Tier-1- und Tier-2-Zertifizierung von Glasfasern im Vergleich

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1 Tier-1- und Tier-2-Zertifizierung von Glasfasern im Vergleich Im Unterschied zur Kupferverkabelung, für die die Normen nur eine Zertifizierungsebene vorsehen, gibt es für die Glasfaserverkabelung zwei Stufen, die im Englischen als Tier 1 und Tier 2 bezeichnet werden. Diese beiden verschiedenen Zertifizierungsstufen legen fest, welche Tests auszuführen sind und schreiben demnach auch die zu verwendende Prüf- und Messtechnik vor. Aufgrund dieses Unterschieds werden die jeweiligen Messgeräte auch als Tier-1- bzw. Tier-2-Zertifizierer bezeichnet. Die Tier-1-Zertifizierung umfasst die Messung der Gesamt-Einfügedämpfung der Verkabelung von einem Ende der Faserstrecke ( Link oder Channel ) zum anderen. Für die Tier-1- Zertifizierung werden ein optischer Leistungspegelmesser (PM) und eine Lichtquelle (LS) benötigt, die häufig zu einem optischen Dämpfungsmessplatz (OLTS) kombiniert werden. Beide Lösungen stellen jedoch die gleichen Informationen über die Installation zur Verfügung. Daher wird aus Gründen der Vereinfachung in diesem Artikel für beide Konzepte die Bezeichnung OLTS verwendet. Die Tier-2-Zertifizierung ermittelt die Dämpfung der einzelnen Komponenten auf der getesteten Faserstrecke. Hierfür kommt ein optisches Zeitbereichsreflektometer (OTDR) zum Einsatz. Der Hauptvorteil eines Tier-2-Tests besteht darin, dass dieser zu jedem Steckverbinder, jedem Spleiß und jedem Faserabschnitt auf der Verkabelung einzelne Messergebnisse ausgibt sowie alle Komponenten und deren Leistungswerte in einer Kurve grafisch darstellt. Beim Testen von neu installierten Glasfaserverkabelungen gibt der erstellte Bericht einen Überblick über den aktuellen Status des Systems. Diese Werte können dann mit späteren Tests verglichen werden, um Veränderungen zu erkennen. Das OTDR bietet für die Fehlerdiagnose erhebliche Vorteile, da es dem Techniker anzeigt, wo genau sich Fehlerstellen in der Verkabelung befinden. Auf diese Weise kann eine eventuell erforderliche Reparatur schnell und präzise erfolgen. Dan Payerle Januar 2017 Tier 1, Tier 2 oder beide Eine der am häufigsten gestellten Fragen zu den beiden Zertifizierungsebenen betrifft die auszuführenden Testarten und ob die Tier-2- Zertifizierung die Messungen der Tier-1- Zertifizierung miteinschließt. Letzten Endes legt der Kunde mit dem Installationsunternehmen fest, welche Tests ausgeführt werden sollen. Ist eine Zertifizierung gefordert, gehört es jedoch zur guten Praxis, immer Tier-1-Tests und zusätzlich optional einen Tier-2-Test durchzuführen. Die Tier-2- Zertifizierung ergänzt die Tier-1-Zertifizierung und ist auf keinen Fall ein Ersatz für den Tier-1- Test. Dies führt häufig zu Verwirrungen. Warum? Ein OTDR zeigt zusätzlich zu der Dämpfung der einzelnen Komponenten, gleich wie ein OLTS, auch die Gesamtdämpfung der Faserstrecke an. Daher stellt sich die Frage, warum ein OTDR-Test nicht die Anforderungen der Tier-1- und der Tier- 2-Zertifizierung erfüllt. Der Grund ist, dass es zwischen den von einem OLTS und einem OTDR ausgegebenen Messergebnissen für die Gesamtdämpfung einen wichtigen Unterschied gibt. Ein OLTS misst die tatsächliche optische Dämpfung der Übertragungsstrecke, indem es die Amplitude (Helligkeit) des Lichtsignals, das die Glasfaser verlässt, mit der Amplitude des Lichts vergleicht, das am anderen Ende in die Glasfaser eingespeist wurde. Ein OTDR hingegen berechnet die Gesamtdämpfung der Übertragungsstrecke. Es koppelt an einem Ende der Glasfaser ein Lichtsignal ein und misst den Betrag, der zum OTDR zurückreflektiert wird. Das zum OTDR reflektierte Licht wird von dem eingekoppelten Licht abgezogen, um die Streckendämpfung zu berechnen. Obgleich beide Systeme beim Testen des gleichen Kabels durchaus vergleichbare Ergebnisse ausgeben können, bietet ein OLTS immer das präziseste Verfahren zur Ermittlung der Ende-zu-Ende-Dämpfung einer Faserstrecke. Eine absolute Genauigkeit ist vor allem bei breitbandigen Multimode-Anwendungen wie 100GBASE-SR10 (100 Gigabit-Ethernet) gefordert, bei denen die zulässige Gesamt- Einfügedämpfung unter Umständen 1,5 db nicht überschreiten darf!

