白皮书

符合标准的光纤端面检测和清洁最佳实践

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概述

光纤端面的检测和清洁一直是最佳实践，但受污染的连接仍然是数据中心、园区以及其他企业或电信网络环境中光纤相关问题和测试失败的首要原因。

随着行业向更高的数据速度、更严格的损耗预算以及多芯光纤连接器的广泛使用发展，主动进行光纤端面的检测和清洁对于确保网络正常运行时间、性能和设备可靠性比以往任何时候都更加关键。

每个连接器端面，无论是现场端接还是工厂端接，在连接到组件或设备之前，都应始终进行检测，必要时进行清洁。然而，依赖人工对光纤端面进行主观检测会产生不一致的结果。这就是为什么依靠国际电工委员会 (IEC) 行业标准和创新检测设备是基于特定验收标准确保光纤清洁度自动、一致且可重复认证的最可靠方法。

受污染的端面会降低性能

每次安装光纤都应该进行良好的端面清洁。网络性能的优劣取决于最薄弱的环节，而最薄弱的环节存在于光纤端面暴露的任何地方，无论是在配线架、设备端口，还是在跳线末端。

无论光纤类型、应用场景或数据速率如何，光的传输都需要沿着链路有一条畅通无阻的路径，包括通过沿途的任何无源连接或熔接点。纤维芯上的颗粒会造成损耗和反射，导致高错误率和网络性能降级。如图 1 所示的光纤端面污染还会影响昂贵的光纤设备接口，在部分情况下甚至会使设备无法运行。

^{图 1：像这样受污染的光纤端面会降低网络性能或损坏设备。}

当今数据中心核心的光纤网络必须满足消费者随时随地高速访问信息的需求。停机和网络性能不佳是不可接受的。随着网络应用对带宽的需求增加，传输速度攀升至 100、200、400，甚至 800 千兆/秒 (Gbps)，损耗预算变得比以往任何时候都更加严格。污垢、灰尘和其他污染物是高速数据传输的大敌。因此，保持所有光学连接不受污染对于避免应用性能问题至关重要。污染是光纤故障的最大单一原因。花额外几秒钟正确检测每个连接器端面，并在必要时进行清洁，从长远来看可以节省时间和金钱。

每当端面暴露在周围环境中时，即使它最近刚刚清洁过，也可能会受到污染。意外接触光纤端面以及在肮脏、多尘的施工环境中工作，这些都是导致污染的常见原因，但还有很多其他不当操作方式也可能造成光纤污染：

以含有体油、线头或其他异物的衣服擦拭端面会导致污染。
空气中的灰尘，尤其是在有静电的情况下，会积聚在光纤端面上。
当两个连接器配对时，脏污的端面会污染干净的端面。
即使是用于保证光纤端面的防尘罩也可能成为严重的污染源。

遗憾的是，许多技术人员认为，如果端面有防尘盖保护，它就一定是干净的。然而，即使是新的工厂端接连接器，也无法确定防尘盖内究竟有什么。防尘盖在防止端面损坏方面很有效，但用于制造防尘盖的塑料随着时间推移会变质并释放残留物。防尘盖的表面可能含有高速生产过程中使用的脱模物质。当您从刚开封的连接器上取下保护盖时，甚至可能会发现一个受污染的端面。

许多人还认为，插入设备的光纤端面一定是干净的，因此可以随意拔插而无需担心。然而，这同样可能导致污染物从一个端面转移到另一个端面。即使最初的污染在纤芯外部，配对操作也可能使污染物破碎，导致微小颗粒在端面上移动并重新沉积在纤芯上。设备端口同样如此，这也是经常被忽视的污染源。

黄金法则：清洁前后均需检测

干净的端面对于良好的性能至关重要。最佳实践是在清洁前后都使用专门为此设计的光纤检测工具（如专业视频显微镜或手持式光纤显微镜）对光纤端面进行检测。由于清洁端面这一行为本身就可能导致污染，因此只有在必要时才应清洁端面，并且每个已清洁的端面在连接前都应再次进行检测。这是光纤检测的黄金法则之一。

对于多芯光纤连接器（如多芯推拉式连接器 (MPO)，它是数据中心光纤主干通道中高速并行光应用（如 100、200、400 以及 800 千兆以太网 (GbE) 应用）的标准接口）而言，清洁度是一个特别需要关注的问题（见图 2）。

