在数据中心内，通常会在光纤之间进行大范围的分配，光纤用于在数据中心内的局域网内在短距离内提供非常高的带宽（可能是多模），而光纤用于提供高带宽WAN（通常是单模） 通常最大长度约为2 Km，以将数据中心连接到本地运营商。 该应用程序很重要，因为在较长距离的系统上允许的损耗通常更大，从而允许更宽松的测试容限。

符合行业标准

公认的标准几乎定义了与数据中心/ LAN设计有关的所有内容。

仅在光缆布线领域中，就存在以下标准：光纤类型（OM3，OM4，OM5，OS1a，OS2等），电缆类型（阻燃性，抗弯性，立管电缆等），电缆安装（防火，导管等） ）连接器（LC，MPO / MTP），标签约定，以太网，光波长（CWDM等），光安全性（强制性）。

因此，在项目定义阶段，最好对光纤电缆的性能要求进行审查和细化，明智地将其归结为基于标准的要求，所用特定传输设备的要求以及面向未来的组合。

在本文档中，我们将选择一个常见的案例研究进行详细分析：MPO 40G 40BASE-SR4收发器标准（常见的40 G，850 nm 12光纤多模收发器），TIA-568.3-D布线标准，OM4多模光纤，以及USconec连接器性能规格。

有时，问题在于要测试标准。例如，一个850 nm多模MPO 40G 40BASE-SR4系统的收发器到收发器的损耗设计限制为1.5 dB。在某些情况下，还需要进行1300 nm电缆测试。同一系统具有的最小收发器损耗能力通常为2.2dB。

因此，在电缆损耗余量和收发器灵敏度余量之间，标准中有一个0.7 dB的“保护带”。这个“保护带”在现实世界中至关重要，因此整个系统都可以正常工作，同时还为（电缆和收发器的）测试精度和其他限制留出了一定的余地。

“保护带”是指，如果不确定性在保护带允许的某些限制之内，我们可以接受边际测试结果。可以想象，在这种情况下，电缆布线和传输损耗极限之间的保护带为0.7 dB，然后将其一半分配给每个系统以测试不确定性，例如0.40 dB（请注意，dB是对数的，因此需要进行计算以转换线性事物变成dB的东西），将是一个安全的假设。

关于“警卫队”概念的一点。从统计上讲，如果收发器或电缆系统的2.5％略差于保护带所允许的范围，则这些真正超出规格的组件被配对的机会是2.5％的2.5％，例如0.06％，或1％。 1,600个链接。这个概念对我们来说似乎很好。

 

本节基于“ BIPM GUM测量数据评估-测量不确定度表达指南”，并解释了为什么MPO测试如此成问题

测试的不确定度

术语可重复性，准确性，可重复性或不确定性在某种程度上可以互换使用。 对于损失测试，两者之间几乎没有实际差异，因此我们将使用正式术语“测试不确定性”。

引用的测试不确定度始终为±值，引用的确切方式很重要。 例如，引用的0.1dB测试不确定度也包括±0.149dB。 因此，0.10 dB的限制比0.1 dB的限制更严格。

总是将测试不确定性与“置信度水平”一起引用，该“置信度水平”确认一定百分比的测试结果将超出预期的测试精度。 置信水平（或覆盖因子）的陈述通常采用正态/高斯分布，并以标准差（sigma），百分比或覆盖率表示。

1-sigma = 68.2 %
2-sigma = 95.4 %
3-sigma = 99.7 %

我们行业中测试不确定性的默认假设是2σ或95％的置信度。实际上，这对于单光纤连接器（SC，LC等）工作良好，例如，每100个连接器中有5个连接器的测试结果可能超出预期的精度（太高或太低）。请注意，这是超出预期精度的测试结果，不一定是有故障的组件。

“超出预期准确性”的陈述是准确的。如果测得的损耗过高，可能会导致错误的拒绝。如果它太低，则可能会产生错误的接受。两者都可能是“问题”。

但是，如果我们然后使用12光纤MPO连接器，而任何一根光纤测试的机率过高或过低的可能性为5％，则12光纤阵列的一次测试的机率是12 x 5％= 60％，超出了预期准确性。这在直观上是显而易见的：如果我采用96个光纤端，其中5个端头经过随机错误测试，然后（从概念上）将它们重新排列为8个MPO连接器，那么在8个（62％）连接器中最多有5个具有这些光纤。显然不好，因此对于多光纤连接器，需要修改传统的“ 2-sigma”或“ 2的覆盖因子”或“ 95％的置信度”假设。

