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LWL–Verkabelung der Datenkommunikation –Handbuch zum Testen und Fehlersuchen

N E T W O R K S U P E R V I S I O NN E T W O R K S U P E R V I S I O N

Ihr autorisierter Verteiler Fluke Networks

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Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

2. Das Prinzip der optischen Übertragung – ein Überblick. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

• Konstruktion

• Reflexion und Brechung

• Signalübertragung

• Anforderungen an eine betriebssichere Übertragung

3. Die Testtheorie - Leistung einer LWL-Verkabelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

• Industrielle Leistungsnormen

• Kabelzertifizierung

4. Überprüfen einer LWL-Faserstrecke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

5. Wie wird eine LWL-Verbindung mit OLTS und LSPM zertifiziert? . . . . . . . . . . . . 26

6. Wie wird eine LWL-Verbindung mit einem OTDR zertifiziert? . . . . . . . . . . . . . . . 32

• Strategie der Verkabelungszertifizierung

• SOTDR-Zertifizierungs-Setup

7. Verbreitete Fehler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

• Grundlagen der Fehlersuche

8. Anleitung zur Fehlersuche verbreiteter Fehler mit dem OTDR . . . . . . . . . . . . . . . 40

• Fehler finden mit einem OTDR

9. Überprüfung und Reinigung von Steckeroberflächen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

• Inspektion

• Reinigung

10. Schlußfolgerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

11. Anhänge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

• Glossar

• FNW Test und Fehlersuchgeräte – eine Übersicht

• Testreferenzmethoden (OLTS/SPM)

- Ein-Jumpermethode

- Zwei-Jumpermethode

- Modifizierte Ein-Jumpermethode

- Drei-Jumpermethode

2 3


1. EinleitungDa LWL-Verbindungen immer höhere Bandbreiten mit immer strikteren Anforderungen

unterstützen müssen, wird es immer wichtiger, sicher zu gehen, dass Backbone-

Verbindungen den sehr engen Verlusttoleranzen entsprechen. Der Bedarf an höheren

Datenübertragungskapazitäten wächst in dem Maß, wie die Netzwerkapplikationen wachsen

und ausdehnen. Diese höheren Übertragungsgeschwindigkeiten erfordern Verkabelungen, die

diese höhere Bandbreite unterstützen und garantieren. Dieses Handbuch soll einen Leitfaden

für die Leistungsanforderungen der LWL-Verkabelung, dem Feldtest, der Zertifizierung und

der Fehlersuche, sowie den dabei verwendeten Geräten sein, um sicher zu gehen, dass LWL-

Verkabelungen die Anforderungen wie 1 oder 10 Gigabit pro Sekunde Ethernet, Fiber Channel

und die zu erwartenden 40 und 100 Gbps Ethernet Applikationen erfüllen.

Ein Local Area Network (LAN) oder ein Firmennetzwerk (“Firmengelände”) verbindet

Anwender über eine Distanz von 2 bis 5 km. Es umfasst die Verbindungen zwischen Gebäuden

genauso wie die Verkabelung eines Campus Netzwerkes. LWL-Kabel werden hauptsächlich

für längere Distanzen und höhere Bandbreiten eigesetzt, wo hingegen typischerweise

mittels TP-Kabel (Kupfer) die Verbindung zum Endanwender oder Endgerät ausgeführt wird.

Diese Kupferverbindungen können eine Distanz bis zu 100m überbrücken. LWL-Verkabelung

ist das bevorzugte Medium für Entfernungen die größer als 100m sind, wie zum Beispiel

Steigleitungen.

Dieses Handbuch zeigt bewährte Verfahren der Test- und Fehlersuchmethoden und

die dabei verwendeten Testgeräte, um sicher zu gehen, dass LWL-Verkabelungen den

Übertragungsleistungen im LAN gerecht werden. Zertifizierung, oder der Test der

Leistungsanforderung eines installierten LWL-Systems, verglichen mit Anforderungen

einer Norm, garantiert die Qualität einer Installation. Dabei wird nicht nur eine

offizielle Dokumentation, sondern auch ein Beweis erstellt, dass alle Anforderungen der

unterschiedlichen Normierungsgremien erfüllt werden.

Lichtwellenleiter (LWL) sind ein sicheres und kostengünstiges Übertragungsmedium, bei

denen jedoch durch die notwendigerweise präzise Justierung sehr kleiner Abmessungen

Probleme auftreten können, die von der Verschmutzung eines Steckergesichtes bis

zur Zerstörung der LWL-Verbindung führen können. Abgesehen davon, ist eine genaue

Bestimmung der Fehlerursache oft eine zeitraubende und ressourcenaufwendige Aufgabe.

Aus diesem Grund hat FNW ein Handbuch zum Testen und Fehlersuchen in LWL -

Verkabelungen als Unterstützung für Unternehmen herausgebracht, mit dem sicher gestellt

werden soll, dass 1) die einwandfreie Beurteilung der Qualität einer Verkabelung, sowie

2) eine effiziente Fehlersuche, bei der die Zeit der Identifizierung der Grundursache eines

Problems reduziert wird, bevor Korrekturmaßnahmen zur Behebung durchgeführt werden.

Beachte jedoch, dass dieses Handbuch nicht für Applikationsübertragungen im LWL-

Weitverkehrsnetz bestimmt ist.

2. Das Prinzip der optischen Übertragung - ein Überblick

KonstruktionIn einem LWL-Kabel befinden sich extrem dünne, ultra-reine Glasfasern (SiO2), die für die Lichtsignalübertragung geeignet sind. Bild 1 zeigt den Aufbau einer Glasfaser, sowie sie in einem LWL-Kabel verwendet wird. Die Glasfaser besteht aus einer Komposition von unterschiedlichen Gläsern. Das Zentrum einer Faser wird Kern genannt, in dem die eingekoppelten Lichtstrahlen, die sogenannten Moden, transportiert werden. Eine den Kern umhüllende Schicht wird als Mantel bezeichnet und begrenzt die Moden im Kern. Die äußere Hülle der Glasfaser ist die Primärbeschichtung, das sogenannte primary coating. Diese Primärbeschichtung ist typischerweise ein Plastikmaterial, der für die notwendige Festigkeit

und für den Schutz der Glasfaser sorgt (Installation, Handling).Der normale Außendurchmesser des Glasfasermantels ist 125μm (0,125mm). Der Durchmesser des Glasfaserkerns für den LAN-Bereich ist entweder 62,5μm, 50μm oder 9μm. Die größeren Durchmesser 62,5 & 50μm definieren Multimodefasern (einige hundert Moden), Singlemodefasern dagegen haben einen 9μm Durchmesser (nur eine Mode).

Reflexion und BrechungDas Prinzip des Lichttransportes in einer Faser beruht auf der Totalreflexion. Bild 2 zeigt dieses Prinzip an einem Beispiel wo ein Lichtstrahl auf eine Wasseroberfläche trifft. Wenn ein gebündelter Lichtstrahl in einem Winkel θ auf die Wasseroberfläche trifft, der kleiner ist als der kritische Winkel θc, dann reist dieser ins Wasser weiter, wird jedoch an der Grenze zwischen der Luft und dem Wasserspiegel gebrochen (Brechung). Sobald ein Lichtstrahl auf die Wasseroberfläche in einem Winkel größer als der kritische Winkel trifft, wird dieser an der Wasseroberfläche reflektiert (Totalreflexion). Jedes Material wird durch seinen Brechungsindex charakterisiert (Symbol n).

n=c/vDieser Index, der auch Brechungsindex, Index of Refraction (IOR) oder Brechzahl genannt wird, ist eine Verhältniszahl und sagt aus, um wie viel mal langsamer sich das Licht in

diesem Medium (v) 3 bewegt, als das Licht im Vakuum (c).

KernglasMantelglas

Primär Beschichtung

Bild 1 - Querschnitt einer optischen Faser

4 5


Der IOR im Vakuum ist 1. Der IOR für Luft (n1) ist 1,003, etwas höher als der im Vakuum. Der IOR des Wassers (n2) beträgt 1,333. Ein höherer IOR eines Materials heißt also, dass sich das Licht in diesem Material langsamer ausbreitet. Daraus ist abzuleiten, dass Licht in der Luft schneller ist als im Wasser. Darüber hinaus ist allgemein feststellbar, dass dichtere Medien einen höheren Brechungsindex haben (Glas ca. 1,5, Diamant 2,9)

Bild 2 - Prinzip der Totalreflexion

Der Kern einer optischen Faser hat einen höheren Brechungsindex als der ihn umgebende Mantel. Licht, welches in einem größeren Winkel als der kritische Winkel an die Grenze von Kern- und Mantelglas auftrifft, wird durch die Totalreflexion im Kernglas weitergeleitet. Das Prinzip der Totalreflexion ist die Basis der Lichtweiterleitung in einem LWL. Der kritische Winkel ist eine Funktion der beiden Brechzahlen der unterschiedlichen Medien, in diesem Fall des Kern- und Mantelglas. Der Brechungsindex eines Kernglases ist ca. 1,47 und der des Mantelglases ca. 1,45.

Daraus können wir einen imaginären Kegel mit einem Winkel θ ableiten, der dem kritischen Winkel entspricht (siehe Bild 3). Wenn das Licht am Faserende innerhalb dieses Winkels eingekoppelt wird, unterliegt dieser der Totalreflexion und reist im Kern weiter. Der Begriff Kegel steht in engem Zusammenhang mit der Numerischen Apertur (NA), der Lichtaufnahmefähigkeit einer LWL-Faser. Lichtstrahlen die außerhalb dieses Kegels auftreffen, werden in das Mantelglas abgeleitet, wenn diese auf die Grenzfläche zwischen Kern und Mantel stoßen; sie verbleiben nicht innerhalb des Kerns.

Bild 3: Numerische Apertur und Totalreflexion; Licht, das in die Faser innerhalb eines Winkels α eingekoppelt wird, breitet sich im Kern weiter aus.

SignalübertragungLokale Netzwerke wie Ethernet und Fiber Channel übertragen Impulse, die eine digitale Information repräsentieren. Das Bit - Kurzbezeichnung für binary digit - ist die Grundeinheit einer Digitalen Information. Ein Bit kann nur zwei Werte haben: 0 oder 1. Numerische Daten werden in digitale Zahlen umgewandelt. Andere Daten, wie Charakter werden als Bitstrings kodiert. Ein On oder Off Status ist die elektronische Form eines Bits. Auf die gleiche Weise repräsentiert eine serielle Impulsfolge die digitalen Informationen, die über einen LWL transportiert werden. Der On-Status ist mit dem Wert 1 und der Off-Status mit dem Wert 0 vertreten. Bild 4 zeigt ein Beispiel einer Informationsübertragung über eine LWL-Faser.

Bild 4 - Typische Impulsfolgen, die digitale Daten repräsentieren

Die Darstellungsweise der Impulse in Bild 4 ist “idealisiert”. In Wirklichkeit haben diese Impulse eine endliche Anstiegs- und Abfallzeit. Bild 5 beschreibt die Haupteigenschaften eines Impulses. Die Anstiegszeit ist die Zeit, die benötigt wird, um das Licht in den On-Status zu bewegen; typisch charakterisiert durch die Zeit die vergeht um von 10% nach 90% der Amplitude zu gelangen. Abfallzeit ist das Gegenteil der Anstiegszeit und charakterisiert die Zeit, die benötigt wird, um den Lichtimpuls vom On-Status zum Off-Status zu bewegen. Anstiegs- und Abfallzeit sind kritische Parameter. Sie bestimmen die obere Grenze der Übertragungsrate, bei dem ein System Impulse generieren, übertragen und empfangen kann.

Bild 5 - Analyse eines Impulses

Wenn eine Milliarde oder mehr Bits pro Sekunde (Datenraten von 1Gbps und mehr) übertragen werden sollen, dann sind dafür LEDs nicht mehr geeignet, da diese eine zu große Anstiegs- und Abfallzeit haben. daher benützen diese Systeme Laserquellen. Eine gebräuchliche Lichtquelle in LAN-Systemen ist der VCSEL (Vertical Cavity Emmitting Laser), der Licht bei 850nm Wellenlänge überträgt.

A) Brechungswinkelθ < θcritical

B) Kritischer Winkelθ = θcritical

C) Total Reflexion θ > θcritical

θθ θ

n1n2

n1n2

90

n1n2

θ

n2n1α

0

High state(ON)

Bit time slot

Low state(OFF)

1 1 1 1 10 0 0 0

90%

50%

10%

Anstiegszeit

Breite

Amplitude

Abfallzeit

6 7


Anforderungen an eine betriebssichere ÜbertragungSobald die Lichtquelle im Sender Impulsfolgen wie in Bild 4 generiert, muss die LWL-Verbindung diese signalgenau übertragen, sodass der Empfänger am anderen Ende jeden einzelnen Impuls als echten Wert On oder Off erkennen kann.Mindestens zwei Dinge sind für die Anforderungen einer betriebssicheren Übertragung notwendig:

Kanaleinfügedämpfung: (Channel Insertion Loss): der maximale Signalverlust oder die maximale Signaldämpfung der Impulse vom Sender zum Empfänger über ein Übertragungsmedium. Der Begriff Channel definiert eine Ende zu Ende Übertragung zwischen einem Sender und Empfänger. Der Signalverlust ist die Summe aller Verluste auf einer LWL-Strecke; Faserverlust + Spleißverlust + Steckverbinderverlust.

Signaldispersion: Wie wir später noch erklären werden, hat der Lichtimpuls beim Durchlaufen einer LWL-Faser die Tendenz sich aufzuspreitzen, sich zu streuen, sich auszudehnen. Dieser Effekt wird Dispersion genannt. Diese Dispersion muss begrenzt werden, sodass am Empfängerende die Impulse sich nicht überlappen.

Beide Parameter - Kanaleinfügedämpfung und Signaldispersion - spielen eine entscheidende Rolle für eine betriebssichere und fehlerfreie Übertragung. Dispersion kann nicht im Feld gemessen werden. Daher definieren die Normen eine maximale Kanallänge für eine LWL-Strecke. Die maximale Länge ist eine Funktion der Datenrate und der Bandbreite der optischen Faser. Die Bandbreitenmessung wiederum basiert auf Labormessungen, um die Modale Dispersion in Multimodefasern zu charakterisieren.

Verlust- oder SignaldämpfungVerlust oder Dämpfung ist ein gut eingeführter Leistungsparameter im Verkabelungsbereich und den Netzwerkapplikationen. Das Signal muss am Ende einer optischen Faser - der Eingang des Detektors am Empfängerende - mit genügender Stärke ankommen, um erkannt und richtig dekodiert zu werden. Wenn der Detektor das Signal nicht klar erkennen kann, wird die Übertragung sicher fehlerhaft sein oder nicht stattfinden.

Dämpfung oder Signalverlust in einer optischen Faser wird durch intrinsische und extrinsische Faktoren bestimmt. Zwei intrinsische Faktoren sind Streuung und Absorption. Die am häufigsten auftretende Streuung ist die Rayleigh Streuung (RS), die durch mikroskopische Ungleichmäßigkeiten (Zusätze) in der optischen Faser erzeugt wird. Sind diese Ungleichmäßigkeiten kleiner als ein Lichtmode, so tritt Streuung auf und etwas Energie geht verloren, wenn die Moden durch den LWL reisen. RS ist für 90% der intrinsischen Verluste in LWL-Fasern der heutigen Produktion verantwortlich. Die RS hat einen größeren Einfluss, wenn die Größe der Unreinheiten im Glas vergleichbar der Übertragungswellenlänge ist. Längere Wellenlängen werden daher weniger beeinflusst als kürzere Wellenlängen, was wiederum erklärt, wieso bei längeren Wellenlängen die Verluste einer Faser kleiner sind als bei kürzeren Wellenlängen.

Extrinsische Verluste sind meist vom Kabelhersteller herbeigeführter Stress und Biegungen der Fasern. Biegungen und Knicke können in zwei Kategorien eingeteilt

werden: Microbending entsteht durch mikroskopisch kleine Unregelmäßigkeiten in der Fasergeometrie, durch den Herstellungsprozess bedingt, unter anderem durch Asymmetrie, geringe Änderungen des Kerndurchmessers oder rauhe Grenzen zwischen dem Kern- und Mantelglas. Mechanischer Stress, Spannungen, Verdrehung oder Druck auf eine Faser kann ebenfalls zu Mikrobending führen. Bild 6 stellt Mikrobending in einer Faser und dessen Effekte beim Durchlaufen des Lichtes dar.

Bild 6 - Etwas Licht tritt durch Mikrobiegung aus dem Faserkern aus und addiert sich zum Signalverlust

Die Hauptursache von Macrobending ist eine, mit einem sehr kleinen Biegeradius verlegte Faser. Der Normtext beschreibt die Grenze des Biegeradiuses wie folgt: Kabel mit vier oder weniger Fasern, bestimmt für Kabel-Subsysteme 1 (Horizontal oder Zentralisierte Verkabelung), müssen einen Radius von 25mm (1 in) unterstützen, wenn sie nicht Zugkräften ausgesetzt sind. Kabel mit vier oder weniger Fasern, die während der Installation eingezogen werden, sollen einen Biegeradius von 50mm (2 in) bei einer Zugkraft von 220N (50lbf) widerstehen. Alle anderen optischen Kabel

müssen einen Biegeradius der 10 mal dem Außendurchmesser des Kabels entspricht, unterstützen, wenn diese nicht eingezogen werden und 20 mal dem Außendurchmesser des Kabels entsprechen, wenn die maximal erlaubte Zugkraft beim Einziehen aufgewendet

wird.

Die Länge einer Faser und die Wellenlänge des Lichtes, das durch den Faserkern läuft bestimmen im Wesentlichen die Größe der Dämpfung. Der Verlust eines installierten LWL-

Strecke besteht aus dem Verlust entlang der Faser, dem Verlust bei Verbindern und den Spleißverlusten. Dabei machen die Verluste bei den Steckverbindern und den Spleißen den Hauptanteil bei kurzen, den in einem LAN verbauten LWL-Strecken aus. Ein Werkzeug zur Fehlersuche, wie ein OTDR (Optical Time Domän Reflectometer = Optisches Rückstreumessgerät) erlaubt es Verluste jedes Steckverbinders und Spleißes ortsauflösend zu inspizieren und zu bestimmen.

DispersionDispersion beschreibt das Spreizen eines Lichtimpulses beim Durchlaufen einer optischen Faser. Dispersion begrenzt die Bandbreite einer Faser, dadurch natürlich auch die Datenmenge, die sie transportieren könnte. Wir beschränken uns auf die Modendispersion

in Multimodefasern bei unseren Erklärungen.

Bild 7 - zeigt den Effekt eines zu kleinen Biegera-diuses. Einige Moden der sogenannten High Order Moden-Gruppe werden nicht mehr totalreflektiert und daher nicht im Kern weitergeführt.

