从一个案例看光缆布线测试的新趋势

近年来随着光纤及连接器技术的发展和成本的明显下降，全光网络已经不再是遥不可及。千兆以太网的普及和万兆以太网技术的成熟更进一步推动光纤到桌面的网络建设。

据FTM咨询公司在最新的一份名为"千兆网光纤和铜缆布线系统"的论文中提到"在2007年千兆网光纤布线将占整个光纤布线系统出货量的70%，在未来十年内光纤布线市场将以超过两位数字的增长率增长"。光纤布线系统这种高速发展的势头和其在企业网络中所担负的重要的主干地位使得对于光纤布线工程的验收测试出现了新的变化趋势。

这种变化原于TIA-TR 42.8子委会通过了一项旨在阐明光纤布线测试的新方案—TSB-140，用以说明光纤链路测试以及解释正确的测试步骤。令很多人始料不及的是，在这个草案中除了保留原有传统的光纤损耗测试指标之外，新加入了原来只在电信部门才广泛使用的OTDR测试内容。真的有必要在企业光纤网络中进行OTDR测试吗？那样又要多花不少资金吧？很多用户心里不免存在着这样的疑虑，就是作为安恒公司的专业网络测试人员也对标准这样的改变的目的不甚了解。而前段时间遇到一件具有代表性的故障排除事例，正好消除了我们的疑虑，也深深感觉到了光纤布线新测试要求正是为保证光纤高速、大容量的数据、语音、图像传输而设计的。

上个月，我们去天津某公司作例行的客户回访。在和客户进行交流当中，客户透露出了一点烦恼：原来客户所在单位的网络最近出现了问题，内部数据传输非常慢，用户抱怨访问一台数据库服务器非常不稳定，时断时序而且很慢。用户使用手中的网络测试仪对进行检测，最终把故障定位在连接这台服务器和交换机之间的多模光纤上。但由于没有光纤测试产品，所以问题一直没有解决，领导对此深为不满。客户要求我们帮忙对这条光纤进行检测。在仔细询问了客户使用网络测试仪进行检测的方法和步骤后，我们确认整个过程没有问题，客户的推断应该是正确的。虽然事先没料到会发生这种情况，我们没有带齐所有的光纤测试设备，但是正好带了一台最新的演示用FLUKE OptiFiber光缆认证OTDR分析仪，就用它来试试吧。

首先，我们断开服务器和交换机之间的连接，使用OptiFiber 的损耗/长度测试功能，配合LED光源对怀疑有问题的光纤链路进行损耗测试。我们选择的测试标准为IEEE 802.3 规定的千兆以太网1000Base-SX网络标准。测试结果见图1。虽然测试显示该链路的损耗为不合格，但是实际测试值和国际标准所给出的损耗极限值仅仅相差0.03dB。按照一般常识，如此小的差距是不应该造成这样严重的网络故障的。看来这条链路中还存在着一些隐藏问题。要想找到问题的根源，就必须先找到故障点的位置，再做进一步的分析才行。

图1.损耗测试结果

接下来我们将连接千兆交换机的多模光纤接在OptiFiber的OTDR测试端口，使用Auto OTDR功能对被测光纤链路进行OTDR检测，以便查出链路中产生过大损耗点的位置。测试结果的首页如图2。从图中可以看到光纤链路的总长度为99.9米，总损耗为2.27dB（由于使用OTDR功能测试损耗会出现较大误差，所以此结果和损耗/长度测试结果有偏差），其中损耗最大的一个事件点为1.98dB，几乎占到链路全部损耗的90%，看样子问题就出在这个最大事件点上。我们进一步对OTDR的测试结果进行分析后得到OTDR曲线图和事件表见图3、图4。

图2.OTDR测试结果

从图4的表格中，我们找到了损耗最大事件点就在距离测试仪5.1米处！

图3.OTDR测试曲线

图4.OTDR事件表

那么这个故障点到底是由于什么原因造成的呢？为此，我们向客户询问了这条光纤链路的一些细节。但由于链路铺设已经好几年，网管人员也更换了几批，又没有保存相关的文档，已经没有人能回答我们的问题。还是求助于我们的OptiFiber吧。使用独特的ChannelMap功能，我们很快得到了一张链路通道图（见图5）。看到图后我们恍然大悟，原来我们测试的光纤链路中含有光纤跳线，5米的位置正是网络设备跳线与水平光纤链路的连接点，看来问题就在这里。

图5.ChannelMap图形

根据经验，现在光纤连接器的制作工艺非常好，有些甚至可以达到仅仅0.1dB的插入损耗，而多数故障大都是由于光纤端面被污染造成的。所以下一步我们准备拆开连接器，检查一下光纤接头的端面是否干净。从OptiFiber的配件箱中拿出光纤端面洁净度检测器接在OptiFiber上，分别检查连接器两端的光纤端面情况，结果见图6和图7。一端比较干净测试合格，而另一端非常肮脏，结果显示"FAIL"，看来正是它造成了这个连接器产生如此巨大的损耗。

图6.一端光纤端面检测图

图7.另一端光纤端面检测图

问题的原因找到了，解决它就非常的容易了。我们使用专业的光纤清洁剂对出现问题的光纤端面进行了清洁。再次使用OptiFiber对清洁后的光纤端面进行检测，所得结果如图8所示，光纤端面的情况大有改善。将光纤链路还原，接上OptiFiber再次进行损耗/长度测试，结果显示整条链路的损耗只有0.86dB，看来清洁包的效果还是很明显的。将这条光纤链路重新接到交换机上，经过用户24小时的监测，网络没有出现原来的故障。至此，由于光纤链路引起的网络故障问题顺利得到解决。

图8.清洁后的光纤端面

通过这次意外的测试，我们对光纤测试标准新的变化有了更为深层的理解。在此之前我们一直认为，对于光纤链路的性能只要损耗测试通过，网络传输应用就应该没有问题，但实际上并不是这样。国际标准所给出的极限值一般都会有一定的冗余量，仍以上述测试中的那条链路为例，如果损耗测试为0.01dB，好于国际标准的要求，虽然结果显示为"PASS"，但是由于链路中存在有一个质量很差的连接点，其对整个链路所"贡献"的光功率损耗非常大，足以影响网络信号的正常传输，造成网络故障。这也正是TIA/EIA 的TR42.8小组推出TSB-140草案的根本原因。TSB-140草案认为目前我们所使用的光纤链路测试手段，仅仅测试了光纤整个链路的损耗和长度，已经不能够满足当前高速光纤网络的传输需求。产品上的微小缺陷、安装过程中的不规范施工、使用维护上的疏忽等对光纤链路传输性能造成的隐性影响是无法在损耗这项参数上反映的。所以在传统的损耗/长度测试的基础上增加了OTDR（光时域反射仪）的二级测试，通过分析整条光缆链路的传输曲线，确定是否有使性能下降的问题点（例如过度弯曲、连接器或熔接问题等）并进行距离定位，彻底排除可能存在的隐藏故障，真正保证光纤在企业局域网或园区网中的重要应用。