参考质量测试线缆的使用及需要注意的几个问题

标准的作用:

为了系统工作正常，网络设备和线缆都必须符合规范要求。标准有助于让我们判断产品是否按照规定的方式运行。如果设备符合业界标准，那么终端用户就能够验证或复现先前由制造商和承包商所作的测量。如果没有标准，就可能得出不一致的测量结果，引起争论。处理不好，用户和提供商还要请法庭裁决，对簿公堂。

在北美地区，电信业采用的光纤标准是：组件级光纤测试流程（FOTPs）或系统级光纤测试流程(OFSTPs)。这两个标准是由FO2/FO6光纤委员会和TR42基础缆线标准制定组制定的，这两个组织从属于已得到ANSI质量认证的电信产业联合会（TIA，http://www.tiaonline.org/standards/sfg/）。在本篇文章中，为方便起见，对所提到的测试方法采用类指定命名法，即，FOTP-XXX（指TIA/EIA-455-XXX系列标准文档），OFSTP-XXX（指TIA/EIA-526-XXX）。光纤连接器匹配标准（FOCIS）可从TIA/EIA-604-XXX系列标准文档中查找，FOCIS为所有连接器的匹配的名称的公共部分，具体的连接器在FOCIS后面加上序号以示区别，如Bayonet或ST（FOCIS-2）、SC（FOCIS-3）、FC（FOCIS-4）。

即便参考光缆之间存在有方向的偏离，参考光缆的信号损耗一直保持很低，因此它不只是普通的低损耗光缆。这是由光纤轴的偏心距极小和光束射出角极小获得的。

Critical attributes of a reference cable 参考光缆的关键特性
Ferrule 光缆外层
Actual core position 实际的轴心位置
Ideal core position 理想的轴心位置
Eccentricity 离心距
Ideal reference connector 理想的参考连接器
Beam exit angle 波束射出角
Core：ferrule concentricity 轴心：外层同心率

其它相关的标准制定机构还有，Telcordia 科技（http://www.telcordia.com）和国际电子技术协会（IEC，http://www.iec.ch）。Telcordia负责制定与电信业有关的组件、系统和流程的性能、互用性和质量规范要求，这很象它的前任——贝尔通讯研究室（Bell Communications Research），它帮助Bell 公司制定标准和实现工程。（Telcordia的GR-326轴心标准被广泛使用，是单模连接器和光缆性能指标标准。）IEC是国际承认的标准制订机构，特别是在北美以外地区。

对同一种工艺或产品，IEC和TIA往往制定出不同的标准，然而，市场的全球化促使统一的国际化的标准体系的形成。IEC61300-XX-XX标准系列，大体上和TIA的FOTPs和OFSTPs相同。

然而，成功的测试不仅需要严格遵照标准测试方法，技师们必须使用由测试方法和所有连接的参考质量测试线缆指定的测试设备，这些设备必须经过校准，功能正常并且得到很好的维护。最后测试人员必须经过培训，掌握正确的测试方法和线路搭建。

参考光缆:

测试线缆不是从配线盒中随便抽出来的光缆。根据定义，测试线缆是两端接有精密连接上的光纤连接器的光缆，并配有相关文档证明它参考来源的可信性。这种设备也被称作参考发射光缆，金色光缆，测试连接线和测量质量转接线（根据MIL-STD-2042，是一个海军使用的名称）。参考光缆之所以能被使用是因为它们能为光缆衰减或回波损耗等测量提供可重复使用的参考点。参考组件（光缆和匹配器）不同于标准的现场级组件，在连接在一起的时候尽管有方向偏差（rotational orientation），参考组件的损耗还是相当的低。这种低损耗是指在参考连接器的光纤轴心和外面的光缆外层高度同心，还指光速射出角/圆锥（也称辐射角或斜角）与外层沿轴方向平行。参考适配器能够恒定、精确的与轴对准。