8 9


Die Bezeichnung Multimode leitet sich von der Tatsache ab, dass einige hundert Moden oder Lichtstrahlen die eingekoppelt und weitergeleitet werden, gleichzeitig durch den Kern wandern. Bild 8 zeigt das Prinzip der internen Totalreflektion bei Stufenindexprofilfasern. Die Bezeichnung Stufenindex kommt vom Verlauf der Brechzahl, denn der IOR des Kernglaseses ist eine Stufe größer als der des Mantelglases. Stufenindex-Fasern weisen im gesamten Faserkern die gleiche numerische Apertur auf. Sobald das Licht in die Faser eindringt wird es aufgeteilt und auf ganz bestimmten, unterschiedlichen Wegen durch den Faserkern geleitet -den Moden.

Das Prinzip der internen Totalreflexion, wie oben beschrieben und in Bild 8 dargestellt führt jeden dieser Moden durch den LWL-Kern. Bedingt durch unterschiedliche Einkoppelstellen und -winkel, breitet sich ein Mode genau in der Mitte des Kernes aus. Andere Moden werden bei ihrer Reise öfter durch die interne Totalreflexion hin und her geschleudert und werden High Order Moden genannt. Ein Mode der weniger hin und her geschleudert wird nennt man Low Order Mode. Der kürzeste Weg ist die gerade Linie direkt im Kernzentrum, alle anderen Wege sind länger - je steiler die Winkel bei der Reflexion sind, um so öfter wird der Mode reflektiert und um so länger ist sein Weg.Da die Weglänge der einzelnen Moden unterschiedlich ist, die Geschwindigkeit jeder Mode aber gleich ist (der IOR ist über die gesamte Kernfläche gleich groß), erreichen diese auch zu unterschiedlichen Zeiten das Ende der Faser. Diese unterschiedlichen Ankuftszeiten der Moden eines Lichtimpulses, auch als Differential Mode Delay (DMD) bekannt, ist die

Hauptursache der Dispersion bei Stufenprofil-Multimodefasern.

Bild 8 - Die LWL-Faser erfasst das gesamte Licht, das innerhalb des Winkels der durch die Numerische Apertur bestimmt ist. Das Licht im Faserkern wird an der Grenzfläche zwischen Kern- und Mantelglas reflektiert und breitet sich entlang der Faser aus. Ein solcher Weg wird auch als Mode bezeichnet. Multimodefasern führen das Licht entlang mehrerer Wege oder Moden. Das in einem größeren Winkel eingekoppelte Licht wird öfter reflektiert und hat einen längeren Weg. Es repräsentiert die High Order Moden.

Der Effekt der Dispersion wird mit der Länge des LWL größer. Wenn Impulse sich weiter ausbreiten wird die Differenz der Weglängen immer größer, daher auch die Unterschiede der Ankunftszeiten größer , was sich in einer noch weiteren Verbeiterung des Impulses bemerkbar macht. Daraus ergibt sich, dass am Ende einer langen LWL-Faser diese Impulse ineinander laufen können, sodass der Empfänger nicht mehr einzelne Impulse von einander unterscheiden und somit erkennen kann. Höhere Datenraten werden durch kleinere, sehr schnelle Impulse gesendet. Dispersion begrenzt die Rate bei der Impulse übertragen werden können. Mit anderen Worten, die Dispersion begrenzt die Bandbreite der LWL-Faser.

α

n2n1

Bild 9 - Die Auswirkungen der Dispersion auf die übertragenen Impulse zeigt sich am Empfängerende (Detektoreingang) durch zusammen laufen und überlappen. Der Detektor kann einzelne Impulse nicht mehr erkennen und dekodieren.

Um dieses Manko der Stufenindexprofilfaser auszugleichen, wurde eine andere Faser, die sogenannte Gradienten Index Profil (GIP) Faser entwickelt. GIP bezieht sich auf die Tatsache, dass der IOR des Kernes vom Mittelpunkt der Faser zur Kern-Mantelgrenze kontinuierlich abnimmt. Das Glas im Mittelpunkt des Kernes hat den höchsten IOR - die Moden mit den kürzesten Wegen haben die langsamste Geschwindigkeit. Diese Konstruktion des Kernes, der aus einigen hundert verschiedenen IORs besteht, erlaubt den Moden das Ende ungefähr zur gleichen Zeit zu erreichen, was wiederum heißt die Dispersion zu verringern. Die Darstellung in Bild 10 zeigt, dass in GIP-Fasern die Modenwege keine geraden Linien sind, sondern durch die unterschiedlichen Kerne mit unterschiedlichen Brechzahlen diese mehr einem Serpentinenweg gleicht; alle Moden werden zum Fasermittelpunkt geleitet.

Bild 10 - GIP Multimode Faser. Der IOR des Kernes ändert sich über die gesamte Kernfläche. Er ist am größten im Kernmittelpunkt und nimmt zur Kern-/Mantelgrenze kontinuierlich ab. Es entstehen Lichtwege (Moden) die einem Serpentinenverlauf folgen, wie im linken Teil des Bildes gezeigt. Das Licht der Low order Moden im Kernmittelpunkt breitet sich am langsamsten aus, während im äußeren Kernbereich die Moden, die den längeren Weg zurücklegen (high order modes), schneller unterwegs sind. GIP Multimode Fasern unterstützen daher eine größere Bandbreite.

Laser optimierte Multimode Faser, die für die neueren Netzanwendungen unbedingt erforderlich sind, werden als Gradientenindexprofilfasern ausgeführt. Bei diesen Fasern wird ein kleinerer Kerndurchmesser von 50μm verwendet. Der kleinere Kerndurchmesser senkt auch die Modendispersion, da ja weniger Moden eingekoppelt werden.

Singlemodefasern, wie der Name schon sagt, erlauben nur einem Mode die Ausbreitung ab einer sogenannten Cutoff Wellenlänge. Die 1310nm Wellenlänge, die in den meisten Lokalen Netzen angewendet wird, liegt weit über der Cutoff Wellenlänge, die zwischen 1150 und 1200nm liegt. SM-Fasern benutzen längere Wellenlängen und erhalten die Form des Impulses über sehr lange Entfernungen, da hier keine Modale Dispersion auftritt.

Kern

C

C

Mantel

Overfilled

Quelle

Primärbeschichtung

Kerndurchmesser

IOR

Kern

v = c /n

LED

10 11


Die intrinsischen Verluste sind bei höheren Wellenlängen geringer und somit können im SM-LWL mehr Informationen in kürzerer Zeit über lange Entfernungen übertragen werden. SM-LWL haben daher eine größere Bandbreite verglichen mit MM-LWL.

Das Design einer SM-Faser hat sich mit der Zeit weiterentwickelt. Andere Dispersions-mechanismen und Nicht-Linearitäten gibt es, auf die wir hier nicht näher eingehen wollen, da diese für Lokale Netze eine nicht so wichtige Rolle spielen. Natürlich haben SM-Fasern auch Nachteile. Der sehr kleinere Kerndurchmesser macht es schwierig Licht in den Kern zu bringen. Die geringen Toleranzen machen eine anspruchsvollere Hardware und Ausführung notwendig, um die Kerne bei SM-Verbindungen und -Spleißen zu justieren. Des Weiteren sind

die Laserlichtquellen zur Übertragung, die hier eingesetzt werden, teurer als VCSEL für 850nm.

BandbreiteEin Schlüssel der Leistungsfähigkeit einer LWL-Faser wird durch die Bandbreite, mit anderen Worten, durch die informationsübertragende Kapazität charakterisiert. Digital gesprochen, Bandbreite wird in Bitrate ausgedrückt bei der Signale über eine bestimmte Distanz gesendet werden können, wobei die einzelnen Bits sich nicht gegenseitig stören. Die Störungen werden durch Dispersion, wie oben beschrieben, hervorgerufen. Bandbreite wird ausgedrückt in einem Produkt aus MHz * km.

Bandbreite kann auf verschiedene Arten definiert und gemessen werden. Die drei genormten Bandbreitespezifikationen und dazugehörenden Messungen sind die Überfüllte Bandbreite (Overfilled Bandwidth), die Begrenzte Modale Bandbreite (Restricted Modal Bandwidth) und die Laserbandbreite oder Effektive Modale Bandbreite (EMB). Der Grund dieser unterschiedlichen Methoden ist in den Charakteristiken der verschiedenen Lichtquellen zur Informationsübertragung zu finden.

Die traditionelle Lichtquelle für 10Mbps und 100Mbps Ethernet war die LED (Light Emitting Diode), die eine vorzügliche Wahl für Anwendungen bis 622MHz darstellt. LEDs erzeugen ein gleichmäßiges Licht, das den kompletten Kern ausfüllt und damit jede Mode im Faserkern anregt. Die genaueste Aussage über die Bandbreite einer konventionellen MM-Faser wenn sie mit einer LED-Quelle betrieben wird, bringt die in der Industrie als Überfüllte Bandbreite (Overfilled Bandwidth) bezeichnete Methode, kurz OFL.

Wie oben angeführt, können LEDs nicht schnell genug moduliert werden, um eine Milliarde oder mehr Impulse pro Sekunde , die für Gbp notwendig ist, erzeugen. Eine gebräuchliche Lichtquelle für die Gigabit Übertragung in Lokalen Netzen ist der VCSEL mit einer Wellenlänge von 850nm. Anders als beim LED ist das Licht einer VCSEL nicht gleichmäßig. Es verändert sich von VCSEL zu VCSEL quer über den Querschnitt des optischen Faserkernes. Laser regen daher nicht alle Moden in einer MM-Faser an, sondern nur einen Teil. Und was noch wichtiger ist, jeder Laser regt einen anderen Teil der Moden und vor allem mit unterschiedlichen Leistungsanteile an, aufgeteilt auf unterschiedliche Moden.

Eine ausgezeichnete Methode die Bandbreite in LWL-Verbindungen für Gigabit Geschwindigkeit sicherzustellen ist die Messung des DMD (Differential Mode Delay - schau unter Dispersion).

Diese Methode ist die einzige Bandbreitenspezifikation in den Normen für 10Gbps Datenraten. Die Laserbandbreite oder EMB (Effektive Modale Bandbreite) ist eine mathematische Ableitung der DMD Messung.

FaserartenDie ISO/IEC Norm 11801 definiert vier LWL-Typen für die unterschiedlichen Klassen lokaler Netzwerk Applikationen. Die Norm definiert drei MM-Fasern (OM1, OM2,OM3) und zwei SM-Fasern (OS1,OS2). Diese Typenbezeichnungen werden auch am Nordamerikanischen Markt akzeptiert und sind dort im Dokument TIA-568-C.3 niedergelegt. Die folgende Tabelle 1 zeigt eine kleine Übersicht der Haupteigenschaften dieser Fasertypen.

Kabel Dämpfungs Koeffizient(dB/km)

Minimale Modale Bandbreite (MHz•km)

Overfilled Laser

Wellenlänge (nm) 850 1300 850 1300 850

Optische Faserart

Kern- durchmesser (μm)

OM1 50 or 62.5 3.5 1.5 200 500 Nicht spezifi-ziert

OM2 50 or 62.5 3.5 1.5 500 500 Nicht spezifi-ziert

OM3 50 3.5 1.5 1,500 500 2,000

OM4 (vorgesch-

lagen)50 3.5 1.5

Muss bestimmt werden

3,500 - 4,700

Tabelle 1 - Multimode LWL-Faserarten

Telecommunications Industry Association (TIA). TIA repräsentiert die Telekomindustrie in Verbindung mit der Elektronikindustrie. TIA ist akkredidiert beim American National Standards Institute (ANSI) als Hauptakteur für die freiwilligen Normen. Die Norm ANSI/EIA/TIA 568 Commercial Building Telecommunications Cabling Standard ist die wichtigste Norm für die strukturierte Verkabelung in Nordamerika.

Ältere oder bereits bestehende MM-Fasern mit einer Bandbreite unter 200MHz*km sind in dieser Tabelle nicht aufgeführt und werden daher auch nicht länger für das Design einer neuen Installation empfohlen. Die OM3 Angabe beschreibt die hochbandbreitige, laseroptimierte MM-Faser. Unter den verschiedenen LWL basierenden Übertragungsnormen für 10Gbps Ethernet, ist der 10GBASE-SR (serielle Übertragung für 10Gbps bei einer Wellenlänge von 850nm mit VCSEL Technologie) die wirtschaftlichste Implementation für Hochgeschwindigkeitsnetzwerkapplikationen im lokalen Netz, dem Datenzentrum (Datacenter) oder bei Storage Area Networks (SNA).

Genau für diese Applikation ist die OM3 Faser die bevorzugte Faser. LWL-Faser Hersteller haben laseroptimierte Multimodefasern mit größerer Bandbreite als in den Normen für OM3 angegeben entwickelt. Dies wird unter Umständen zu einem OM4-rating mit einer vorgeschlagenen EMB (Effektiven Laser Bandbreite) im Bereich von 3500 bis 4500 MHz*km führen.

OS2 wird im Sprachgebrauch auch als “Low Water Peak” SM-Faser bezeichnet und ist durch eine geringe Dämpfung im Bereich von 1383nm charakterisiert.

12 13


3. Die Testtheorie - Leistung einer LWL- VerkabelungZertifizierung ist die vollständigste Form des Feldtestes. Wie oben erwähnt, garantieren Zertifizierungstests, dass die installierte Verkabelung mit den Leistungsanforderungen maßgeblicher Normen, wie der International Organization for Standard/International

Electrotechnical Commission (ISO/IEC) oder der TIA übereinstimmen.

Industrielle LeistungsnormenZwei Normengruppen sollten bei einer kompletten Spezifikation in Betracht gezogen werden und sicherstellen, dass die installierte Verkabelung die Anforderungen der eingesetzten Netzwerkapplikationen unterstützen. Das Ziel des Zertifizierungstestes soll letzt endlich ein Vertrauensgewinn sein, so dass, egal welche Betriebsstörung in einem Netzwerk auftritt, die Verkabelung nicht die Ursache sein kann und dies sogar schon bevor Geräte installiert sind. Die beiden Normengruppen verstehen die Erfordernisse der jeweils anderen Norm, bieten aber keine perfekte Übereinstimmung - Universelle

Installationsnormen & Netzwerk Applikationsnormen.

Universelle Installationsnormen Diese universellen Installationsnormen beinhalten die generellen Installationsregeln und Leistungspezifikationen. Die zutreffenden Normen sind ISO Std. 11801:2002 und ISO/IEC 14763-3, Information Technology - Implementation and operation of customer premises cabling - Testing of optical fibre cabling, und die ANSI/TIA 568 C. Letzteres - revision ‘C’ - beinhaltet vier Bände. Band C.0 Generic Telecommunications Cabling for Customer Premises gibt einem generellen Überblick. Volume C.1 Commercial Building Telecommunications Cabling Systems beschreibt empfohlene Designs für Büro-und Geschäftsgebäude und Bände C.2 und C.3 beschreiben die Leistungspezifikationen der Verkabelungskomponenten.; C.2 für Twisted Pair Verkabelung und Band C.3 für die LWL Verkabelung.

Diese Normen befassen sich mit den Anforderungen der Feldtests für die Übertragungsleistung, die abhängt von der Kabelcharakteristik, Verbindungshardware, Anschlusskabel, Rangierverkabelung, der Gesamtanzahl der Verbindungen und die Sorgfalt mit der installiert und gewartet werden muss. Zum Beispiel, scharfe Kabelknicke, schlecht installierte Verbinder und einem sehr häufigem, allgemeinem Problem - dem Staub, der Verschmutzung und anderen Verunreinigungen auf dem LWL-Steckergesicht - den negativen Einflüssen der Verbindungsdämpfung.

Die Installationsnorm spezifiziert als minimale Übertragungsleistungen diejenigen, bei denen die gemessene Verbindungsdämpfung kleiner ist als ein erlaubtes Maximum (Verlustgrenze), das wiederum auf der Anzahl der Steckbverbinder, Spleiße und der kompletten LWL-Kabellänge basiert. Diese Zertifizierung muss mit einem präzisen Optical Loss Test Set (OLTS) oder einer Lichtquelle (Light Source) und einem Leistungsmesser (Power Meter) (LSPM) ausgeführt werden. Diese Testwerkzeuge werden weiter unten im Detail zusammen mit einem Optical Time Domain Reflectometer, einem Optischen Rückstreumessgerät (OTDR) erklärt.

Ein OTDR leistet in diesem Zusammenhang einen guten Hinweis auf die Gesamtverluste, ist aber nicht ausreichend genau für die Zertifizierung dieser Gesamtverluste. Zertifizierung inkludiert auch die Anforderung einer Dokumentation der Testresultate; diese Dokumentation liefert die Information, die die Abnahme eines Verkabelungssystems oder die Unterstützung einer bestimmten Netzwerktechnologie anzeigt.

Die Berechnung der LWL-Streckendämpfungsgrenzwerte:LWL-Streckenverlustdämpfungsgrenze [dB] =

Faserverlustdämpfungsgrenze [dB] + Steckereinfügedämpfungsgrenze [dB] +

Spleißeinfügedämpfungsgrenze [dB]

Wobei:Faserverlustdämpfungsgrenze [dB] =

Maximaler Faserdämpfungskoeffizient [dB/km)] x Länge [km]

Steckereinfügedämpfungsgrenze [dB] =

Anzahl der Steckverbinder x Steckereinfügedämpfung [dB]

Spleißeinfügedämpfungsgrenze [dB] =

Anzahl der Spleiße x Spleißeinfügedämpfung [dB]

Tabelle 1 listet die Faserdämpfungskoeffizienten je Faserart auf; dieser Koeffizient ist 3,5dB/

km für alle MM-Fasern in LAN-Systemen. SM-Fasern für die Indoor-Installation haben einen

Dämpfungskoeffizienten von 1,5dB/km, SM-Fasern für den Outdoor-Bereich dagegen 1dB/km oder

geringer. Die Norm spezifiziert auch den maximalen Steckverbinderverlustgrenze als 0,75dB und

die maximalen Spleißverlustgrenze mit 0,3dB. Gut ausgeführte Verkabelungen sollten generell

sehr viel geringere Werte für die Verbinderverluste und den Spleißverlusten aufweisen. Die

Länge einer LWL-Strecke muss bekannt sein oder mit dem Testwerkzeug ermittelt werden, um die

Streckendämpfungsverlustgrenze zu bestimmen.

Tabelle 2 zeigt ein Beispiel einer LWL-Streckendämpfungsverlustkalkulation. Dabei wird hier ein

300m langes OM3 Verbindungssegment mit nur zwei Endsteckern und keinen Spleißen für eine

850nm Übertragungswellenlänge berechnet.

Max. Verlust pro Einheit Länge / Anzahl Berechneter

Verlust (dB)

Max. Faser-dämpfungsverlust

3.5 dB/km 0.3 1.05

Max. Steckverbinder-ein-fügedämpfung

0.75 dB 2 1.5

Max. Spleiß-einfügedämpfung

0.3 dB 0 0.0

LWL-Streckendämp-fungsvelustgrenze 2.55

Tabelle 2 – Berechnung der Dämpfungsverlustgrenzen für 300 m MM Verbindungssegment mit 850nm Lichtquelle

Wellenlänge und Anforderungen an die Testrichtung(1) Horizontale Verkabelung oder Verkabelungssubsystem 1 Verbindungssegmente (TIA-568-C.0) muss in einer Richtung mit einer Wellenlänge, entweder mit 850nm oder 1300nm bei MM-Fasern und 1310nm oder 1550nm bei SM-Fasern getestet werden.

