什么是光纤测试？
详细了解所有光纤测试，包括测试光纤的光损耗和光学速度，并了解光纤测试最佳实践和程序。
光纤测试包括用于测试光纤组件、光纤链路和部署的光纤网络的流程、工具和标准。这包括对离散元件进行光学和机械测试，以及验证完整光纤网络安装的完整性的全面传输测试。
光纤已成为世界领先的通信传输介质，与铜缆基础设施相比，它具有 3 个明显的优势：在电力和维护、可靠性（光纤电缆不受电磁和射频干扰）以及卓越的带宽/传输速度方面降低了运营成本。光纤应用和点对点 (PTP) 和点对多点 (PTMP) 架构日益多样化，凸显了对技术人员培训和多功能、用户友好型测试解决方案的需求。
自 20 世纪 70 年代问世以来，光纤网络不断发展壮大。5G、海底网络、数据中心和 FTTx（光纤到 X）的出现凸显了强大光纤基础设施的重要性以及对可靠光纤测试和监控的需求。近 100 年来，VIAVI 在技术熟练程度、可靠性和协作方面拥有无与伦比的传统，为业界提供了一流的光纤测试解决方案。
鉴于当今光纤网络的规模和复杂性，生产效率不再是可有可无的。效率必须从实验室开始，并延伸到整个施工、安装和维护过程。VIAVI 提供完全集成的云光纤测试仪器、软件和服务组合，灵活且可互操作。下一代光纤测试工具比以往任何时候都更快、更容易使用、功能更强大。
基本资源：
光纤行业标准已经发展了多年，用于在使用前对光纤网络组件和安装进行认证。随着部署的成倍增加，遵守国家和国际标准对于保持一致性、互操作性和性能是必要的。通过部署一致的、基于标准的光纤测试，所有光纤网络运营商及其客户都将大大受益，从而在整个网络生命周期（从光纤构建和客户服务激活到保证监控、网络维护和升级）中取得成功。
多个标准机构和工作组关注不同的地理区域、光纤网络类型和应用。作为标准开发和审查的积极参与者，VIAVI 与领先的标准机构并肩工作，促进下一代光纤测试产品和服务的推出。
IEC
国际电工委员会 (IEC) 是一个全球标准组织，负责制定和发布电气、电子和相关技术的国际标准。IEC 成立于 1906 年，建立了多个与光纤相关的标准和技术委员会。这包括光纤几何形状、衰减、宏弯损耗和色度色散的公认国际标准。
TIA/EIA
在美国，电信工业协会 (TIA) 和电子工业联盟 (EIA) 为许多电信应用制定重要的国家标准，包括测试光纤网络和设备。
TIA 标准包括广泛使用的层一光纤安装认证要求。层一认证仅限于长度、极性和整体链路损耗，而层二测试用于使用 OTDR 光纤测试设备生成更具描述性的测试结果，包括损耗事件位置和幅度。
IETF
互联网工程任务组 (IETF) 是一个专门关注互联网标准和政策的开放组织。由于光纤继续提供互联网架构的基本构件，IETF 与国际电工委员会 (IEC)、国际标准组织 (ISO) 和其他重要工作组合作，致力于标准化和保护光纤网络作为互联网通道。
FOA
光纤协会 (FOA) 是一个国际非盈利教育协会和认证机构，通过教育、认证和标准促进光纤的专业性。由 200 多所 FOA 学校组成的网络为全世界的光纤技术人员提供高水平的培训。行业认可的 FOA 认证适用于光纤安装、光纤应用和光纤网络设计。
为了应对许多现有光纤标准的成本和复杂性，FOA 还为许多广泛使用的光纤测试和主题创建了自己的标准。标准 FOA-1 涵盖了已安装的单模和多模光纤链路的损耗测试，而 FOA-2 则专门针对单端损耗测试方法。FOA-4 涵盖了 OTDR 测试的基本设备设置和测试参数。
IEEE
电气和电子工程师协会 (IEEE) 是世界上最大的技术专业组织，拥有超过 400000 名成员，涵盖电气工程、计算机科学、电子和电信领域。该组织由美国电气工程师协会和无线电工程师协会合并而成。IEEE 维护着超过 1000 个一揽子标准，涵盖了广泛的学科。