如果我们将假设更改为每根光纤的“ 3-sigma”或“ 3的覆盖因子”或“ 99.7％置信度”的测试不确定性，则12光纤MPO连接器将有0.3％x 12 = 3.6％的几率测试太高或太低。这似乎更合适。要将2σ不确定度转换为3σ不确定度，请乘以1.5。

通过和未通过标准

本节基于TIA-568.3-D和BIPM论文“测量数据的评估–测量不确定性在合格评定中的作用”。

电缆标准TTIA-568.3-D具有许多有用的组件和安装规范，并留有测试引线损耗的余地。 第7.3.7节描述了如何计算衰减余量，但未提及其他测试不确定性的任何余量。

测试方法的所有部分仅是“信息性的”，不是标准的适当组成部分，它们详细介绍了测试设置，但未适当讨论如何处理测试不确定性。 它对边际测试结果的处理意见在附件E1中“衰减测量结果应始终小于设计衰减余量”

BIPM论文详细介绍了如何基于度量来通过和失败。 例如，它涉及以下内容之间的关系：安装程序（错误拒绝的成本风险）和用户（错误接受的成本风险）之间的风险分担是什么，设计保护范围，可接受的测试不确定性和测试之间的关系是什么？ 限制。 从一般的角度来看，这似乎很详细地说明了我们的情况。

测量设备的准确度

要真正实现可靠的测试结果准确度，有一个非常通用的经验法则。这称为“测试精度比”，对于典型的数字测试设备，默认TAR为4：1。在其他国家，测试设备的精度应比要求的结果精度高四倍。

为了在更传统的单光纤连接器上进行损耗测试，测试设备和实践都发展到通常很难达到有用的精度和结果的程度。

对于MPO系统，通常不是这种情况，部分是由于每个连接器的光纤数量，部分是由于通常较小的允许损耗。还有更多因素：MPO连接器的损耗通常不太确定，MPO测试设备的精度通常比以前的光纤测试仪低。

下面我们显示了功率计响应波长的曲线图。特别是，在850 nm±30 nm波段中，使用InGasAs检测器，功率计响应仅因波长变化而以完全相同的功率水平变化了1.3 dB。因此，InGaAs功率计无法自信地测量目标850 nm系统中的功率。

 

1. 1.产品B和C似乎使用了非常相似的T＆M技术和InGaAs检测器。他们看起来在实践中会达到可比的准确性，但是其绝对不确定性规格看起来不同，因为它们处于不同的条件下。

2.

3. 2.产品B，C和D均使用InGaAs检测器，正如我们所看到的，在850 nm窗口的±30 nm范围内，绝对功率不确定度为±1.3 dB。这在功率测量中占主导地位，但在其数据表中缺少此规格。我们在底线中按原样使用了此规范，不需要将其乘以TAR。

4.

5. 3.对于线性/可重复性/损耗测试规范，我们已经计算了3-sigma值，然后将其乘以TAR（线性）以得出底线中的相对数。鉴于其高的波长灵敏度，产品D极不可能达到其在850 nm处的线性规格，因此我将其留为一个问号。

6.

7. 4.底线代表您期望使用这些产品进行绝对和相对测量时所达到的使用精度。产品A满足我们的0.4 dB要求，尽管自动化程度不及其他产品（不满足精度目标）。

8.

9. 5.这些仪表中的大多数将难以在0.3 dB的测试极限下执行TIA标准跳线验证检查。

10.

11. 6.实际上，要实现3-sigma测试的不确定性，在执行测试时需要比平时更加​​谨慎。

测试跳线

测试线性能是主要的损耗测试考虑因素。 提供“ Elite” MPO / MTP引线，每个连接器/光纤损耗低于0.25 dB。 这些符合TIA-568.3-D测试线验证要求，测试线每端最大损耗为0.3 dB。

这是MPO连接器的USConec规格。

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.

测试可能需要组合直引线和引出线。还应确保连接器的针脚极性正确，因为在现场通常无法进行这些针脚的交换。通过连接器进行的一些测试也很有帮助。

如果一根引线变质或损坏，将需要备用引线。制作了某些类型的MPO连接器，以便可以使用简单的工具来反转极性并添加/移除引脚。这些似乎非常有用，可以摆脱测试绑定！

某些应用程序环境混合使用LC和多光纤连接器。因此自然可以假设LC – MPO突破测试线是一个显而易见的选择。但是，SC – MPO分支导线通常更坚固，更易于处理，并且通常具有更好的光损耗性能。 SC-LC混合适配器很容易获得，但是由于许多适配器的损耗较低，因此它们需要进行测试，因此SC-LC适配器引线可能是首选。

