近兩年，隨著光纖成本下降，以及1000Base和10G以太網(wǎng)的廣泛應(yīng)用和升級(jí)，光纖通信已經(jīng)逐漸成為局域網(wǎng)布線、以及FTTx網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重要組成部分。由于光纖對(duì)于電磁干擾免疫的特性，使得我們可以不用再特別考慮類似電源箱、UPS等電磁輻射設(shè)備的位置設(shè)計(jì)，從而大大提高綜合布線的靈活性和效率。然而也正因如此，往往下意識(shí)地認(rèn)為光纖布線非常簡(jiǎn)單安全，而忽視了光纖鏈路故障可能引發(fā)的重大網(wǎng)絡(luò)問題。
需要指出的是，為了保證光信號(hào)遠(yuǎn)距離、低損耗的傳輸，整條光纖鏈路必須滿足非常苛刻且敏感的物理?xiàng)l件。任何細(xì)微的幾何形變或者輕微污染都會(huì)造成信號(hào)的巨大衰減，甚至中斷通信。在實(shí)際工作中，引起光纜鏈路故障的主要原因有：光纜過長(zhǎng)、彎曲過渡、光纖受壓或斷裂、熔接不良、核心直徑不匹配、模式混用、填充物直徑不匹配、接頭污染、接頭拋光不良、接頭接觸不良。
1光纜過長(zhǎng)
由于光纖本身的缺陷和摻雜組分的非均勻性，使得其中傳播的光信號(hào)時(shí)時(shí)刻刻都在發(fā)生著散射和被吸收。隨著制造原料和制造工藝的改進(jìn)，如今的光纖已經(jīng)將1970年每公里20dB的衰減減小到每公里1dB。同時(shí)，ISO11801、ANSI/TIA/EIA568B等標(biāo)準(zhǔn)化組織也對(duì)光纖鏈路單位距離衰減作了明文規(guī)定。
然而即便如此，光纖本身的衰減依然存在。所以當(dāng)光纖鏈路過長(zhǎng)，就會(huì)造成整條鏈路的整體衰減超過了網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的門限，導(dǎo)致通信質(zhì)量的下降。在實(shí)際工作中，由于光鏈存在眾多盤線，所以光鏈路的長(zhǎng)度往往大于實(shí)際通信節(jié)點(diǎn)的物理距離，稍不小心就會(huì)造成光鏈路過長(zhǎng)。所以，在布線設(shè)計(jì)時(shí)要明確各段線路的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)，預(yù)防光纜過長(zhǎng)。同時(shí)在布線施工完成后，通過儀表測(cè)量光鏈路的實(shí)際長(zhǎng)度，如圖1所示（Flukenetworks公司的OptifiberTM能夠測(cè)量每段接線的長(zhǎng)度，以方便在必要處修正鏈路），以保證施工與設(shè)計(jì)的一致性。
圖1OptifiberTM光纖長(zhǎng)度和連接圖
2彎曲過度
光纜彎曲損耗和受壓損耗其本質(zhì)都是由于光不滿足全內(nèi)反射的條件而造成的。
光纖具有一定的易彎曲性，盡管可以彎曲，但當(dāng)光纖彎曲到一定程度時(shí)，將引起光的傳播途徑的改變，使一部分光能滲透到包層中或穿過包層成為輻射模向外泄漏損失掉，產(chǎn)生彎曲損耗。當(dāng)光在彎曲部分中傳輸時(shí)，越靠近光纖外側(cè)傳輸速度就越大。當(dāng)傳輸?shù)侥骋晃恢脮r(shí)，其速度就會(huì)超過光速，傳導(dǎo)模變成輻射模產(chǎn)生損耗。當(dāng)彎曲半徑過小時(shí)，由彎曲造成的損耗會(huì)變得非常明顯。所以，一般建議動(dòng)態(tài)彎曲半徑不得小于光纜外徑的20倍，靜態(tài)彎曲半徑不得小于光纜外徑的15倍,