IEEE 802.3 系列标准定义了以太网物理层和数据链路层的要求。802.3CP 标准最近进行了修订，以说明单模光纤上的高速双向数据传输，并规定服务接口处的误码率 (BER) ≤10-12。802.3ct 标准使用密集波分复用 (DWDM) 解决了基于以太网的长距离传输的独特要求。
行业性能标准、服务水平协议和保修要求使得测试光纤网络不可避免，但还有许多其他原因需要测试和监控光纤网络性能。最终，测试的目标是最大限度地提高光纤网络资产在带宽、可靠性和投资回报方面的性能。
市场对带宽的需求导致光纤网络的规模和复杂性增加。 无源光网络 (PON) 架构、DWDM（密集波分复用）以及相干光学等其他创新技术引入了更多的电缆段和额外的专用组件，即使性能要求提高、损耗预算降低，这些也会增加额外插入损耗的风险。在所有网络级别和生命周期阶段进行全面准确的光纤测试，可以确保客户满意度和竞争优势。
尽管训练有素的技术人员竭尽所能，但由于污染、宏弯和连接器损坏等因素，光纤的相对易损性仍然可能造成无法接受的损失。连接脏仍然是光纤网络故障的头号原因。在开通前对网络进行全面测试，可以主动检测和修复任何缺陷或损坏。虽然光纤在安装后非常耐用，但由于它是玻璃：在每个接合点，良好的处理和清洁是最重要的。一旦因破裂或灰尘压碎或划伤玻璃而损坏，就很难将光纤恢复到可接受的状态。
光纤测试通常被认为是验证光纤网络就绪情况的安装活动。实际上，光纤测试涵盖从实验室中最早开发新的光纤组件和系统，到光纤安装和激活，再到监控和故障排查的全过程，以确保现场多年可靠的光纤性能。
每个新的光纤组件或系统都是从实验室中的概念开始的。在此生命周期阶段测试光纤对于概念验证和设计验证是必要的。对于光纤，这包括插入损耗、光回波损耗和色度色散等传输参数。新设计的光纤产品可能还需要进行拉伸、扭转和温度测试。
对于所有光纤网络组件，有效的实验室测试需要准确的光纤网络模拟来预测实际问题并验证系统性能。使用 VIAVI MAP-300 光学测试和测量系统，可以设计数字相干光 (DCO) 模块等光网络元件，并在实验室中进行充分验证。业界领先的热插拔光学测试模块集合也可扩展用于制造测试应用。
在投入大量安装人力、设备和验证之前，光纤网络制造测试对于确保系统正常运行至关重要。光学损耗测量应由制造商在组件和电缆组件层面进行。还应进行重要参数的机械型光纤测试。
定制的线缆线路通常预先端接，以加快安装速度。现场使用的相同多功能光纤测试和检查设备可用于验证生产线缆质量并建立光损耗基准。
已部署的光纤网络中的每个模块、连接器、分路器和应答器都应遵守相同的高质量标准。可扩展的自动化制造和环境测试系统提供满足光纤行业日益增长的生产需求所需的效率。
当光纤网络安装期间一切就绪时，重点是通过客观的收尾光纤测试报告进行及时、精确的测量和认证，以证明网络已按计划建成，可实现高速传输所需的最佳性能和光纤预算余量。在现有铜缆网络上“过度建设”并重复使用或替换现有机柜、基座和集线器/交换机基础设施是很常见的。人们经常发现，地上障碍物需要对现在被其他基础设施覆盖的先前路线进行一些修改。
部署成功取决于四个要素：
- 详细勘测和布局、损耗预算以及安装前光纤线路检查等形式的工程准备是先决条件。
- 为简化安装和方便连接而设计的网络元件节省了时间并消除了现场误差。
- 易于使用、可重复的测试计划流程和自动化报告/分析是第二个考虑因素。这被称为测试过程自动化 (TPA)。光纤测试流程应易于将计划与实际竣工网络库存和性能特征进行比较，例如端到端线路的距离、光学预算和衰减，以及连接器或拼接等每个计划事件。
- 另一种因素是，受过良好培训的员工配备精确且经过校准的光纤测试设备，或使用远程光纤测试系统 (RFTS) 进行内置网络测试。让员工知道如何处理光纤网络元件、记录他们的工作以及解决施工中的故障是非常宝贵的，但是所使用的测试系统可以在很大程度上使许多现场技术人员的工作自动化，从而构建完整的网络。
