数据中心短光纤的测试

文｜上海朗坤信息系统有限公司 潘凯恩

首先来看一下当前数据中心的情况，10G已经不是什么新鲜事物了，而介质方面，铜缆双绞线也开始6A化，光纤也逐步升级，而数据中心里的大部分光纤链路都短于200m，这使得基于VCSEL的850nm光收发器可以被大量使用，配合OM3光纤，光纤方案的成本进一步降低，也使OM3成为万兆速率数据中心的首选。

如表1、表2所示，OM3光纤在同样插入损耗的情况下，与OM2和OM1光纤相比，OM3光纤的传输距离可以更远。而通道最大距离与模式带宽和通道最大插入损耗相关。例如，对于一个使用850nm OM3光纤的300m 10GBase-SR链路而言，所能被允许的最大插入损耗是2.6dB，而在1000Base-SX网络中则为3.56dB，可以预见随着速率不断提升，损耗的要求也越来越高。而即使是在这2.6dB的最大允许损耗中，也被分为光纤本身所固有的损耗，以及光纤连接和连接器损耗。

伴随数据中心TIA 942推行的结构化光布线系统的发展，在带来灵活易用的同时，也给光纤测试带来了新的内容，引入的结构化布线，增加了连接器件，对接头连接器的插入损耗有了更高的要求。

表1 1000Base-SX

表2 10GBase-S

那么下面先来谈一下数据中心短光纤测试面临的新问题。

从目前光纤链路的测试来看，主要分成两个等级，第一等级为OLTS测试，第二等级为OTDR测试；从实际验收来看，更多采用的是OLTS测试，即光源和光表的测试方式。其原因除了测试设备价格低廉外，也和其使用简易程度有关，相对来说，使用第二级别的OTDR测试仪需要更专业的知识，需要读懂OTDR的曲线图，并且判定故障原因，这绝非简单培训就可以上手的工作。

另外，不论部署结构化光布线网络，还是模块化高密度MPO方案时，多模光纤都被大量运用，此时用光纤元件标准测试通过，而应用标准测试则不一定通过，两类标准门限值有所不同，测试时选择不当，也会给后续网络运行埋下故障隐患。

不仅如此，在选用OTDR测试仪时，死区的问题也不能忽略，OTDR的死区分为事件死区和衰减死区，事件死区代表OTDR所能检测到光缆的最短长度。死区越短，可检测到的光缆长度就越短。如果事件死区比被测的光缆长度要短，那么就可以使用OTDR来测试这条链路。而衰减死区一般要大于事件死区，它的定义是可以测得连续两个事件插入损耗数值的最小距离，如图1所示。

数据中心内网络的光缆链路通常都短，同时通道里还会有多个连接器和短跳线。在进行光缆测试时，应该使用具有短事件死区和衰减死区的OTDR测试仪。

图1 事件死区和衰减死区

例如，假设正在测试的光缆链路包含一根3m长的跳线，如果你的OTDR事件死区指标为5m，OTDR 将会只检测到跳线的起始端，而检测不到终点。如果使用的OTDR 事件死区为2m，就可以看到跳线的两端，也可以正确地测量链路中安装跳线的长度并进行文档备案。

针对上述数据中心短光纤链路测试中的问题，如何进行测试？

建议可以按如下几个原则进行测试：

（1）用OLTS光源、光表测量链路损耗，用OTDR测量长度。由于使用光源、光表测量链路损耗接近于标准损耗测量方法，最接近真实网络运行状况，所以损耗测量精度可以得到保障。而单单通过OTDR测试仪进行损耗测试，原理上它是借助测量背向瑞利散射光，距离越远，测量精度越难以保障。而在OTDR测试仪的量程选择上也非越大越好，一般选为被测光纤长度的两倍以上，如设置太大，会增加测试时间，并会增加测量误差。脉宽选择也需要做限制，宽脉冲发射光功率大，测的距离远，信噪比好，但测距空间分辨率低；而窄脉冲信噪比差，测距空间分辨率高，因此，一般测短距离光纤选窄脉冲，长距离时才选宽脉冲。

（2）OLTS测试时，使用卷轴，如图2所示，这样在实际测试时，可以滤除高次模，提高测试稳定性，避免测试结果出现时大时小，不稳定的状况，当然测试前需要在做基准设置时，就连入卷轴。

图2

（3）在OTDR测试时引入补偿光纤。所谓补偿光纤就是在被测链路前，人为加入一段光纤，最好在100m以上。在光纤链路较短时，OTDR测量到的曲线具有一定的波动性，引入补偿光纤，人为增加了长度，减小了测试的波动性。额外的好处是，测试事件信息是以发射补偿光纤末端作为起点，这样可以看到0米处的插入损耗情况，如图3所示。

图3 OTDR TRACE图

（4）OTDR测量曲线重点作为排除链路障碍用。短光纤测量中，OTDR测量曲线仅作为参考。OTDR更多的任务用于定位故障，如连接器的连接质量如何，熔接点的熔接质量，光纤微弯是否过度等。

综上所述，数据中心短光纤的测试，最好以两种测试方法相辅助进行，既测试通道的总损耗，也测试基于事件的长度分布地图。当然对于短光纤尽可能采用分辨率精度等级更高的光功率计，以降低误差。如今，Fluke网络公司的OptiFiber测试仪正是该类测试的首选，集损耗测试、OTDR测试于一体，可以轻松胜任数据中心的短链路光纤测试。