實(shí)際使用中，光纖中數(shù)據(jù)是沿直線傳播的，光纖保持不彎曲，數(shù)據(jù)就不會(huì)出現(xiàn)問題；如果彎一點(diǎn)，數(shù)據(jù)就開始溢出；如果把光纖緊緊纏繞成一個(gè)圈，就會(huì)徹底失去信號(hào)。所以，在布線施工時(shí)，要特別注意給走線預(yù)留充足的角度，例如沿著墻角、走廊、桌面稍微彎曲過渡，傳輸就可能失敗了。
另一方面，也可以利用彎曲將光纖中高次模過濾掉，從而提高光線衰減測(cè)量時(shí)的穩(wěn)定性。圖2顯示了光信號(hào)在光纖中輻射模衰減的原理，以及經(jīng)卷軸調(diào)制高次模的過程。
3光纜受壓或斷裂
光纖受到不均勻應(yīng)力的作用，例如受到壓力或者套塑光纖受到溫度變化時(shí)，光纖軸產(chǎn)生微小不規(guī)則彎曲甚至斷裂，其結(jié)果是傳導(dǎo)模變換為輻射模而導(dǎo)致光能損耗。尤其，當(dāng)斷裂發(fā)生在光纜內(nèi)部時(shí)，從外表無法發(fā)現(xiàn)故障，但是在光纖斷裂處由于折射率發(fā)生突變，甚至?xí)纬煞瓷鋼p耗，使光纖的信號(hào)質(zhì)量相信就會(huì)大打折扣。此時(shí)，可以通過OTDR測(cè)試儀檢測(cè)發(fā)現(xiàn)光纖內(nèi)部彎曲處或斷裂點(diǎn)。需要指出的是，在局域網(wǎng)布線中距離較短，所以對(duì)于OTDR測(cè)試儀的精度要求較高，一般建議使用事件死去（即分辨精度）不大于1m的測(cè)試儀器。
4光纜熔接不良
在光纖布線中，經(jīng)常會(huì)用到熔接技術(shù)將兩段光纖融合成一條。由于是對(duì)核心層的玻璃纖維進(jìn)行熔接，所以在熔接過程中需要?jiǎng)兂蝗酃饫w的表皮和填充物，然后再熔接。在現(xiàn)場(chǎng)操作過程中，由于操作不當(dāng)以及惡劣的施工環(huán)境，很容易造成玻璃纖維的污染，從而導(dǎo)致在熔接過程中混入雜質(zhì)、密度變化、甚至產(chǎn)生氣泡如圖3所示，最終是整條鏈路的通信質(zhì)量下降。
所以不論是熱熔或冷熔技術(shù)，為了保證熔接點(diǎn)衰減能夠達(dá)到TIA和ISO共同規(guī)定的0.3dB對(duì)于被熔光纖、以及操作流程都嚴(yán)格的要求和規(guī)定。例如需要保證熔接機(jī)電極的清潔，需要在熔接前保證玻璃纖維的干凈，需要保證現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境溫度和濕度等。當(dāng)遇到光纖熔接問題造成衰減，可以通過OptifiberTM精確判斷每個(gè)熔接點(diǎn)的位置和損耗。
5核心直徑不匹配
活動(dòng)連接也是光纖布線中經(jīng)常使用的布線手段，例如法蘭連接。這種方法靈活、簡(jiǎn)單、方便、可靠，多用在建筑物內(nèi)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)布線中。活動(dòng)連接一般損耗在1dB左右，但是如果制作活動(dòng)連接時(shí)光纖端面不清潔，接合不緊密，核心直徑不匹配的話（如圖4所示），接頭損耗就會(huì)大大增加。其中核心直徑不匹配不僅指單模多模光纖混用，還包括62.5和50線徑的多模光纖混用。
無論是模式混用或是線徑混用，可以想象光線從小直徑向大直徑入射與光線從大直徑向小直徑入射產(chǎn)生的光路和衰減會(huì)有很大區(qū)別。所以此時(shí)對(duì)同一根光纖在不同方向上的衰減測(cè)試結(jié)果會(huì)有很大差別，有時(shí)甚至?xí)l(fā)生“負(fù)衰減”現(xiàn)象（如圖5所示）。通過雙端功率測(cè)試或OTDR測(cè)試（如圖6所示），可以比較方便地發(fā)現(xiàn)核心直徑不匹配問題。
|