为明天的光纤局域网保驾护航(白皮书)

随着光纤驻地网络 (premises network)中使用的日益增多，对光纤进行测试和认证的需求也在不断增长。选择合适的、能够给出光纤网络全景的 OTDR （OpticalTime Domain Reflectometer，光时域反射仪）并不容易。市面上存在着来自许多厂家的各种产品，每种产品都称自己具备高性能、快速测试能力和便于使用。与此同时，OTDR 的指标、解释和测量方法不尽相同，令人难以分辨。购买者不仅需要了解 OTDR 的各种指标，还需要了解对其应用而言，哪些指标是重要的。很多时候，一些非常重要的要求（如易用性）很难判定。
本白皮书描述了对 OTDR 进行比较和正确选择时各种关键指标的含义和应用。

作者: Fluke

为明天的光纤局域网保驾护航
第一部分：怎样选择 OTDR 对 LAN 基础设施进行测试和诊断

OTDR 是做什么用的？
OTDR 可用于验证新装光纤链路的性能及检测现有光纤链路存在的问题。OTDR 可以对光纤的特性进行测量，给出一定距离上光纤反射功率的图形轨迹，并提供光纤中探测到事件特性的列表。

测量的内容包括总损耗、分段、长度及光纤的事件特征，包括：断点，连接(connections)，熔接(splices)和过度弯曲(tightbends)。OTDR 还可以测量光纤的光回损及连接器的反射率。

OTDR 还可以：进行单端测试和诊断（只需要用光纤的一头进行测试）；通过发现其他的光纤检测设备无法发现的问题来提高光纤链路装置的品质；确定光纤链路中的问题所在，使确定断点的位置变得容易，或者对光纤链路中的每段连接的质量进行检查。

在选择 OTDR 时要注意什么？
记住关键的几点，就可以帮助您选择最适合的 OTDR ：

1. 了解您的应用。如果您打算用 OTDR 来进行驻地测试和调试，则需要考虑几个重要的指标。许多 OTDR 用于对长距离光纤进行测试，不适合用于对驻地光纤网络进行测试和诊断。尤其是，由于驻地光纤网络和数据中心的光纤长度比较短（并且带有跳线），所以应该选择具有较短盲区的 OTDR 。

2. 为用户考虑。如果OTDR 的使用者仅限于那些经验最丰富的技术人员或安装人员，则即使是那种复杂的、难于使用的仪器也可以满足您的需要。如果您希望有非常广泛的使用者，那些易于学习和操作的仪器更有价值。

3. 了解时间的价值。如果利用 OTDR 进行测试和诊断所花费的时间不是一个关键因素，则使用的复杂程度无关紧要。不过，如果工作效率很重要 - 通常情况是这样 - 就不能让技术人员在复杂的安装和操作上浪费时间。尤其是在进行重要的诊断时，不能让用户花时间去记住怎样正确安装 OTDR 和进行操作。

理解 OTDR 盲区指标
在使用 OTDR 对驻地光纤网络进行测试时，为什么事件盲区很重要？在驻地网络（尤其是数据中心）中，光纤通道通常很短。此外，这些通道通常带有更短的跳线。测试驻地网络中的光纤需要带有短事件盲区的 OTDR 。事件盲区指标可以让你知道 OTDR 可探测的最短光纤距离。盲区越短，可探测的光纤长度也越短。除非事件盲区比正在测量的光纤短，否则 OTDR 无法观测到连接的两端。

例如，假设您测试的光纤通道含有两段跳线 ，每个长 2 米（见下面图 1）



如果您的 OTDR 的事件盲区为 10 米，可以探测跳线的起点，但不能探测到终点。如果使用事件盲区为 1 米的OTDR ，就可以对跳线的两端进行探测，如图二所示。您可以测出跳线的长度，并且正确地记录通道内安装的项目。



