在數(shù)據(jù)中心內(nèi)，通常會(huì)在光纖之間進(jìn)行大范圍的分配，光纖用于在數(shù)據(jù)中心內(nèi)的局域網(wǎng)內(nèi)在短距離內(nèi)提供非常高的帶寬（可能是多模），而光纖用于提供高帶寬WAN（通常是單模） 通常長(zhǎng)度約為2 Km，以將數(shù)據(jù)中心連接到本地運(yùn)營(yíng)商。 該應(yīng)用程序很重要，因?yàn)樵谳^長(zhǎng)距離的系統(tǒng)上允許的損耗通常更大，從而允許更寬松的測(cè)試容限。
符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
的標(biāo)準(zhǔn)幾乎定義了與數(shù)據(jù)中心/ LAN設(shè)計(jì)有關(guān)的所有內(nèi)容。
僅在光纜布線領(lǐng)域中，就存在以下標(biāo)準(zhǔn)：光纖類型（OM3，OM4，OM5，OS1a，OS2等），電纜類型（阻燃性，抗彎性，立管電纜等），電纜安裝（防火，導(dǎo)管等） ）連接器（LC，MPO / MTP），標(biāo)簽約定，以太網(wǎng)，光波長(zhǎng)（CWDM等），光安全性（強(qiáng)制性）。
因此，在項(xiàng)目定義階段，對(duì)光纖電纜的性能要求進(jìn)行審查和細(xì)化，明智地將其歸結(jié)為基于標(biāo)準(zhǔn)的要求，所用特定傳輸設(shè)備的要求以及面向未來(lái)的組合。
在本文檔中，我們將選擇一個(gè)常見(jiàn)的案例研究進(jìn)行詳細(xì)分析：MPO 40G 40BASE-SR4收發(fā)器標(biāo)準(zhǔn)（常見(jiàn)的40 G，850 nm 12光纖多模收發(fā)器），TIA-568.3-D布線標(biāo)準(zhǔn)，OM4多模光纖，以及USconec連接器性能規(guī)格。
有時(shí)，問(wèn)題在于要測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。例如，一個(gè)850 nm多模MPO 40G 40BASE-SR4系統(tǒng)的收發(fā)器到收發(fā)器的損耗設(shè)計(jì)限制為1.5 dB。在某些情況下，還需要進(jìn)行1300 nm電纜測(cè)試。同一系統(tǒng)具有的最小收發(fā)器損耗能力通常為2.2dB。
因此，在電纜損耗余量和收發(fā)器靈敏度余量之間，標(biāo)準(zhǔn)中有一個(gè)0.7 dB的“保護(hù)帶”。這個(gè)“保護(hù)帶”在現(xiàn)實(shí)世界中至關(guān)重要，因此整個(gè)系統(tǒng)都可以正常工作，同時(shí)還為（電纜和收發(fā)器的）測(cè)試精度和其他限制留出了一定的余地。
“保護(hù)帶”是指，如果不確定性在保護(hù)帶允許的某些限制之內(nèi)，我們可以接受邊際測(cè)試結(jié)果?？梢韵胂?，在這種情況下，電纜布線和傳輸損耗極限之間的保護(hù)帶為0.7 dB，然后將其一半分配給每個(gè)系統(tǒng)以測(cè)試不確定性，例如0.40 dB（請(qǐng)注意，dB是對(duì)數(shù)的，因此需要進(jìn)行計(jì)算以轉(zhuǎn)換線性事物變成dB的東西），將是一個(gè)安全的假設(shè)。
關(guān)于“警衛(wèi)隊(duì)”概念的一點(diǎn)。從統(tǒng)計(jì)上講，如果收發(fā)器或電纜系統(tǒng)的2.5％略差于保護(hù)帶所允許的范圍，則這些真正超出規(guī)格的組件被配對(duì)的機(jī)會(huì)是2.5％的2.5％，例如0.06％，或1％。 1,600個(gè)鏈接。這個(gè)概念對(duì)我們來(lái)說(shuō)似乎很好。
本節(jié)基于“ BIPM GUM測(cè)量數(shù)據(jù)評(píng)估-測(cè)量不確定度表達(dá)指南”，并解釋了為什么MPO測(cè)試如此成問(wèn)題
測(cè)試的不確定度
術(shù)語(yǔ)可重復(fù)性，準(zhǔn)確性，可重復(fù)性或不確定性在某種程度上可以互換使用。 對(duì)于損失測(cè)試，兩者之間幾乎沒(méi)有實(shí)際差異，因此我們將使用正式術(shù)語(yǔ)“測(cè)試不確定性”。
