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带状光缆的部署与链路损耗测试
作者: 发布时间:2009-11-13 06:14:05 来源:《光波通信》2009年10/11月

马锐,康宁通信大中华区产品管理部

为了满足系统对带宽日益增长的需求,数据中心的主干光缆正在向更高芯数的方向发展。现在很多数据中心都在部署使用激光优化50μm多模光纤(OM3)的带状光缆来满足这个需求,以便在将来可升级到更高的数据传输速率,例如承载100G并行光信号。此外,因带状光缆具有更加紧凑的结构可以满足高密度连接的设计要求,以便获得最大的线槽和空间利用率,很多数据中心正在向选用带状光缆过渡。例如一根144芯紧套光缆所占用的有效面积是一根同样芯数带状光缆的3.5倍。相对Í­缆而言,一根216芯的水平光缆只占用与两到三根CAT6a UTPÍ­缆相当的有效面积。

现场链路损耗测试可为带状光缆安装后的性能提供测量数据。安装后的链路测试之所以被认为是最重要的测试,是因为其提供端到端、点到点或配线面板到配线面板的光功率损耗数据。

带状光缆的结构uCK光波通信
当在数据中心部署24芯以上的主干光缆时,带状光缆正成为首选。典型的带状光缆由排列在中心束管中的12到216芯光纤构成。12芯光纤带由具有易识别且符合TIA-598光纤色谱标准的12芯光纤组成。在室内数据中心应用中,使用特殊的阻燃外护套可以使光缆满足NFPA-262对带状水平光缆和UL-1666对带状垂直光缆的燃烧测试要求。图1为典型带状光缆的结构示意图。

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带状光缆结构示意图。

带状光缆的端接uCK光波通信
因受到12芯光纤带现场端接的限制,长期以来,设计者和安装人员一直对在数据中心使用带状光缆心存芥蒂。

但随着诸如带纤分离工具、带纤分支组件和可现场安装的12芯光纤带连接器等一系列创新性产品的出现,现在我们可以使12芯光纤带与单芯、双芯连接器(如LC、SC连接器)或MTP连接器很容易地连接。MTP连接器是一种类似SC单芯连接器大小的12芯插拔式光纤连接器。不带导向针的MTP连接器通常用于主干光缆,带有导向针的MTP连接器主要应用于互连跳线、分支跳线或MTP连接器模块。通过使用这种高密度连接器可以显着加速网络布线进程、大幅减少错误并有效提高光纤面板的空间利用率。当今,预连接形式的MTP连接器应用已经非常普遍,既有用于与12芯带纤熔接的尾纤形式,又有用于主干光缆两端的预端接形式。我们还可以使用无需注胶和研磨的现场安装MTP连接器,5分钟内便可完成12芯带纤的现场端接。

带状光缆的部署uCK光波通信
我们可以使用下面两种方法来部署MTP预连接带状光缆。第一种方法使用MTP连接器模块或配线盒。MTP连接器模块是一种小型的金属或塑料配线盒,内部封装一根一端为MTP连接器、另一端为单芯连接器(通常为SC或LC)的分支跳线。

分支跳线两端的连接器在工厂内被预先装配于模块前/后面板的适配器中。现场只需将模块安装进1U或4U的机架式配线架即可。这种模块使得分支的12芯光纤应用方便并受到合理保护。该部署方法特别适用于基于成对光纤的串行传输。位于模块前面板的单芯连接器可通过单芯双工跳线与机架或机柜的前面板连接构成光纤回路。

第二种方法采用MTP互连来实现MTP预连接带状光缆的部署。这种方法是在1U或4U机架式配线架中装配带有MTP适配器的配线面板。MTP预连接带状光缆释放扭力接入配线架,其预先端接的MTP连接器接入配线面板的后背板。配线面板的前面板将连接MTP预连接分支光缆,分支光缆的另一端通常与网络设备或其它配线面板连接。这种MTP预连接分支光缆是一种带状互连光缆,两端通常端接MTP连接器或其中一端端接单芯连接器。该部署方法特别适用于并行光传输,例如InfiniBand技术。

现场链路损耗测试方法uCK光波通信
在配备模块的部署方式中,对MTP预连接带状光缆的测试需要以下设备:具有SC接口的光源;具有SC接口的光功率计;SC-SC跳线三根;SC适配器两个。(备注:此次举例说明的方法中使用的均为具有SC接口的光源和光功率计,其它接口类型的测试方法相似。)

在不配备模块的部署方式中,对MTP预连接带状光缆的测试需要以下设备:具有SC接口的光源;具有SC接口的光功率计;带导向针MTP连接器和12个单芯SC连接器的分支跳线两根;12芯的MTP到MTP(不带针)跳线一根;SC-SC跳线三根;MTP适配器两个;SC适配器 两个。(备注:与前段同。)

TIA/EIA强烈建议多模系统测试时,在光源处将跳线在测试卷轴上缠绕,以提高测量的稳定性和测试精度。

第一步:设置单根跳线和三根跳线参考值。如图2所示,使用SC跳线将光源和光功率计相连。记录测试数据以便和稍后测试的数值进行对比。数据记录完成后,将1# 测试跳线与光功率计断开。