编号引线和末端A / B。通过连接器贴上标签，以便对其进行识别，并在一端贴上标签，以便在测试过程中保持方向。

测试线在每次使用前都需要性能验证。此性能验证测试非常具体，如果不执行此初步测试，可能会使以下所有测试结果无效。性能测试的基本目标是确保电缆的损耗符合基本精度要求。

TIA-568.3-D需要0.3 dB或更佳的测试导线验证损耗

测试线验证测试非常简单：使用两条参考线测试每个测试线连接器，并且连接损耗必须在允许的范围内。对于MPO连接器，由于光纤数量的原因，这将花费更长的时间。

另外，可能最好记下实际损耗，重复进行几次配合和测试，并对结果进行平均以“校准”测试线。这些结果可以从以后的测量中减去。在某些情况下，这可以提高测试精度，或者如果导线上的一根光纤是微弱的，则很有用。

如何伪造认证结果？

每个连接器配合的错误读数：只需多次插入连接，直到它读取“通过”，然后记录该连接。 除了覆盖实际质量良好的纤维上的“不良”测试外，此过程还可以方便地在不良纤维上创建“良好的测试”。 如果这是惯例，“电缆认证”的价值是什么？

尽管“重新测试”是常见的T＆M做法，但到什么时候才成为看上去不错的结果的“樱桃采摘”？

为了完整起见，添加了以下四个部分，或者仅跳至“因此，我可以预期哪些损失测试不确定性？”部分。

连接器的状况和清洁度是主要考虑因素，也是造成问题的最常见原因。 绝对必要的是具有MPO / MPT专用适配器的高质量显微镜，提供适当的专用清洁材料（一种以上是好的），并有足够的时间和专门知识来使用它们。 默认情况下可用的MPO清洁器往往只能清洁光纤末端，但应提供额外的清洁材料来清洁定位销和整个连接器端面。

每次配对连接器时，都要在两端进行检查和清洁。

电缆干扰

由于极低的损耗要求和光纤复杂性的结合，至关重要的是，必须以尽可能低的连接干扰水平完成测试和调试。 同样，一旦完成损耗测试，任何干扰都可能要求重复损耗测试。 这意味着异常严格的测试调试机制是适当的，因此每个接受级别的完成都具有极大的信心。 您不想回去打扰别人。 因此，将工作分成不同的阶段是明智的，其中每个阶段都可能导致较少的电缆干扰，例如

1.正确标明电缆连接，并贴上正确的标签

2.检查连续性，极性和端面状况

3.测试损失

连续性测试

这是最基本的测试：光线是否从头到尾都到达？

至少，可以使用VFL源和一根低质量的分支电缆进行此测试。如果在两端使用编号的分支电缆，则这也可以兼作极性测试阶段。

通过视觉电缆验证器，可以快速便捷地实现全面的端面检查，连续性测试和极性测试

在连续性测试阶段，最好用显微镜彻底清洁和检查连接器。这实现了一些目标。连接器损坏是安装失败的主要原因。在这里执行此操作，可使安装程序尽早（最低成本）识别并更换损坏的连接器。它还可以确保不良的连接器不会污染测试引线并不会降低其他连接器的性能。

如果连接器质量不足，则进入下一阶段几乎没有意义。

简单的连续性测试有一个大问题：它无法确定光纤是否在交换。因此，为此，我们谈到：

极性测试

通常，电缆安装需要进行极性测试，以确定系统一端正确的1-n光纤阵列映射到另一端正确的1-n光纤阵列。 如果设备的电缆部分为跳线，以便可以断开与传输设备的连接，则此处可能会发生极性错误。 极性测试需要非常高的置信度，因为即使不是100％正确，也就不会有工作结果的机会，而且浪费大量的工作来寻找交换的光纤。 这可能需要基本的文档记录，足以记录要测试的光纤以及一般的阵列方向。

那么，我期望损失测试有哪些不确定性？

对于我们的目标用例（850 nm，OM4、40G典型收发器），我们推断出0.4 dB的测试精度是可取的。 看来我们可以通过以下预防措施大致解决此问题：

•使用分阶段安装/测试方法来最大程度地减少电缆干扰

•每次插入连接器时都要清洁和检查

•执行连续性/极性/端面检查

•TIA“测试极限=标准极限”，则3σ测试不确定度小于0.4 dB。

•测试设备需要3-sigma精度规格

•测试设备需要4：1 TAR（测试准确率）。 选择设备时需要小心

•使用Elite级别的测试线，并执行测试线验证（0.3 dB）

•将环形通量源和芯轴用于多模光纤（0.12 dB，或损耗的10％）

•有足够的时间进行测试，并根据需要进行培训。

但是，一旦将测试线插入大概较低等级的线中，那里的损耗可能会跳至0 – 0.5 dB。