引用的測(cè)試不確定度始終為±值，引用的確切方式很重要。 例如，引用的0.1dB測(cè)試不確定度也包括±0.149dB。 因此，0.10 dB的限制比0.1 dB的限制更嚴(yán)格。
總是將測(cè)試不確定性與“置信度水平”一起引用，該“置信度水平”確認(rèn)一定百分比的測(cè)試結(jié)果將超出預(yù)期的測(cè)試精度。 置信水平（或覆蓋因子）的陳述通常采用正態(tài)/高斯分布，并以標(biāo)準(zhǔn)差（sigma），百分比或覆蓋率表示。
1-sigma = 68.2 %
2-sigma = 95.4 %
3-sigma = 99.7 %
我們行業(yè)中測(cè)試不確定性的默認(rèn)假設(shè)是2σ或95％的置信度。實(shí)際上，這對(duì)于單光纖連接器（SC，LC等）工作良好，例如，每100個(gè)連接器中有5個(gè)連接器的測(cè)試結(jié)果可能超出預(yù)期的精度（太高或太低）。請(qǐng)注意，這是超出預(yù)期精度的測(cè)試結(jié)果，不一定是有故障的組件。
“超出預(yù)期準(zhǔn)確性”的陳述是準(zhǔn)確的。如果測(cè)得的損耗過(guò)高，可能會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的拒絕。如果它太低，則可能會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的接受。兩者都可能是“問(wèn)題”。
但是，如果我們?nèi)缓笫褂?2光纖MPO連接器，而任何一根光纖測(cè)試的機(jī)率過(guò)高或過(guò)低的可能性為5％，則12光纖陣列的一次測(cè)試的機(jī)率是12 x 5％= 60％，超出了預(yù)期準(zhǔn)確性。這在直觀上是顯而易見(jiàn)的：如果我采用96個(gè)光纖端，其中5個(gè)端頭經(jīng)過(guò)隨機(jī)錯(cuò)誤測(cè)試，然后（從概念上）將它們重新排列為8個(gè)MPO連接器，那么在8個(gè)（62％）連接器中最多有5個(gè)具有這些光纖。顯然不好，因此對(duì)于多光纖連接器，需要修改傳統(tǒng)的“ 2-sigma”或“ 2的覆蓋因子”或“ 95％的置信度”假設(shè)。
如果我們將假設(shè)更改為每根光纖的“ 3-sigma”或“ 3的覆蓋因子”或“ 99.7％置信度”的測(cè)試不確定性，則12光纖MPO連接器將有0.3％x 12 = 3.6％的幾率測(cè)試太高或太低。這似乎更合適。要將2σ不確定度轉(zhuǎn)換為3σ不確定度，請(qǐng)乘以1.5。
通過(guò)和未通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)
本節(jié)基于TIA-568.3-D和BIPM論文“測(cè)量數(shù)據(jù)的評(píng)估–測(cè)量不確定性在合格評(píng)定中的作用”。
電纜標(biāo)準(zhǔn)TTIA-568.3-D具有許多有用的組件和安裝規(guī)范，并留有測(cè)試引線損耗的余地。 第7.3.7節(jié)描述了如何計(jì)算衰減余量，但未提及其他測(cè)試不確定性的任何余量。
測(cè)試方法的所有部分僅是“信息性的”，不是標(biāo)準(zhǔn)的適當(dāng)組成部分，它們?cè)敿?xì)介紹了測(cè)試設(shè)置，但未適當(dāng)討論如何處理測(cè)試不確定性。 它對(duì)邊際測(cè)試結(jié)果的處理意見(jiàn)在附件E1中“衰減測(cè)量結(jié)果應(yīng)始終小于設(shè)計(jì)衰減余量”
BIPM論文詳細(xì)介紹了如何基于度量來(lái)通過(guò)和失敗。 例如，它涉及以下內(nèi)容之間的關(guān)系：安裝程序（錯(cuò)誤拒絕的成本風(fēng)險(xiǎn)）和用戶（錯(cuò)誤接受的成本風(fēng)險(xiǎn)）之間的風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)是什么，設(shè)計(jì)保護(hù)范圍，可接受的測(cè)試不確定性和測(cè)試之間的關(guān)系是什么？ 限制。 從一般的角度來(lái)看，這似乎很詳細(xì)地說(shuō)明了我們的情況。
測(cè)量設(shè)備的準(zhǔn)確度
