答疑解惑

答疑解惑

潘凯恩，上海朗坤信息系统有限公司技术总监、高级工程师、高级讲师。2003年开始从事计算机网络相关工作，涉及综合布线的测试与验收、网络性能测试与评估、网络故障诊断与优化、网络应用分析等领域。通过多年的积累，熟悉福禄克网络全系列产品，多次协助参与运营商、电力、地铁、高校等行业用户排除疑难网络故障。2007年至今，参与国内各类高校计算机类专业课程建设，普及综合布线验收和网络测试技术。结合自身的实际工作经验，促进校企合作深度，提升教学质量。

光纤测试执行哪些内容？

潘凯恩：影响综合布线系统中的光纤传输质量的因素众多，但在实际网络测试中，光纤的测试内容相对于双绞线来说，简化了许多。在GB 50312-2007标准中，对于光纤的测试，仅要求依据不同波长给出衰减和长度两项参数。

而国际上，即便在TIA TSB-140被纳入ANSI/TIA 568C.0和C.1后，对于光纤的测试也只是将二级测试作为可选测试，并非强制测试内容。光纤测试等级在TSB-140中做了如下定义：

一级测试主要用于确保高质量的网络性能和完整性。一级测试包括验证电缆长度、验证极性、测量整个光纤链路的衰减，以确保它小于指定的损耗。

一级测试中的三个测试内容都可以借助光损耗测试装置完成，当然不是所有的OLTS仪器都具备测试长度的能力。虽然有时通过线缆护套上标记的数字也可以推断线缆长度，但是，实际数字不一定准确，建议进行一级测试时，同时测量长度，这样可以更好地避免由于使用光纤长度超长或计算不准确，导致衰减测试结果无效。

二级测试即光时域反射计，虽然根据TIA 568C.0标准，这一级别测试属于可选测试，但在实际测试中还是强烈推荐执行二级测试。因为它可以通过衰减检测、插入损耗、连接器反射、熔接点位置、意外损耗时间等测试，提供一个深入检测光纤情况，判断安装质量的途径，而这些在OLTS测试中是无法获得的。

光纤测试中的二级测试是什么？

潘凯恩：二级测试一般采用OTDR进行测试，OTDR仪器主要用于测试整条光纤链路的衰减，并提供基于长度的衰减细节和事件光缆故障原因，可以用于检测、定位和测量光纤链路上任何位置的事件（事件一般指因光纤链路中的熔接点、连接器、弯曲等形成的光纤缺陷）。

OTDR之所以用于测试光纤，使用了两种基本原理，即瑞利散射和菲涅尔反射。瑞利散射定义为光传输时遇到光纤本身的缺陷和掺杂成分的变化，导致光脉冲会发生瑞利散射。一部分光(大约有0.0001%)沿脉冲相反的方向被散射回来，因而被称为瑞利逆向散射，后向散射光提供了与长度有关的衰减细节。瑞利散射的能量大小与波长的四次方的倒数成正比。所以波长越短散射越强，波长越长散射越弱，在光纤测试时，1310nm波长的散射要大于1550nm波长的光纤。

菲涅尔反射则定义为在不同折射率的两种传输介质的边界处（如连接器、机械接续、断裂或光纤终结处）会发生菲涅尔反射，此现象被OTDR用于准确确定沿光纤长度上不连续点的位置。反射光的大小依赖于边界表面的平整度及折射率差，由于连接器属于对位连接，本身在连接时存在比较大的折射率差，因而在OTDR追踪图中会显示为非常大的突变。

OTDR测试中最远测试距离如何计算？

潘凯恩：OTDR原理相对于OLTS一级测试要复杂很多，且在测试使用上有很多限制，当光纤网络的大量出现，光纤引起的故障也愈来愈多，有必要对光纤故障诊断中的OTDR测试方式做更深一步的介绍。

OTDR通过来回反射的原理进行长度计算，在发送端统计发出光信号到返回光信号的时间，就可以计算出光纤光纤L（单位为米）的长度，如以下公式所示。其中c为光在光纤中传输的速度，Δt为传输往返的时间，IOR为平均折射率。

OTDR的测试曲线会向下倾斜，原因是由于瑞利散射随着距离的增加发射回来的能量越来越弱，而伴随着距离的增加，总损耗也会不断增加。在测试中我们经常会运用标记的方式来测量分段距离上的损耗，而将损耗除以长度，就得到了平均损耗（dB/km）。一般衰减系数可以通过以下公式算出：

其中Af为衰减系数， F1为第一个标记，P2是第二个标记。

如果长度为L （公里），那么光纤总的衰减值为A=aL。对于单模光纤，按照0.2dB/km的衰减系数计算，若经过一个光纤系统输出功率为3dBm，其接收端的接收灵敏度若为-22dBm，则放大增益为25dB，除以衰减系数，理论传输距离为25/0.2=125km，考虑实际链路中存在的其他衰减因素，实际距离肯定要小于这一距离。那么对于OTDR测试仪，最远的测试距离如何确定？

其中：Lo为OTDR测试仪监测最大长度；P为OTDR测试仪的动态范围；Ac为介入损耗，指OTDR、光器件、滤波器、机械接头等设备的介入损耗的总和；Mc为光缆线路富余度（dB）；Ma为测试精度富余度（dB）；Af为光缆平均衰减系数（dB/km）；As为光熔接接头平均衰减系统（dB/km）。

注：对于光缆监测距离的计算，需要先以各项目数据代入公式计算，再根据工程情况加以一定经验修正，弥补理想情况与实际情况的差距。