光纖鏈路故障的原因和解決方案
近兩年，隨著(zhù)光纖成本下降，以及1000Base和10G以太網(wǎng)的廣泛應用和升級，光纖通信已經(jīng)逐漸成為局域網(wǎng)布線(xiàn)、以及FTTx網(wǎng)絡(luò )建設的重要組成部分。由于光纖對于電磁干擾免疫的特性，使得我們可以不用再特別考慮類(lèi)似電源箱、UPS等電磁輻射設備的位置設計，從而大大提高綜合布線(xiàn)的靈活性和效率。然而也正因如此，往往下意識地認為光纖布線(xiàn)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(wèn)題。 
　　解決方案 需要指出的是，為了保證光信號遠距離、低損耗的傳輸，整條光纖鏈路必須滿(mǎn)足非�？量糖颐舾械奈锢項l件。任何細微的幾何形變或者輕微污染都會(huì )造成信號的巨大衰減，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(guò)長(cháng)、彎曲過(guò)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(guò)長(cháng)
　　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時(shí)時(shí)刻刻都在發(fā)生著(zhù)散射和被吸收。隨著(zhù)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等標準化組織也對光纖鏈路單位距離衰減作了明文規定。
　　然而即便如此，光纖本身的衰減依然存在。所以當光纖鏈路過(guò)長(cháng)，就會(huì )造成整條鏈路的整體衰減超過(guò)了網(wǎng)絡(luò )設計的門(mén)限，導致通信質(zhì)量的下降。在實(shí)際工作中，由于光鏈存在眾多盤(pán)線(xiàn)，解決方案 所以光鏈路的長(cháng)度往往大于實(shí)際通信節點(diǎn)的物理距離，稍不小心就會(huì )造成光鏈路過(guò)長(cháng)。所以，在布線(xiàn)設計時(shí)要明確各段線(xiàn)路的長(cháng)度設計，預防光纜過(guò)長(cháng)。同時(shí)在布線(xiàn)施工完成后，通過(guò)儀表測量光鏈路的實(shí)際長(cháng)度，如圖1所示（Flukenetworks公司的OptifiberTM能夠測量每段接線(xiàn)的長(cháng)度，以方便在必要處修正鏈路），以保證施工與設計的一致性。
　　2彎曲過(guò)度
　　光纜彎曲損耗和受壓損耗其本質(zhì)都是由于光不滿(mǎn)足全內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(guò)包層成為輻射模向外泄漏損失掉，產(chǎn)生彎曲損耗。當光在彎曲部分中傳輸時(shí)，越靠近光纖外側傳輸速度就越大。當傳輸到某一位置時(shí)，其速度就會(huì )超過(guò)光速，傳導模變成輻射模產(chǎn)生損耗。當彎曲半徑過(guò)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，光纖中數據是沿直線(xiàn)傳播的，光纖保持不彎曲，數據就不會(huì )出現問(wèn)題；如果彎一點(diǎn)，數據就開(kāi)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。解決方案，在布線(xiàn)施工時(shí)，要特別注意給走線(xiàn)預留充足的角度，例如沿著(zhù)墻角、走廊、桌面稍微彎曲過(guò)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(guò)濾掉，從而提高光線(xiàn)衰減測量時(shí)的穩定性。圖2顯示了光信號在光纖中輻射模衰減的原理，以及經(jīng)卷軸調制高次模的過(guò)程。
　　3光纜受壓或斷裂
　　光纖受到不均勻應力的作用，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)生微小不規則彎曲甚至斷裂，其結果是傳導模變換為輻射模而導致光能損耗。尤其，當斷裂發(fā)生在光纜內部時(shí)，從外表無(wú)法發(fā)現故障，但是在光纖斷裂處由于折射率發(fā)生突變，甚至會(huì )形成反射損耗，使光纖的信號質(zhì)量相信就會(huì )大打折扣。此時(shí)，可以通過(guò)OTDR測試儀檢測發(fā)現光纖內部彎曲處或斷裂點(diǎn)。需要指出的是，在局域網(wǎng)布線(xiàn)中距離較短，解決方案對于OTDR測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的測試儀器。
　　4光纜熔接不良
　　在光纖布線(xiàn)中，經(jīng)常會(huì )用到熔接技術(shù)將兩段光纖融合成一條。由于是對核心層的玻璃纖維進(jìn)行熔接，所以在熔接過(guò)程中需要剝除被熔光纖的表皮和填充物，然后再熔接。在現場(chǎng)操作過(guò)程中，由于操作不當以及惡劣的施工環(huán)境，很容易造成玻璃纖維的污染，從而導致在熔接過(guò)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。
　　解決方案不論是熱熔或冷熔技術(shù)，為了保證熔接點(diǎn)衰減能夠達到TIA和ISO共同規定的0.3dB對于被熔光纖、以及操作流程都嚴格的要求和規定。例如需要保證熔接機電極的清潔，需要在熔接前保證玻璃纖維的干凈，需要保證現場(chǎng)施工環(huán)境溫度和濕度等。當遇到光纖熔接問(wèn)題造成衰減，可以通過(guò)OptifiberTM精確判斷每個(gè)熔接點(diǎn)的位置和損耗。 工具包| 工具箱| 零件盒| 其它儀器| 鉆頭| 六角扳手| 鉗子| 斜嘴鉗| 尖嘴鉗| 彎嘴鉗|
　　5核心直徑不匹配
　　活動(dòng)連接也是光纖布線(xiàn)中經(jīng)常使用的布線(xiàn)手段，例如法蘭連接。這種方法靈活、簡(jiǎn)單、方便、可靠，多用在建筑物內的計算機網(wǎng)絡(luò )布線(xiàn)中�；顒�(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(huà)，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(xiàn)徑的多模光纖混用。
　　無(wú)論是模式混用或是線(xiàn)徑混用，可以想象光線(xiàn)從小直徑向大直徑入射與光線(xiàn)從大直徑向小直徑入射產(chǎn)生的光路和衰減會(huì )有很大區別。所以此時(shí)對同一根光纖在不同方向上的衰減測試結果會(huì )有很大差別，有時(shí)甚至會(huì )發(fā)生“負衰減”現象。通過(guò)雙端功率測試或OTDR測試，可以比較方便地發(fā)現核心直徑不匹配問(wèn)題。