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(2) Backbone/Steigzonen Verkabelung (Verkabelungssubsystem 2 und Verkabelungssubsystem 3 Verbindungssegmente) sollten zumindest in einer Richtung mit beiden Wellenlängen getestet werden; MM-Verbindungen mit 850nm und 1300nm, SM-Verbindungen mit 1310nm und 1550nm. Verbindungen die kodierte Stecker für die Polarität der Faser haben, können nur in der Richtung getestet werden, die die Kodierung dieser Stecker zulässt.

Netzwerk ApplikationsnormenFür die Zertifizierung müssen die Netzwerk Applikationsnormen wie die IEEE Normen 802.3 für Ethernet oder der ANSI Standard für Fibre Channel (FC) berücksichtigt werden. Bei Hochleistungsnetzwerken (Gbps und höher), benötigt man engere Grenzen der LWL-Streckenlänge und den LWL-Streckenverlusten, die aber beide wiederum abhängig von der

Bandbreite der LWL-Faser und der Lichtquelle der aktiven Geräte sind.

Tabelle 3 zeigt die maximalen LWL-Streckenlängen und die maximal dabei erlaubten LWL-Streckenverluste für eine repräsentative Auswahl an Netzwerkapplikationen und LWL-Fasern, wie oben in Tabelle 1 dargestellt. Die maximale Übertragungslänge (maximale unterstützte Distanz) steht stellvertretend für die Spezifikation der Dispersion. Solange die LWL-Streckenlänge den Maximalwert der Normen nicht übersteigt, solange ist die Dispersion kein Thema.

OM1 OM2 OM3

AplicaciónWellen-länge

Länge. (m)

Verlust (dB)

Länge. (m)

Verlust (dB)

Länge. (m)

Verlust (dB)

10/100BASE-SX 850 300 4.0 300 4.0 300 4.0

100BASE-FX 1300 2000 11.0 2000 6.0 2000 6.0

1000BASE-SX 850 275 2.6 550 3.6 800 4.5

1000BASE-LX 1300 550 2.3 550 2.3 550 2.3

10GBASE-S 850 33 2.4 82 2.3 300 2.6

FC 100-MX-SN-I (1062 Mbaud)

850 300 3.0 500 3.9 860 4.6


850 150 2.1 300 2.6 500 3.3


850 70 1.8 150 2.1 270 2.5

FC 1200-MX-SN-I (10,512 Mbaud)

850 33 2.4 82 2.2 300 2.6

FDDI PMD (ANSI X3.166)

1300 2000 11.0 2000 6.0 2000 6.0

Die Zertifizierung im Feld soll verifizieren, dass die maximale LWL-Streckenlänge einer nicht überschritten wird (Längenbegrenzung). Die Installationsnormen, die oben diskutiert wurden, erfordern die Messung der LWL-Streckenlänge, um die maximale LWL-Streckendämpfungsverlustgrenze zu kalkulieren aber die Installationsnormen führen gleichzeitig generell eine maximale LWL-Streckenlänge ein, die die Länge für die spezifizierte Applikation bei weitem übersteigen kann. Tabelle 3 dokumentiert, dass die Länge begrenzt

Tabelle 3 - Maximale Distanzen von Übertragungsstrecken & Verluste für MM-LWL-Applikationen nach Art des LWL

ist und dass sie für höhere Datenraten kleiner wird, abhängig von der Bandbreite einer bestimmten LWL-Faserart (eine Funktion der modalen Dispersionscharakteristik dieser Faser). Die maximale LWL-Streckendämpfungsverlustgrenze wird bei Hochgeschwindigkeitssystemen kleiner.

Der Kanal (LWL-Strecke) ist die gesamte Kabelverbindung und inkludiert alle Patchkabel oder Geräteanschlusskabel. Bild 11 zeigt den Unterschied zwischen Channel- (Übertragungsstrecke = LWL-Strecke) und Permanent Link (PL = Installationsstrecke). Der PL beschreibt die Verbindung, die ein ständiger Teil eines Gebäudes oder eines Datacenters ist. Das Netzwerkgerät ist mit dem PL durch Patchkabel verbunden. Es muss darauf geachtet werden, nur Patchkabel mit der gleichen LWL-Faserart wie der PL zu verwenden.

Bild 11 - Die Übertragungsstrecke (Channel) ist die durchgehende Verbindung vom Sender zum Empfänger. Das feste Kabel - ein Teil der Übertragungsstrecke - wird Installationsstrecke oder Permanent-Link (PL) genannt. Dieses Bild zeigt ein horizontales Verbindungsmodell mit einem zusätzlichen Anschluss wie einen Sammelpunkt (Consolidation Point).

Häufig bestehen LWL-Strecke aus mehreren Segmenten oder Sektionen und die Netzwerkgeräte sind oft noch nicht installiert, wenn die Verkabelung zertifiziert wird. Es ist nicht sehr effizient alle Segmente einzeln gegen die Installationsnorm zu prüfen. Um sicher zu sein, dass das installierte Kabelsystem die gewünschte Netzwerkapplikation auch unterstützt, ist es notwendig, dass die installierten Übertragungsstrecken (durchgehende Faserstrecke) die definierten Länge- und die Dämpfungsverlustanforderungen der Applikationsspezifikation, wie in Tabelle 3 erfüllen.

Man sollte eine von zwei Methoden auswählen, um sicher zu gehen, dass die installierte Übertragungsstrecke, die spezifischen Applikationsanforderungen erfüllt, bevor man das Netzwerk einsetzt.(1) Kalkuliere den Übertragungsstreckendämpfungsverlust durch zusammenzählen der Verluste der einzelnen Verbindugssegmente in dieser Übertragungsstrecke und addiere die zu erwartenden Verluste der Verbindungspatchkabel dazu. Die IEC Norm 14763-3 gibt eine genaue Angabe über den Verlust einer TRC-Verbindung (0,3 dB; siehe Tabelle A2-1) gegenüber dem maximalen Verbindungsverlust eines normalen Rangierkabels (0.75 dB). TRC = Test Referenz Cord = Messkabel mit Stecker die Referenzqualität haben.(2) Messe den Übertragungsstreckendämpfungsverlust wie in Bild 12 gezeigt. Die Endstecker der Übertragungsstrecke - Verbindung zum Endgerät hergestellt - sind in der Übertragungsstreckendämpfungsverlustgrenze nicht inkludiert.

Geräteanschlusskabel

Geräteanschlusskabel

Rangierkabel

Fixe VerkabelungCP

Übertragungsstrecke Channel

Installationsstrecke

Netzwerkgerät

Netzwerkgerät

Permanent Link

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Werden die Geräteanschlusskabel mit TRCs getauscht, ist der Verlust der Endstecker kein Teil des Testresultates. Die Längenunterschiede zwischen den TRCs und den Längen der Geräteanschlusskabel ergibt einen sehr kleinen Fehler von 0,0035dB pro Meter. Wenn wir annehmen, dass der zusammenpassende Verlust zwischen der zu testenden LWL-Verbindung und den TRCs kleiner ist als der Verlust mit den Rangierkabeln, dann wird der Test wie in Bild 12 den Übertragungsstreckendämpfungsverlust ein wenig geringer angeben. FNW erwartet diese Differenz sehr viel kleiner als die Annahme in IEC 14763-3.

Bild 12 - Die Endstecker in Bild 12 sind nicht Teil der Übertragungsstreckenspezifikation. Durch das Ersetzen der Geräteanschlusskabel mit den TRCs für die Übertragungsstreckenverlustmessung, wird der Fehler bei der Verlustmessung durch die Längendifferenz zwischen einem TRC und der Summe zweier Geräteanschlusskabel der Übertragungsstrecke repräsentiert. 1m Kabel hat 0,0035dB.

LWL-Verbindungspolarität Installationen Lokaler Netzwerke unterstützen die bidirektionale Kommunikation in dem sie je eine Faser in eine Richtung nutzen. Das Verkabelungssystem soll Hilfsmittel für die richtige Signalpolarität bereitstellen, so dass der Sender an einem Ende mit dem Empfänger am anderen Ende der LWL-Strecke verbunden wird. Dazu werden einige Methoden bereitgestellt. Richtlinien werden im Anhang B der TIA-568-C.0 beschrieben und illustriert. Duplexstecker und Array-Steckersysteme die es erlauben die Faseranschlüsse so zu arrangieren, dass eine richtige Polarisierung möglich ist, sollten ausgewählt werden.

Zertifizierung der Verkabelung Auswahl des Leistungsstandards

Die Normen definieren eine minimale Testprozedur wie folgt:1. Messen und Auswerten der Verbindungsdämpfung mit einem Optical Loss Test Set

(OLTS) - einige Normen sagen dazu auch Light Source Power Meter (LSPM). OLTS und LSPM sind daher austauschbar. In dieser Broschüre werden wir OLTS verwenden, wenn als Zertifizierungstestwerkzeug automatisch die Länge der zu testenden LWL-Strecke und LSPM, wenn diese Länge nicht gemessen wird, verwenden - wodurch es notwendig ist einige manuelle Kalkulationen zur Interpretation des Messergebnisses durchzuführen. Die Lichtquelle ist an einem Ende und der Leistungsmesser am andren Ende der zu testenden LWL-Strecke angeschlossen.

Test Referenz Kabel(TRC)

Test Referenz Kabel(TRC)

Rangierkabel

CP

Übertragungsstrecke Channel

Netzwerkgerät

Netzwerkgerät

Fixe Verkabelung

2. Messung und Beurteilung der LWL-Streckenlänge. - Die Länge muss bekannt sein, um die Dämpfungsverlustgrenzwerte für viele Normen berechnen zu können - der maximale Verlustwert der Faser, der zu den Dämpfungsverlustgrenzwerten am meisten beiträgt.

Die Länge spielt auch eine entscheidende Rolle bei der Zertifizierung der LWL-Strecke für eine bestimmte Netzwerkapplikation. Wie in Tabelle 3 gezeigt, hängt die maximale Länge einer LWL-Strecke einer gegebenen Netzwerkapplikation von der Art und der Bandbreite der Faser ab.

3. Prüfen der Verbindungspolarität

Schritt 1 bis 3 bilden die Minimumzertifizierungstestanforderungen, und werden auch

als Basic Zertifizierung oder Tier 1 Test bezeichnet. Tier 2, auch bekannt unter Extended

Zertifizierung ist optional und inkludiert den Basic Test und einer zusätzlichen OTDR

Verbindungsanalyse (mit Trace und/oder Ereignistabelle). Die OTDR Analyse kann für die

Charakterisierung der Komponenten innerhalb einer LWL-Verbindung herangezogen werden.

Das Resultat zeigt auch die Gleichmäßigkeit der Kabeldämpfung und die individuellen

Steckereinfügedämfungen, individuelle Spleißeinfügedämpfungen und andere Ereignisse

(events). Eine OTDR Analyse liefert eine Gesamtverlustmessung der LWL-Strecke. Die Basic

Zertifizierung (Tier1), die Dämpfungsverlustmessung, muss laut Norm mit einem OLTS oder

LSPM Tester durchgeführt werden, weil dadurch, wenn richtig angewendet, eine höhere

Genauigkeit der Dämpfungsverlustanalyse möglich ist.

Der Endverbraucher sollte den Teststandard für die LWL-Zertifizierung spezifizieren.

Ein Teststandard definiert die auszuführenden Tests und die Grenzwerte oder die

maximal erlaubten Werte für den Test. Wie wir schon besprachen, wenn LWL-

Strecken getestet oder zertifiziert werden die GigaBit oder höher unterstützen,

beinhaltet die Applikationsnormen exakte Grenzwerte für die Übertragungsstrecke

und den Übertragungsstreckendämpfungsverlust. Wenn man LWL-Verkabelungen für

derartige Applikationen zertifiziert, ist es wichtig dass (a) man die korrespondierende

Applikationsnorm im OLTS Setup und (b) die Übertragungsstrecke zertifiziert.

Zertifizierung - Verfahren und GeräteanforderungIn Tabelle 3 wird gezeigt, dass die Grenzwerte für die

Übertragungsstreckendämpfungsverluste hochbitratiger Netzwerkapplikationen relativ klein

sind. Um den PASS/FAIL Konditionen vertrauen zu können, müssen die Testprozeduren

mit Präzision und genauen OLTS oder LSPM Geräten durchgeführt werden. Wenn der

Verlustgrenzwert 2,6dB (10GBASE-S) beträgt, eine Messungenauigkeit von nur 0,25dB führt

zu einem Fehler der nahe an die 10% Marke reicht. Dieser Abschnitt wird die prozeduralen

Schritte und die Gerätevoraussetzungen zeigen, die notwendig sind, um akkurate und

wiederholbare Messwerte zu erhalten. Zwei Punkte tragen nachweislich zu einem kritischen

Beitrag der Messgenauigkeit bei:

(1) Die Referenz für die Dämpfungsverlustmessung

(2) Die Einfügebedingungen der Lichtquelle in die zu testende LWL-Strecke

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MaßeinheitenDezibel oder dB drücken ein Verhältnis von zwei Leistungspegeln durch eine logarithmische Funktion aus. Wenn man die Eingangsleistung in eine Back Box als Pin und die Ausgangsleistung als Pout bezeichnen, dann wird die Verstärkung oder die Dämpfung des Signals durch die Black Box in dB mit folgender Formel beschrieben:

10 x log10(Pout/Pin)

Wenn Pout größere als Pin ist, dann hat die Black Box dieses Signal verstärkt, Wenn jedoch auf der anderen Seite Pout kleiner als Pin ist, ist das Signal gedämpft und es ergibt sich aus der Formel eine negative Zahl.Da letzteres immer der Fall ist, wenn eine passive LWL-Verkabelung gemessen wird und da die Norm den Ausdruck Dämpfungsverlust verwendet, wird das negative Vorzeichen bei der Angabe von LWL-Strecken weggelassen.Ein absoluter Leistungspegel wird typischerweise in Watt ausgedrückt (und seine Vielfachen wie Megawatt bei Kraftwerken, die elektrischen Strom erzeugen, oder Bruchteile von Watt, wie Milliwatt (mW) oder sogar Microwatt (μW) in der Elektronik). In der Welt der Übertragungstechnik wird die absolute Leistung P oft als ein Verhältnis in Dezibel (dB) bezogen auf 1 Milliwatt (mW), ausgedrückt.Verwendet man nun obige Formel und wechselt die Referenz (Eingangsleistungspegel) mit dem absoluten Leistungspegel von 1mW, dann ergibt dies folgende Formel

1 dBm = 10 x log10(P/mW)

Das m im Symbol dBm zeigt einen Leistungspegel bezogen auf 1 Milliwatt.Hinweis: Die dB-Skala ist keine lineare Skala, wie die Tabelle weiter unten zeigt.

dB Dämpfungs-verlust

Leistungsausgang als % des

Leistungseingangs% Leistungsver-lust

VerhältnisPout/Pin

1 79% 21%

2 63% 37%

3 50% 50% 1/2

5 32% 68%

6 25% 75% 1/4

7 20% 80% 1/5

10 10% 90% 1/10

15 3.2% 96.8% ~1/30

20 1% 99% 1/100

30 0.1% 99.9% 1/1000

Tabelle 4 – Dezibel drücken ein Verhältnis zwischen zwei Leistungspegel aus. Der Logarithmus dieses Verhältnisses ergibt eine nicht lineare Einheit

Setzen der Referenz - RichtlinieDas Prinzip der Dämpfungsverlustmessung basiert auf einer Differenz von zwei Leistungsmessungen. Bild 13 und Bild 14 zeigen das Prinzip der Dämpfungsverlustmessung einer LWL-Verbindung. In Bild 13 ist die Lichtquelle mit dem Leistungsmesser mittels TRC (test reference cord = Messkabel) verbunden. Ein TRC ist ein hochqualitatives LWL-Patchkabel mit einer Länge von 1 bis 3m und weist an beiden Enden qualitativ hochwertige Stecker auf. Die Stirnflächen der Stecker sollten durch den Hersteller so behandelt worden sein, dass eine kratzerresistente, gehärtete Oberfläche entsteht, die viele Steckzyklen ohne Leistungsverlust aushält. Es ist sehr wichtig, dass die Stirnflächen der TRCs sehr sauber gehalten und regelmäßig überprüft - und gereinigt, sobald notwendig - auch während

eines Messtages bei der Zertifizierung von LWL-Verbindungen.

Bild 13 - Verbindungsprinzip für das Setzen der Referenz zur LWL-Dämpfungsverlust-messung

Die Lichtquelle in Bild 13 sendet das Licht in das TRC und dieses leitet es in den Leistungsmesser. Der Leistungsmesser misst die Lichtenergie und typischerweise wird diese in dBm angezeigt (siehe Randleiste). Die Referenzleistung mit LED als Lichtquelle fällt in den Bereich von -18dBm bis -20dBm. Der -20dBm Pegel entspricht 0,01mW. Beim Test einer SM-Verbindung mit einer Laserlichtquelle, wird die Leistung von -7dBm, was ungefähr 0,2mW entspricht, angezeigt werden, was aber einem Leistungspegel entspricht, der ca. 20 mal stärker als das LED-Licht ist. Daher lassen Sie immer Vorsicht walten und blicken Sie nie in einen aktiven LWL-Anschluss, schon gar nicht mit einem bewaffneten Auge (Lupe...). Außerdem ist das Licht für die Übertragung in der Datennetzwerktechnik unsichtbar, kann aber permanenten Schaden Ihren Augen zufügen!

Das Setzen der Referenz kompensiert alle Ungenauigkeiten, die sich in Messfehlern äußern können. Der exakte Ausgangsleistungspegel einer Lichtquelle ist unbekannt und die Menge des Lichtes welches in das TRC eingekoppelt wird variiert jedesmal, wenn man eine Verbindung herstellt. Wir müssen den Verlust in der Verbindung zwischen der Lichtquelle und dem TRC als gegeben akzeptieren. Durch die Referenzmessung braucht man nicht exakt zu wissen wie groß der tatsächliche Verbindungsverlust ist, da er sich nicht ändert; dies gilt aber nur so lange man die Verbindung von der Lichtquelle zum TCR nicht trennt. Daher darf das TRC nicht von der Lichtquelle getrennt werden, solange man die Messungen nicht beendet oder eine neue Referenz gesetzt hat.Die Kopplung des Lichtes vom TRC in das Leistungsmessgerät ist ein wenig anders, da der Leistungsmesser mit einem großen Lichteintrittswinkel ausgestattet ist, um jedes Licht des TRCs aufzunehmen. Diese Verbindung muss rein sein und einen guten Sitz haben, sodass die Referenzmessung wirklich als “Referenz” gemessen werden kann. Viele Tester, wie das Fiber Loss/Length Modul des DTX Series CableAnalyzers verifiziert, dass der gemessene Leistungspegel innerhalb des akzeptierten Bereiches der Lichtquelle liegt. Dies gibt ein gewisses Mass an Sicherheit, dass die Referenz gültig ist, aber es entbindet uns nicht von der Tatsache, dass man hochqualitative TRCs mit überprüften und gereinigten Steckern verwenden muss.

Lichtquelle LeistungsmesserMesskabel = TRC = Test Refernce Cord

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Nachdem die Referenz gesetzt wurde, kann nun gemessen werden, indem man die Verbindung wie in Bild 14 gezeigt folgender Masen herstellt:

(1) Mach Dich nicht an den Steckverbindern der Lichtquelle und dem TRC zu schaffen, lass diese einfach in Ruhe!