要真正實(shí)現(xiàn)可靠的測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確度，有一個(gè)非常通用的經(jīng)驗(yàn)法則。這稱為“測(cè)試精度比”，對(duì)于典型的數(shù)字測(cè)試設(shè)備，默認(rèn)TAR為4：1。在其他國(guó)家，測(cè)試設(shè)備的精度應(yīng)比要求的結(jié)果精度高四倍。
為了在更傳統(tǒng)的單光纖連接器上進(jìn)行損耗測(cè)試，測(cè)試設(shè)備和實(shí)踐都發(fā)展到通常很難達(dá)到有用的精度和結(jié)果的程度。
對(duì)于MPO系統(tǒng)，通常不是這種情況，部分是由于每個(gè)連接器的光纖數(shù)量，部分是由于通常較小的允許損耗。還有更多因素：MPO連接器的損耗通常不太確定，MPO測(cè)試設(shè)備的精度通常比以前的光纖測(cè)試儀低。
下面我們顯示了功率計(jì)響應(yīng)波長(zhǎng)的曲線圖。特別是，在850 nm±30 nm波段中，使用InGasAs檢測(cè)器，功率計(jì)響應(yīng)僅因波長(zhǎng)變化而以相同的功率水平變化了1.3 dB。因此，InGaAs功率計(jì)無(wú)法自信地測(cè)量目標(biāo)850 nm系統(tǒng)中的功率。
1. 1.產(chǎn)品B和C似乎使用了非常相似的T＆M技術(shù)和InGaAs檢測(cè)器。他們看起來(lái)在實(shí)踐中會(huì)達(dá)到可比的準(zhǔn)確性，但是其不確定性規(guī)格看起來(lái)不同，因?yàn)樗鼈兲幱诓煌臈l件下。
2.
3. 2.產(chǎn)品B，C和D均使用InGaAs檢測(cè)器，正如我們所看到的，在850 nm窗口的±30 nm范圍內(nèi)，功率不確定度為±1.3 dB。這在功率測(cè)量中占主導(dǎo)地位，但在其數(shù)據(jù)表中缺少此規(guī)格。我們?cè)诘拙€中按原樣使用了此規(guī)范，不需要將其乘以TAR。
4.
5. 3.對(duì)于線性/可重復(fù)性/損耗測(cè)試規(guī)范，我們已經(jīng)計(jì)算了3-sigma值，然后將其乘以TAR（線性）以得出底線中的相對(duì)數(shù)。鑒于其高的波長(zhǎng)靈敏度，產(chǎn)品D極不可能達(dá)到其在850 nm處的線性規(guī)格，因此我將其留為一個(gè)問(wèn)號(hào)。
6.
7. 4.底線代表您期望使用這些產(chǎn)品進(jìn)行和相對(duì)測(cè)量時(shí)所達(dá)到的使用精度。產(chǎn)品A滿足我們的0.4 dB要求，盡管自動(dòng)化程度不及其他產(chǎn)品（不滿足精度目標(biāo)）。
8.
9. 5.這些儀表中的大多數(shù)將難以在0.3 dB的測(cè)試極限下執(zhí)行TIA標(biāo)準(zhǔn)跳線驗(yàn)證檢查。
10.
11. 6.實(shí)際上，要實(shí)現(xiàn)3-sigma測(cè)試的不確定性，在執(zhí)行測(cè)試時(shí)需要比平時(shí)更加??謹(jǐn)慎。
測(cè)試跳線
測(cè)試線性能是主要的損耗測(cè)試考慮因素。 提供“ Elite” MPO / MTP引線，每個(gè)連接器/光纖損耗低于0.25 dB。 這些符合TIA-568.3-D測(cè)試線驗(yàn)證要求，測(cè)試線每端損耗為0.3 dB。
這是MPO連接器的USConec規(guī)格。
| Ferrule Type | Random Mated Attenuation1
(≥ 97%) (dB) | Mean Random Mated Attenuation (dB) | Return Loss (dB) |
| Single mode Elite® | ≤0.25 2,3 | ≤0.12 2,3 | ≥60 |
| Single mode | ≤0.50 2,4 | ≤0.25 2,4 | ≥60 |
| Multimode Elite® | ≤0.25 | ≤0.12 | ≥25 |
| Multimode | ≤0.45 | ≤0.20 | ≥25 |
Per IEC 61755-3-31, predicted performance yield will vary at different ferrule fiber counts (e.g., For 12F, IEC Grade B estimated attenuation of 0.35dB with 93% yield).