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使用一根跳线测定光源的输出功率。

如图3所示,将2# SC测试跳线的一端与1# 跳线相连,另一端与光功率计相连。损耗的变化值不应该大于测试跳线两端连接器的插损值。

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检查测试连接器。

如使用单根参考跳线方法通过模块测试串行传输信号,在保持两根测试跳线的一端分别与光源和光功率计连接的同时,先断开两根跳线之间的连接,再将光源和光功率计分别与被测链路两端的模块相连,测试并记录链路损耗结果。

如对无模块系统进行测试,请使用下文详述的三根跳线测试方法继续对测试系统进行配置。

将上一步所述的测试系统与被测链路之间的连接断开。如图4所示在1# 和2# 测试跳线之间插入3# 测试跳线。此时从第一步到这一步的光功率变化表示由三根测试跳线组成连接的两个连接器对产生的损耗。这个损耗值不应大于光纤跳线出厂的规格(两个连接器对)。测量值中典型的最大变化量应该近似–1.0dB(18.0dBm –19.0dBm= –1.0dB),两个连接器对每对0.5dB。如果测试值大于上述的参考值,清洁连接器后重新测试。如测试结果仍旧较大,逐根更换测试跳线直到测试数据在合理的范围内。

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设置三根跳线测试参考值。

按下光功率计的归零按钮,功率计应显示0.0dB。如果没有归零按钮,则必须将此时的读数记录下来并从接下来的链路测试结果中减去。

第二步:确认需要使用的所有MTP测试跳线。先将3# SC测试跳线从测试系统中移除,然后将一根12芯SC到带针MTP跳线的蓝色SC分支与光源端的SC跳线相连,另一根12芯SC到带针MTP跳线的蓝色SC分支与光功率计端的SC跳线相连,如图5所示。最后再将两端都不带针的MTP到MTP测试跳线连接到测试系统中。为确保标准测试跳线具有正确的极性,在设置每个测试通道时必须连接相同色标或编码的跳线分支。

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设置并确认测试跳线。

这时光功率计应该显示一个<1.5dB的负值。不要将光功率计归零。根据MTP跳线出厂时的规格,一个MTP连接器对的连接损耗最大值是0.75dB,测试系统中MTP跳线的两个连接器对的连接损耗最大值应为1.5dB。断开带针MTP跳线的蓝色SC分支,从橙色开始依次按照颜色顺序测试其它分支,确保测试中使用的全部连接器性能都符合规格要求。12个SC分支性能确认后,将不带针的MTP到MTP跳线从测试系统中拿掉。这时我们就完成了对整个测试系统的确认,可以开始对安装系统进行测试了。

第三步:测试。如图6所示,不要断开连接光源和光功率计的单芯跳线,每个测试值表示该光纤链路的系统损耗。将测试系统两端SC到MTP跳线的带针MTP连接器分别与被测系统两端配线面板上的不带针MTP连接器相连。重新将光源和光功率计端的SC到MTP跳线的第一个SC分支(蓝色)与测试系统相连,并记录下该光纤通道的测量值。断开两端的蓝色分支,连接第二个SC分支(橙色),记录该通道测量值,重复上面的步骤便可完成整个系统中12个光纤通道的链路损耗测试。

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测试MTP连接器链路。

光纤之父高锟获2009年诺贝尔物理学奖uCK光波通信
瑞典皇家科学院10月6日宣布,将2009年诺贝尔物理学奖授予华裔科学家高锟以及两名美国科学家Willard Boyle和George Smith,以奖励他们在光纤和半导体领域上的开创性研究。他们将分享1000万瑞典克朗(约合140万美元)的奖金。其中高锟将获得一半的奖金,另外两名获奖者平分另外一半奖金。

评审委员会赞扬高锟在光通信上取得的开创成就,促成了全球宽带通信的大发展,令文字、音乐、图像和影片等在一瞬间就能传到世界各地。

高锟被誉为“光纤之父”。早在1966年,高锟发表了一篇题为《光频率介质纤维表面波导》的论文,开创性地提出光导纤维在通信上应用的基本原­理,描述了长途及高信息量光通信所需绝缘性纤维的结构和材料特性。简单地说,就是以玻璃制造比头发丝更细的光纤,取代Í­导线作为长距离的通讯线路。这个理论引起了世界通信技术的一次革命。随着第一个光纤系统于1981年成功问世,高锟“光纤之父”的美誉传遍世界。

高锟还开发了实现光纤通讯所需的辅助性子系统。他在单模光纤的构造、光纤的强度和耐久性、光纤连接器和耦合器等多个领域都作了大量的研究。

高锟1933年在上海出生。1949年随家迁往香港。1954年赴英国伦敦大学攻读电机工程,并于1957年及1965年获学士和哲学博士学位。从1957年开始,高锟即从事光导纤维在通讯领域应用的研究。1987年10月,高锟从英国回到香港,并出任香港中文大学第三任校长至1996年。

高锟于1996年当选为中国科学院外籍院士。由于他的杰出贡献,1996年,中国科学院紫金山天文台将一颗于1981年12月3日发现的国际编号为“3463”的小行星命名为“高锟星”。高锟还是美国国家工程院院士、英国皇家工程科学院院士、英国皇家艺术学会会员和瑞典皇家工程科学院外籍院士,台湾“中央研究院”院士。

  
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