完成施工、安装和调试测试，以验证端到端光纤链路长度、损耗和光回波损耗 (ORL)、电缆、拼接、无源光学元件（分路器、多路复用器/多路分解器）和端接质量（衰减、位置和反射系数）。插入损耗/ORL、长度、极性和连续性（在企业/结构化布线环境中也称为第 1 层）以及 OTDR（第 2 层）光纤测试和光纤表征需要多种工具。这包括可视故障定位仪 (VFL)、光损耗测试装置 (OLTS)、光时域反射仪 (OTDR) 和远程光纤测试系统 (RFTS)。RFTS 提供 OTDR、自动光纤交换能力和光源，以验证传输元件到给定测试点之间的连通性、连续性、功率电平和特定事件的衰减。
SmartClass 系列中的 VIAVI 测试解决方案采用集成式手持产品，能够使用单一仪器高效地执行光纤端面检测、1 级认证和报告任务，而 MTS 和 OneAdvisor 800 平台的模块涵盖 2 级、xWDM、色散和其他测试要求。VIAVI ONMSi RFTS 内置于网络中，通过中央管理服务器在数千条线路上执行集中式光纤测试，该服务器可以记录所有结果，安排自动化测试，并在网络条件不符合要求时发送警报。在这种情况下，技术人员可以使用移动设备或台式机上的 Web 浏览器启动测试或安排多根光纤的常规测试，同时携带一个微型反射器进入现场，以划分测试点和该位置的唯一测试“指纹”。这样就降低了光纤测试设备的成本，减少了测试时间，并且系统可以在光纤网络运营的下一阶段保持原位。
一旦网络运行，客户将订阅或更改其服务（也称为添加/删除服务事件）。可使用 RFTS 运行预激活光纤测试，以验证 PON 或 PTP 网络 ID 位置可支持的光纤预算和服务水平。这可以防止技术人员到达客户驻地时发现上游出现问题，需要再次预约。一旦到达客户驻地，可以在 ONT/ONU 的客户驻地侧测试客户服务速度，并且可以运行误码测试。
超过 90% 的互联网流量流向无线客户端，例如无线 4G/5G 手机或 WiFi 电视。通常客户认为他们的光纤服务性能是问题的原因，而真正的问题在于 WiFi 或 5G RAN 网络，因此测试是确保端到端性能的唯一方法。
WiFi 和无线 RAN 速度和覆盖范围测试也有助于验证成功的服务安装，并区分无线终端客户端体验和光纤网络之间的问题。
测试光纤网络不会以开通而告终。网络激活后，使用光纤监控来评估持续的完整性。虽然持续检测问题或入侵的主动光纤监控 (AFM) 是行业最佳实践，但有时监控会作为定期检查来执行。VIAVI ONMSi 和光纤测试头系列远程光纤测试解决方案简化了连续光纤监控，实现了远程自动监控，并对因损坏或人为操作不当、运行中断、断电或瞬间断电导致的性能下降和服务中断发出主动警报。
大约 50% 的数据中心每年都会经历一次服务运行中断，大多数服务客户每年都会间歇性地遇到速度或质量不佳的情况。RFTS 系统（例如 ONMSi RFTS）是保护网络和服务性能的第一道防线。它将自动扫描以识别和定位故障，提醒操作员，并协助划分可能的网络段。例如，如果数据中心网络出现运行中断，可能是光纤断裂或电缆断开、停电、软件故障或攻击。RFTS 可以快速识别或排除光纤断裂情况，并确定是否断电。因为物理问题是最常见的，所以技术人员需要先排除或解决物理问题，然后再排除设备故障或软件问题。
当检测到网络中的问题时，故障排查必须能迅速查明根本原因。典型的现场问题包括与损坏的电缆、连接器或硬件相关的运行中断或服务降级。还可以利用 OTDR 及在安装和开通期间使用的其他光纤测试工具来有效地对这些问题进行故障排查并减少平均维修时间 (MTTR)。在 60% 的时间里，平均 MTTR 包括定位问题和修复问题。当可以自动检测和定位问题时，可以派遣技术团队进行修复，而不是查找，从而节省数小时甚至数天的解决时间。这意味着可以避免即使不是数百万，也是数千的成本，以及运行中断造成的收入损失。