Note 1: IEC 61755-1 defines Grades based on ≥97% random mated loss probability of channels meeting or exceeding loss specification.
Note 2: IEC 61755-3-31 is defined for up to 12 fibers for SM APC only.
Note 3: Exceeds IEC 61755-1 Grade B performance.
Note 4:Meets IEC 61755-1 Grade C performance.
測(cè)試可能需要組合直引線和引出線。還應(yīng)確保連接器的針腳極性正確，因?yàn)樵诂F(xiàn)場(chǎng)通常無(wú)法進(jìn)行這些針腳的交換。通過(guò)連接器進(jìn)行的一些測(cè)試也很有幫助。
如果一根引線變質(zhì)或損壞，將需要備用引線。制作了某些類型的MPO連接器，以便可以使用簡(jiǎn)單的工具來(lái)反轉(zhuǎn)極性并添加/移除引腳。這些似乎非常有用，可以擺脫測(cè)試綁定！
某些應(yīng)用程序環(huán)境混合使用LC和多光纖連接器。因此自然可以假設(shè)LC – MPO突破測(cè)試線是一個(gè)顯而易見(jiàn)的選擇。但是，SC – MPO分支導(dǎo)線通常更堅(jiān)固，更易于處理，并且通常具有更好的光損耗性能。 SC-LC混合適配器很容易獲得，但是由于許多適配器的損耗較低，因此它們需要進(jìn)行測(cè)試，因此SC-LC適配器引線可能是。
編號(hào)引線和末端A / B。通過(guò)連接器貼上標(biāo)簽，以便對(duì)其進(jìn)行識(shí)別，并在一端貼上標(biāo)簽，以便在測(cè)試過(guò)程中保持方向。
測(cè)試線在每次使用前都需要性能驗(yàn)證。此性能驗(yàn)證測(cè)試非常具體，如果不執(zhí)行此初步測(cè)試，可能會(huì)使以下所有測(cè)試結(jié)果無(wú)效。性能測(cè)試的基本目標(biāo)是確保電纜的損耗符合基本精度要求。
?TIA-568.3-D需要0.3 dB或更佳的測(cè)試導(dǎo)線驗(yàn)證損耗
測(cè)試線驗(yàn)證測(cè)試非常簡(jiǎn)單：使用兩條參考線測(cè)試每個(gè)測(cè)試線連接器，并且連接損耗必須在允許的范圍內(nèi)。對(duì)于MPO連接器，由于光纖數(shù)量的原因，這將花費(fèi)更長(zhǎng)的時(shí)間。
另外，可能記下實(shí)際損耗，重復(fù)進(jìn)行幾次配合和測(cè)試，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行平均以“校準(zhǔn)”測(cè)試線。這些結(jié)果可以從以后的測(cè)量中減去。在某些情況下，這可以提高測(cè)試精度，或者如果導(dǎo)線上的一根光纖是微弱的，則很有用。
如何偽造認(rèn)證結(jié)果？
每個(gè)連接器配合的錯(cuò)誤讀數(shù)：只需多次插入連接，直到它讀取“通過(guò)”，然后記錄該連接。 除了覆蓋實(shí)際質(zhì)量良好的纖維上的“不良”測(cè)試外，此過(guò)程還可以方便地在不良纖維上創(chuàng)建“良好的測(cè)試”。 如果這是慣例，“電纜認(rèn)證”的價(jià)值是什么？
盡管“重新測(cè)試”是常見(jiàn)的T＆M做法，但到什么時(shí)候才成為看上去不錯(cuò)的結(jié)果的“櫻桃采摘”？
為了完整起見(jiàn)，添加了以下四個(gè)部分，或者僅跳至“因此，我可以預(yù)期哪些損失測(cè)試不確定性？”部分。
連接器的狀況和清潔度是主要考慮因素，也是造成問(wèn)題的見(jiàn)原因。 必要的是具有MPO / MPT專用適配器的高質(zhì)量顯微鏡，提供適當(dāng)?shù)膶Ｓ们鍧嵅牧希ㄒ环N以上是好的），并有足夠的時(shí)間和專門(mén)知識(shí)來(lái)使用它們。 默認(rèn)情況下可用的MPO清潔器往往只能清潔光纖末端，但應(yīng)提供額外的清潔材料來(lái)清潔定位銷和整個(gè)連接器端面。
