光纤测试仪在维护中的正确应用

文┃上海朗坤信息系统有限公司    潘凯恩

 

    现今，光缆在数据中心和信息中心随处可见，几乎网络的主干都由光纤一统天下。在我们为网络速率的提升而欣喜时，我们又不得不面对伴随而来的各类光纤故障。这种经历不仅在新建网络时，同样也存在于网络改造和升级过程中。光纤故障有时候就像顽疾一样纠缠着IT人员，网络升级到1G或10G，但是可能只是物理接口上的，而实际流量呢，有时根本达不到，甚至连基本连通性也存在隐患，经常有丢包现象产生。
    为此我们想到了光纤测试仪，于是乎在大的网络中配备光纤测试仪帮助维护成了一种必然，但是情况还不是很理想，故障减少了很多，但是还会有很多莫名的无法解决的问题，比如丢包，难道用了维护工具还不能解决这些问题吗？到底如何应用这些测试工具呢？

1  光纤测试仪的注意事项
    工欲善其事，必先利其器。我们能在光纤网路维护中引入各类光纤测试仪，这本身也是印证了技术的不断发展，回想10M、100M光纤的网络链路，几乎不需要怎么测试，就可以放心使用，当然这是有原因的如图1所示。

图1

    图1中可以看到随着技术的发展，光纤对损耗的要求越来越严格，10G的网络要求总的光纤链路损耗控制在2.6dB以下，而10M和100M的网络光纤损耗要求相对来说会宽松很多，这就使得在原先的网络中光纤链路几乎很容易就可以实施运行。但如果速率提升至1G和10G时，原先的最小损耗就不一定能适用于新的应用，需要用光纤测试对损耗参数进行量化测试，以判定是否能够支持标准要求。另外，高速率网络对光纤本身也提出了要求，光缆也分成了不同的类别，为了提高速率，需要光纤本身支持更高的模式带宽，尤其是对于广泛应用于局域网中的多模光纤如表1所示，不同的模式带宽（MBW）对应的链路长度有所不同，而它们对应的最大损耗也是有差异的，换句话说，仅有损耗合格也不能保证被测链路可以支持10G网络，还必须有相对应的模式带宽。
  表1

    除了上述提到的损耗、长度、模式带宽，还有需要注意色散，我们的交换机接口光源很多已经从LED光源改为VCSEL光源，就是为了降低色散，避免信号被过度展宽，同样运用在测试中，为了更真实的评测光缆的性能，对于50μm的光纤，建议测试中也采用VCSEL的光源进行测试。
    最后，还需要注意的是事件故障分析，有的故障是由于光纤上的一部分造成的，如耦合器匹配不良，弯曲过大，针对这类事件型的故障，需要做定位，简单的测试损耗就不行了，需要配合OTDR测试仪，对事件点进行定位。
    因此，如果要用好光纤测试仪，真正发挥它的效能，在应用测试仪的时候还需要掌握一些使用方式。
    ◆ 选用正确的测试标准、元件标准和应用标准。如果清楚当前网络应用，如被测链路是运行1000Base-SX的，那么采用应用标准来测试，如果不清楚应用情况，那么采用元器件标准来测试，如ISO和TIA中的相应标准。
    ◆ 注意模式带宽。在升级链路时，需要考虑一下当前使用的光缆是否满足最低模式带宽的要求。
    ◆ 选用正确的光源。测试时选用光源最好与网络实际使用的光发射端口光源一致。
    ◆ 视测试要求，决定选用哪一级的测试，TSB140标准定义了两种类别的测试，类别一是OLTS测试，即光源光功率计的测试方式，类别二是OTDR测试，即光时域反射，单端测试。类别一适用于光损耗的测试，类别二适用于光纤故障的定位测试。

2  技术应用：如何用测试仪解决光纤故障
    以下部分针对光纤测试中常见的问题，进行举例说明。
   （1）案例1，为什么光纤测试通过，但网络运行时还是丢包呢？
在标准的选择，不少用户会犯一些明显的错误，如测试时不太注意被测光纤是50μm还是62.5μm的，而这里面判定的标准是有差异的如表2所示。
    表2

    表2中显示两种孔径的光纤对最大损耗值的要求出入还是比较大的，错误地选择光缆测试标准将直接导致判定门限的变化。举例说，如果实测链路是50μm光纤，而选的测试标准是62.5μm，而应用是100Base-FX，假设测试结果为10dB，测试仪就会得出PASS的结果，而真实情况应该是不合格的，因为它超过了6.3dB的判定门限。这就回答了前面的问题，测试通过，但为什么跑数据还是会丢包呢。
   （2）案例2：通过了万兆的标准，为什么还是不能支持万兆的速率呢
    存在这样的用户，做网络骨干的升级，他们会升级交换机的模块和服务器的模块，当然也会测试网络中光纤的损耗，看似方法上没有什么问题，测下来光纤达到了万兆网络的要求，损耗小于门限值，但实际运行效果还是不理想。
    分析原因，主要是没有考虑到光缆的模式带宽，不同光缆的模式带宽代表在一定距离内可以提供的最大带宽，模式带宽越大，在一定距离内传输速率就可以越大，但是由于先前很多光纤都是早些年布下的，模式带宽一般都比较低，小于160以下，导致距离一长，速率就上不去，虽然此时损耗是合格的。
   （3）案例3：测试损耗都达标，模式带宽也没有问题，为什么实际运行还是有问题
    我们在测试还有一种误区，只要损耗通过，就认为光纤就是没问题的，但事实并非如此，假设这样一种情况，标准设计要求链路损耗在2.6dB，但测试时由于适配头故障，一个适配头的损耗达到了0.75dB以上，但总链路损耗测下来还是小于2.6dB，这时如果单纯的测试损耗，可能就发现不了适配器的问题，但真正网络使用中却会因为适配器问题而导致传输误码率大大增加。

3  结束语
    要确保光纤网络的正常运行，还是建议经常在骨干链路和被升级链路做一些维护测试，确保光纤链路的性能。测试仪的选用上需要注意根据自身的要求，如果仅需要测试损耗，一般如Fluke DTX系列配合光模块，即可实现，但是如需要精确定位故障事件，那么可能专业的事件分析设备如Fluke OptiFiber测试仪更适用。而一般千兆级别的网络，测试损耗一般就够了，而万兆的网络，则损耗和事件定位两者都要兼顾了。