(2) Schließe den TRC mit der Lichtquelle an einem Ende der zu testenden Faser an (Stecker C1).

(3) Verbinde ein anderes TRC mit dem anderen Ende der zu testenden LWL-Strecke (C2) und dem Leistungsmesser. Dieses TRC muss die gleichen Voraussetzungen besitzen wie das erste, mit dem man die Referenz gesetzt hat und muss ebenfalls überprüft und gegebenenfalls gereinigt werden.

(4) Führe die Leistungsmessung durch, in dem die Lichtquelle Licht durch die zu testende Verbindung zum Leistungsmesser auf der anderen Seite schickt.

(5) Der Leistungsmesser misst die Lichtenergie durch die zu testende LWL-Strecke und erzeugt ein Resultat in dBm.

Nehmen wir an, der gemessene Leistungspegel der zu testenden LWL-Strecke beträgt -23,4dBm und der Referenzleistungspegel ist -20dBm. Durch Subtraktion dieser beiden Messwerte findet man den Dämpfungsverlust der zu testenden LWL-Strecke, in dem Beispiel also 3,4dB. Achtung, der Dämpfungsverlust wird in dB angezeigt (im Unterschied zur absoluten Leistungsmessung ausgedrückt in dBm). Ein OLTS kalkuliert automatisch die Leistungsdifferenz (den Verlust der zu testenden LWL-Strecke) in dB und vergleicht dieses Ergebnis mit dem Grenzwert der zu testenden LWL-Strecke. Wenn der gemessene Dämpfungsverlust kleiner oder gleich dem Grenzwert ist, dann wird ein Pass ausgegeben.

Bild 14 - Anschluss einer Lichtquelle und eines Leistungsmessers zur optischen

Dämpfungsverlustmessung

Unterschiedliche Methoden zum Setzen der ReferenzDie Implementierung des Prinzips der Dämpfungsverlustmessung wie in Bild 13 und Bild 14 gezeigt ist die Ein-Jumpermethode. Ein Jumper - ein Patchkabel oder TRC, wird für das Setzen der Referenz benötigt. Diese Methode wird bei Dämpfungsverlustmessungen in allen lokalen Netzwerken bevorzugt. Diese Kabelsysteme sind durch relativ kurze LWL-Kabellängen gekennzeichnet, können aber einige Steckverbindungen aufweisen. Wie die Beispielkalkulation der Tabelle 2 gezeigt hat, ist der maximale Steckverbinderverlust in einer kurzen 300m Verbindung mit zwei Steckern 1,5dB aus dem Gesamtverlust von 2,55dB, das heißt 59% entfällt auf die Steckerhardware. Das unterstreicht die Wichtigkeit, dass alle Steckverbinder in die Dämpfungsverlustmessung mit einbezogen werden müssen.Wenn man die Referenzmethode in Bild 13 analysiert, dann sieht man, dass das TRC keine Verbindung zwischen der Lichtquelle und dem Leistungsmesser herstellt. Das TRC

EingefügtesTRC

Test Refernce Cord (TRC)

C1

Lichtquelle

die zu testende Strecke

Leistungsmesser

C2

ist mit jedem Gerät verbunden, aber ohne einen zusätzlichen Steckverbinder. Folgt man dem Lichtweg zwischen der Lichtquelle und dem Leistungsmesser in Bild 14, dann stellt man fest, dass der Dämpfungsverlust im Steckverbinder C1, der Dämpfungsverlust in der zu testenden LWL-Verbindung und der Dämpfungsverlust des Steckverbinders C2 voll in die Messung eingehen. Die Dämpfungsverlustmessung beinhaltet aber auch den Dämpfungsverlust des nachträglich montierten TRCs. Der maximale Dämpfungsverlust in einem 2m TRC ist 0,007dB (Tabelle 1 zeigt den maximalen Dämpfungsverlust der LWL-Faserarten im lokalen Netzwerk und der ist 3,5dB/km oder 0,0035dB/m).

Ein anderer Unterschied zwischen der Referenzmessung und der Dämpfungsverlustmessung der LWL-Strecke ist ein neuer Steckverbinder zwischen dem dazu genommenen TRC und dem Leistungsmesser. Dieser Unterschied ist auch sehr klein (vorausgesetzt die Endflächen des TRCs sind in der Tat sauber), da der Leistungsmesser mit einer Weitwinkellinse ausgestattet ist, die es ermöglicht alles Licht aufzunehmen, dass durch die zu testende LWL-Strecke übertragen wird. Wir beurteilen den Messfehler durch das hinzugefügte TRC kleiner als 0,01dB, was gleichzeitig die Auflösung des Leistungsmessers darstellt.Diese Ein-Jumpermethode kann natürlich nur dann verwendet werden, wenn im Leistungsmesser und auf der zu messenden LWL-Strecke die gleichen Steckertypen verwendet werden (z.B. SC-Stecker). Nach dem Setzen der Referenz, wird das TRC vom Leistungsmesser abgesteckt und nur wenn dieses TRC den gleichen Stecker wie die zu testende LWL-Strecke hat, kann dieser an die zu messende LWL-Strecke angesteckt werden. (C1 in Bild 14).

Um es dennoch zu ermöglichen diese Ein-Jumpermethode mit unterschiedlichen Steckerarten zu verwenden, sind bei sehr vielen der Leistungsmesser von FNW, zum Beispiel dem SimpliFiberPro, diese mit abnehmbaren Adaptern direkt auf dem Messgerät ausgestattet. Ein Set der unterschiedlichsten TRCs stellt sicher, dass die Vorteile der Genauigkeit dieser Ein-Jumpermethode genutzt werden können.

Die unterschiedlichen Normen der Tabelle 5 stellen drei verschiedene Methoden beim Setzen der Referenz für den OLTS-Test bereit. Die Bezeichnungen dieser Methoden in den unterschiedlichen Normen können verwirrend sein. Wir benutzen in diesem Handbuch folgende Bezeichnungen: Ein-Jumpermethode, Zwei-Jumpermethode und Drei-Jumpermethode. Die Zwei-Jumper- und Drei-Jumpermethoden werden im Anhang 2 erklärt.

Name in diesem

Handbuch

IEC14763-3

IEC 61280-4-1

(multimodo)

IEC 61280-4-2

(monomodo)

TIA-526-14A (multimodo)

TIA-526-7 (monomodo)

Ein-Jumper Un latiguillo Método 2 Método A1 Método B Método A.1

Zwei-Jumper – Método 1 Método A2 Método A Método A.2

Drei-JumperTres

latiguillosMétodo 3 Método A3 Método C Método A.3

Tabelle 5 – Referenztabelle der Testmethoden in den Installationsnormen

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EinkoppelbedingungenDas Ziel jedes Zertifizierungsmessgerätes ist es, Pass/Fail Anzeigen zu liefern, auf die sich der Endbenutzer und der Installateur gleichermaßen verlassen können. Die Einkoppelbedingungen haben nachweislich einen großen Einfluss auf die Genauigkeit und Konsistenz einer LWL-Dämpfungsverlustmessung.

Wie schon gezeigt wurde, breitet sich das Licht in Gradientenindex-Multimodefasern auf vielen Moden aus. Die Anzahl der Moden, die eingekoppelt werden und der Energiepegel jeder Mode beeinflusst die Leistungsmessung. Wenn die Einkoppelbedingungen nicht durch das Testwerkzeug kontrolliert werden sind diese von Testwerkzeug zu Testwerkzeug verschieden. Es wird daher jedes dieser Werkzeuge eine andere Messung und vor allem andrere Messresultate liefern; Dies ist bestimmt ein Anzeichen, dass keines dieser Werkzeuge korrekt oder vertrauenswürdig erscheint. Das Ziel ist es, die Einkoppelbedingungen so zu kontrollieren, dass normkonforme Testwerkzeuge Resultate liefern, die innerhalb eines engen Bereichs des tatsächlichen Dämpfungsverlustwertes liegen.

Faktoren die die Einkoppelbedingungen beeinflussen. LEDs sind die bevorzugten Lichtquellen zum Testen des Verbindungsdämpfungsverlustes bei LWL-MM-Verbindungen. Wir besprachen wie VCSEL die Lichtquelle der Wahl für hochbitratige Netzwerkapplikationen über MM-29 Fasern wurden, da der VCSEL die Modulationskapazität liefert, die für sehr kurze Impulse, schnell aufeinander folgend, für Datenraten der Applikationen von 1 bis 10Gbps notwendig sind. Aber VCSELs sind für Dämpfungsverlustmessungen nicht geeignet, weil VCSELs sehr unterschiedliche Moden mit unterschiedlichen Energiepegel aussenden. Darüber hinaus werden beim Dämpfungsverlusttest konstante Lichtwellen benötigt und nicht modulierte Signale.

Bild 15 - Der Test dieser beiden Steckverbinder mit RML-Kondition zeigt, dass dieses Versatzproblem in LWL-Strecken möglicherweise nicht erkannt wird.

LEDs liefern einen Lichtkegel, bei dem das Licht gleichmäßig über die ganze Stirnfläche der Faser verteilt ist, sogar über den Faserkern hinaus. LEDs erzeugen eine sogenannte Overfilled Launch Kondition (OFL-Kondition), eine komplette Ausleuchtung der Faser (Kern + Mantel). Der unterschiedliche Grad der Ausleuchtung allerdings, erzeugt signifikante Variationen bei der Dämpfungsverlustmessung. Eine Laserlichtquelle, auch ein VCSEL, erzeugt hingegen

Verbindung (a) – genau justiert

Verbindung (b) – dejustiert

eine sogenannte Underfilled Launch Kondition oder Restricted Mode Launch Kondition (RML-Kondition), bei der eben nicht einmal der Faserkern ganz ausgeleuchtet wird. Diese Quellen bescheinen einen schmalen Kegel in der Mitte des Faserkerns. Diese RML-Kondition kann Probleme in einer LWL-Verbindung nicht gut erkennen und liefert konsequenter weise ein zu optimistisches Testergebnis.

Die dejustierte Verbindung in Bild 15 (b) ist ein Beispiel, bei dem eine Dämpfungs-verlustmessung mit einer RML-Kondition zur Folge haben kann, dass dieser Steckerversatz nicht komplett erkannt wird. Es wird ein kleinerer Verlustwert angezeigt (optimistischer Verlustwert), als durch eine Lichtquelle mit OFL-Kondition (LED).

Kontrollieren der Einkoppelbedingungen. Über die Jahre hinweg wurden immer bessere Methoden gefunden diese OFL-Konditionen innerhalb enger Bereiche zu kontrollieren, mit dem Ziel reproduzierbare und genaue Dämpfungsverlustmessungsergebnisse zu bekommen. Die Normen haben zwei unabhängige Maßstäbe der Charakterisierung und der Kontrolle dieser Einkoppelbedingungen eingeführt. Diese sind, die Modale Leistungsverteilung (Modal Power Distribution - MPD) und das Gekoppelte Leistungsverhältnis (Coupled 30 Power Ratio - CPR).

Die Modale Leistungsverteilung (Modal Power Distribution - MPD) MDP misst den relativen Leistungspegel der unterschiedlichen Moden zwischen der Lichtquelle und dem TRC. Diese Vorgaben müssen durch das Design des Gerätes, wie der Auswahl der LED und die Kupplung in der Lichtquelle zwischen der LED und dem internen Faseranschluss, erfüllt werden. (Alle optischen Testmodule von FNW hergestellt nach 2002 erfüllen die Anforderungen der MPD).

Gekoppelte Leistungsverteilung (Coupled Power Ratio - CPR) CPR ist eine Messung der Modenfüllmenge in einer MM-Faser (TRC). CPR wurde weit verbreitet, da es im Feld gemessen werden konnte. Beides, die Lichtquelle und das TRC, kann mit einem CPR-Index klassifiziert werden. Ein CPR-Wert wird gemessen als der Verlust zwischen einem MM-TRC gekoppelt mit einem SM-TRC. Wenn das Licht in der MM-Faser eine größere Energie der Highorder Moden beinhaltet, dann wird der Verlust in einer solchen Verbindung größer sein, als er wäre, wenn die MM-Faser weniger Energie in den Highorder Moden führen würde. Der Wert dieser Dämpfungsverlustmessung definiert die gewünschte OFL-Kondition, sobald eine MPD kompatible Lichtquelle benützt wird. Die Norm spezifiziert die CPR Verlustwerte; ein CPR von 1 ist die gewünschte und empfohlene Klassifizierung der Leistungsverteilung der Moden für die Zertifizierungsmessungen von MM-Faserverlusten.

Wickeldorn (Mandrel) Da Testgeräte mit einer MPD-verträglichen Lichtquelle in Kombination mit TRCs und CPR-Klasse 1 unterschiedliche Ergebnisse der Dämpfungsverlustmessung ergeben können, sind weitere Schritte erforderlich, um diese Schwankungen zu begrenzen. Es muss ein Wickeldorn bei MM-Faserdämpfungsverlustmessungen benützt werden, um genauere, reproduzierbare Messergebnisse zu erhalten. Der richtige Wickeldorn begrenzt die Messungenauigkeiten und erhöht daher die Genauigkeit der Dämpfungsverlustmessung.Ein Wickeldorn oder Mandrel ist ein schmaler Zylinder mit einem bestimmten Durchmesser, der von der Kerngröße und der Konstruktion der TRC-Kabel abhängt. Tabelle 6 zeigt Wickeldorngrößen, wie sie in ANSI/TIA-586-C.0 für unterschiedliche LWL-Kabelkonstruktionen vorgesehen sind.

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Faserkern- /Mantel-

durchmesser [μm]

900 umBuf-fered Faser

TRC enfundadode 2,0 (mm)



50/125 25 23 23 22

62.5/125 20 18 18 17

Tabelle 6 – Zulässige Wickeldorndurchmesser für MM-LWL (fünf Windungen)

Der MM-TRC wird fünfmal um einen Zylinder gewickelt, um den gewünschten Effekt des Filterns und Abstreifens der Highorder Moden für die Einkoppelbedingungen zu erhalten. Erinnern wir uns, dass die Highorder Moden - Moden, die sich im äußeren Kernbereich fortpflanzen - durch Biegung aus dem Kern abgelenkt werden.

Die fünf, eindeutig definierten Wicklungen kontrollieren die Moden, die in die zu testende Verbindung eindringen, um den Verlust zu messen. Das an der Lichtquelle angeschlossene TRC muss über den Wickeldorn gewickelt - Bild 16 - werden und während der Messungen dort verbleiben.

Bild 16 – Wie optische Messkabel (TRCs) richtig auf einen Wickeldorn gewickelt werden

Ein Wickeldorn erhöht auch die Genauigkeit der Messung durch einführen eines realistischen Referenzwertes. Wenn wir das Setup in Bild 13 ansehen, durch die OFL-Kondition strahlen die Highorder Moden sowohl in den Kernbereich als auch in den Mantelbereich des TRCs. Die Highorder Moden im Faserkern und das Licht im Mantelglas werden nicht sehr weit, aber doch reisen - die kleine Distanz durch das TRC, wenn dieses nicht biegebeansprucht wird. Der Weitwinkeleingang des Leistungsmessers fängt die Energie der Mantelmoden auf. Diese Lichtenergie wird aber nicht in der zu testenden LWL-Strecke überleben - außer es wäre ein sehr kurzer, gerader LWL.

Ohne einen Wickeldorn würde der Leistungsmesser während dem Setzen der Referenz Energie messen, die nicht durch die zu testenden LWL-Strecke geht. Der Leistungspegel der dabei festgestellt wird, ist höher als er sein sollte, der Dämpfungsverlust wäre überbewertet. Im obigen Beispiel, haben wir angenommen, dass der gemessene Leistungspegel der Referenz -20dBm ist. Wenn kein Wickeldorn benutzt wird, könnte der Leistungspegel dann mit der gleichen Lichtquelle, so hoch sein wie -18dBm. Die Verlustkalkulation ergibt nun [-18 -(-23,4)]dB oder 5,4dB im Vergleich zu 3,4dB als vorher gemessenen Wert. Im Wesentlichen wird hier also der Verlust mit 2dB überbewertet. Dies ist ein grober Fehler, da die Highorder Moden und das Licht, dass in den Mantel eingeleitet wird, sich nicht sehr weit in der zu testenden LWL-Strecke ausbreiten.

5 Windungenin den Nuten

Plaziere obersteWicklung unterden Bügel

Richtig:keine Biegungbeim Bügel

Falsch:Biegungbeim Bügel

Zukünftige Kontrollmethoden der Einkoppelbedingungen Während dieses Handbuch geschrieben wird, hat sich das Normenkomitee darauf verständigt eine Methode zu verabschieden, die die heutigen Kontrollen der Einkoppelbedingungen, wie MPD, CPR und Wickeldorn auf eine neue Basis stellen. Die vorgeschlagene Methode basiert auf dem “Encircled Flux” (EF) Konzept, das die einzukoppelnden Moden in die zu testende LWL-Strecke einer Feinabstimmung und Kontrolle unterzieht. Diese Methode ist noch unter Beobachtung mit dem ultimativem Ziel, die Genauigkeit und Konsistenz, sowie die Reproduzierbarkeit einer Leistungs- und Dämpfungsverlusttestmessung in MM-Fasern zu gewährleisten.

4. Überprüfen einer LWL-FaserstreckeDas Testen von LWL-Strecken (Steckergesichtinspektion und Reinigung mit eingeschlossen) sollte ein Standardarbeitsvorgang sein. Während der Installation und vor einer Zertifizierung, sollten auf den einzelnen Kabelsegmenten Dämpfungsverlustmessungen gemacht werden, um die Qualität der Installationsarbeit laufend sicher zu stellen. Diese Art von Tests wird normalerweise mit einem LSPM-Test Set durchgeführt. Testwerkzeuge für LWL-Strecken sind typischerweise nicht teure Messgeräte; sie können auch sehr effizient zur Fehlersuche in fehlerhaften LWL-Strecken eingesetzt werden. Mit einer schnellen Dämpfungsverlustüberprüfung einer Ende-zu-Ende-Verbindung kann heraus gefunden werden, ob die LWL-Strecke oder ob andere Funktionen eines Netzwerks Schuld an einer Fehlfunktion sind.

Ein LSPM bestimmt den Gesamtlichtverlustwert einer LWL-Verbindung, in dem es eine bekannte Lichtquelle an einem Ende der Faser und einen Leistungsmesser am anderen Ende hat. Aber bevor der Test wie oben beschrieben durchgeführt werden kann, wird ein Referenzleistungspegel gemessen und gespeichert. Dieser stellt den Anfangswert als Basis für die Dämpfungsverlustkalkulation dar. Nach dem diese Referenz gespeichert wurde, wird der Leistungsmesser und die Lichtquelle an die zu testende LWL-Strecke angeschlossen. Die Lichtquelle sendet kontinuierliche Wellen der ausgewählten Wellenlänge. Am anderen Ende der Verbindung misst der Leistungsmesser den Pegel der optischen Leistung die empfangen wird, vergleicht diesen Wert mit dem Referenzpegel und kalkuliert den Dämpfungsverbindungsverlust (Bild 17). Wenn die Gesamtdämpfung innerhalb der spezifizierten Parameter dieser zu testenden LWL-Strecke liegt, dann ist der Test bestanden und ein PASS wird angezeigt und kann gespeichert werden.