^{图 2：对于高速并行光应用所需的 MPO 连接器，务必检测其各个光纤，因为很难确保阵列中的所有光纤都无污染。}

考虑一个 8 芯 MPO 接口，其阵列的表面积比单光纤连接器大得多。同一阵列中一根光纤上的污染物很容易迁移到另一根光纤上，即使在清洁过程中也是如此。阵列越大，这个风险就越大。对于用于高密度光纤互连的 16 芯、24 芯、48 芯和 72 芯 MPO，光纤数量越多越难管控。并非所有光纤的突出高度都始终一致。一个多光纤连接器中的光纤高度差异会增加无法正确、一致地清洁每根光纤的风险。

根据 IEC 标准进行检测和认证

长期以来，人工检测光纤端面时，确定清洁度在很大程度上具有主观性且不一致，这是行业关注的问题。一个人认为干净的标准可能与另一个人的观点大相径庭。其他变量，例如技能水平、经验年数、视力、环境光线和使用的光纤检测工具，都会导致端面清洁度确定上的不一致。随着越来越多的人参与光纤网络的安装和维护，经验不足也更有可能影响他们所采用的清洁度标准。

为了保证光纤检测的一致性，以及为了各种端面上获得更高可重复性的结果，IEC 开发了61300-3-35“光纤互联设备和无源组件的基本测试和测量流程”。该标准定义了显微镜合规性的最低标准、检测程序以及特定的清洁度分级标准，用于评估光纤端面检测的通过或不通过认证，从而消除了人为主观因素。

IEC 61300-3-35 的检测程序和清洁度分级标准因连接器类型、光纤尺寸和缺陷类型而异。缺陷包括凹坑、缺口、划痕、裂纹、颗粒、嵌入的碎屑和松散的碎屑。出于实际应用目的，IEC 标准将缺陷分为两组：划痕，是永久性线性表面特征；以及其他缺陷，包括所有可检测到的非线性特征。

对于检测和清洁度，IEC 61300-3-35 考虑光纤端面的四个不同区域（见图 3）：

A 区 - 纤芯
B 区 - 包层
C 区 - 胶粘剂
D 区 - 接触区或插芯

信号传输的 A 区具有最严格的通过/不通过要求，其次是 B 区。C 区和 D 区的污染不会导致不通过，因为这些区域的划痕和缺陷通常不会妨碍光信号通过连接器的纤芯传输。

^{图 3：IEC 61300-3-35 根据端面各个区域中划痕和缺陷的质量和大小对光纤清洁度进行分级。}

对于单光纤端面，IEC 61300-3-35 建议首先检测整个 D 区（接触区），并尝试清除可能迁移到更关键的 A 区和 B 区（纤芯和包层）的松散颗粒。此过程需要一台小视场 (SFOV) 且至少为 250μm，能够检测直径为 2 μm 的缺陷和宽度为 3 μm 的划痕的显微镜。

对于像 MPO 这样的矩形阵列连接器，IEC 61300-3-35 建议在检测单个端面的 A 区和 B 区之前，先检测整个插芯并尝试清除松散颗粒。由于 MPO 连接器表面积较大，套圈任何部位的松散颗粒都可能迁移至单个光纤端面，导致气隙产生进而增加插入损耗和回波损耗。为满足 MPO 连接器全套管检测需求，IEC 61300-3-35 允许使用视场范围至少 6.4X2.5 mm（可检测 10 μm 直径污染物）的大视场 (LFOV) 显微镜

如果多次尝试清洁单光纤端面的接触区或 MPO 的整个插芯均未成功，这些颗粒将被视为嵌入缺陷，并被认定为可接受。然后使用小视场显微镜对每个单独光纤的 A 区和 B 区进行检测。A 区和 B 区的检测有基于划痕和缺陷的尺寸及数量的通过/不通过标准。

A 区和 B 区允许的划痕和缺陷的数量及尺寸因连接器类型和直径而异。例如，如表 1 所示，带有抛光连接器的多模光纤在 A 区（纤芯）中宽度大于 5 μm 的划痕或缺陷不被允许。在 B 区（包层）内，宽度大于 25 μm 的缺陷不被允许。

IEC 61300-3-35 多模光纤端面验收标准
区域	缺陷	划痕
A：核心	无限制 < 2 µm 4 处 2 至 5 µm 无 > 5 µm	无限制 < 3 µm 4 ≤ 4 µm 无 > 5 µm
B：包层	无限制 ≤ 25 µm 无 > 25 µm	没有限制
C：粘接	没有限制	没有限制
D：接触	没有限制	没有限制

^{表 1：IEC 61300-3-35 多模光纤端面清洁度标准。}

IEC 61300-3-35 标准包含此分步流程图，展示光纤检测和清洁过程。

^{IEC 61300-3-35:2022 为光纤端面检测和清洁制定了简单明了的流程。来源：国际电工委员会，来自 IEC 61300-3-35:2022 标准。}