OTDR 盲区是怎样测量的？
通常情况下（不过不是所有情况），厂商的产品与其发布的 OTDR 指标符合。大多数差错出现在 OTDR 盲区测试过程中，这是因为盲区受 OTDR 对光纤链路反射响应的影响很大。

多数提供商使用标准的 Telcordia 方法指定衰减盲区，不过有些则使用非标准的测量方法，如在反射尖峰的两侧各下调 1.5 dB。这样使盲区指标看上去更好一些，虽然实际并非如此。

Telcordia (正式名称 BellCore) 发布了测量 OTDR 性能指标的行业标准。判定盲区的最佳方式是根据 Telcordia 方法，在 OTDR 迹线上对 OTDR 盲区进行测试，见图三。



事件盲区是指自一个反射事件开始（A 点）至下一个可以被探测到的反射事件之间的距离，根据 Telcordia 的定义，即第一个反射事件的下降沿比第一个反射事件的顶端低 1.5 dB 处。

衰减盲区是指自一个反射事件开始（A 点）后至背散水平可以被探测到点之间的距离。根据 Telcordia 的定义，就是信号比第一个脉冲的背散轨迹高或低 0.5 dB 的位置（C 点）。衰减盲区总比事件盲区的值大。

为什么反射率对于盲区指标很重要？
反射率对盲区有很重要的影响。通常，反射率越低，盲区就越小。在对不同的 OTDR 进行评估时，知道盲区指标使用的反射率很重要。大多数供应商以 -55 dB 反射率来指定单模光纤的盲区。

有些供应商以 -45 dB 的反射率来指定多模盲区。这可能会引起误导，因为 -45 dB 反射率比常见的 UPC 式抛光更好。如果制造商所给出的盲区是基于比真实环境更好的条件，则实际的盲区比其声称的更大。

了解动态范围和盲区之间的关系
动态范围和盲区成正比关系。动态范围越大，盲区就越大。就是说，如果需要更长的动态范围来测量较长的光纤，就必须有更宽的测试脉冲。测试脉冲越宽，盲区就越长。对于长度较短的光纤，OTDR 不可能有“高动态范围”。

在对驻地光纤进行测试和调试时，短盲区比动态范围重要得多。由于距离较短，不需要较大的动态范围。但是为了检测出跳线和光纤链路两端的损耗，需要短盲区。

对于长距离（超过 20 公里）光纤测试和诊断，由于光纤本身会产生大量的损耗，因此对于长距离光纤链路，动态范围就是一项重要的指标了。距离范围 (distance range) 是另一项长距离连接的重要指标。但是，OTDR 提供商并不总能够提供有意义的动态范围。

怎样指定距离范围才有意义？
OTDR 的最大距离范围如下定义：



对内行的提示：让我们用动态范围为 40 dB 的 OTDR 对 Corning SMF-28 单模光纤的最大距离范围进行测量。在1310nm 波长上光纤损耗为 0.35 dB/km:



很明显,这和一些供应商给出的 250 公里距离范围有显著差异。

对于 OTDR 而言，还有哪些其它重要特性？
一些终端用户需要的、最关键的 OTDR 指标并不总是会给出。但在选择 OTDR 时它们非常重要：
l 力学设计 - 确认产品经过震动、颤动和跌落测试。在手里拿几分钟，首先感觉它是否容易携带和操作。（有的供应商仍然在广告中将重达 20 磅的仪器称为“迷你-OTDR”）检查设计的坚固性和模块化程度：随着技术的改进，是否容易添加模块？