2 Die Tier-1-Zertifizierung im Überblick Die Tier-1-Zertifizierung nutzt eine Lichtquelle und einen optischen Leistungspegelmesser (OLTS), um die Gesamtdämpfung, die als Einfügedämpfung bezeichnet wird, auf dem zu testenden Glasfaserkabel zu messen. Das heißt, dass das OLTS die summierte Dämpfung aller einzelnen Ereignisse auf der angeschlossenen Glasfaser ausgibt. Zuvor wird jedoch die Dämpfung der en/vorlauffasern, die im Rahmen einer vorhergehenden Referenzmessung (Nullabgleich) ermittelt wurde, abgezogen. Ereignisse sind alle Punkte auf der optischen Strecke, an denen das Licht auf dem Weg durch das Kabel entweder gedämpft oder reflektiert wird. Solche Ereignisse sind die Faser selbst, Steckverbinder/Anschlüsse, Spleiße oder Biegungen/Knicke. Der Tier-1-Test bietet eine einfache und präzise Möglichkeit, zu ermitteln, ob eine optische Strecke eine Anwendung unterstützt. Die gemessene Einfügedämpfung kann dann mit einer Spezifikation oder entsprechender Norm verglichen werden, um eine Gut/Schlecht-Bewertung der Strecke für den beabsichtigten Einsatzzweck abzugeben. Wenn 100GBASE-SR10 Ethernet eine maximale Channel-Dämpfung von 1,50 db zulässt, würde ein Channel mit einem höheren Dämpfungswert bei diesem Test durchfallen, ein Channel mit einem Wert von 1,50 db oder darunter hingegen würde für gut befunden. Hierbei handelt es sich um einen einfach und schnell auszuführenden Ja-/Nein-Test und die häufigste Methode zur Zertifizierung von Glasfaserinstallationen. Für eine Tier-1-Zertifizierung wird an den en, die an den Leistungspegelmesser und die Lichtquelle (PM/LS) angeschlossen werden, zuerst eine Referenzmessung (Nullabgleich) ausgeführt, damit deren Dämpfung abgezogen werden kann. Es gibt verschiedene Referenzmethoden, die 1, 2 oder 3 en verwenden. Welche Methode zum Einsatz kommt, hängt von verschiedenen Faktoren ab, unter anderem davon, welcher Typ von PM/LS genutzt wird. In diesem Artikel wird das 1- Jumper-Verfahren mit nur einer erläutert, da diese Methode von den Normungsorganisationen ISO/IEC und ANSI/TIA empfohlen wird. Vorgehensweise 1. Die Lichtquelle und der Leistungspegelmesser werden, wie in Abbildung 1 gezeigt, mit der verbunden, die verwendet wird, um die zu testende Glasfaser anzuschließen. Lichtquelle (LS) Leistungspegelmes ser (PM) Abbildung 1: 1-Jumper-Referenzmessung zwischen Leistungspegelmesser und Lichtquelle 2. Der optische Leistungspegelmesser misst das auf seinen Detektor einfallende Licht in dbm (Dezibel Milliwatt). Das ist der Referenzwert. In diesem Beispiel tritt am Jumperkabel eine Lichtleistung in Höhe von -10,00 dbm aus. Hinweis: Beim Messen der optischen Leistung entspricht 0 dbm = 1 mw Leistung. Ein negativer dbm-wert steht für einen Leistungspegel, der unter 1 mw liegt, während ein positiver dbm-wert einen Leistungspegel angibt, der größer ist als 1 mw. Ein negativer dbm-wert zeigt also keine Dämpfung oder Leistungsverlust an.