Das Verlustbudget sollte während einer Verkabelungsinstallation jedem bekannt sein. Wenn diese Art der Prüfung während einer Installation schon ausgeführt wird, dann kann davon ausgegangen werden, dass die nachfolgende Zertifizierung reibungslos funktioniert.LSPM-Test Sets sind in der Vergangenheit nicht ganz einfach zu bedienen gewesen, denn sie erforderten Kalkulationen und eine subjektive Interpretation durch einen erfahrenen Techniker. Neue Instrumente jedoch haben es möglich gemacht diese zeitraubenden Dämpfungsverlustkalkulationen durch den automatischen Vergleich der gemessenen Dämpfungsverluste mit der Referenz zu eliminieren.

LSPM-Test Sets sind in der Vergangenheit nicht ganz einfach zu bedienen gewesen, denn sie erforderten Kalkulationen und eine subjektive Interpretation durch einen erfahrenen

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Techniker. Neue Instrumente jedoch haben es möglich gemacht diese zeitraubenden Dämpfungsverlustkalkulationen durch den automatischen Vergleich der gemessenen Dämpfungsverluste mit der Referenz zu eliminieren.

Bild 17 - Ausführen eines LSPM-Tests

Das Überprüfen einer Ende-zu-Ende-Verbindung mit einem LSPM ist zwar heute auf einer Seite bequem, doch die Lokalisierung eines Problems gestaltet sich oft schwierig. Auch dann, wenn der Dämpfungsverlust innerhalb eines spezifischen Grenzwertes liegt, wird das LSPM-Set keine Warnung oder Anzeige geben können, wo ein Defekt oder Problem auftritt und damit lokalisiert werden kann. Mit anderen Worten, auch wenn eine komplette Verbindung ein PASS erhält (Ergebnis ist innerhalb der gewählten Grenzwerte), ist es möglich, dass individuelle Spleiß oder Verbinder innerhalb dieser LWL-Strecke die Industriespezifikationen nicht erfüllen und ein potentielles Problem während Umbauten und Zubauten oder Veränderungen in der Zukunft darstellen könnte. Ungenügend gereinigte Steckverbinder, dessen Dämpfungsverluste sich aufaddieren, können dann Fehler verursachen. Dafür ist ein OTDR das Werkzeug mit dem Fehler, wie zu hohe Steckereinfügedämpfungen oder zu hohe Reflexionen, ortsauflösend angezeigt werden.

5. Wie wird eine LWL-Strecke mit OLTS und LSPM zertifiziert?

Industrienormen erfordern zum Zertifizieren ein LSPM oder OLTS, so dass nachweislich die Verluste einer jeden LWL-Verbindung die Leistungsstandards erfüllen. Wie schon erwähnt wird dies als BASIC-Test oder Tier 1 Test bezeichnet.

Es ist sozusagen ein doppelter Test, der absolute Dämpfungsverlustmesswerte erzeugt, die dann mit Installationsverkabelungsnormen und/oder Applikationsnormen verglichen werden. FNWs DTX CableAnalyzer und OptiFiber OTDR können beide mit optionalen Multimode- oder Singlemodetestmodulen ausgerüstet werden, die den Testprozess weitgehend automatisieren und damit den Basic- oder Tier1-Test sehr einfach gestalten.

Beachte, dass ein OTDR auch Verlustresultate für die gesamte Verbindung liefern kann, aber diese Messungen basieren auf der reflektierten Lichtenergie. Die Normen aber fordern, dass die Basic-Zertifizierung mit einem OLTS oder LSPM ausgeführt werden muss. Diese Verbindungsverlustresultate, gemessen mit einer Lichtquelle an einem Ende und einem Leistungsmesser am anderen Ende einer zu testenden LWL-Strecke, sind genauer, wenn diese Messungen richtig ausgeführt werden.

zu testende Strecke

Wickeldomenur zum Test bei

850/1300 nm (MM-Faser)

Wickeldom

Leistungsmesser Lichtquelle

Die folgenden Schritte sollten für einen Basic-Dämpfungsverlust-/Längen Zertifizierungstests befolgt werden.• Lege die Pass/Fail Grenzwerte fest

• Wähle eine Testmethode und setze eine Referenz

• Lass den Test laufen und speichere die Ergebnisse

• Exportiere die Testresultate zum Managen und Archivieren nach LinkWare; LinkWare ist FNWs populäre und weitverbreitete freie Management Software, mit der man Reports in gedruckter oder elektronischer Form erzeugen kann.

1. Festlegen der PASS/FAIL Grenzwerte In Übereinstimmung der Zertifizierungsziele,

wird als erstes der PASS/FAIL Grenzwert festgelegt. In diesem Bespiel legen wir

Grenzwerte für den maximal erlaubten 34 Dämpfungsverlust basierend auf einen

Applikationsstandard fest. Dazu benützen wir FNWs DTX-Serie Tester, der mit DTX-

MFM2 Fiber Loss Test Modulen (Module für MM) ausgestattet ist. Wenn SM-Fasern zu

zertifizieren sind, werden die DTX-SFM2 Module benötigt.

a. Nachdem der Tester eingeschaltet ist, drehe den Drehschalter auf die Position - SETUP - und wähle – INSTRU-MENTENEINSTELLUNGEN -, um den Operatornamen, Jobnamen usw. einzugeben. Nach drücken von[EXIT] gelangst Du wieder zurück zur Setupübersicht.

b. Wähle GLASFASERVERLUST - am Setupbildschirm, wie in Bild 18a gezeigt. In diesem Setupbildschirm wird der richtige Grenzwert aus einer Übersicht der verschiedenen Normen ausgewählt.

c. Selektiere die Option - TESTGRENZWERT - wie in Bild 18b gezeigt. Hinweis: Die ausgewählte Fasertype begrenzt die Auswahl der Grenzwertmöglichkeiten. Gängige Faserarten findet man in diesem Menu auch.

Wie Bild 18b zeigt, wird in diesem Setupbildschirm auch das “Remote Ende Setup” ausgewählt. Wenn das DTX Smart Remotegerät mit einem Fasertestmodul ausgestattet ist, dann wähle - SMART REMOTE -, wie wir es hier in diesem Beispiel gemacht haben. In dieser Einstellung misst der Tester automatisch die Länge der zu testenden Strecke.

Bild 18a

Bild 18b

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Als Letztes stellt dieser Bildschirm die Möglichkeit dar, die zu testende LWL-Strecke von beiden Seiten zu überprüfen. Wenn das der Fall sein sollte, denke immer daran, niemals das TRC vom Testmodul abzustecken, sondern immer nur die Verbindung des TRCs mit der zu testenden LWL-Strecke zu wechseln.

2. Wähle eine Testmethode und setze die

Referenz - Wie oben beschrieben, ist das Setzen einer Referenz ein kritischer Schritt für eine Verlustmessung, um genaue Testresultate zu erhalten. Der Leistungsmesser und die Lichtquelle werden zusammengeschaltet und der Leistungspegel gemessen, der dann als “Referenz” für die Kalkulation dient. Die einzelnen Schritte sind folgende:

Schritt A - Drehschalter auf SPECIAL FUNCTIONS und REFERENZ SETZEN

Schritt B - Drücke nun [ENTER], verbinde die TRCs zwischen der Haupt- und Remoteeinheit, wie am Bildschirm abgebildet und drücke [TEST], um das Setzen der Referent zu starten.

Die vorangegangene Diskussion zum Setzen der Referenz zeigte die bevorzugte Ein-Jumpermethode in Bild 13 und Bild 14, die im Testgerät als “Methode B” bezeichnet wird. Beachte, mit der DTX-Serie im Smart Remote Setup wollen wir beide Fasern, die die Verbindung einer Übertragungsstrecke sind, in einem Schritt testen. Jedes LWL-Modul ist mit einer Lichtquelle und einem Leistungsmesser ausgestattet. Im Setup brauchen wir dazu zwei Duplex-TRCs. Eine Faser verbindet den Ausgang (Lichtquelle) der Haupteinheit mit dem Eingang (Leistungsmesser) der Remoteeinheit. Die zweite Faser verbindet den Ausgang der Remoteeinheit mit dem Eingang der Haupteinheit.

Spezialanmerkung: Die DTX TRCs benutzen folgende Konventionen, um Verbindungen schnell herzustellen und die Polarität der zu testenden LWL-Strecke einfach zu erkennen: Das Licht dringt in das TRC mit der roten Knickschutztülle ein; das Licht verlässt das TRC bei der schwarzen Knickschutztülle. So, ein Ende des TRCs hat eine rote und das andere eine schwarze Knickschutztülle, auf dem selben Kabel. Das Licht reist von rot nach schwarz. Der DTX-Bildschirm zeigt die Farben der Knickschutztüllen. (Bild 18d).

Die Ausgangsports der LWL-Module haben immer SC-Adapter. Die abnehmbaren Adapter der Eingangsports werden je nach Art der Stecker der zu testenden LWL-Strecke ausgewählt. Das Beispiel in Bild 18e stellt LC-Verbinder der zu testenden LWL-Strecke dar. Bild 18d

Bild 18e - Schematische Darstellung des Setzens einer Referenz mit einem Duplex-TRC für eine zu testende LWL-Strecke mit LC-Steckverbindern. Der Ring nahe der roten Kabeltülle zeigt den Ort des Wickeldornes (für MM-LWL).

In Bild 18e sieht man eine schematische Darstellung dieses Referenz Setups. Hier werden andere Farben für das Duplexkabel benützt. Diese Farben beziehen sich nicht auf die wirklichen Kabel und wurden nur der Deutlichkeit halber ausgewählt. Das gelbe Kabel dient als Verbindung des Ausganges (Lichtquelle) des LWL-Moduls der Haupteinheit mit dem Eingang des LWL-Moduls der Remoteinheit (Leistungsmesser). Eines der Referenzkabel ist im Referenzsetup nicht verbunden. Eines der farblich dunkleren Kabel ist die Verbindung in die entgegengesetzte Richtung. Bild 18e zeigt ebenfalls die Anordnung der Wickeldorne nahe dem Ende mit der roten Kabeltülle, die ja mit der Lichtquelle verbunden ist. Eine Faser der Duplexkabel mit der roten Knickschutztülle ist länger. Wenn dieses längere Ende um den Wickeldorn gewickelt wird, sind beide Kabel des Duplexkabels physikalisch gleich lang.

Schritt C - Nach dem der Tester die Referenz-leistungspegel gemessen hat, werden diese wie in Bild 18f angezeigt. Wenn diese Referenzwerte annehmbar sind (siehe unten), dann betätige - [F2] - zum Speichern und fahre mit der Verbindungszertifizierung fort.

i. Akzeptable Referenzwerte mit DTX-MFM oder DTX-MFM2 sind -20dBm Sollpegel mit 62,5μm LED und -22dBm Sollpegel mit 50μm LED.

ii. Akzeptabler Referenzwert mit DTX-GFM, DTX-SFM, DTX-GFM2 oder DTX-SFM2 ist -7dBm Sollwert mit VCSEL oder Laser.

Bild 18g

Bild 18f

Main nach Remote

Hauptgerät

Out In Out In

RemotegerätLC Kupplungen

Remote nach Main

LC

LC

LC

LC

LC

SC SC

Bild 18c

30 31


Schritt D - Stecke nun die TRCs nur am Eingangsport ab und stelle die Verbindungen wie am Bildschirm dargestellt (Bild 18g) her. Entferne dabei die Stecker mit den schwarzen Tüllen von den Eingangsanschlüssen und verbinde die nicht benutzten Enden des Duplex-Kabels (schwarze Tüllen) mit den Adaptern der Eingangsportes, die mit den Duplexanschlüssen korrespondieren. Nun haben wir die Haupt- und Remoteeinheit getrennt, sodass wir jetzt diese Einheiten jeweils an die Enden der

zu testenden LWL-Strecke anschließen können.

Sollten Verbindungen getestet werden, für die FNW keine Adapter zur Verfügung hat, dies wären zum Beispiel MTRJ-Verbinder, dann konsultiere alternative Methoden zum Setzen der Referenz im Anhang 2Leitfaden für das Setzen der Referenz

• Benutze hochqualitative TRCs

• Reinige die Steckeroberflächen der TRCs, mit der die Referenz gesetzt wird

• Wärme den Tester auf normale Betriebstemperatur auf (ca. 10 Minuten

Umgebungstemperatur)

• Wende die bevorzugte Ein-Jumpermethode an

• Schließe den SC-Stecker mit den roten Tüllen in den Senderanschluss (OUT Port)

• Nach dem Setzen der Referenz, entferne nie die Kabel mit den roten Tüllen an der

Quelle

• Nach dem Setzen der Referenz dürfen die TRCs nicht abgesteckt werden

• Benutze die richtigen Wickeldorne zum Test von MM-Verbindungen

• Die Referenz muss wieder gesetzt werden, wenn die Geräte ausgeschaltet werden

• Stelle das genaue Einhalten der Einkoppelbedingungen beim Setzen der Referenz sicher

3. Führe einen AUTOTEST durch - Wähle mit dem Derhschalter- AUTOTEST. Die ausgewählte Testnorm bestimmt die zu messenden Testparameter und die PASS/FAIL Kriterien für einen Autotest.

Polarität. Wenn ein erfolgreicher Autotest mit DTX LWL Modulen durchgeführt wurde, kann die richtige Polarität wie folgend sicher gestellt werden:• Verbinde die schwarze Tülle des TRCs an die Faser der zu testenden LWL-Strecke, über

die das Licht gesendet wird und die an diesem Ende der Strecke an den Sender des Netzwerkgerätes angeschlossen gehört. (Licht verlässt den TRC beim schwarzen Ende; das rote Ende ist mit dem Ausgang des Testers verbunden).

• Schließe das rote Ende des TRCs an die Faser der zu testenden LWL-Strecke, die das ankommende Licht vom anderen Ende der Verbindung empfängt.

• Wenn die Verbindung zur zu testenden LWL-Strecke erfolgreich ist, dann wird das Gerät einen “chirp tone” von sich geben, was bedeutet, dass die Polarität ok ist.

Länge: Der Tester misst die Länge zusammen mit dem Verbindungsdämpfungsverlust.

Die Auswahl eines Applikationsstandards während des Setups, inkludiert die maximale

Verbindungslänge für diese Applikation abhängig von dem Bandbreitenwert der Faser der zu

testenden Strecke. Tabelle 3 Gibt einen Überblick dieser Abhängigkeiten.

Sorge dafür, dass Testkabel und Kupplungen benützt werden, die auf der zu testenden LWL-Strecke oder den zu testenden Patchkabel montiert sind. Verbinde TRCs mit der zu testenden Verbindung (Installationstrecke oder Übertragungsstrecke): folge den Anweisungen wie zu Bild 18g.

Bidirektionaler Test. Wenn jede Faser in beide Richtungen getestet werden soll, dann muss diese Option im Setup Bildschirm (siehe Bild 18b) ausgewählt werden. Wenn der Tester auffordert, die Testverbindung in die andere Richtung herzustellen, erinnern wir uns die Verbinder am TRC nur an der zu testenden Strecke zu tauschen. Auf keinen Fall die TRCs vom Tester zu entfernen.

Testresultate. Bevor zur nächsten zu testenden LWL-Strecke übergegangen wird oder die andere Richtung einer LWL-Strecke gemessen wird, müssen die Ergebnisse gespeichert werden. Bild 19 zeigt die detailierten Messergebnisse einer Faser; Beachte, dass jede Faser mit beiden Wellenlängen, wie es die Installationsnorm vorgibt, getestet wurde.

Applikationsnormen hingegen spezifizieren nur die Leistung bei einer Wellenlänge.Zum Beispiel die 10GBASE-S Norm spezifiziert die Verbindungsanforderungen bei 850nm. Die Ausdrücke “Eingang” und Ausgang” im Testergebnis beziehen sich auf die Ports der Haupteinheit. Die Ergebnisse in Bild 19 betreffen die Faser, die am Eingangsport des Hauptgerätes angeschlossen war. Der Bildschirmtitel “Verlust (R θ H)”, was so viel bedeutet wie Remoteeinheit nach Haupteinheit, zeigt ebenfalls für welche Faser dieses Ergebnis angezeigt wird.

Sobald alle zu testenden LWL-Strecken gemessen und jeder Record gespeichert wurde, können diese Ergebnisse mittels LinkWare Kabel Management Software auf einen PC geladen werden. LinkWare erlaubt das Managen und Inspizieren jedes Testergebnisses auf dem PC-Schirm.

Auch ein Summenblatt von den Testergebnissen des kompletten Jobs, sowie ein professioneller Report jeder getesteten Strecke kann ausgegeben, in Pdf-Form ausgedruckt oder via E-mail verschickt werden.

Bild 19 – Dämpfungsverlustresultate der Haupteinheit für den am Eingang angesteckten LWL. Die Ergebnisse beinhalten die Werte beider Multi-modewellenlängen (Installationsnorm)

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6. Wie wird eine LWL-Strecke mit einem OTDR zertifiziert?

TIA TSB 140 & ISO/IEC 14763-3 empfehlen den OTDR-Test als ergänzenden Test, um sicher gehen zu können, dass LWL-Installationen die Komponentenspezifikationen einhalten. Die Normen sehen nicht PASS/FAIL-Grenzwerte dafür vor. Es wird empfohlen, dass die Anforderungen an die Komponenten und die Designkriterien in Lokalen Netzwerkverkabelungen durch diesen speziellen Test berücksichtigt werden. Ein OTDR kann auf zwei verschiedene Arten eingesetzt werden, als Tester für LWL-Strecken mit einer Vorlauffaser von einer Seite oder zum Zertifizieren von LWL-Strecken mit einer Vorlauf- und einer Empfangsfaser.

Was man über OTDRs wissen sollte. OTDRs waren einst Laborgeräte, die schwierig zu bedienen und unpraktisch für den Feldeinsatz waren. Sie waren groß, schwer und für unerfahrene Techniker kompliziert einen Test einzurichten und damit exakte Ergebnisse zu erarbeiten. War einmal ein Test durchgeführt, war es schwer die Testresultate zu verstehen. Dies führte zu einem Stigma der Angst und Verwirrung. Heute jedoch sind viele OTDRs klein, leicht und einfach zu bedienen. Ein normaler Techniker kann heute Fehlersuche wie ein Experte durchführen - aber ein Grundverständnis wie ein OTDR arbeitet ist immer noch hilfreich.

• Grundfunktion. Un OTDR permite conocer pérdidas, reflectancias y ubicación de eventos. Envía pulsos de luz a una fibra y utiliza un fotodetector sensible para ver las reflexiones y trazarlas gráficamente en el tiempo. Para probar con precisión, se deben determinar y configurar las características de la fibra óptica antes de ejecutar la prueba.

• OTDR-Trace. - Das OTDR gibt Reflexionen und Verluste über der Zeit grafisch als Fasertrace wieder. Dabei wird die Zeit gleichzeitig in Entfernung angegeben. Erfahrene Techniker können einen solchen Trace lesen und erklären. Zum Beispiel, der folgende Trace, aus dem ein erfahrener Techniker herauslesen kann, dass eine Seite einer Rangierverteilerverbindung einen extremen Verlust aufweist.