l 易于使用 - 或许很难对“操作方便”给出量化的定义，但只要您用了就肯定知道。例如，粗看上去，带有一两个按钮和导航键(navigation key)的 OTDR 可能显得挺简单。但是再仔细检查一下，“其他”的按键隐藏在子菜单里，不容易找到和使用。这样复杂的界面需要更多的时间，用起来很累。
花一点时间亲自对 OTDR 进行全面的评估，可以了解它是否便于使用。
- 是否能根据被测试的光纤提供自动参数选项，还是必须提供手动设置参数？
- 是否提供自动事件分析，还是需要手工分析？
- 是否提供基于选定或者指定测试范围的总体通过/失败指示？
- 是否可以在测试中同时测量两种波长，并在同一个测试记录中保存？
- 需要花多长时间得到 OTDR 迹线 - 在这段时间里，是否能够捕获两种波长的迹线，还是只能捕获一种？
- 是否提供自动发射光纤补偿 (automated launch fiber compensation) 和接收光纤补偿？
- 设备的使用是否容易学会并记住？当光纤发生故障需要检测时，没有人希望把时间浪费在记住怎样使用上。
- 是否有帮助功能？帮助是否上下文相关？是否提供足够的信息？

l 设备可以进行哪些光纤测试？有的 OTDR 只提供 OTDR 迹线。有些则还带有一些其它重要的测试功能：
- 内置的功率计，用户可以检查从一个设备或一段光纤中发出的光功率级别。有些 OTDR 可以让用户设置参照功率级别并测量一段光纤的插入损耗。
- 有的 OTDR 具备更多的插入损耗测量功能；它们可以同时对两段光纤执行损耗/长度认证测试（或同时使用两个波长），并且根据选定的光纤认证标准对损耗和长度结果进行检查。
- 内置视频探头可以查看光纤的端面图像。有些视频探头可以保存端面的图像。
- 内置通道映射功能，可用于进行简单的测试以确定一个光纤端口后面的连接情况：在光纤通道内有多少个连接，每段的长度是多少。

l 结果管理和文档 - OTDR 是否附带有结果管理和报表生成软件，还是它们需要额外付费？生成专业水平的测试报告并在文件夹中移动是否方便？将 OTDR 的测试结果上传到结果管理软件中是否容易？结果管理软件是否仅用于 OTDR ，还是含有其它类型的光纤检测结果？结果管理软件是否可处理光纤测试结果，也可处理铜缆测试结果？

l 客户支持 - 在检查过 OTDR 后，还需要仔细了解一下供应商。他们可以提供哪些技术支持？如果需要，供应商是否能够提供足够的服务？供应商是否有产品可靠的名声？是否能够指望供应商提供长期的支持？

选择低成本/低性能的 OTDR 会使您失去什么？
OTDR 中最为昂贵的部分是其中的光学器件，如激光器和光探测头。OTDR 的价格根据设计时内部包含器件的不同而变化。通常所说的“好货不便宜”在这里也适用。

例如，在 850nm 和 1300nm 波长工作的高性能多模 OTDR 对于每个波长各需要一个光探测头。也可以只用一个探头来接收 850nm 和 1300nm 信号，不过虽然这样做可以节省金钱，但会导致 850nm 的盲区性能下降，结果并不比 1300nm的性能好多少。有时供应商的设计方案是只在一个波长上进行测试，以便降低价格，因此失去了原本可以从第二个波长获得的信息。

低成本/低性能的 OTDR 通常只提供少量的自动参数设置和通过/失败(PASS/FAIL)分析。它们不具备光纤端面 (fiberendface) 测量功能，或损耗/长度认证功能。它们也不提供内置的帮助。相应的结果管理软件的功能也非常有限。

怎样判断 OTDR
在对 OTDR 的各项指标进行检查，确定能够满足您的应用需要后，花一点时间实际使用一下，您可以了解更多。

将设备握在手里。感觉怎样？拿着是否方便？能不能只用一只手拿着？
· 判断一下设备的物理设计。设计是否坚固？是否模块化？去除和替换模块是否容易？
· 评估设备提供哪些连接。
· 在一段光纤通道上进行 OTDR 测试。设备是否立刻产生迹线，还是必须先设置一大堆参数之后才能看到有意义的迹线？
· 判断迹线通过/失败是否容易？有没有自动操作帮助您完成这项任务？
· 检查一下迹线，判断盲区是否足够短以便能够用于驻地光纤。能检测到跳线吗？
· 保存 OTDR 迹线，再把它读出来。这样做是否容易？查看保存过的迹线是否容易？
· 将结果上传到 PC 上。这个过程是否容易？在 PC 上查看迹线是否容易？
· 从 PC 上打印一组结果。在同一张报表上是否可以显示同一 OTDR 迹线的两个波长？打印出的报表是否看上去象一份具有专业品质的文件？
· 设备是否容易学会？用户界面是否直观？

