數據中心短光纖的測試

文｜上海朗坤信息系統有限公司 潘凱恩

首先來看一下當前數據中心的情況，10G已經不是什么新鮮事物了，而介質方面，銅纜雙絞線也開始6A化，光纖也逐步升級，而數據中心里的大部分光纖鏈路都短于200m，這使得基于VCSEL的850nm光收發器可以被大量使用，配合OM3光纖，光纖方案的成本進一步降低，也使OM3成為萬兆速率數據中心的首選。

如表1、表2所示，OM3光纖在同樣插入損耗的情況下，與OM2和OM1光纖相比，OM3光纖的傳輸距離可以更遠。而通道最大距離與模式帶寬和通道最大插入損耗相關。例如，對于一個使用850nm OM3光纖的300m 10GBase-SR鏈路而言，所能被允許的最大插入損耗是2.6dB，而在1000Base-SX網絡中則為3.56dB，可以預見隨著速率不斷提升，損耗的要求也越來越高。而即使是在這2.6dB的最大允許損耗中，也被分為光纖本身所固有的損耗，以及光纖連接和連接器損耗。

伴隨數據中心TIA 942推行的結構化光布線系統的發展，在帶來靈活易用的同時，也給光纖測試帶來了新的內容，引入的結構化布線，增加了連接器件，對接頭連接器的插入損耗有了更高的要求。

表1 1000Base-SX

表2 10GBase-S

那么下面先來談一下數據中心短光纖測試面臨的新問題。

從目前光纖鏈路的測試來看，主要分成兩個等級，第一等級為OLTS測試，第二等級為OTDR測試；從實際驗收來看，更多采用的是OLTS測試，即光源和光表的測試方式。其原因除了測試設備價格低廉外，也和其使用簡易程度有關，相對來說，使用第二級別的OTDR測試儀需要更專業的知識，需要讀懂OTDR的曲線圖，并且判定故障原因，這絕非簡單培訓就可以上手的工作。

另外，不論部署結構化光布線網絡，還是模塊化高密度MPO方案時，多模光纖都被大量運用，此時用光纖元件標準測試通過，而應用標準測試則不一定通過，兩類標準門限值有所不同，測試時選擇不當，也會給后續網絡運行埋下故障隱患。

不僅如此，在選用OTDR測試儀時，死區的問題也不能忽略，OTDR的死區分為事件死區和衰減死區，事件死區代表OTDR所能檢測到光纜的最短長度。死區越短，可檢測到的光纜長度就越短。如果事件死區比被測的光纜長度要短，那么就可以使用OTDR來測試這條鏈路。而衰減死區一般要大于事件死區，它的定義是可以測得連續兩個事件插入損耗數值的最小距離，如圖1所示。

數據中心內網絡的光纜鏈路通常都短，同時通道里還會有多個連接器和短跳線。在進行光纜測試時，應該使用具有短事件死區和衰減死區的OTDR測試儀。

圖1 事件死區和衰減死區

例如，假設正在測試的光纜鏈路包含一根3m長的跳線，如果你的OTDR事件死區指標為5m，OTDR 將會只檢測到跳線的起始端，而檢測不到終點。如果使用的OTDR 事件死區為2m，就可以看到跳線的兩端，也可以正確地測量鏈路中安裝跳線的長度并進行文檔備案。

針對上述數據中心短光纖鏈路測試中的問題，如何進行測試？

建議可以按如下幾個原則進行測試：

（1）用OLTS光源、光表測量鏈路損耗，用OTDR測量長度。由于使用光源、光表測量鏈路損耗接近于標準損耗測量方法，最接近真實網絡運行狀況，所以損耗測量精度可以得到保障。而單單通過OTDR測試儀進行損耗測試，原理上它是借助測量背向瑞利散射光，距離越遠，測量精度越難以保障。而在OTDR測試儀的量程選擇上也非越大越好，一般選為被測光纖長度的兩倍以上，如設置太大，會增加測試時間，并會增加測量誤差。脈寬選擇也需要做限制，寬脈沖發射光功率大，測的距離遠，信噪比好，但測距空間分辨率低；而窄脈沖信噪比差，測距空間分辨率高，因此，一般測短距離光纖選窄脈沖，長距離時才選寬脈沖。

（2）OLTS測試時，使用卷軸，如圖2所示，這樣在實際測試時，可以濾除高次模，提高測試穩定性，避免測試結果出現時大時小，不穩定的狀況，當然測試前需要在做基準設置時，就連入卷軸。

圖2

（3）在OTDR測試時引入補償光纖。所謂補償光纖就是在被測鏈路前，人為加入一段光纖，最好在100m以上。在光纖鏈路較短時，OTDR測量到的曲線具有一定的波動性，引入補償光纖，人為增加了長度，減小了測試的波動性。額外的好處是，測試事件信息是以發射補償光纖末端作為起點，這樣可以看到0米處的插入損耗情況，如圖3所示。

圖3 OTDR TRACE圖

（4）OTDR測量曲線重點作為排除鏈路障礙用。短光纖測量中，OTDR測量曲線僅作為參考。OTDR更多的任務用于定位故障，如連接器的連接質量如何，熔接點的熔接質量，光纖微彎是否過度等。

綜上所述，數據中心短光纖的測試，最好以兩種測試方法相輔助進行，既測試通道的總損耗，也測試基于事件的長度分布地圖。當然對于短光纖盡可能采用分辨率精度等級更高的光功率計，以降低誤差。如今，Fluke網絡公司的OptiFiber測試儀正是該類測試的首選，集損耗測試、OTDR測試于一體，可以輕松勝任數據中心的短鏈路光纖測試。