EMC DS300B光纖交換機(jī)安裝實(shí)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(chǎng)認(rèn)證測(cè)試(一) 光纜測(cè)試 OptiFiber 2004-11-06    安恒公司       閱讀: 156333 安 恒公司原創(chuàng)，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明一、為什么進(jìn)行光纖鏈路現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)證測(cè)試隨著光纖通信技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣，為了滿(mǎn)足“高速率，大容量，遠(yuǎn)距離”通信的要求，制造光纖的原料的品種越來(lái)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(chǎng)環(huán)境。所以對(duì)于

2、光纖鏈路進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)證測(cè)試是十分必要的。1. 光纖鏈路現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)證測(cè)試的目的光纖鏈路現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)證測(cè)試是安裝和維護(hù)光纖通信網(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(cè)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(chǎng)認(rèn)證測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)目前光纖鏈路現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)證測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)分為兩大類(lèi)：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(chǎng)認(rèn)證測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于不同光纖系統(tǒng)它的測(cè)試極限值是不固定的，它是基于電纜長(zhǎng)度、適配器和接合點(diǎn)的可變標(biāo)準(zhǔn)。目前大

3、多 數(shù)光纖鏈路現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)證測(cè)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/TIA568B標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的ISO/IEC 11801標(biāo)準(zhǔn)。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(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(chǎng)認(rèn)證測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。每種不同的光纖通信系統(tǒng)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)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(gè)光纖接線(xiàn)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(xiàn)。典型的基干鏈路 段有三種：主交叉線(xiàn)至中間交叉線(xiàn)、主交叉線(xiàn)至水平交叉線(xiàn)和中間交叉線(xiàn)至水平交叉線(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用波長(zhǎng)（nm）對(duì)應(yīng)光纜類(lèi)型的最長(zhǎng)距離（m）對(duì)應(yīng)光纜類(lèi)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(yùn)行的局域網(wǎng)都有介質(zhì)轉(zhuǎn)換器來(lái)實(shí)現(xiàn)在單模光纖上的運(yùn)行。二、&#

7、160;光纖鏈路現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)證測(cè)試對(duì)于光纖系統(tǒng)需要保證的是在接收端收到的信號(hào)應(yīng)足夠大，由于光纖傳輸數(shù)據(jù)時(shí)使用的是光信號(hào)，因此它不產(chǎn)生磁場(chǎng)，也就不會(huì)受到電磁干擾（EMI）和射 頻干擾（RFI），不需要對(duì)NEXT等參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，所以光纖系統(tǒng)的測(cè)試不同于銅導(dǎo)線(xiàn)系統(tǒng)的測(cè)試。在光纖的應(yīng)用中，光纖本身的種類(lèi)很多，但光纖及其系統(tǒng)的基本測(cè)試參數(shù)大致都是相同的。在光纖鏈路現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)證測(cè)試中，主要是對(duì)光纖的光學(xué)特性和傳輸特性 進(jìn)行測(cè)試。光纖的光學(xué)特性和傳輸特性對(duì)光纖通信系統(tǒng)的工作波長(zhǎng)、傳輸速率、傳輸容量、傳輸距離、和信號(hào)質(zhì)量等有著重大影響。但由于光纖的色散、截止波長(zhǎng)、 模場(chǎng)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(jìn)行測(cè)試,不需進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。在EIA/TIA 568B中規(guī)定光纖通信鏈路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試所需的單一性能參數(shù)為鏈路損失（衰減）。1. 光功率的測(cè)試 對(duì) 光纖工程最基本的測(cè)試是在EIA的FOTP-95標(biāo)準(zhǔn)中定義的光功率測(cè)試，它確定了通過(guò)光纖傳輸?shù)男盘?hào)的強(qiáng)度，還是損失測(cè)試的基礎(chǔ)。測(cè)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(cè)試 光 纖通信系統(tǒng)的光學(xué)連通性表示光纖通信系統(tǒng)傳輸光功率的能力。通過(guò)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(jì)，通過(guò)檢測(cè)到的輸出光功率可以確定光 纖通信系統(tǒng)的光學(xué)連通性。當(dāng)輸出端測(cè)到

9、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。3. 光功率損失測(cè)試 光 功率損失這一通用于光纖領(lǐng)域的術(shù)語(yǔ)代表了光纖通信鏈路的衰減。衰減是光纖通信鏈路的一個(gè)重要的傳輸參數(shù),它的單位是分貝(dB)。它表明了光纖通信鏈路對(duì) 光能的傳輸損耗（傳導(dǎo)特性），其對(duì)光纖質(zhì)量的評(píng)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(hào)在光纖中傳播時(shí)，平均光功率延光纖長(zhǎng)度方向成指數(shù) 規(guī)律減少。在一根光纖網(wǎng)線(xiàn)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(duì)所有種類(lèi)的網(wǎng)線(xiàn)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)楣饫w傳輸中不存在串?dāng)_、

10、EMI、RFI等問(wèn)題，所以光纖傳輸對(duì)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(cè)試實(shí)際上就是衰減的測(cè)試，它測(cè)試的是信號(hào)在通過(guò)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(méi)有使用非常長(zhǎng)的光纖傳輸，仍然存在著顯著的 損失，這不是光纖本身的問(wèn)題，而是安裝時(shí)所作的連接的問(wèn)題。光功率損失測(cè)試驗(yàn)證了是否正確安裝了光纖和連接器。光功率損失測(cè)試的方法類(lèi)似于光功率 測(cè)試，只不過(guò)是使用一個(gè)標(biāo)有刻度的光源產(chǎn)生信號(hào)，使用一個(gè)光功率計(jì)來(lái)測(cè)量實(shí)際到達(dá)光纖另一端的信號(hào)強(qiáng)度。光源和光功率計(jì)組合后稱(chēng)為光損失測(cè)試器 （OLTS）。 測(cè) 試過(guò)程首先應(yīng)將光源和光功率計(jì)分別連接到參照測(cè)