测试光纤网络对于光纤安装以及持续维护是不可或缺的。通过遵循一些基本光纤测试最佳实践，将能更安全、更高效并更可靠地进行光纤部署和网络激活。
- 使用 VFL（可视故障定位仪）光纤测试仪定位故障时，人眼安全极为重要。由于 VFL 利用高强度激光光源，因此不应裸眼直视光源和 VFL 照亮的光纤纤芯。
- 使用光学光源和功率计、光损耗测试装置 (OLTS) 或远程光纤测试系统(RFTS) 被认为是一种良好的光纤测试方法，可确保光功率预算在设计规格范围内。校准的光学光源 (OLS) 可以与光功率计 (OPM) 结合使用，以在开通之前量化链路的插入损耗。
- 建议使用 OTDR 光纤测试工具进行详细的基准和光纤链路特性的记录。
- OTDR 旨在检测、查找和测量光纤链路任何位置上的事件。它会生成有关局部损耗和反射事件的地理信息，为技术人员提供光纤特征的图片式永久记录。
- 使用 OTDR 时，使用发射和接收电缆来限定前端和远端连接器。发射线缆连接在测试仪和受测光纤之间，接收线缆连接在光纤链路的远端。请务必注意，发射线缆和接收线缆中使用的光纤应与受测光纤匹配（类型、纤芯尺寸、模场直径 (MFD) 等）
- 在生产现场有效的测试流程自动化 (TPA) 原则也可以扩展到光纤网络安装。通过最大限度地减少手动测试过程、减少出错机会并缩短培训时间，您可以自信和可预测地完成认证和测试。
- 最后，恰当的规划和准备是适用于任何有组织工作（包括光纤测试）的基本最佳实践。组装和组织一个预先清洁、已校准和完整的测试工具包对于执行最有效和最准确的光纤测试至关重要。
光纤测试和光缆建设
光纤通信的应用看似简单，但光缆测试需要了解一些基本原理，这些原理将光纤测试与其模拟线缆测试区分开来。
光纤由一根非常细的玻璃棒组成，玻璃棒周围有一层塑料保护涂层（包层）。射入玻璃纤维纤芯中的光将沿着由于光在纤芯和包覆层之间的全内反射而形成的物理路径前进。
光纤的三个 C
从光纤测试角度来看，光纤的三个基本要素有时称为“三个 C”：
- Core（纤芯）： 光缆的中心，由经过特殊处理的玻璃或塑料制成。这是用于在光缆范围内传输光的介质，因此它必须尽可能纯净。
- Cladding（包覆层）： 由类似于纤芯的材料制成的额外的一层，具有较低的折射率，便于将射入光连续反射回纤芯中。
- Coating（涂层）： 对纤芯和包覆层进行封装、保护和隔离的光缆外层。
光纤类型
光纤根据光在其中的传输方式分为不同类型（多模或单模）。光纤类型与纤芯和包覆层的直径密切相关。多模光纤具有更大的芯径，允许多种模式的光同时通过它。
多模光纤的主要优势是易于与光源和其他光纤耦合、光源（发射器）成本较低，并且连接器连接和熔接过程得到了简化。但是，它的高衰减（光损耗）和低带宽使得光在多模光纤上的传输只能在短距离内进行。
单模光纤的优势是它在带宽和衰减方面具有更高的性能。
因为单模光纤纤芯尺寸很小，所以需要更加昂贵的发射器和对位系统才能实现高效连接器耦合。尽管如此，对于高性能系统或长度超过几公里的系统，单模光纤仍然是最佳方案。
为了评估光纤安装的质量、签署认可光纤已做好业务激活准备，并确保光纤链路持续稳定工作，必须使用一些基本光纤测试方法和工具。
有若干要测量、评估和检查的重要事项：
光纤端面检测
将两条光纤耦合在一起时，一项关键要求是确保光在从光纤传递到光纤时不会出现过多损耗或背向反射。剩下的挑战是保持端面不受污染。混入到光纤纤芯中的一颗微粒即可造成严重的插入损耗和背向反射，甚至会损坏设备。主动进行 光纤检测 对于确保可靠的光纤连接非常重要。