Bild 20 – Beispiel OTDR-Trace eines Steckverbinders mit hohen Verlusten in 137m Entfernung

130 m 7 m 80 m

• Ereignisanalysen-SW - Die neuesten OTDRs haben eine ausgeklügelte SW, die eine automatische Traceanalyse und automatische Testsetupparameter zur Verfügung stellt. FNWs-OTDRs können automatisch Setupparameter wählen und sagen nicht nur wo Ereignisse auftreten, sondern können auch jedes dieser Ereignisse qualifizieren.

• Totzonen - Dies ist die kürzeste Faserlänge, die ein OTDR erkennen kann. Es kann auch als die Entfernung beschrieben werden, bei der nach einem reflektiven Ereignis die nächste Reflexion als solche erkannt werden kann. Jedes OTDR hat Totzonen und sollte nur mit einer dazu passenden Vorlauffaser betrieben werden, sodass der erste Steckverbinder der zu messenden LWL-Strecke gemessen werden kann.

• Dynamischer Bereich - Bestimmt die Länge der LWL-Strecke, die getestet werden kann. Je größer der Dynamische Bereich ist, um so länger kann die zu testende Strecke sein. Dabei gibt es allerdings auch einen Nachteil, je größer der dynamische Bereich ist, um so breiter werden die OTDR-Impulse und damit steiget die Länge der Totzonen.

• Geister (Ghosts)- Nicht so erschreckend wie es den ersten Anschein hat, denn Geister entstehen durch ein Echo, das durch hohe reflektive Ereignisse auf der zu messenden LWL-Strecke auftreten. FNWs-OTDRs identifizieren Geister aus dem Trace und sagen auch wo die Geisterquelle ist, so dass man diese eliminieren kann.

• Verstärkungen (Gainers)- Ein anderes unverstandenes Phänomen in einem OTDR-Trace wird als Gainer bezeichnet. Einfach ausgedrückt, eine Verstärkung ist anscheinend ein negativer Dämpfungserlust eines Ereignisses, genau dort wo eine Veränderung der optischen Faserparameter stattfindet und normalerweise dort zu finden, wo eine Fehlanpassung des IOR zweier gespleißter Fasern oder eine Verbindung von einem 50μm MM-LWL mit einer 62,5μm MM-LWL-Strecke ist. - Diese Ereignisart zeigt oft einen starken Verlust in der entgegengesetzten Messrichtung.

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OTDR-Zertifizierungs SetupEinrichtung zum OTDR Zertifizierungstest.Setup - Drehe den Drehschalter auf SETUP und wähle GLASFASER-OTDR. Nach [ENTER]

kommt man in das gleichnamige Menu.1. Als Erstes wähle den Testanschluss aus (Multi- oder Singlemode), welchen Testgrenzwert

Du brauchst, die Faserart und die gewünschte Testwellenlänge. Es ist möglich mehrere Testsets von OTDR-Testgrenzwerten zu erstellen und für einen bestimmten Job auszuwählen. Jeder OTDR-Test kann PASS (Bild 21) oder FAIL (Bild 22) ergeben, basierend auf dem Vergleich der Ergebnisse mit dem ausgewählten Testgrenzwert.

2. Auf dem zweiten Setup-Bildschirm kann man die Vorlauffaserkompensation aktivieren, bestimmen von welchem Ende gemessen wird und die Bezeichnungen die diese Ende haben.

Verwenden der Vorlauffaserkompensation VFK-Die Vorlauffaserkompensation wird zur Vereinfachung beim Testen verwendet und entfernt die Vorlauf- und Empfangsfaserverluste, sowie deren Längen aus den Messungen. Es zeigt an, wo die Vorlauf-(und/oder Empfangs) Faser im Trace zu finden ist (sind) und eliminiert diese von den Resultaten des Zertifizierungstests. Ist man ein Auftragnehmer, dann will der Kunde wissen wo ein Ereignis in seiner LWL-Installation zu finden ist, nicht dort wo das Testsetup es erkennt. Sobald VFK eingeschaltet ist, wird zum Beispiel eine Steckverbindung die 50m vom Rangierpanel entfernt ist auch in 50m Entfernung im Trace erscheinen, nicht bei 150m. Man dreht ganz einfach den Drehschalter auf SETUP, selektiert den zweiten Tab und aktiviert “VORLAUFFASERKOMPENSATION”. Danach zurück auf SPECIAL FUNCTIONS und NUR VORLAUF wählen, wenn man nur eine Vorlauffaser benutzt, oder andere Optionen, wenn auch eine Empfangsfaser angeschlossen wird.

3. Bestimme die Fasercharakteristik durch Übernahme der Standardwerte der ausgewählten Faser des ersten Schrittes oder wähle “BENUTZERDEFINIERT” und selektiere “BRECHUNGSINDEX n”, sowie “RÜCKSTREUUNG.

4. Hier kann Du aus einem Menu die “BEREICHSWAHL” und die “MITTELUNGSZEIT” gewählt werden.

5. Letztendlich, setze hier die “IMPULSBREITE” und den “VERLUSTSCHWELLWERT”.

Bild 21 – PASS Anzeige eines DTX Compact OTDRs

Bild 22 – FAIL Anzeige eines DTX Compact OTDRs

Auf dem DTX Compact OTDR können sehr viele Einstellungen wie Bereich, Mittelungszeit, Impulsbreite und Verlustschwelle auf Auto gesetzt werden. Den Drehschalter auf AUTOTEST und [TEST] drücken,dann wird das OTDR für diese zu testende Faser die am Besten entsprechenden Einstellungen wählen.

Einen Autotest ausführen - Sobald alle Einstellungen für einen Test erfolgt sind, wird der Drehknopf auf “AUTOTEST” gestellt, die Vorlauf angesteckt und [TEST] gedrückt. Wenn das Testergebnis ein PASS ist, dann [SAVE] drücken, den Test benennen und mit der nächsten Faser fortfahren. Um den Trace anzusehen drücke den Softkey [F1]. Die Ereignistabelle und die Grenzwerte sind ebenfalls über Softkeys am Hauptbildschirm erreichbar.

Zusammenfassung der erweiterten Zertifizierung

• OTDR-Traces charakterisieren die individuellen Komponenten einer LWL-Verbindung: Stecker, Spleiße und andere Verlustereignisse. Die erweiterte Zertifizierung vergleicht die Daten mit den Spezifikationen dieses Ereignisses, um zu bestimmen ob sie akzeptabel sind.

• Kritisch, da es Fehler identifiziert, die vielleicht unsichtbar für die Basic-Zertifizierung sind.

• Beweist, dass jede Komponente im LWL-Verbindungssystem richtig installiert wurde.

Genau wie beim Basic-Test, können die Ergebnisse zum PC heruntergeladen und mit der LinkWare Results Management SW verwaltet werden. Es ist einfach OTDR-Testergebnisse mit anderen Records, die den gleichen Namen haben, zusammenzuführen. Die FiberInspektoroption beim OptiFiber erlaubt auch Bilder von Steckergesichtern in die selben Records einzufügen, um die Sauberkeit der Steckergesichter zu beweisen und zusammengefasst e, professionelle Reports, die alle Testdaten in einem Dokument vereinen, zu generieren. Diese können sodann erstellt, in Pdf-Form ausgedruckt oder via E-mail verschickt werden.

Bild 23 – TRACE Anzeige eines DTX Compact OTDRs (850nm)

Bild 24 – TRACE Anzeige eines DTX Compact OTDRs (1300nm)

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Teststrategie der KabelzertifizierungEs gibt mehrere Möglichkeiten eine komplette Zertifizierung von LWL-Verkabelungen durchzuführen. Die Normen drücken sich klar aus welche Tests durchzuführen und welche optional sind, welche Testgrenzwerte und welche Testgeräte verwendet werden können. Aber sie machen keine Empfehlung wie Tests für eine optimale Produktivität im Feld durchzuführen sind. Basierend auf Jahrzehnte langer Arbeitserfahrung mit Auftragsnehmern, Installateuren und Technikern, hat FNW bewährte Methoden und Prozeduren entwickelt, die es möglich machen eine komplette LWL-Zertifizierung höchst wirtschaftlich durchzuführen.

• Sorge dafür, dass die Designkriterien und Testgrenzwerte vor einer Installation feststehen.

• Überprüfe auf richtige Faserpolarität, die Zustände der Steckeroberflächen und deren Verluste mit einfachen Verifkationswerkzeugen während der Installation.

Führe den erweiterten, Tier 2 Test, (OTDR Analyse) als den ersten Schritt zur Zertifizierung aus. Tut man das, dann:

- ist man sicher dass die Leistung der Steckverbinder die allgemeinen Verkabelungsnormen oder den Anforderungen des Systemdesigns entsprechen

- wird die Ausführung der Verkabelungsinstallation qualifiziert.- werden Probleme erkannt, die sofort mit dem OTDR gelöst werden können.

• Führe einen Basic Test, Tier 1, als zweiten Test für die Übertragungsstrecke (Channel) gegen die Applikationsnormen durch. Zertifiziert die Länge der Übertragungsstrecke und deren Dämpfungsverluste und berechnet die Reserve basierend auf den Normen.

• Wenn bidirektionale Tests nicht gefordert werden, messe die Übertragungsstrecke (Channel) mit der Wellenlänge der Applikation.

Bild 25 -

7. Verbreitete FehlerUngenügende Leistungen oder Signalstörungen resultieren aus allgemeinen Mängeln und verursachen Fehler in der optischen Übertragung.

Mit LWL-Verbindungen (Stecker+Kupplung) wird die Lichtübertragung von einem Faserkern zum anderen gewährleistet. Faserkerne sind kleiner als ein menschliches Haar. Um den Verlust an Signalleistung zu minimieren, sind zwei gut passende Steckeroberflächen notwendig.

• Verunreinigte LWL-Verbindungen, die Hauptursache von LWL-Fehlern, sind das

Ergebnis einer dürftigen Steckerpflege. Staub, Fingerabdrücke und andere ölige Verschmutzungen führen zu großen Verlusten und permanenten Schäden an Steckeroberflächen.

• Zu viele Steckverbinder in einer Übertragungsstrecke (Channel). Einfach, aber es ist wichtig den maximal erlaubten Verlust (für jede geplante Applikationsnorm) und den typischen Verlust für eine Art von LWL-Steckverbindern während des Designprozesses im Auge zu behalten. Auch wenn die LWL- Stecker richtig terminiert sind, wenn sich zu viele in einer Übertragungsstrecke befinden, dann können die Dämpfungserlust als Ganzes die Spezifikationen übertreffen.

• Fehlausrichtung. Die beste Art LWL-Fasern gut auszurichten ist sie mit einer Präzisionsspleißmaschine zusammen zu spleißen. Aus Praktischen Gründen jedoch, werden Verbindungen in der LWL-Technik als Steckverbinder ausgeführt. Es gibt sehr viele unterschiedliche Steckerarten, die alle ihre Vor- und Nachteile besitzen. Typische Dämpfungsverlustspezifikationen sind ein guter Mittelwert für wie gut die Fasern ausgerichtet sind. Jede dieser Spezifikationen für die Datenübertragungstechnik sollte mit FOCIS Normen verträglich sein.

- Schlechte Steckerqualität oder fehlerhafte Terminierung. Gute Qualitätssteck-

verbinder haben sehr enge Toleranzen, um eine präzise Ausrichtung zu erreichen.

- Steckeroberflächengeometrie. Die Leistung eines LWL-Steckverbinders ist

hauptsächlich von der Geometrie des Steckgesichtes abhängig. Diese Geometrie kann

in einem Labor mit einem Interferometer gemessen werden. Im Feldeinsatz sind

folgende Parameter beim Messen der Verluste und der Reflexionen involviert.

• Krümmungsradius. Die Oberflächewölbung einer Ferulle sollte gut mit anderen Ferullen übereinstimmen.

• Oberflächenrauheit. Kratzer, ausgebrochene Faserteile und Vertiefungen erzeugen Dämpfungsverluste und Reflexionen.

• Scheitelversatz (Apex Offset). Der Kern der Faser muss am höchsten Punkt der Ferulle zentriert sein.

Bild 26 – Beispiel eines häufig auftretenden Faserfehlers

38 39


• Faserhöhe. In einer Ferulle wird eine vorspringende (zu wenig polierte) Faser beim Zusammenstecken nicht gut und eine unterschnitte (zu viel polierte) Faser durch den entstehenden Luftspalt schlecht funktionieren.

- Nicht fest sitzende Steckverbinder. Ein Stecker kann in ein Rangierfeld angesteckt werden, aber keinen richtigen Sitz und/oder Kontakt mit seinem Gegenüber haben. Verschlissene oder zerstörte Verriegelungsmechanismen bei Steckern oder Kupplungen sind manchmal daran schuld.

- Schlechtes Kabelmanagement. Zug an einem Stecker kann zu schlechter Justierung oder Fehlausrichtung durch teilweises Zurückziehen, Bruch oder Abstecken des Steckers führen.

• Polarität. Wahrscheinlich der simpelste Verkabelungsfehler, ist ein Vertauschen von Sende- und Empfangsfaser. Das ist normalerweise einfach zu erkennen und zu reparieren. Aber manchmal sind Stecker als Duplexstecker ausgeführt und müssen auseinander gebrochen, um vertauscht zu werden. Normen bezeichnen Polarität mit einer Markierungskonvention, von der selten Gebrauch gemacht wird und zur Verwirrung beiträgt.

- Polarität sollte mit A oder B Markierungen bezeichnet werden

- A ist für Senden und B ist für Empfangen; oder ROT steht für Senden und SCWARZ für Empfangen.

Schlechtes Kabelmanagement, Systemdesign oder kaputte Kabel sind auch Fehlerursachen in LWL-Verkabelungssystemen. Die Faser hat eine sehr hohe Zerreisfestigkeit, aber ist anfällig für Quetschungen und Brüche, wenn sie missbräuchlich behandelt wird.• Biegungen. Macro- und Microbending, hervorgerufen durch straffe Kabelbinder

oder Biegeradiusunterschreitungen ergeben einen übermäßigen und unerwarteten Dämpfungsverlust.

• Brüche. Das Licht wird sich nach einer Stelle an dem die Faser gequetscht oder gebrochen ist nicht weiter ausbreiten.

• Intersymbolstörung. Intersymbol interference (ISI). Störende Signale sind meist Anzeichen eines schlechten Systemdesigns. Ein LWL-System, bei dem die Applikationsnormen beim Zertifizieren nicht bedacht wurden, ist anfällig für ISI.

- Modale Dispersion durch überschreiten der maximalen Längenbeschränkungen mit

MM-LWLs.

- Reflexionen von zu vielen hochreflektierenden Steckverbindern führen zu erhöhten

Bitfehlern durch zu große Rückflußdämpfungen.

Grundlagen der Fehlersuche• Halte Sauberkeit. Verschmutzte Steckverbinder sind die ärgste Fehlerursache und führen

oft zur größten Herausforderung bei der Fehlersuche. Reinige die Steckeroberflächen immer wenn sie angeschlossen werden. Man kann die Steckeroberflächen mit einem Gerät, wie z.B. dem FiberInspector Mikroskop auf Reinheit überprüfen.

- Staub blockiert die Lichtübertragung

- Fingerfett mindert die Lichtübertragung

- Verschmutzung auf Steckverbindern breitet sich durch Kontakt mit anderen Steckern aus- Kontaminierte Steckeroberflächen machen das Testen schwierig

- Vergiss nicht die Geräteanschlüsse (Router, Switches, NICs) zu überprüfen, die können auch verschmutzt sein.

• Verwende die richtigen Testeinstellungen. Testnormen gemäß Spezifikation stellen sicher, dass man die genauesten, konsistentesten, verständlichsten und wiederholbarsten Resultate erzielt.

• Verwende vorgesehene Wickeldorne bei MM-LWL für genaueste und wiederholbare Messungen.

• Hochqualitative TRCs (Messkabel) und Vorlauffasern sollten immer verwendet werden. Das Verwenden von herumliegenden, fragwürdigen Testkabel sollte man auf jeden Fall unterlassen.

- Alle TRCs für die Verlustmessung sollten mit sehr guten Testergebnissen geliefert werden.- Messkabel sollten es mit der Polarisierung einfach machen - Kabel von FNW sind mit einer

roten Knickschutztülle an dem Ende in dem das Licht eingekoppelt wird und mit einem schwarzen Ende, bei dem das Licht ausgestrahlt wird, versehen.

- Patchkabel sollten sauber gehalten und ausgetauscht werden, sobald sie Anzeichen von Verschleiß zeigen.

• Wähle Testgrenzwerte, die sowohl der Verkabelungsnorm als auch der Applikationsnorm entsprechen.

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8. Anleitung zur Fehlersuche verbreiteter Fehler mit dem OTDR

OTDRs sind die leistungsstärksten Geräte zur Fehlersuche in LWL-Verkabelungen. Die kluge

Verwendung eines OTDRs kann zeitraubendes Ausprobieren bei der Fehlersuche verhindern.

Vorteile bei der Fehlersuche mit einem OTDR• Test nur von einer Seite. Es gibt keine Veranlassung Testgeräte an beiden Enden einer

LWL-Verbindung anzuschließen und macht die Fehlersuche für nur einen Techniker daher einfacher.

• Präzise Ortung eines Fehlers. OTDRs können die Stellen von Brüchen, zu scharfen Biegungen und verschmutzten Steckverbindern erkennen.

• Qualifizierung bekannter Ereignisse wie Steckverbinder und Spleiße an der Stelle wo sie wirklich sind, zusammen mit den dazugehörigen Verlusten und Reflexionen.

Fehler finden mit einem OTDR 1. Vergewissere Dich, dass die LWL-Verbindung keine lebende Verbindung ist (Signale

können den OTDR-Ausgang zerstören).2. Schalte das OTDR ein und schließe eine qualitativ gute, reine Vorlauffaser am OTDR-

Ausgang an (mindestens 100m). 3. Stecke die Vorlauffaser an ein Ende der zu testenden LWL-Strecke an (vergiss nicht die

Steckerendflächen vor dem Anschließen zu reinigen).

Bild 27

4. Stelle das OTDR zum Testen eina. Wähle die zu testende Faserart und/oder charakterisiere sie im Setupmenu.b. Setze eine PASS/FAIL-Grenze von 0,3dB für die Stecker und 0,1dB für Spleiße. c. Wähle Dual-Wellenlängentest im OTDR-Setupmenu.d. Setze die Vorlauffaserkomensation bei dem das Ende der Vorlauffaser als Startpunkt

(Null Meter/Feet) am Trace angezeigt wird, um das Testen zu vereinfachen.

e. Überprüfe und vergewissere Dich, dass die Impulsweite, die Mittelungszeit und der

Messbereich auf Automatikmode gestellt sind.

f. Setze die Verlustschwelle auf 0,01dB und wähle Dual-Wellenlängentest

5. Führe CHANNELMAP aus, um sicher zu gehen, dass diese zu testende LWL-Strecke, bei der

Du angesteckt hast, auch so aussieht wie Du es Dir vorgestellt hast.

a. Solltest Du das entfernte Ende der Vorlauffaser nicht sehen, kann das Problem am nicht

voll eingerasteten Stecker innerhalb der Kupplung des Rangierfeldes liegen.

b. Du solltest alle Steckverbinder und Kabelsegmente sehen, die Du erwartest zu sehen,

- wenn nicht, dann handelt es sich um einen Faserbruch oder ein nicht angestecktes

Kabel.