光学性能最为关键

虽然 IEC 61300-3-35 标准规定了检测程序和清洁度标准，但它也认识到连接器的光学性能优先。光纤端面上的缺陷或划痕不一定会严重阻碍光信号传输而对性能产生不利影响；因此，如果光纤端面检测不合格但符合光学性能规范（插入损耗和回波损耗），IEC 61300-3-35 认为该连接器仍可使用。

允许检测不合格但仍符合光学性能规范的连接器继续使用，有助于避免不必要且昂贵的电缆和/或设备更换。这也有助于简化检测过程。安装人员不会陷入检测、清洁、再检测的无尽循环。他们可以简单地进行检测，尝试从整个插芯或接触区清除松散碎屑，检测并尝试清洁关键的 A 区和 B 区（纤芯和包层），然后依靠光学性能测试来确定是否应更换连接器。

Fluke Networks 提供多种有效检测和测试光纤连接器的解决方案。像 FI-7000 FiberInspector™ Pro 和 FI-3000 / FI2-7300 FiberInspector™ Ultra 光纤检测显微仪这样的自动化光纤检测解决方案，使用算法程序，依据 IEC 标准自动且快速地对光纤端面进行检测、分级和认证。这些检测工具消除了人为主观性，能得出更快速、准确且可重复的结果。检测和清洁完成后，Fluke Networks OptiFiber^® Pro 可测量插入损耗和回波损耗，以验证特定连接器的光学性能，而 CertiFiber^® Pro 光纤损耗测试套件能在三秒内对整个光纤链路进行认证。

了解要检测和清洁什么

如何确定检测和清洁的对象？最佳答案是所有光纤端面。只要存在松散碎屑，且纤芯和包层不符合 IEC 61300-3-35 认证标准，就应对每个端面进行检测和清洁（见图 4）。但如果端面检测时没有碎屑迹象且通过了 IEC 认证，则无需清洁。清洁过程本身可能会因静电吸引灰尘。

光纤端面检测结果的两张截图：左侧是干净的端面，右侧是受污染的端面。

^{图 4：左侧显示的端面是清洁的还是脏的？自动化认证表明，根据 IEC 61300-3-35 标准，由于纤芯（A 区）存在缺陷，该端面是脏污的。}

所有端面，即使是全新的工厂端接插头和尾纤，在配对前都应进行清洁度检测。这包括光纤测试线、光纤跳接线和预端接主干线的两端。

如果使用适配器连接两个插头，在插入适配器之前，应检测并在必要时清洁两侧的端面以及适配器的套管。光功率计使用的可互换适配器也需要定期检测；通常适配器上有一个带针孔的遮光罩，可能会积聚碎屑。务必查阅所用测试设备附带的文档，因为有些供应商要求将特定适配器寄回工厂进行清洁。

测试或排查任何设备（包括测试仪本身）的故障时，所有插头和端口在配对前都应进行检测，必要时进行清洁。这包括测试设备端口、适配器、测试线端面和所有要连接测试线的端口。

防尘盖和连接器配对操作都可能是污染源。因此，每次从光纤端面上拔下或取下防尘盖或端口时，即使是全新的，在插入前也应进行检测，必要时进行清洁。端口在插入连接器前也应始终进行检测，必要时进行清洁，即使刚取下的端口也是如此。

清洁光纤端面的最佳工具

清洁光纤端面需要两种材料：擦拭布和溶剂。

请勿使用罐装压缩空气和掸子清洁光纤端面。它们只会将颗粒吹到其他位置造成污染。它们无法有效清洁油污、残留物或带静电的小灰尘颗粒，而且它们喷出的推进剂可能会成为新的污染物。

由不起毛材料制成的织物和复合擦拭布具有足够的吸水性，可清除光纤端面上的污染物。一般来说，避免在坚硬表面上进行擦拭清洁。如果使用擦拭布或盒式清洁器，通常在清洁材料上进行一到两次短行程（约 1 厘米）即可。施加足够的压力，使擦拭布贴合端面形状，确保整个端面都得到清洁。

仅使用擦拭布清洁被称为“干式清洁”，实践证明这种方法在清除污染物方面效果有限。干式清洁还可能在端面上留下静电，实际上会在清洁后吸引灰尘颗粒。

清洁光纤端面的更好方法是将溶剂与擦拭布配合使用。溶剂可增加一种化学反应，从而提高擦拭布清除端面上的颗粒和碎屑的清洁能力，同时避免干式清洁的静电问题。避免使用大量溶剂，多余的溶剂会留下一层溶解的污染物薄膜。为去除多余的溶剂，湿式清洁后要执行干式清洁，可以使用擦拭布的干燥区域，或者换用新的干擦拭布。这被称为“湿 - 干式清洁”，是行业推荐的清洁程序。注意不要过度干式清洁而产生静电放电。