光纤连续性测试
在测试光缆网络时，可以使用连接到光缆一端的可见激光光源来验证到另一端的传输。这种类型的光纤测试仅用于检测严重的光纤缺陷，如断裂。您也可以使用光纤连续性测试来确定正确的光缆是否连接到了正确配线盘位置。
光纤识别器 (FI) 是一种有用的手持光纤测试工具，可以在光纤链路上的任何点识别和检测来自外部的光信号。光纤识别器可用于确认光纤上是否存在流量及其传输方向。
可视故障定位仪 (VFL) 使用可见光谱激光来测试光纤连续性以及检测故障情况。在任何光纤损坏位置、存在缺陷的熔接或宏弯位置，将可透过涂层看到红色的光源。对于铺设距离超过 5 千米/3 英里的光纤或无法观察光纤的情况，可以使用 OTDR 作为光缆测试仪来准确找出任何连续性问题。
现代的双端光纤解决方案，如 OLTS 和 FiberComplete，可以在多光纤电缆的情况下提供自动连续性验证和极性。
光损耗测量
在光通过光纤时，其功率电平会降低。功率电平的降低也称为光损耗，用分贝 (dB) 表示。
有些人可能会问，什么是“损耗测试的正确方法”。光纤测试仪测量光纤中总体光损耗的最准确方式是在一端射入已知电平的光，并在另一端使用 OLTS 测量光的电平。源功率电平和接收功率电平之差就是损耗。由于光源和功率计连接到链路的相对端，因此该方法需要访问光纤的两端。
光功率测量
功率测量是指在系统处于活动状态或激活后对来自发射器的信号强度进行的测试。光功率计将显示在其光电二极管上接收到的光功率，并可直接连接到光发射器的输出端，或光缆上光接收器所在的位置。光功率可以用“dBm”单位(绝对值)来度量，其中“m”代表 1 毫瓦，“dB”（设置参考电平时使用）指的是分贝。
测试光纤的光损耗
在测试光缆的光损耗时，光纤测试仪将需要连接到一个测试光源来提供一个光学光标准，以及连接到一条发射线缆来提供经过校准的“0 dB 损耗”参照。 位于线路另一端的功率计将在有无受测光纤的情况下对光源进行对比测量，从而以 dB 单位对光纤本身的损耗进行量化。
其他光缆连接测试方法既会测试发射线缆，也会测试连接到功率计的“接收”线缆。这种方法是已安装有线网络中的标准损耗测试方法，会在测试线缆的两个连接端进行损耗测量。出于此原因，确保所有连接非常干净是任何光纤测试的一个重要方面。
也可以使用光时域反射仪 (OTDR) 作为光缆测试仪对光纤光损耗进行测试。利用在所铺设光缆的一端通过连接线缆按预定义脉冲间隔发射的高强度激光，OTDR 仪器对返回到光源位置的光的反向散射进行分析。
这种单端光纤测试方法可用作光纤测试仪，用于定量分析损耗，并在安装、维护和故障排查过程中精确定位损耗位置。Mini-OTDR 产品将主机 OTDR 设备的功能打包到手持光纤测试产品中，并可以集成光纤端部检测、VFL 和功率测量等其他功能。详细了解 OTDR 测试。
光纤测试的起源
通过一根细玻璃“纤维”传输光信号并不是一个新概念。早在 100 多年前，实验就证明了光能够通过弯曲的玻璃基质传输并保留其大部分原始亮度。到 20 世纪 60 年代后期，激光光学、超透明玻璃纤维以及数字信号共同奠定了我们今天所知的光纤通信网络的基础。到 20 世纪 90 年代，光纤网络所能传输的信息已经比使用电子放大器的传统电缆多 100 倍。
光纤通过将电子/二进制信息转换为数字光脉冲形式的光信号来工作。这些光信号可通过铺设的长距离光纤传输到位于线路远端的接收器，在该处信号将转换回其原始二进制格式。为了在铺设的长距离光纤和复杂的网络中验证并保持光信号的完整性，并跟上带宽提升的步伐，光纤测试流程也必须不断发展。
光纤测试的未来
光纤作为一种通信媒介的潜力似乎是无限的，不断有新的突破和可能性被发现。对“扭曲光”传输等技术的有前途的研究最终可能导致同一单模光纤的带宽提高 100 倍。