Bild 27a

6. Ein fortschrittliches Feature des OptiFiber-OTDRs ist die FAULTMAP (Bild 27b). Die

FaultMap benützt die Ereignisanalyse für die Bestimmung der Qualität der Steckverbinder,

ohne Benutzersetup oder Programmierung. Sobald die FaultMap einen Steckverbinder als

fragwürdig bezeichnet, wird erst eine weiterführende Analyse es sicherstellen, dass die

Leistung dieses Steckers akzeptabel ist.

7. Jetzt solltest Du zum AUTOTEST wechseln und einen Trace fabrizieren

i. Wenn am Bildschirm erscheint, dass der Trace den Test nicht bestanden hat,

schau auf den Trace und/oder in die Ereignistabelle des fehlerhaften Ereignisses

und identifiziere den Fehler.

ii. Wenn das Ende der Faser näher ist als es sein sollte, dann ist an derjenigen Stelle

eine gebrochene Faser am Wahrscheinlichsten

iii. Du kannst mit einem Rotlicht (Visual Fault Locator - VFL) oder durch laufen

lassen eines Echtzeittraces (Realtime Trace), sowie gleichzeitigem erzeugen eines

Macrobendings, den Bruch oder das fehlerhafte Ereignis physikalisch lokalisieren.

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Bild 27b

Bild 27c Ereignistabelle des FNW OptiFibers OTDRsiv.

iv. Drücke „Nächster Trace“ [F1], um die selbe Faser, gemessen mit einer längeren

Wellenlänge, anzusehen. Dies zeigt schlechte Ereignisse meist vergrößert, da

längere Wellenlängen empfindlicher für bestimmte Ereignisarten sind.

v. Wenn Du Steckverbinder mit fehlerhaften Grenzwerten und einem langsamen

Abklingvorgang am Trace erscheinen, dann hast Du möglicherweise verschmutzte

Steckverbinder. Du kannst nun diese Steckverbinder mit dem FiberInspector

physikalisch überprüfen. Vergewissere Dich einen guten Reinigungskit

mitzuführen!

b. Nachdem Du alles gereinigt und jeden Fehler beseitigt hast, teste die LWL-Strecke

nochmals.

i. Wenn nun der Test die Testgrenzwerte einhält und ein PASS angezeigt wird, dann

speichere die Resultate und exportiere sie in LinkWare zur weiteren Aufbewahrung.

Wenn Du die FiberInspector-Option besitzt, kannst Du auch die reinen

Steckergesichter in den selben Record speichern.

Bild 27d

ii. Wenn Du einen Vor und nach dem Reinigen-Vergleich machen willst, dann kannst Du

dies mit der Funktion “Trace Overlay” bewerkstelligen.

Hinweis: Mit etwas Messgrundkenntnissen kann die Fehlersuche auf unterster Ebene

auch mit einem LSPM-Kit erfolgen. Zum Beispiel wird die Überprüfung der Polarität mit

dem FindFiber-Feature des SimpliFiberPro-Kits durchgeführt. Dieses Feature kann den

normalerweise zeitraubenden und personalintensiven Prozess der Kabelidentifizierung

zwischen Rangierpanelen sehr vereinfachen. Durch die FindFiber Remote-ID-Quellen,

kann ein Techniker einen kompletten End-to-End-Test durchführen, in dem er diese in die

zu testenden Anschlüsse steckt, bevor er die Anschlüsse auf der anderen Seite mit dem

SimpliFiber-Pro Leistungsmesser, das eindeutige Indentifizierungssignal, übertragen von

der FindFiber-Quelle, abliest.

Als ein Gerät, das zum Testen einer LWL-Installation von einem Ende zum anderen

eingesetzt wird, kann das LSPM auch dazu benutzt werden jeden fragwürdigen

Steckverbinder einzugrenzen. Lässt man eine Lichtquelle an einem Ende angesteckt,

so kann ein Techniker eine LWL-Verbindung systematisch bei den Steckverbindern

auseinandernehmen, diese überprüfen und gegebenenfalls die Steckergesichter reinigen,

bevor das gesamte Gewerk bis zu diesem Punkt getestet wird. Wenn die Verlustmessung

innerhalb der erwarteten Werte liegt, wird wieder zusammengeschlossen (nach einer

44 45


Überprüfung und Reinigung des Steckergesichtes, natürlich) und beim nächsten

Steckverbinder bis zum Ende der Strecke wiederholt, solang, bis die problematische Stelle

identifiziert und korrigiert ist.

Erkennen intermittierender Leistungsschwankungen ist ebenfalls eine Aufgabe bei dem ein

LSPM zum Fehlersuchen eingesetzt werden kann. Ob bei einem fehlerhafter Switch oder

einer minderwertigen Verbindung auf der Steckerrückseite, Leistungsschwankungen sind

problematisch, schwierig zu erkennen und einzufangen, da sie sehr kurz sind. Das Min/Max-

Feature des SimpliFiber-Pro Leistungsmessers jedoch, hilft hier mit seinem genauen Tracking

des Leistungspegels, um sicher zu gehen die Übertragung auf dieser Strecke ist stabil. Durch

die Bereitstellung der oberen und unteren Grenze einer Wellenlängenmessung während

der gesamten Dauer einer Testsession, erhält man einen besseren Einblick wo ein Fehler

auftreten könnte.

9. Steckeroberflächen Inspektion und ReinigungInspektionOrdentliche Inspektion hilft beim Erkennen der zwei häufigsten (jedoch am leichtesten zu verhindernden) Fehlerursachen: beschädigte und verschmutzte Steckerendflächen.

Beschädigung in der Form von Sprüngen, Kratzern, Rissen und Vertiefungen des Kern- und Mantelglases, sind das Ergebnis des Zusammensteckens verunreinigter Steckerendflächen. Winziger Fremdstaub am Kernglas kann auch Beschädigungen hervorrufen, die beim Zusammensteckvorgang die Endgesichter der Stecker ruinieren.

Verschmutzungsquellen sind überall, und stammen entweder von Berührungen mit einem Finger oder von Fasern eines Stoffgewebes, weniger allerdings vom allgegenwertigen Staub oder statisch aufgeladenen Partikeln in der Luft. Anschlüsse sind meist der gleichen Verschmutzung ausgesetzt, was aber häufig übersehen wird. Zusammenstecken eines reinen Steckers mit einem verschmutzten Anschluss verunreinigt nicht nur den vorher reinen Stecker, sondern kann auch die Fasern beschädigen und Fehler verursachen. Sogar die Schutzkappen oder “Staubschutzkappen” auf “direkt aus der Verpackung kommenden” Stecker, Patchkabel und Geräten können, bedingt durch deren Herstellungsprozess und den verwendeten Materialien, verschmutzt sein.

Die typische Annahme ist, dass ein rascher Blick auf die Steckeroberfläche ausreicht, um

die Reinheit derselben zu überprüfen. Wie schon gesagt sind die Kerne dieser Fasern sehr

klein - im Bereich von circa 9μm bis 62,5μm. Stellen wir uns das vor, ein Durchmesser von

9μm, das menschliche Haar ist irgendwas von 1,5 bis 9 mal dicker! Bei einer so kleinen

Kerngröße, ist es unmöglich irgendeinen Defekt der Steckerendfläche ohne die Hilfe eines

Mikroskops zu erkennen.

Es gibt zwei Arten von Fasermikroskopen:

• Optische (Bild 28) – röhrenförmig und kompakt, Signale werden durch die FindFiber-Quellen übertragen - zur direkten Inspektion der Steckerendgesichter. Weit verbreitet, weil sie billig sind; sie sind jedoch nicht geeignet Steckeroberflächen in einem Gerät oder einem Rangierpanel zu besichtigen.

• Video (Bild 29) – kleiner optischer Prüfkopf ist mit einem Handdisplay verbunden. Die Größe des Prüfkopfes ist sehr gut dafür geeignet Anschlüsse zu überprüfen, die schwer zugänglich sind; ein großer Bildschirm ermöglicht es, Steckerendflächendefekte einfach zu erkennen. Sie sind auch sicherer, da sie ein Bild und nicht das aktuelle Endgesicht anzeigen und damit das Risiko, die Augen einer gefährlichen Strahlung auszusetzen, reduzieren.

Grundsätzliches zum Überprüfen optischer Fasern - zeige dem Betrachter was das unbewaffnete Auge nicht sieht, das wichtigste gewünschte Merkmal ist die Erkennungsfähigkeit - grundsätzlich das kleinste Objekt, das erkannt werden kann.

ReinigungOrdentlich gereinigte Steckeroberflächen können tatsächlich auf ein Plus von bis zu 1,39dB

zusätzlich zum erlaubten Dämpfungsverlust ergeben (Bild 30).

Mit anderen Worten, wenn zum Beispiel eine LWL-Strecke einen Gesamtverlust von 5,0dB

gegen eine spezifische Zielvorgabe von 4,5dB hat, hilft das Reinigen der Endflächen, den

Streckenverlust auf etwas mehr als 3,6dB zu verringern, damit ein PASS zu bekommen und

eine Menge Reserve zu erhalten.

Konsequenterweise, ist es wichtig das Reinigungswerkzeug und -methoden weise zu wählen

und bis dato gebräuchliche Praktiken über Bord zu schmeißen.

Vielleicht der größte typische Irrtum ist die Luft aus den Dosen zum Reinigen der

Steckoberflächen und Anschlüssen.

Bild 28 – Optisches Mikroskop

Bild 29 – Vídeo Mikroskop

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• Um große Staubpartikel wegzupusten, sicher hilfreich, aber ineffizient für Ölrückstände

oder sehr kleine statisch aufgeladene Partikel, die gleich nachteilig für Fehlerursachen

sind.

Bild 30 – Vergleich zwischen einer reinen und einer verschmutzten Steckerendfläche

Das gleiche Problem tritt auf, wenn Hemdsärmel oder “reine” Tücher für das Steckerabwischen verwendet werden; es ist Fakt, die Faserspuren der staubanziehenden statischen Aufladung durch den Gebrauch dieser Materialien zieht mehr Verschmutzung an, als es sie reduziert. Sogar Isopropylalkohol (IPA = eigentlich Isopropanolum), der historisch als das akzeptierte Reinigungsmittel gewesen ist, ist getestet gegenüber Speziallösungsmittel minderwertig.

IPAs Unfähigkeit nichtionische Verbindungen wie Gleitmittel und Buffergel zu lösen, sowie sein Verdampfungsrückstand, machen Speziallösungsmittel zum Reinigungsmittel erster Wahl. Wenn diese Reinigungsmittel verwendet werden, ist die richtige Reinigungsmethode “Nass nach Trocken”, natürlich mit faserfreien Tüchern (Bild 31).

Bild 31 – “Nass nach Trocken” Reinigungsmethode. Trage Reinigungsflüssigkeit am Anfang eines Tuches auf. Halte den Stecker senkrecht und mit leichtem Druck auf das Tuch bewege das Steckergesicht von der nassen in die trockene Zone.

Die Arten der Reinigungsmittel variieren in Ausstattung und Preis, erstrecken sich von einfachen Tüchern bis zu Ultraschallgeräten. Welches Werkzeug eingesetzt wird, ist je nach Budget unterschiedlich - aber für die meisten Verkabelungsarbeiten und Projekte, ist die Paarung von faserfreien Tüchern und Stäbchen zusammen mit einem Speziallösungsmittel, die in Inspektions-, Zertifizierungs- und Reinigungs-kits angeboten werden, ausreichend.

10. Schlussfolgerung Die Verkabelungsinstallation ist ein Mehrschrittprozess. Es ist eine vernünftige Praxis das Verkabelungssystem nach der Installation zu zertifizieren, um sicher zu gehen, dass alle Verbindungen die erwarteten Leistungen erbringen. Zertifizierung wird wahrscheinlich einige Fehler oder geringe PASS-Ergebnisse erkennen. Um ein qualitativ hochwertiges Verkabelungssystem zu liefern, müssen die Fehlerursachen und geringen PASS-Ergebnisse entdeckt und korrigiert werden.

Mit einer vollständigen Auswahl an Glasfaserzertifizierungsgeräten (Anhang 2), bietet FNW einzigartige und leistungsstarke Hilfe bei der Diagnose für Installationstechniker. Durch das Wissen der Natur eines typischen Fehlers und wie die Tester dessen Diagnose anzeigen, kann die Zeit für die Korrektur einer Anomalie entscheidend reduziert werden. Personen die für den Netzwerkbetrieb zuständig sind können ebenfalls von den Diagnosefähigkeiten eines Zertifizierungswerkzeuges profitieren; mit Hilfe des Testers können die Netzwerk-Downtimes begrenzt und die Wiederherstellung des Services rasch erfolgen.

Wir möchten Ihnen ans Herz legen, sich mit den Fähigkeiten Ihres Testwerkzeuges selbstauseinanderzusetzen - es ist ein kleines Investment, das sich selbst trägt und viele Malebezahlt macht. Zur Ergänzung Ihres Präzisionsinstrumentes bietet FNW eine breite Expertenvielfalt und zeitgerechte Supportoptionen. Ob Sie nun ein Installateur, Netzwerkbesitzer oder Auftragnehmer sind, folgende Hilfsmittel sind verfügbar:

• White Papers und Knowledge Base Artikel - aufschlussreiche Studien und hilfreiche Ratschläge über einschlägige Themen der Strukturierten Verkabelung.

• Unübetroffene technische Hilfe vom perfekt trainierten FNW Technical Assistance Center (TAC).

Certified Test Technician Training (CCTT) Klassen welteit verfügbar.

Gold Support Programm - umfassende Wartung und Unterstützung, inkludiert Priorityreparatur und Leihgeräte, jährliche Kalibration und Prioritätsunterstützung mit Nachtstunden- und Wochenendservice.

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11. Anhang 1 - GlossarCutoff-Wellenlänge: ist die Wellenlänge bei der die Singlemodefaser aufhört im Singlemode zu übertragen.

dB (Dezibel) - logarithmische Maßeinheit der Leistung, bei der die Leistungsgröße relativ zu einem spezifisch implementierten Referenzpegel angezeigt wird; normalerweise in Verbindung mit einem Verlustereignis (Dämpfungsverlust).

dBm - ist der Leistungspegel dB bezogen auf 1 mW. In optischen Systemen wird 1 dBm als Referenz für die absolute optische Leistung von 1 mW genutzt, ausgedrückt in dBm.

Ferulle - ein hochpräzis gefertigtes Führungsröhrchen aus Keramik oder Metall, in das die Faser eingeklebt und anschließend poliert wird (Steckerteil).

FiberInspector - FNWs beliebte Baureihe der Handheld Geräte für Steckergesicht- und Anschlussüberprüfung, erstreckt sich vom optischen Röhren- bis zum Videomikroskop.

Gbps – Gigabits pro Sekunde

Installationsstrecke – Pemannet Link (PL) - fest installierte LWL-Verbindung.

LED - Light Emitting Diode, eine Lichtquelle mit relativ geringer Intensität.

LWL-Strecke – alle physischen Kabel für eine Verbindung inklusive aller Segmente und Steckverbinder.

LSPM - Light Source Power Meter, ein LWL-Prüfgeräte-Set, bestehend aus einer Lichtquelle und einem Leistungsmesser, um den Dämpfungsverlust einer Strecke zu messen.

Mbps - Megabits pro Sekunde

OLTS - Optical Loss Test Set, ein Zertifizierungsgerät für dien Tier 1 Test, den Basic-Test, das den Dämpfungsverlust einer Strecke misst.

OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) - Optisches Rückstreumessgerät, ein Zertifizierungsgerät für den Tier 2, den Erweiterten Test, um die Qualität einer LWL-Strecke und der Bauteile ortsauflösend zu messen und darzustellen.

LSPM – Light Source Power Meter, o fuente de luz y medidor de potencia, instrumento básico de verificación de fibra compuesto por un medidor de potencia y una fuente para medir la pérdida en un enlace.

TRC - Test Reference Cord - Messkabel - ein hochqualitatives Rangierkabel zwischen 1 und 3 m Länge mit Hochleistungssteckern, idealerweise mit versiegelten, kratzfesten Steckeroberflächen, die eine Menge Steckzyklen ohne Leistungsverlust aushalten.

Übertragungsstrecke (Channel) - Ende zu Ende Verbindung eines Übertragungsmediums zwischen einem Sender und einem Empfänger.

VCSEL - Vertical Cavity Surface Emitting Laser, häufig verwendete MM-Lichtquelle, verwendet für hochbitratige Übertragungen

Verifikationstest (Überprüfungstest) - der Leistungstestprozess einer installierten Übertragungsstrecke, um sicher zu sein, dass ein minimaler Grenzbereich eingehalten wird.

VFL - Visual Fault Locator - Rotlichtquelle - optische Lichtquelle, die ein Laserlicht mit geringer Leistung überträgt, um Brüche in LWL-Verbindungen zu identifizieren.

Vorlauffaser - die Faser, die zwischen der zu testenden LWL-Strecke und dem OTDR-Ausgang angeschlossen wird, um den Steckverbinder am nahen Ende zu beurteilen.

Zertifizierungstest - der Testvorgang der Übertragungsleistung eines installierten Verkabelungssystems zu einer spezifizierten Norm; benötigt wird ein OLTS für eine Tier 1 Zertifizierung und ein OTDR für eine Tier 2 Zertifizierung.

