光纖測試儀在維護中的正確應用

1.   背景

現今,光纜在數據中心和信息中心隨處可見,幾乎網絡的主幹都由光纖一統天下。在我們爲網絡速率的提升而欣喜時,我們又不得不面對伴隨而來的各類光纖故障。這種經歷不僅在新建網絡時,同樣也存在於網絡改造和升級過程中。光纖故障有時候就像頑疾一樣糾纏着IT人員,網絡升級到1G10G,但是可能只是物理接口上的,而實際流量呢,有時根本達不到,甚至連基本連通性也存在隱患,經常有丟包現象產生。
爲此我們想到了光纖測試儀,於是乎在大的網絡中配備光纖測試儀幫助維護成了一種必然,但是情況還不是很理想,故障減少了很多,但是還會有很多莫名的無法解決的問題,比如丟包,難道用了維護工具還不能解決這些問題嗎?到底如何應用這些測試工具呢?

 

2.   光纖測試中的注意事項

工欲善其事,必先利其器。我們能在光纖網路維護中引入各類光纖測試儀,這本身也是印證了技術的不斷髮展,回想10M100M光纖的網絡鏈路,我們幾乎不需要怎麼測試,就可以放心使用,當然這是有原因的。來看下圖1


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1中我們可以看到隨着技術的發展,光纖對損耗的要求越來越嚴格,10G的網絡要求總的光纖鏈路損耗控制在2.6dB以下,而10M100M的網絡光纖損耗要求相對來說會寬鬆很多,這就使得在原先的網絡中光纖鏈路幾乎很容易就可以實施運行。但如果速率提升至1G10G時,原先的最小損耗就不一定能適用於新的應用,需要用光纖測試對損耗參數進行量化測試,以判定是否能夠支持標準要求,這還只是其一。另外,高速率網絡對光纖本身也提出了要求,光纜也分成了不同的類別,爲了提高速率,需要光纖本身支持更高的模式帶寬,尤其是對於廣泛應用於局域網中的多模光纖,如圖2所示,不同的模式帶寬(MBW)對應的鏈路長度有所不同,而它們對應的最大損耗也是有差異的,換句話說,僅有損耗合格也不能保證被測鏈路可以支持10G網絡,還必須有相對應的模式帶寬。


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       除了上述提到的損耗,長度,模式帶寬,還有其他需要注意的嗎,答案是當然有,在測試中我們還需要注意色散,我們的交換機接口光源很多已經從LED光源改爲VCSEL光源,就是爲了降低色散,避免信號被過度展寬,同樣運用在測試中,爲了更真實的評測光纜的性能,對於50μm的光纖,建議測試中也採用VCSEL的光源進行測試。

       最後,還需要注意的是事件故障分析,有的故障是由於光纖上的一部分造成的,如耦合器匹配不良,彎曲過大,針對這類事件型的故障,需要做定位,簡單的測試損耗就不行了,需要配合OTDR測試儀,對事件點進行定位。

       因此,如果要用好光纖測試儀,真正發揮它的效能,我們在應用測試儀的時候還需要掌握一些使用方式和方法。
1.  選用正確的測試標準,元件標準和應用標準。如果清楚當前網絡應用,如被測鏈路是運行1000Base-SX的,那麼採用應用標準來測試,如果不清楚應用情況,那麼採用元器件標準來測試,如ISOTIA中的相應標準。
2.  注意模式帶寬。在升級鏈路時,需要考慮一下當前使用的光纜是否滿足最低模式帶寬的要求。
3.  選用正確的光源。測試時選用光源最好與網絡實際使用的光發射端口光源一致。
4.  視測試要求,決定選用哪一級的測試,TSB140標準定義了兩種類別的測試,類別一是OLTS測試,即光源光功率計的測試方式,類別二是OTDR測試,即光時域反射,單端測試。類別一適用於光損耗的測試,類別二適用於光纖故障的定位測試。

3.   技術應用:如何用測試儀解決光纖故障

以下部分針對光纖測試中常見的問題,進行舉例說明。

 

a)案例1,爲什麼光纖測試通過,但網絡運行時還是丟包呢?

在標準的選擇,不少用戶會犯一些明顯的錯誤,如測試時不太注意被測光纖是50μm還是62.5μm的,而這裏面判定的標準是有差異的,見圖3



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圖中顯示兩種孔徑的光纖對最大損耗值的要求出入還是比較大的,錯誤地選擇光纜測試標準將直接導致判定門限的變化。舉例說,如果實測鏈路是50μm光纖,而選的測試標準是62.5μm,而應用是100Base-FX,假設測試結果爲10dB,測試儀就會得出PASS的結果,而真實情況應該是不合格的,因爲它超過了6.3dB的判定門限。這就回答了前面的問題,測試通過,但爲什麼跑數據還是會丟包呢。

 

b)案例2:通過了萬兆的標準,爲什麼還是不能支持萬兆的速率呢

存在這樣的用戶,做網絡骨幹的升級,他們會升級交換機的模塊和服務器的模塊,當然也會測試網絡中光纖的損耗,看似方法上沒有什麼問題,測下來光纖達到了萬兆網絡的要求,損耗小於門限值,但實際運行效果還是不理想。

       分析原因,主要是沒有考慮到光纜的模式帶寬,不同光纜的模式帶寬代表在一定距離內可以提供的最大帶寬,模式帶寬越大,在一定距離內傳輸速率就可以越大,但是由於先前很多光纖都是早些年佈下的,模式帶寬一般都比較低,小於160以下,導致距離一長,速率就上不去,雖然此時損耗是合格的。

 

c)案例3:測試損耗都達標,模式帶寬也沒有問題,爲什麼實際運行還是有問題

我們在測試還有一種誤區,只要損耗通過,就認爲光纖就是沒問題的,但事實並非如此,假設這樣一種情況,標準設計要求鏈路損耗在2.6dB,但測試時由於適配頭故障,一個適配頭的損耗達到了0.75dB以上,但總鏈路損耗測下來還是小於2.6dB,這時如果單純的測試損耗,可能就發現不了適配器的問題,但真正網絡使用中卻會因爲適配器問題而導致傳輸誤碼率大大增加。

 

4.   總結

要確保光纖網絡的正常運行,還是建議經常在骨幹鏈路和被升級鏈路做一些維護測試,確保光纖鏈路的性能。測試儀的選用上需要注意根據自身的要求,如果僅需要測試損耗,一般如Flue DTX系列配合光模塊,即可實現,但是如需要精確定位故障事件,那麼可能專業的事件分析設備如Fluke OptiFiber測試儀更適用。而一般千兆級別的網絡,測試損耗一般就夠了,而萬兆的網絡,則損耗和事件定位兩者都要兼顧了。
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