近距离观察光缆组件

物理层出现的许多网络性能问题都与电缆组装质量直接相关。事实上，网络端口的整体性能和可靠性取决于与其连接的电缆。光纤电缆组件尤其如此，在光纤连接公差很小的情况下，看似微小的差异也会严重影响布线性能。虽然通过对已安装通道的现场测试可以发现一定比例的组件性能问题，但现场测试并不能涵盖所有潜在问题。虽然现场测试是一个关键步骤，但它可能会带来虚假的安全感。例如，插入损耗的单一合格结果并不能保证长期可靠性。

为了帮助网络基础设施专业人员了解影响光纤组件质量的各种变量，Siemon 对具有代表性的各种市售光纤组件进行了全面的基准测试。这项研究包括通过在线零售商购买的通用光纤跳线，这些跳线由国内（美国）和海外组装厂生产，以及通过授权分销商购买的 Siemon 和其他全球知名品牌的组件。该基准测试详细审查了对这些连接的性能和使用寿命至关重要的机械和光学特性。

我们对来自 9 家供应商（Siemon、4 家其他全球领先制造商和 4 家普通组装厂）的 36 个双工 LC 激光优化多模 OM3 50/125 光纤跳线随机样本进行了测试。我们按照 Siemon 内部规范以及 TIA 和 IEC 标准对每个组件的端面几何形状、光学性能、清洁度和机械可靠性进行了测试。每个 Siemon XGLO 和 LightSystem 产品都经过 100% 的端面几何形状、清洁度、表面缺陷、插入损耗和回波损耗（双向和双波长）测试和检验。每个跳线都有序列号，并可追溯到工厂的插入损耗和回波损耗测试结果。

光学性能

插入损耗和回波损耗性能是用于评估光纤链路和通道与其支持的特定网络应用是否兼容的基本参数。插入损耗通常用作已安装链路和通道验收测试的依据。虽然行业标准并不要求对已安装的布线进行回波损耗测试，但这是对光纤连接器和组件的规范要求。回波损耗对链路和通道的光学性能至关重要，因为反射光信号会干扰前向和后向的探测器。这些反射会降低信噪比，通常用 “眼图 “来表示，回波损耗越高，”眼图 “开口越小（峰到峰的高度）。同样，在两个方向和两个波长上进行测试也能发现降低布线通道光学性能的异常情况。

插入损耗通常是唯一的现场测量参数，但并不是影响网络性能和可靠性的唯一参数。为确保长期可靠性，端面几何形状、清洁度、表面缺陷和机械完整性的控制都应考虑在内。

端面几何形状

光纤连接的整体性能取决于控制光纤芯对齐和物理接触的机械特性。端面几何形状是可重复和可靠光纤连接的基本特征。

连接器端面几何形状的三个关键参数是

– 曲率半径 (ROC)：卡套端面的圆度

– 顶点偏移：端面 “圆顶 “居中的程度

– 纤维下切/突出：纤维芯突出或下切卡套表面的高度或深度。

Siemon Labs 对端面变化对性能和互配性的影响进行了广泛的研究。因此，我们在所有三项测量中都采用了超出行业标准的规格（见表 2）。由于纤芯间物理接触的质量和一致性取决于端面几何形状，因此必须严格控制，以支持布线完全互配和互操作的前提。否则，不符合光性能要求的配接比例将在统计上有所增加。换句话说，端面控制不佳会增加 “第一天 “通过后 “第二天 “出现问题的风险。

图 1：端面几何形状

端面几何形状不符合标准的跳线与符合标准的跳线之间的连接会出现不一致的测试结果。例如，使用符合标准的参考线通过验收测试的光纤链路，在更换为不符合标准的跳线后，会出现更高的光损耗和更大的变异性。

污染和表面/次表面缺陷

光纤纤芯断裂以及卡套、对准套管或防尘盖上的污染会导致插入损耗和回波损耗性能的巨大差异。这些问题与端面几何形状无关，但对布线验收测试的首次通过率有同样大的影响。更重要的是，这些不规则性会破坏网络的完整性，因为未经校正的污染或断裂会干扰光学性能，而且结果变化很大，完全不可预测。

端面目视检查

表面缺陷和清洁度至关重要，但插入损耗或端面几何形状测试不一定能检测出来。光滑但断裂的光纤不一定不能通过曲率半径、顶点偏移和光纤高度的端面几何检测。由于光纤跳线在制造和安装过程中的清洁度对可靠性和光学性能至关重要，因此 Siemon 根据 IEC 61300-3-35 和 IEC 62627 标准，采用自动端面检测仪检测跳线清洁度和表面缺陷。该设备可自动检测直接影响性能的表面缺陷和污染。

图 3：端面污染和表面缺陷

端面目视检查测试结果：

除 Siemon 外，所有接受测试的随机样本的端面都受到了某种形式的污染，未能通过 IEC61300-3-35 的自动目视测试。经过适当清洁后，75% 的样品合格，但有一些缺陷，25% 的样品清洁后不合格。

端面几何形状不符合要求和污染是导致现场光学测试结果不稳定的主要原因，也是造成光纤布线故障排除浪费时间和精力的原因。这些问题导致已安装光纤布线通道验收测试的首次通过率很低。面对时间限制，安装人员有时会重新测试，直到获得合格结果。除非更换不符合要求的跳线，否则在 “第二天”，这些跳线会给通道带来不可接受的高插入损耗风险。另一个问题是，污染会像病毒一样转移到参考跳线和设备接口上。即使更换了受感染的跳线，损害也已经造成。

机械可靠性

作为机械可靠性行业标准规范的一部分，需要进行多项测试。机械可靠性参数包括挠曲测试、扭转测试、拉力测试、光缆保持力、冲击测试、振动测试、耐久性和负载传输。这些机械测试验证了光纤跳线是否能承受典型光纤网络中的安装和维护工作，是否能在各种环境条件下长期可靠地承受弹簧加载物理接触施加的内应力。对每个组件进行的机械测试包括电缆拉力、挠度、扭力和保持力。

总之

Siemon 如此重视端面几何形状、清洁度、表面/次表面完整性和机械性能，特别是因为光纤链路的现场测试是必要的，但不足以保证已安装光纤布线的完整性。不够充分的原因之一是链路测试不包括用于链路两端设备连接的光纤跳线。另一个原因是，根据行业标准，插入损耗是光纤布线唯一需要的传输参数。由于这些原因，确保光纤电缆、组件和装配完全符合标准是绝对必要的。其中一种方法是要求所有光纤组件都要有在两个方向和两个波长上进行回波损耗和插入损耗测试的客观证据。

这项研究表明，在包括最终检验和测试在内的所有生产操作中，高质量的材料和过程控制非常重要。虽然大多数光纤跳线都能通过插入损耗测试，但其他同样重要的关键参数包括端面几何形状、回波损耗、机械可靠性、表面缺陷和清洁度。根据这项研究，装配厂生产的普通光纤跳线最不可能通过这些关键参数，这可能导致产品故障和代价高昂的网络停机时间。Siemon 是唯一一家符合所有参数要求的制造商，因为我们采用了最高质量的元件、耗材、测试设备和工艺。人们不禁要问，使用不合标准的光纤跳线所节省的成本是否值得将关键的网络性能和可靠性置于风险之中？

修订本 C 5/12