总结
速度越高的光纤装置越需要进行广泛的测试，技术人员需要有一种便捷准确的方法来测量插入损耗，及生成 OTDR 迹线以反映网络的完整图像。但是许多 OTDR 仅为测量长距离光纤而设计，因此不适合用于对驻地光纤网络或者数据中心内的光纤基础设的进行测试。由于驻地光纤网络和数据中心的光纤长度较短（并带有跳线），因此采用短盲区的 OTDR 非常重要。易用性也同样重要。

Fluke Networks 的 OptiFiber™ Certifying OTDR 是第一款专门为那些需要精确、智能化和自动化、便于使用、坚固且携带方便的网络所有者及安装人员设计的OTDR 认证测试仪。作为最新一代网络超级透视解决方案的一部分， OptiFiber 为网络带来了新的视觉效果，并进行了优化以满足OTDR 专业人员不同的技术水平和需要。

OptiFiber 提供一整套光纤测试和诊断功能，这些功能全都包含在一个便于使用的设备中。它采用了一系列突破性技术，专门为满足网络所有者和安装人员的需要而定制：
· 重量仅为 4.5 磅 （1.9 公斤），OptiFiber 比其它迷你 OTDR 更小更轻，因此非常适合在狭小的空间和拥挤的机柜里操作。
· 其它 OTDR 无法使用户保存和打印光纤端面（作为 OTDR 迹线文件的一部分）。
· 其它 OTDR 无法让用户找到跳接线的两端，因此无法快速诊断和解决连接问题。
· OptiFiber 独有的 ChannelMap™ 功能可以提供一种简单而友好通道图像（或称映射），可以显示每个连接器的位置及连接器之间的距离。
· 其它任何一种 OTDR 都不带有损耗/长度认证功能，也不能在同一时间用两个波长对两个光纤进行测量。
· OptiFiber 含有自动端口质量检测功能，如果端口被弄脏或者污染 - 光纤测试不准确 70% 是由此引起的 - 就会发出警告，避免花费数小时的时间去检测不存在问题的光纤链路。
· OptiFiber 是唯一含有自动测试参数设置功能的 OTDR，可以自动对迹线进行放大以填满整个显示屏。它还带有自动事件分析，自动幻象分析(ghost analysis)，及自动的光纤通过/失败分级。
· 根据客户选择的 OTDR 测试极限对整个光纤链路进行自动的通过/失败测试， OptiFiber 带来的是方便和信心，这是其它 OTDR 所无法提供的。
· 只有用 OptiFiber 才可以在同一个记录中保存多种光纤测试结果并提供有关光纤的完整文档。

和所有的 Fluke Networks 设备一样，OptiFiber 能够承受每天现场使用时最苛刻的环境。其模块化设计可接受可选测试模块，在几秒钟内进行替换而无需使用工具。OptiFiber 由若干种强力软件支持，包括 LinkWare PC 数据处理和报表软件等。

由于 OptiFiber Certifying OTDR 非常容易使用，所以不需要 OTDR 技术专家的参与。最重要的是在时间关键的测试和诊断中不会浪费宝贵时间和技术资源。要了解更多有关 OptiFiber 的 OTDR 测试功能，请浏览我们的网站视频点播“使用 OTDR 技术测试和诊断驻地光纤网络”，地址是： www.flukenetworks.com/otdrwebcast