正确测量一个经过连接器连接LED，激光或光放大器的输出功率，可以使用参考光缆连在测试设备和一个光功率测量器之间。

多年来，FOTPs和OFSTPs一直不能为参考组件制定出详细准确的指标。FOTP-171的一个最新的修订版本（TLA/EIA-455-171A，2001年6月，用于多模等级标志（Graded-Index）和单模短光缆的衰减测量替代方法）提供了最有用的描述，并在附录A里的"参考组件的选择和量化"为参考光缆设置了缺省值。FOTP-171A的表A1和A2，为使用最多的2.5mm和1.25mm圆柱光缆外层和与之匹配连接的连接器提供了关键参数和缺省值。到MT-RJ和MTP这样的带状连接器采用可选择外层技术时，标准委员会把这种信息写进到标准的修订版。

单模FC或SC参考连接器必须符合下列条件：

外层外径直径：2.4990 +/- 0.0005 mm
打磨后的底面外形：依照Telcordia GR-326-CORE
打磨后的外层长度：依照相应FOCIS文档
参考连接器衰减: 在1,310 nm 和 1,550 nm 小于0.15dB
光束射离角：小于0.25度
离心距：小于0.25 um

FOTP-171只是针对测量衰减，回波损耗没有给出，这里推荐回波损耗至少要低于最小可接受值10dB。

光功率的测量:

光功率的测量是光纤测量中最基础的测量。发射机的输出功率为多少？光放大器或输出（pump）激光的输出功率是多少？在接收机输入端的接收功率有多大？如果网络的数据传输率达到千兆位数量级，并采用DWDM传输技术，用户在输出功率和达到同DWDM相匹配的波长精度方面，要花费相当多的金钱。因此，他们要得到投资换回来的每一个dB的性能增益。要实现这种测试要求，必须使用标准测试流程和参考光缆进行测试。

光缆出厂前或一个光网络链路的可复验的衰减测试，需要在被测设备的两端有参考光缆接头。参考光缆规范在新的FOTP-171A标准修订版里有详细的阐述。

许多人认为光功率测量是白费时间，但事实上并非如此。光功率测量不只是把光功率测量器连到光输出上，测量者应在FOTP-95（即TIA/EIA-455-95）的指导下进行测量，FOTP-95细致入微的讲述了进行正确光功率测量的步骤。如果假设测量用的光功率测量器适合测量（恰当的波长敏感性、测量范围和可查到的由国际标准和技术研究所进行的校准），那么在测量中功率出现的任何变化，将是由于连接被测设备和OPM的参考光缆选择不当造成的。

制造商生产插接光缆时，必须严格按照产品规范中的建议去做，否则，很难保证产品的质量，终端用户使用这种插接光缆来连接设备，会影响测量的准确性的。为了保证产品质量，确保生产线的移动速度符合要求，制造商需要一个可复验的基准线，这可由一个参考连接实现。参考光缆排除了测量过程中任何会造成测量偏差的隐患。

衰减的测量:

衰减或光功率损耗，是光线测量中使用频度仅次于光功率的测量量。简单地说，衰减（用dB表示）等于输出光功率与输入光功率的比值。如图3所示，最常见的，光缆/插接光缆和安装一个光纤链接时要测量端到端损耗，需要进行衰减测量。下面所列的是测量衰减可以参照的标准：

光缆衰减：FOTP-171 (即 TIA/EIA-455-171A).
单模链接的端到端损耗：OFSTP-7 (即TIA/EIA-526-7).
多模光纤链接的端到端损耗：OFSTP-14 (即TIA/EIA-526-14)
光纤组件的衰减：IEC 61300-3-4

在应用这些标准时，终端用户应当知道下面两种情况可能带来测量偏差。第一，测量方法因标准不同和测量接线不同而异。测量方法的选择要基于终端用户的需求。第二，用质量不好的，没有参考依据的光缆（标准插接光缆）进行测量，可能会导致测量结果有1-2dB的偏差。

TIA衰减标准为用户提供了最好的测量指导，并列出了参考光缆的特性。FOTP-171A（测试线缆标准）为各种参考光缆作了最好的定义，并列出它们的应用条件。为支持标准化和统一化，光连接测试的OFSTPs标准特别指出，可以和FOTP-17A中的参考光缆指导说明部分相互参考。

回波损耗的测量:

当网络传输速率达到千兆位数量级，采用DWDM宽带传输技术的时候，光纤组件的回波损耗对系统性能就变得重要了。激光的稳定性和信号的透明度都受到反射光的影响，这些光从链接中的组件，特别是连接器，反射回来。不象衰减测量是测量光纤的前向数据吞吐能力，回波损耗（也叫做反射系数）测量被组件的端口或光纤束反射回来的功率同入射功率的比值（dB）。图4显示的是常用的测量接线，标准回波损耗测试方法如下：

连续波反射测量器方法测量回波损耗：FOTP-107 （即 TIA/EIA-455-107A）.
时域反射测量器(OTDR)方法测量回波损耗：FOTP-8 (即 TIA/EIA-455-8)
测量回波损耗（所有方法）的国际标准：IEC 61300-3-6

不象TIA 衰减测试方法，当前版本的所有TIA和IEC文档里，找不到任何有关进行测量回波损耗时，参考光缆的具体使用方法。只是在FOTP-171A里，可以发现有关整体特性和衰减性能的附加建议：回波损耗性能最少要比最小可接受值高10dB，否则，使用质量不好的测试线缆通常会得到不准确的结果，一般是低于正确回波损耗。

测试设备:

参考光缆是测试的关键部分。要保持性能稳定，它们同样需要轻拿轻放，小心操作，妥善存放。要管理好参考光缆，每个参考光缆上都要有标签，光缆的型号要连续化，象对待测试设备一样，爱护和维护参考光缆。因为参考光缆的端口被频繁的接到设备上，也可能有误操作的可能，所以经常性的清洁和检查是必要的。

参考光缆的清洁和维护必须严格按照下面的步骤去做，以确保它不会因为多次清洁而性能下降。因为每次使用，都要把光缆接到被测设备上，多次使用最终将会磨损参考光缆连接器端口，降低性能。定期检查，连接器端口如果有磨损，可以重新打磨，这样可以恢复参考光缆的性能。当然，这种重新打磨不能超过规定的最小光缆外层长度（查阅相关TIA FOCIS文档或制造商的产品说明），以确保原来匹配的光缆外层仍结合完好。最小的外层长度是为了确保足够弹性承载，并保证连接处总是光纤对光纤完好接触。如果连接器外层长度低于最小值，参考光缆必须作废或不能再和新的连接器相连接。

光缆产品的回波损耗测量需要一根参考光缆连到被测设备上，以保证测量准确。

Reference cable : 参考光缆
Cable assembly under test : 被测光缆
Return-loss meter : 回波损耗测量器
Device under test: 被测设备

连接被测设备和测试线路的参考光缆的质量和测使用的设备，对测量取得成功都是同等重要的。这二者对确保测试结果的正确都是很关键的。设备一般都会定期送去做校准，所以光纤参考测试线缆必须也要定期检查。由于经常使用和装拆，它甚至应该更频繁地定期检查。Telcordia GR-326-CORE要求参考光缆的连接装拆次数不能超过1000次，并进一步要求，制造商必须有方法，确定做完一次完整的测试，需要使用参考部件的次数。而且，要定期检查参考光缆的磨损情况，这种定期检查的频率将作为制造规范的内容。适配器的安装端口也必须定期检查磨损情况，并经常察看设备的质量和外观。

存放参考光缆时，必须把它放到一个安全的地方，连接器端用盖子或罩封上。参考光缆必须放在箱子里，里面的空间要足够大，保证光缆的弯曲半径大于标准推荐最小半径。应当小心使用参考光缆，以免打结，扭曲或在使用时脱落。即便光缆放在测试台上，当天就要用，保护盖在光缆不用时，一定要换成新的。如果在使用和存放过程中操作正确，将会延长参考光缆的使用寿命。

参考光缆和适配器对于测试和测量都很重要，并不比测试设备和被测设备对测试的重要性低。参考光缆和适配器为测量提供一个可重复使用的参考点，使产品测试进行得更顺利，缩短了测试时间，节约了资金。正确使用参考光缆，按要求去操作，就会为提供商和用户提供与他们按标准测量所得结果一致的测量结果。