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Überprüfung (Verifikation) Fehlersuche Zertifizierung

PrüfeVerbindung

PrüfePolarität

Überprüfe Verlust der gesamten

LWL-Verbindung, um Dämpfungs-budget nicht zu überschreiten

PrüfeStecker-

oberfläche auf erschmutzung

oderBeschädigung

ReinigeVerschmutzung

FindeMängel

Basic(Tier 1)

Erweitert(Tier 2)

SpezialisiertesLWL Reini-gungszubehör

3

VisiFault (VFL)Rotlichtquelle

3

FindFiber Remote ID 3 3

SimpliFiberPro OpticalLoss Test Kit

3 3 3

CertiFiber OLTS

3 3 3

FiberInspectorVideoMikro-skop

3

DTX Series mitFiber Modulen

3

DTX CompactOTDR

3

OptiFiber OTDR

3 3 3

Anhang 2 – Fluke Networks LWL-Test- und Fehlersuchgeräte

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Anhang 3 - TestreferenzmethodenWir haben die Theorie des Dämpfungsverlusttests für LWL-Strecken in “Zertifizierung - Verfahren und Geräteanforderung” unter dem Abschnitt “Verkabelungszertifizierung” des Kapitel 3, “Die Testtheorie - Leistung einer LWL-Verkabelung”, besprochen. Die Dämpfungs-verlustmessung einer installierten LWL-Strecke ergibt sich aus zwei Leistungsmessungen. Die “Testreferenzmessung” legt die Basis als “Null-Leistungspegel” fest, mit dem das Testwerkzeug die Leistung durch die zu testende LWL-Strecke vergleicht. Aus der Differenz dieser beiden Leistungspegel gewinnt man den Verlust der zu testenden LWL-Strecke. Wir haben darauf hingewiesen, dass es äußerst wichtig ist, die Dämpfungsverlustmessung mit der gleichen Lichtquelle und den gleichen Lichteinkoppelkonditionen, wie beim Setzen der Referenz, auszuführen.Viele Normen empfehlen die Ein-Jumpertestreferenzmessung für LAN-Verkabelungen. Relativ kurze Längen und mehrfache Steckverbinder charakterisieren ein Firmennetzwerken ein Ge-bäude oder einen Campus. Zugangs- oder Weitverkehrsnetze können oft nur einen Anschluss an einem Ende einer hundert mal längeren Verbindung, als das längste LAN-Segment haben. Es ist sehr wichtig, dass beim Test einer ganzen Firmenverkabelung jeder Steckverbinder seinen Dämpfungsverlustbeitrag korrekt und genau leistet. Die Bewertung der unterschiedli-chen Methoden zum Setzen einer Referenz entwickelten sich in erster Linie um die Art wie diese Methoden die beiden Endstecker des zu testendes LWL-Streckensegments erfassen. Jede dieser Testreferenzmethoden, die wir besprochen haben behandelt jeden Steckverbind-er oder Spleiß zwischen den Endsteckern einer zu testenden LWL-Strecke auf die gleiche Weise. Tabelle 2 zeigt, wie bei einem 300m langen LWL-Segment mit je einem Stecker an jedem Ende, die Dämpfungsverlustfehlgrenze dieser Endestecker 1,5dB repräsentieren, aus einem Dämpfungsbudget (maximale Verlustgrenze) von 2,55dB. Das sind 59% des Verbind-ungsdämpfungsverlustbudgets.

Die Ein-JumpermethodeBeziehen wir uns auf die Erklärungen in Bild 13 und Bild 14. Die Verluste jeder dieser beiden Endsteckverbinder der zu testenden LWL-Strecke sind komplett und genau inkludiert.

Die Kritik an der Ein-Jumpermethode ist zweierlei:

a. Die Stecker des Testgerätes müssen die gleichen sein wie die am Ende einer zu testenden LWL-Strecke.

b. Ein zweites LWL-Messkabel (TRC) muss hinzugefügt werden, um den Leistungsmesser am entfernten Ende der Verbindung anzuschließen; dessen Qualität und Leistungsfähigkeit kann unbekannt sein.

FNW hat sich auf mehrere Arten mit dieser Kritik auseinandergesetzt1. Die LWL-Module der DTX-Serie, sowie die LSPM-Testwerkzeuge neuerer Produktion, wie

das SimpliFiber-Pro bieten Wechseladapter für den Leistungsmesser. Die Testgeräte haben typischerweise als Standardausführung den SC-Stecker. Optionale Adapter und TRCs sind für ST, LC oder FC-Steckersysteme für die bevorzugte Ein-Jumpermethode verfügbar.

2. Alle TRCs (LWL-Messkabel) sind nach den selben, genauen Spezifikationen durch ein patentiertes Verfahren mit gehärteten Steckeroberflächen hergestellt, um kratzfeste und langhaltende Kabel mit einer optimalen Geometrie für die Lichtkopplung zu liefern. Die Gesamtverlustgrenze dieser TRCs ist 0,1dB.

Bei den LWL-Modulen der DTX-Serie, sind die TRCs als Duplexkabel implementiert. Der zusätzliche TRC ist daher mit dem ersten verbunden und hat die selbe Qualität und Leis-tungsfähigkeit wie der für das Setzen der Referenz benutzte. Der Umstand, dass der zusät-zliche TRC verbunden ist stellt sicher, dass ein hochqualitatives Kabel für den Messtech-niker im Feld sofort verfügbar ist.

Natürlich gibt es auch Steckersysteme bei der die Ein-Jumper Referenzmethode nicht adaptiert werden kann. Das am weitesten verbreitete Beispiel ist wohl der MTRJ-Stecker. Wir wollen zuerst die Zwei-Jumpermethode erklären und mit einer Adaption der Zwei-Jumpermethode, die wir “Modifizierte Ein-Jumpermethode” nennen, anschließen, da hier die Verluste in den Endsteckverbindern des zu testenden LWL-Streckensegments genau und richtig berücksichtigt werden.

Die Zwei-JumpermethodeBild A2-2 zeigt die Verbindungen für die Zwei-Jumperreferenzmethodenmessung. Die Lich-tquelle ist an das TRC1 angeschlossen, während der Leistungsmesser an einem gleicharti-gen LWL-Messkabel TRC2 angeschlossen ist. Für die Referenzmessung sind die beiden TRCs mit der passenden Referenzkupplung zusammengesteckt (CR1). Wir empfehlen Kupplungen für Singlemodeapplikationen zu verwenden, da diese Kupplungen genauere mechanische Spezifikationen haben, so dass eine bessere und öfter gleichbleibendere Ausrichtung der Faserkerne gesichert ist.

Bild A2-1 Zwei-Jumperreferenzmethode - Die optische Dämpfungsverlustreferenzmessung erfasst die Dämpfung des LWL-Messkabels 1 (TRC1) und der Lichtquelle, die Dämpfung im TRC1, die Dämpfung der Referenzverbindung CR1, die Dämpfung im TRC2 und die Dämpfung in der Steckverbindung zwischen TRC2 und dem Leistungsmesser.

Wir wollen die Analyse der Referenzleistungsmessung genauso wiederholen, wie wir es bei

der Analyse der Ein-Jumperreferenzmethode von Bild 13 getan haben. Es ist sicher loh-

nenswert wieder die Wichtigkeit der Einkoppelbedingungen der Lichtquelle in den TRC1 zu

betonen. Wir haben hier nicht den Wickeldorn gezeigt, aber der richtige Wickeldorn ist für

wiederholbare Testresultate im Multimodebereich zwingend vorgeschrieben. Unsere Analyse

folgt dem Lichtweg von der Lichtquelle zum Leistungsmesser.

Die Einkopplung der Lichtenergie von der Lichtquelle in den TRC1 wird durch den Zustand der Verbindung zwischen dem Testgerät und dem TRC1 beeinflusst. Diese muss nicht per-fekt und der detailierte Zustand nicht unbedingt bekannt sein so lange er nur während der

LichtquelleLeistungsmesser

TRC1 TRC2

CR1

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Testphase stabil bleibt. Daher, lass die Finger von der Verbindung zwischen TRC1 und der Lichtquelle. Für die Wellenlänge von 1300nm ist dieser Dämpfungsverlust 0,0015dB. Setzen wir voraus, dass wir die TRCs nicht missbräuchlich verwenden, so wird sich der Dämpfungs-verlust in der Faser während des Messens der LWL-Strecken nicht verändern. Ein Dämp-fungsverlust im CR1 zwischen den beiden LWL-Messkabel wird auftreten. Wir wollen seinen Einfluss später behandeln. Es gibt auch etwas Dämpfung in der Kupplung vom TRC2 in den Leistungsmesser. Bei dieser Messmethode dürfen wir diese Kupplung beim Anstecken an das zu testende LWL-Streckensegment nicht berühren. Schau weiter unten zum Bild A2-2, das die Testverbindungen für den Dämpfungsverlusttest eines LWL-Streckensegmentes zeigt.

Bild A2-2 Zwei-Jumpermethode optischer Dämpfungsverlustmessung - Die “Differenz” zwischen dem Referenzleistungspegel und dem Testverlustleistungspegel ist der Leistungsverlust der zu testenden LWL-Strecke, der Dämpfung im Steckverbinder C2 und der Differenzverlust zwischen CR1 (Referenzverbind-ung) und C1. Dieser Unterschied kann variieren; der Gesamtverlust im Steckverbinder C1 ist nicht in den Dämpfungsverlusttestresulten inkludiert.

Wir wenden uns nun der Lichtverlustdifferenz zwischen der Referenzmessung und der LWL-Streckenmessung zu, um sicher zu gehen, dass diese Differenz des Dämpfungsverlustes des zu testendenLWL- Streckensegments genau entspricht. Die Differenz schließt voll das zu testende LWL-Streckensegment und den Steckverbinder C2 aber nicht C1 ein. Die Referen-zmessung umfasst die Steckereinfügedämpfung von CR1. Während der LWL-Streckenmessung messen wir die Differenz zwischen dem Referenzsteckverbinder CR1 und dem Steckverbinder C1. Die Differenz entspricht nicht dem Dämpfungsverlust im Steckverbinder C1. Diese Dif-ferenz ist nicht bekannt oder abschätzbar. Die Zwei-Jumperdämpfungsverlustmessmethode bewertet nicht komplett das Verbindungssegment und die beiden Steckverbinder an dessen Ende.

Wird gegen einen Applikationsstandard gemessen, dann ist das Resultat wahrscheinlich um 0,5dB zu gering - mehr oder weniger. Dies ist nicht akzeptabel, wenn die Dämpfungsgren-zwerte im 2,6dB bis 3,5dB Bereich liegen. Eine 0,5dB Abweichung stellt einen Fehler von 25%, respektive 14% dar.

Wenn eine Installationstestnorm ausgewählt wurde, kann diese Zwei-Jumpermethode etwas korrigiert werden, indem man den C1 Steckverbinder von der Anzahl der Steckverbinder aus-schließt. Die Kalkulation der Grenzwerte schließt dann den Dämpfungsverlust dieses einen Steckverbinders aus. Wir sagen hier “etwas”, da der Vorteil einer LSPM-Messung ja auf der Tatsache basiert, dass der genaue Beitrag jedes Elements zählt.

Lichtquelle

zu testende Strecke

Leistungsmesser

TRC1 TRC2

C1 C2

Die “Modifizierte Ein-Jumpermethode”Wir können den Fehler der Zwei-Jumpermethode durch hinzufügen eines TRCs bei der Messung der Streckendämpfung wie durch TRC 3 in Bild A2-4 dargestellt, ausgleichen. Die Referenzmessung dieser Methode ist identisch mit der der Zwei-Jumpermethode, die wir soeben besprochen haben und in Bild A2-3 gezeigt wird.

Wir haben hier die Steckverbinder im Bild A2-3 und Bild A2-4 farbig dargestellt, da die Steckverbinder der Testgeräte am Ende der zu testenden Strecke nicht unbedingt die gleichen Steckerarten sein müssen. FNW empfiehlt diese Methode für Steckerarten wie den MTRJ-Stecker, bei dem die “echte” Ein-Jumpermethode nicht verwendet werden kann. Diese TRCs sind sogenannte Hybridkabel, was heißt, dass sie mit unterschiedlichen Stec-kerarten an den Enden terminiert sind. TRC3 der MTRJ-Applikation muss für das richtige Kuppeln an die zwei Standardsteckverbinder Führungsstifte haben. Ein MTRJ-Kit ist von FNW erhältlich. Erinnere Dich in diesem Zusammenhang an die austauschbaren Adapter am Leistungsmesser die es ermöglichen lieber die empfohlene Ein-Jumpermethode zu verwen-den, wenn diese Alternative möglich ist. cuando esta alternativa está disponible.

Bild A2-3 - Die “modifizierte Ein-Jumper” Referenzmethode verwendet exakt die selbe Referenz-methode wie die Zwei-Jumperreferenzmethode. Beachte, dass die TRCs Hybridkabel sind und Stecker haben, die an der Testgerätekupplung an einem Ende und an der Kupplung der zu testenden Strecke am anderen Ende angeschlossen werden können. Das Bild hebt die unterschiedlichen Steckerarten durch unterschiedliche Farben hervor.

Die Analyse der Verluste in dieser Konfiguration des Bildes A2-4 zeigt, dass der Dämp-fungsverlust im Steckverbinder C1 voll zählt, genauso wie der Dämpfungsverlust der zu testenden LWL-Strecke und des Steckverbinders C2. Wir messen auch der Dämpfungsverlust in TRC3 - dem zusätzlichen TRC - und die Verlustdifferenz zwischen Steckverbinder CR1 und C1. Der Dämpfungsverlust in diesem 1m TRC ist klein (bei 850nm ist dieser Dämpfungsver-lust 0,0035dB). Die Differenz der beiden Referenzsteckverbinder ist also kleiner als 0,05dB - halb so groß wie die Dämpfungsspezifikationen für LWL-Messkabel. Der beobachtete Fehler oder die Messungenauigkeit der Zwei-Jumpermethode hat sich ungefähr auf ein zehntel durch die “modifizierte Ein-Jumpermethode” reduziert.

Bild A2-4 Die “Modifizierte Ein-Jumperdämpfungsmessung - Die “Differenz” zwischen dem Ref-erenzleistungspegel und dem Testverlustleistungspegel ist der Leistungsverlust der zu testenden LWL-Strecke, den Steckverbindern C2 und C1, dem zugefügten TRC3 und die Differenz zwischen dem Dämpfungsverlust in CR1 und in CR2 (zwei Referenzsteckverbinder).

LichtquelleLeistungs

messer

TRC1 TRC2

CR1

Lichtquelle

zu testende Strecke

Leistungsmesser

TRC1 TRC2

C1 C2zugefügtTRC3 CR2

56 57


Die Drei-JumpermethodeISO/IEC Norm 14763-3 betont die Drei-Jumpermethode als die allgemeine Methode, die

unabhängig von den Steckertarten an den Enden einer zu testenden LWL-Strecke oder dem

Testgerät angewendet werden kann. Bild A2-5 zeigt die Referenzverbindung. Wie der Name

dieser Methode ausdrückt, werden drei TRCs zum Setzen der Referenz herangezogen. Dann

wird der mittlere TRC entfernt (TRC3 in Bild A2-5) und mit der zu testenden LWL-Strecke

“ersetzt”, wie in Bild A2-6 gezeigt. “Ersetzt” heißt, dass die Lichtquelle mit angeschlos-

senem TRC1 an ein Ende des zu testenden LWL-Streckensegments und der Leistungsmesser

mit angeschlossenem TRC2 ans andere Ende des zu testenden Streckensegmentes wandert.

Die optische Dämpfungsreferenzmessung erfasst den Dämpfungsverlust in den Steckverbind-

ern des Messkabels 1 (TRC1) und der Lichtquelle, den Dämpfungsverlusten in TRC1, TRC2,

TRC3, den Dämpfungsverlusten der Referenzsteckverbinder CR1, CR2 und dem Dämpfungsver-

lust der Verbindung zwischen CR2 und dem Leistungsmesser.

Bild A2-5 - Drei-Jumper Referenzmethode - Die optische Dämpfungsreferenzmessung erfasst den Dämpfungsverlust in den Steckverbindern des Messkabels 1 (TRC1) und der Lichtquelle, den Dämpfungs-verlusten in TRC1, TRC2, TRC3, den Dämpfungsverlusten der Referenzsteckverbinder CR1, CR2 und die Dämpfung der Verbindung zwischen CR2 und dem Leistungsmesser.

Die Analyse der Verluste der LWL-Streckenmessung, Bild A2-6, zeigt, dass der Dämpfungsver-

lust in der zu testenden LWL-Strecke voll eingeschlossen sind, aber dabei eher die Dämp-

fungsverlustdifferenzen zwischen CR1 und C1, sowie zwischen C2 und CR2, als die vollen

Dämpfungsverluste von C1 und C2 gemessen werden. Der Verlust innerhalb des zu testenden

LWL-Segmentes besteht aus der Dämpfungsverlustsumme der Faser, internen Steckverbindern

und Spleissen, wenn diese vorhanden sind. Die vollen Dämpfungsverlustwerte keiner der

beiden Steckverbinder am Ende der zu testenden LWL-Strecker geht in das Messresultat ein.

Bild A2-6 - Drei-Jumpermethode der optischen Dämpfungsmessung - Die Differenz zwischen dem Referenzleistungspegel und dem Dämpfungstestleistungspegel ist der Leistungsverlust der zu testenden LWL-Strecke und die Leistungsverlustdifferenz zwischen den Referenzsteckverbinder CR1 und Anschluß C1, sowie zwischen dem Referenzsteckverbinder CR2 und C2. Der tatsächliche Dämpfungsverlust in den Steckverbindern C1 und C2 sind im Streckendämpfungsresultat nicht enthalten.

LichtquelleLeistungsmesser

TRC1 TRC2

CR1 CR2

TRC3

Lichtquelle

zu testende Strecke

Leistungsmesser

TRC1 TRC2

C1 C2

Das IEC 14763-3 Dokument spezifiziert folgende Formel für die Kalkulation des

PASS- oder FAIL-Ergebnisses dieses Dämpfungsverlusttests:

Streckendämpfungsverlust =

(Dämpfungsverlust des zu testenden LWL-Segments) + Einfügedämpfungsverlust (C1-CR1)

+ Einfügedämpfungsverlust (C2-CR2) , (A2-1)

Wenn der Dämpfungsverluste in CR1 und CR2 Null werden, soll diese Formel die

gewünschten Resultate liefern:


(Dämpfungsverlust des zu testenden LWL-Segments) + Einfügedämpfungsverlust (in C1)

+ Einfügedämpfungsverlust (in C2)

Die Norm definiert auch die erlaubten Dämpfungsverlustgrenzen für die “Messstecker”, auf die

wir uns als “Messstecker” in diesem Dokument beziehen. Siehe Tabelle A2-1.

GrenzwerteMessstecker gekoppelt mit

MesssteckerStecker gekoppelt mit Messstecker

Multimode 0.1 dB 0.3 dB

Singlemode 0.2 dB 0.5 dB

Tabelle A2-1 - Definition der maximalen Steckverbindereinfügedämpfung mit Referenzsteckern wie sie in IEC 14763-3 spezifiziert sind.

Wenn wir die Werte der Tabelle A2-1 für Multimode in die obige Formel (A2-1

einsetzen erhalten wir:


(Dämpfungsverlust des zu testenden LWL-Segments) + (0,3 - 0,1) + (0,3 - 0,1) oder


(Dämpfungsverlust des zu testenden LWL-Segments) + 0,4

Die Folgerung daraus ist, dass die Norm 0,4dB als “Korrekturfaktor”, auf Grund der Tatsache,

dass die echten Dämpfungsverluste in den Endeverbindern der zu testenden LWL-Strecke

durch die Drei-Jumpermethode nicht gemessen werden, bestimmt. Die Qualität der TRCs ist

kritisch:

• Tests mit Kabeln die schlechter sind ergeben eine milde

• Grenze Tests mit Kabeln die besser sind ergeben eine härtere

• Grenze Das ist entgegen dem, was man vermuten würde und ergibt daher ein wirkliches

Problem

DTX-Kunden können den Rangierkabeldämpfungsverlust messen, aber dieser zusätzliche

Schritt stellt eine enorme Unannehmlichkeit für den Auftragnehmer dar und wir vermuten,

dass dieser zusätzliche Schritt im Feld derzeit nicht getan wird. Jetzt verstehen Sie ver-

mutlich auch, wieso FNW diese Methode nicht empfiehlt, wenn es doch eine Methode mit

weniger Unsicherheiten gibt (was wiederum mehr Genauigkeit heißt) und daher die Ein-

Jumpermethode verteidigt.

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