11、試光纖的兩端，以參照測(cè)試光纖作為一個(gè)基準(zhǔn)，對(duì)照它來(lái)度量信號(hào)在安裝的光纖路徑上的損失。在參照測(cè)試光纖上 測(cè)量了光源功率之后，取下光功率計(jì)，將參照測(cè)光纖連同光源連接到要測(cè)試的光纖的另一端，而將光功率計(jì)連到另一端。測(cè)試完成后將兩個(gè)測(cè)試結(jié)果相比較，就可以 計(jì)算出實(shí)際鏈路的信號(hào)損失。這種測(cè)試有效的測(cè)量了在光纖中和參照測(cè)試光纖所連接的連接器上的損失量。 圖2損失測(cè)量是測(cè)量光功率的差 對(duì) 于水平光纖鏈路的測(cè)量?jī)H需在一個(gè)波長(zhǎng)上進(jìn)行測(cè)試，這是因?yàn)橛捎诠饫w長(zhǎng)度短（小于90米），因波長(zhǎng)變化而引起的衰減是不明顯的，衰減測(cè)試結(jié)果應(yīng)小于 20dB。；對(duì)于基干光纖鏈路應(yīng)以?xún)蓚€(gè)操作波長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)試，即多?；?/p>

12、光纖鏈路使用850nm和1300nm波長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)試，單?；晒饫w鏈路使用 1310nm和1550nm波長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)量。1550nm的測(cè)試能確定光纖是否支持波分復(fù)用，還能發(fā)現(xiàn)在1310nm測(cè)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(chǎng)測(cè)試中基干長(zhǎng)度和可能的接頭數(shù)取決于現(xiàn)場(chǎng)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(lái)確定驗(yàn)收測(cè)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(hào)損失量，這個(gè)值是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)際情況和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的損失量計(jì)算出來(lái)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

13、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(zhǎng)度、接頭和熔接點(diǎn)數(shù)目的不定，造成光纖鏈路的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)不象雙絞線(xiàn)那樣是固定的，因此對(duì)每一條光纖鏈路測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)都必須 通過(guò)計(jì)算才能得出。在EIA/TIA568B的光纖標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定了光纖在各工作波長(zhǎng)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         

14、 光纖衰減=光纖衰減系數(shù)（dB/km）×光纖長(zhǎng)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)       

15、                圖3光纖鏈路損失的原因 表 2EIA/TIA568B規(guī)定的衰減值種類(lèi)工作波長(zhǎng)（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(diǎn)衰減03dB衰減極限=光纖衰減率×光纖長(zhǎng)度 （km）+耦合器衰減×耦合器數(shù)熔接點(diǎn)衰減×溶接點(diǎn)數(shù) 例 如

16、：一條工作在850nm波長(zhǎng)的光纖鏈路，長(zhǎng)度為2km，使用了兩個(gè)耦合器，一個(gè)溶接點(diǎn)。按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，光纖衰減率為3.5dB/km，每個(gè)耦合器的 衰減為0.75dB，每個(gè)溶接點(diǎn)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(cè)試得到的值小于此 值，說(shuō)明此光纖鏈路的衰減在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍之內(nèi)，鏈路合格；如果測(cè)試得到的值大于此值，說(shuō)明此光纖鏈路的衰減在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍之外，鏈路不合格。三、 光纖通信鏈路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)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

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(zhǎng)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(lái)，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(jì) 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(lèi)型的微激光二級(jí)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(shì)：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(cè)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(lái)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。 表 3三種光源的比較 光源類(lèi)型工作波長(zhǎng)光纖類(lèi)型帶寬元器件價(jià)格LED850nm多模>200MHz簡(jiǎn)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(jì) 光 功率計(jì)是測(cè)量光纖上傳送的信號(hào)的強(qiáng)度的設(shè)備，用于測(cè)量絕對(duì)光功率或通過(guò)一段光纖的光功率相對(duì)損耗。在光纖系統(tǒng)中，測(cè)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(wàn)用表，只不過(guò)萬(wàn)用表測(cè)量的是電子，而光功率計(jì)測(cè)量的是光。通過(guò)測(cè)量發(fā)射端機(jī)或光網(wǎng)絡(luò)的絕對(duì)功率，一臺(tái)光功率計(jì)就能夠評(píng)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(cè)試器，則能夠測(cè)量連接損耗、檢驗(yàn)連續(xù)性，并幫助評(píng)估光纖鏈路傳輸質(zhì)量。 3. 光時(shí)域反射計(jì)（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(zhǔn)確地測(cè)量光纖傳輸特性的儀器、儀 表，以便能夠有時(shí)了解光纖的傳輸情況，發(fā)現(xiàn)光纖故障。光時(shí)域反射儀（OTDR）正是一種這樣的光學(xué)儀表，是光纜施工、維護(hù)及監(jiān)測(cè)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(shí)產(chǎn)生的后向散射光來(lái)獲取衰減的信息，可用于測(cè)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(zhǎng)度的 損耗分布情況等。從某種意義上來(lái)說(shuō)，光時(shí)域反射計(jì)(OTDR)的作用類(lèi)似于在電纜測(cè)試中使用的時(shí)域反射計(jì)（TDR），只不過(guò)TDR測(cè)量的是由阻抗引起的信 號(hào)反射，而OTDR測(cè)量的則是由光子的反向散射引起的信號(hào)反射。反向散射是對(duì)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。