所使用的溶剂应是专门为光纤端面清洁配制的。异丙醇 (IPA) 多年来一直用于清洁光纤端面，但它干燥后会留下“晕环”，导致衰减，且难以清除。如今常用的专用溶剂，比如我们光纤清洁工具包中的溶剂，表面张力较低，这使得它们在包裹并清除碎屑以及溶解污染物方面更为有效（见图 5）。清洁后不应有溶剂留在端面上。

^{图 5：专用溶剂（左）在清洁光纤端面方面比异丙醇有效得多，异丙醇可能会留下难以清除的残留物（右）。}

要清洁端口或设备内部的光纤端面，专门设计的不起毛棉签或机械端口清洁设备（如我们的 Quick Clean 清洁器）比擦拭布效果更好。

使用棉签清洁端口内部时，在沿一个方向旋转棉签几次的同时，施加足够的压力来清洁端面。
使用溶剂清洁端口时，请勿用过多溶剂浸湿插头接口。在清洁端口时，溶剂的蒸发速率至关重要，因为很难确保所有溶剂都能被清除。残留的溶剂在连接器配对时可能会被截留，久而久之会滋生有害残留物。这也是仅使用专为清洁光纤而配制的溶剂的另一个原因，这类溶剂既能保持足够长的作用时间以发挥清洁效果，又比异丙醇 (IPA) 蒸发快得多。
避免使用过多溶剂的一个好方法是在擦拭布上滴一滴溶剂，然后将棉签轻触擦拭布。

同样重要的是要记住，这些工具属于消耗品：一旦使用擦拭布或棉签清洁过端面，应立即丢弃。重用脏抹布或棉签很容易扩散污染。

虽然清洁跳线和测试参考线的端面也很重要，但这些部件同样是消耗品，最终会失效。有时，即使进行了仔细清洁，如果这些部件在达到供应商规定的插入次数后已到使用寿命末期，仍可能无法满足要求。

请勿让受污染的端面给您的光纤网络带来风险：检测每一个端面

对于数据中心和企业园区网络而言，网络正常运行时间、信号传输性能和设备可靠性至关重要。忽视对光纤端面的检查和清洁可能会导致严重后果。

在进行匹配连接之前，每个光纤端面都应根据 IEC 61300-3-35 标准进行仔细检查和认证。如果端面检查不合格，务必测试其光学性能，以确定是否需要更换。将光纤检查和认证作为您工作流程的关键部分，您可以避免当今复杂网络中最常见的光纤相关问题。

Fluke Networks 光纤检测仪可根据 IEC 标准自动认证光纤端面

Fluke Networks FI-7000 FiberInspector™ Pro、FI2-7300 FiberInspector Pro MPO 和 FI-3000 FiberInspector Ultra 光纤检测显微仪使用算法程序，依据 IEC 标准快速检查、分级和认证光纤端面。它们提供自动的通过/不通过结果，消除了光纤检查中的人为主观性和猜测因素。

我们的 FiberInspector 测试仪非常适合检查端口内部或跳线的端面。为清晰指示哪些缺陷符合或不符合标准要求，这些检测仪提供捏合缩放触摸屏界面，可让您放大单个光纤；不合格的缺陷显示为红色，合格的显示为绿色。FiberInspector Ultra 光纤检测显微仪还提供 PortBright™ 照明功能，适用于在黑暗和拥挤环境中进行检查。

^{图 6：Fluke Networks FiberInspector 测试仪允许用户从概览视图（左）无缝切换到端面图像（中），然后使用基于手势的界面放大每个光纤（右）并平移查看整个连接器。各个光纤都有标签，让您知道您看到的是什么。红色缺陷表示不合格；绿色缺陷符合所选标准的要求。}

FiberInspector 测试仪还可与 Versiv™ 布线认证系统集成，实现快速、无差错的项目管理、报告，并将光纤端面图像直接存储在您的 Versiv 测试结果中。与 Versiv 主机配合使用时，FiberInspector 解决方案可与 LinkWare™ 软件协同工作，该软件可将 1 级、2 级测试结果和检查结果整合到一份报告中，为系统中的每个链路提供完整文档记录。云版本 LinkWare Live 让您可以方便地使用智能手机或计算机跟踪作业进度，并与客户共享结果。

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