線，尤其在XY的距離較短時。泛達公司推薦的CD跳線使用長度為0.125M。這樣在歸零后，CD跳線的損耗基本可以忽略。
“黃金”跳線方法是所有方法中最靈活的，變化性也是最強的，其在測試時也可以不受光功率計端口類型的限制。這種方法又被稱為“方法C (Method C)”，它是ISO/IEC 11801標準中首選的測試方法，但是這種方法并未出現在TIA/EIA 568-B.1標準中。
通過對前面幾種方法的了解，讀者應該可以得出，這種方法測量得到的光纖鏈路損耗數值為L＝LBX + LXY + LYE - (LBC + LDE + LCD) 。前面已經提到，通過使用短跳線，LCD對測試結果的影響基本可以忽略不計。但是，這種方法中，LBC 及LBE會對結果產生比較大的影響，甚至會使得測試的結果與實際數值產生較大偏差。所以，使用這種方法，BC和BE應該盡可能采用高品質的連接器以減少器損耗。即時如此，最終的測試數值L也會低于實際數值，這是無法避免的。 以上4種方法是，測試人員可以根據不同的鏈路類型和具體應用來選擇不同的方法進行測試。#p#
設置參考值的注意事項
在上一期的內容中，我們用大量的篇幅介紹了光纖鏈路測試的方法以及參考值的設置。在幾種測試方法中，都需要使用測試跳線及測試連接器來設置參考值。測試結果的準確與否，和參考值的設置有著密不可分的關系。如果參考值設置不當，會使測試結果不準確或者產生負值。建議的方法是，在設置參考值時需要使用參考光跳線及適配器。
在TIA/EIA 568-B.3以及ISO 11801標準中，對一個光纖耦合的損耗要求為小于0.75dB。大部分的制造廠商所生產的光纖跳線和適配器性能都可以滿足甚至超過這一要求。但是，許多人不知道的是，對于參考跳線和適配器，標準有著特別的要求。在IEC 14763-3標準中規定，參考跳線和適配器在使用時，多模光纖耦合損耗小于0.1dB，單模光纖小于0.2dB。常規的光纖跳線根本是無法滿足這一要求的。所以，建議向制造廠商和測試儀器廠商購買特制的參考跳線來進行測試。
設置參考值時，需要采用氧化鋯陶瓷套管材料的光纖適配器，以獲得最佳的耦合效果。常規的做法是，無論測試多模還是單模光纖鏈路，都用單模光纖適配器來設置參考值。
測試標準的選擇
在TIA/EIA 568B和ISO 11801標準中，對光纖鏈路的插入損耗極限值的定義和要求是一致的。通過計算得出被測光纖鏈路的損耗極限值，只要最終的測試結果小于這個極限值，就認為該鏈路是符合標準要求的。被測光纖鏈路的損耗極限值計算公式如下：
鏈路損耗(L)＝線纜損耗＋連接器耦合損耗＋熔接點損耗
其中，線纜損耗＝最大光纜損耗系數(dB/km)×線纜長度。不同光纜損耗系數可通過下表查詢：
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| 表1 |
連接器耦合損耗=鏈路中適配器數目×最大耦合損耗。在標準中，耦合損耗的最大值為0.75dB。
熔接點損耗=鏈路中熔接點數目×最大熔接損耗。在標準中，熔接損耗的最大值是0.3dB。
舉例來說，假設一條被測多模光纖鏈路的長度為100米，其中包括2個耦合點和2個熔接點。那么，這條被測鏈路的損耗極限值：
L= 3.5 dB/km×100m＋2×0.75dB＋2×0.3dB＝2.45dB
這樣，最終測試結果只要是小于2.45dB就可以認為是符合標準的。
光纖測試的黃金法則——清潔
1. 清潔的必要性
清潔是光纖測試、安裝以及維護最為關鍵的步驟，是光纖鏈路是否符合標準的關鍵。但是，在現場的操作過程中，清潔卻往往被忽視。不清潔或者采用錯誤的步驟和方法，會使光纖連接器端面上的灰塵和污染物無法清除，從而影響光信號的傳輸。
在每一次設置參考值之前都需要對參考跳線連接器端面進行清潔。在光纖鏈路測試過程中，為了防止灰塵和污染物通過參考跳線在被測光纖鏈路之間傳遞，完成一次鏈路測試之后也需要清潔參考跳線連接器端面。這樣，需要遵循的步驟：
清潔，測試；清潔，測試；清潔，測試•••••••
2. 清潔工具的選取
清潔最常用的是濃度超過90％的酒精。為了獲得良好的清潔效果，建議的酒精濃度為超過98%。清潔時，應當采用專用的清潔棉布或棉簽蘸取酒精來擦拭光纖連接器端面。禁止使用普通棉布、棉簽或衛生紙來擦拭光纖連接器端面，這樣不但達不到清潔的目的，而且會將更多的纖維物遺留在連接器表面，從而影響光纖鏈路的正常使用。
除此之外，干型布料清潔工具做為更高級的清潔方式，越來越受市場的歡迎。它具有簡單、方便、快速以及良好的清潔效果等優點。圖1中的工具為泛達公司提供的清潔工具。它可以用于清潔市面上所有的光纖連接器， 包括MTP連接器。清潔的方式很簡單，只需要將光纖連接器在高密度編制布料上沿箭頭標識方向擦拭三次。經過清潔之后，光纖連接器上附著各種污染物都被清楚，光纖連接器的性能將得到提升（如圖2和圖3所示）。