每次配對(duì)連接器時(shí)，都要在兩端進(jìn)行檢查和清潔。
電纜干擾
由于極低的損耗要求和光纖復(fù)雜性的結(jié)合，至關(guān)重要的是，必須以盡可能低的連接干擾水平完成測(cè)試和調(diào)試。 同樣，一旦完成損耗測(cè)試，任何干擾都可能要求重復(fù)損耗測(cè)試。 這意味著異常嚴(yán)格的測(cè)試調(diào)試機(jī)制是適當(dāng)?shù)?，因此每個(gè)接受級(jí)別的完成都具有極大的信心。 您不想回去打擾別人。 因此，將工作分成不同的階段是明智的，其中每個(gè)階段都可能導(dǎo)致較少的電纜干擾，例如
1.正確標(biāo)明電纜連接，并貼上正確的標(biāo)簽
2.檢查連續(xù)性，極性和端面狀況
3.測(cè)試損失
連續(xù)性測(cè)試
這是最基本的測(cè)試：光線是否從頭到尾都到達(dá)？
至少，可以使用VFL源和一根低質(zhì)量的分支電纜進(jìn)行此測(cè)試。如果在兩端使用編號(hào)的分支電纜，則這也可以兼作極性測(cè)試階段。
通過(guò)視覺(jué)電纜驗(yàn)證器，可以快速便捷地實(shí)現(xiàn)全面的端面檢查，連續(xù)性測(cè)試和極性測(cè)試
在連續(xù)性測(cè)試階段，用顯微鏡清潔和檢查連接器。這實(shí)現(xiàn)了一些目標(biāo)。連接器損壞是安裝失敗的主要原因。在這里執(zhí)行此操作，可使安裝程序盡早（成本）識(shí)別并更換損壞的連接器。它還可以確保不良的連接器不會(huì)污染測(cè)試引線并不會(huì)降低其他連接器的性能。
如果連接器質(zhì)量不足，則進(jìn)入下一階段幾乎沒(méi)有意義。
簡(jiǎn)單的連續(xù)性測(cè)試有一個(gè)大問(wèn)題：它無(wú)法確定光纖是否在交換。因此，為此，我們談到：
極性測(cè)試
通常，電纜安裝需要進(jìn)行極性測(cè)試，以確定系統(tǒng)一端正確的1-n光纖陣列映射到另一端正確的1-n光纖陣列。 如果設(shè)備的電纜部分為跳線，以便可以斷開(kāi)與傳輸設(shè)備的連接，則此處可能會(huì)發(fā)生極性錯(cuò)誤。 極性測(cè)試需要非常高的置信度，因?yàn)榧词共皇?00％正確，也就不會(huì)有工作結(jié)果的機(jī)會(huì)，而且浪費(fèi)大量的工作來(lái)尋找交換的光纖。 這可能需要基本的文檔記錄，足以記錄要測(cè)試的光纖以及一般的陣列方向。
那么，我期望損失測(cè)試有哪些不確定性？
對(duì)于我們的目標(biāo)用例（850 nm，OM4、40G典型收發(fā)器），我們推斷出0.4 dB的測(cè)試精度是可取的。 看來(lái)我們可以通過(guò)以下預(yù)防措施大致解決此問(wèn)題：
•使用分階段安裝/測(cè)試方法來(lái)地減少電纜干擾
•每次插入連接器時(shí)都要清潔和檢查
•執(zhí)行連續(xù)性/極性/端面檢查
•TIA“測(cè)試極限=標(biāo)準(zhǔn)極限”，則3σ測(cè)試不確定度小于0.4 dB。
•測(cè)試設(shè)備需要3-sigma精度規(guī)格
•測(cè)試設(shè)備需要4：1 TAR（測(cè)試準(zhǔn)確率）。 選擇設(shè)備時(shí)需要小心
•使用Elite級(jí)別的測(cè)試線，并執(zhí)行測(cè)試線驗(yàn)證（0.3 dB）
•將環(huán)形通量源和芯軸用于多模光纖（0.12 dB，或損耗的10％）
•有足夠的時(shí)間進(jìn)行測(cè)試，并根據(jù)需要進(jìn)行培訓(xùn)。
但是，一旦將測(cè)試線插入大概較低等級(jí)的線中，那里的損耗可能會(huì)跳至0 – 0.5 dB。
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