另外需要注意的一點是，使有干型清潔工具時需要選取采用抗靜電布料的工具。如果清潔布料不具備抗靜電能力，連接器與布料摩擦所產生的靜電將使空氣中灰塵吸附在清潔后的連接器表面，從而大大影響清潔效果。
3．關于防塵帽
光纖連接器、跳線、尾纖以及適配器在出廠時都會帶有防塵帽。防塵帽的作用除了避免連接器接觸顆粒物質之外，最主要的目的是為了保護光纖連接器端面，避免直接接觸連接器端面而損壞連接器。只有在安裝、測試、使用時才可將防塵帽除去。一但除去防塵帽，該光纖連接器必須與另一個清潔后的光纖連接器耦合。
一個錯誤的觀點認為，“只要有防塵帽保護，在使用前就不需要進行清潔了”。
因為防塵帽本身并不是一定干凈的。好的習慣是，即時有防塵帽存在，也認為光纖連接器不夠干凈，需要進行清潔。當測試完畢一條光纖鏈路之后，請立即安裝防塵帽，否則鏈路在使用前必須重新測試。
測試時繞線軸的使用
當使用LED光源測試多模光纖鏈路時，需要使用繞線軸。這是因為，LED光源由于發散，會在光纖纖核與被覆層之間產生“高次模”。在設置參考值和測試過程中，使用繞線軸的目的就是為了消除“高次模”，增強測試方法的可重復性和結果的可靠性。同時，繞線軸也是為了保證使用LED光源測試時，被測鏈路能夠支持當前以及未來的高速率傳輸應用，比如千兆以太網和萬兆以太網。而對于VCSEL和激光這樣入射光集中的光源，則不需要使用繞線軸。
使用繞線軸時，將與光源端相連接的參考跳線纏繞在繞線軸上，光功率計端則不需要使用。按照TIA/EIA 568B.1以及ISO/IEC TR 14763-3標準要求，參考跳線需要在線軸上不重疊的纏繞五圈。不同類型參考跳線，所使用的繞線軸直徑也各不相同。請參考下表中的數據，以選取與參考跳線類型相對應尺寸繞線軸。
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| 表2 |
光纖鏈路測試時的注意事項
1. 開機預熱
通常情況下，光源模塊的溫度越高，其發出的光源功率值將越大。在測試過程中，光源模塊需要一段時間預熱，才能夠使發送的光源功率值達到穩定。如果在光源模塊預熱前設置參考值，隨著光源模塊溫度的上升，測試結果將會產生增益，從而影響測試結果的準確性。
舉例來說，比如最初設置參考值時，光功率計接受并存儲的功率值為-6.00dB。這時候，在維持參考值設置模型，不加入被測鏈路的情況下直接進行測試，應該得到0.00dB的測試結果。但是，光功率模塊經過預熱后，發出的功率將會加大，功率計接收到的功率值可能上升為-6.20dB。這時再進行測試，將得到-0.2dB的增益。
光源模塊預熱的時間與測試環境的溫度相關。測試環境溫度越低，需要預熱的時間就越長。通常情況下，預熱的時間為5分鐘。如果儀器存儲或使用在較低的溫度環境中，預熱時間甚至要長達30分鐘。檢驗光源模塊是否達到穩定的方法很簡單，只要再完成參考值設定后，對參考值模型進行測試，得出的測試值在-0.04dB～0.04dB之間就是可以接受的；如果超出這一數值，則需要再等待一會兒，重新設置參考值。
2．參考跳線性能的檢驗
目前市面有些測試儀器，帶有參考跳線性能驗證功能。利用這一功能，可以對參考跳線性能進行驗證，以判斷其是否滿足標準要求。在測試過程中，參考跳線由于重復使用和插拔，會出現磨損或耦合性能下降。因此，應當定期對參考跳線的性能進行檢測。如果，測試結果超出標準要求，需要更換測試跳線。正常使用情況下，每經過500－1000次測試，應當更換參考跳線。
3．參考跳線與光源端的連接
光纖連接器在耦合時，每一次產生的損耗數值略有不同。尤其是光源端，由于其端面直徑較小，每一次耦合產生的損耗結果差異更大。所以，當建立參考值之后，且不可將參考跳線從光源端口拔下，否則會影響測試結果的準確性。如果發生這種情況，需要在連接后重新設置參考值。同時，為了保證最準確的測試結果，光功率計端的參考跳線也不要隨意拔出。
%＿ 負值的出現和處理
當測試單模光纖鏈路時，假如被測鏈路的長度小于100米，并且整條鏈路采用尾纖熔接方式接續，那么整條鏈路的損耗可能只有0.15dB。在這種情況下，光源模塊預熱時間不夠，測試環境溫度的大幅變化，參考跳線與測試儀表的耦合效果，參考值設定的不夠精確等情況都有可能使得測試結果得到負值，比如-0.03dB。這個時候，最好重新設置參考值。
不合格鏈路的故障排除
如果測試得到的損耗值超出極限值，可以通過以下幾方面來排除故障。
首先，重新清潔所有被測鏈路以及參考跳線的連接器端面。重新連接，確保所有的連接器完全插入光纖適配器中。
其次，檢查光纜和跳線的彎曲半徑是否符合標準要求。特別是光纖箱內的纜，是否彎曲半徑過小。
重新測試，如果還無法通過，熔接方式接續的重新進行尾纖熔接，端接方式則更換連接頭。再進行新的測試。
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