3 3. Jetzt wird die vom Leistungspegelmesser gezogen und an das eine Ende der zu testenden Glasfaser angeschlossen. Das andere Ende wird über eine bekannter Qualität mit dem Leistungspegelmesser verbunden. Hinweis: Trennen Sie nach der Referenzmessung die niemals von der Lichtquelle. Ende der Teststrecke Zweite Getestet e Faser Anfang Teststrecke für die Referenzmessun der Lichtquelle (LS) Leistungspegelmes ser (PM) Abbildung 2: Testen der Faser 1 des Kabels: Anzeige des Leistungspegels nach Anschließen der zu testenden Faser 4. Der Leistungspegelmesser misst die einfallende Lichtleistung und zieht diesen Wert vom Referenzwert ab, um die tatsächliche Einfügedämpfung (IL) in db (Dezibel) zu erhalten. PPPPPPPPPP RRRRRRRRRRRRRRRR dddddd PPPPPPPPPP TTTTTTTT dddddd = IIII dddd 10,00 dddddd ( 11,50 dddddd) = 1,50 dddd Als Referenzwert wurde eine Dämpfung von -10,00 dbm ermittelt. Nach Anschluss der zu testenden Faser zeigt der Leistungspegelmesser einen Wert von -11,50 dbm an, siehe Abbildung 2. Die Gesamtdämpfung der Faserstrecke beträgt also 1,50 db. Hinweis: Obgleich ein Leistungsverlust eingetreten ist, zeigt die Berechnung eine positive Zahl an. Messgeräte geben die Dämpfung für gewöhnlich als positiven Wert aus. Ein Minus-Zeichen wird eher selten angezeigt. Wichtig ist zu wissen, wie das Messgerät diese Zahlen ausgibt, da auch negative Dämpfungswerte möglich sind, die dann allerdings auf einen Einrichtungsfehler hinweisen. Zumeist besteht ein OLTS aus zwei Testsystemen, die jeweils eine Lichtquelle und ein Leistungspegelmesser sind. Auf diese Weise ist es möglich, zwei Fasern bei zwei Wellenlängen gleichzeitig zu testen. Vor jedem Test werden die beiden Systeme über en miteinander verbunden und deren Dämpfung gemessen und gespeichert. Dieser Vorgang ist die Referenzmessung. Da diese Leistungspegel bei angeschlossenen en gespeichert und entsprechend berücksichtigt werden, kann das OLTS für die Zertifizierung nur die Dämpfung der zu testenden Glasfaser anzeigen. Darüber hinaus bieten die meisten OLTS-Systeme die Möglichkeit, die Faserlänge zu messen. Die Tier-1-Zertifizierung erfordert zusätzlich die Dokumentation der Faserlänge; entweder durch Messung mit einem Testsystem oder durch Ablesen der Längenmarkierungen auf dem Kabelmantel. Ein OLTS beschleunigt den Testablauf deutlich, da gleichzeitig zwei Fasern getestet werden können und in der Testkonfiguration mehrere Teststandards auswählbar sind. Dadurch weiß der Techniker genau, welche Applikationen übertragen werden können, denn das OLTS gibt für jede dieser Applikation auf der zu testenden Faser ein Gut/Schlecht-Ergebnis aus. Durch Tauschen der

4 en während der Testausführung ist es zudem möglich, die Faser in beiden Richtungen zu messen. Durch diese bidirektionalen Messungen lassen sich mangelhafte Steckverbinder, Spleiße und nicht zueinander passende Fasertypen aufspüren, denn bei einer korrekt geplanten und installierten Glasfaserstrecke wird für beide Messrichtungen ein identischer Dämpfungswert ausgegeben. 1-A 1-B OLTS- Hauptgerät OLTS- Endgerät Abbildung 3: Referenzmessung/Nullabgleich mit dem OLTS. Hier durch das OTDR II mit integrierter VFL- Rotlichtquelle und Leistungspegelmesser. 1-A 2-A Getestete 1-B Strecke 2-B OLTS- Hauptgerät OLTS- Endgerät Abbildung 4: Einsatz eines OLTS zur gleichzeitigen Zertifizierung von zwei Fasern durch das OTDR II mit integrierter VFL-Rotlichtquelle und Leistungspegelmesser.

5 Nach Abzug der Dämpfungen der en durch die Referenzmessung wird das OLTS an die beiden Fasern eines Mehrfaserkabels angeschlossen. Das System kann so konfiguriert werden, dass der Test bei mehreren Wellenlängen in einer oder in beiden Richtungen ausgeführt wird. Zur Gewährleistung einer möglichst hohen Genauigkeit sollten Referenz-en verwendet werden. Diese en weisen eine, im Vergleich zu Standardleitungen, höherwertige Polierung der Faserendflächen auf und zeichnen sich somit durch eine geringere Einfügedämpfung aus. Auch wenn es nicht gefordert wird, so liegt der Vorteil der Tests bei zwei Wellenlängen darin, dass Fehlerursachen aufgrund einer zu hohen Einfügedämpfung erkannt werden können. Insbesondere bei kurzen Strecken unter 500 m Distanz, wie sie in LANs und Rechenzentren anzutreffen sind. Bei kürzeren Wellenlängen ist die Dämpfung des Glasfaserkabels größer als bei längeren Wellenlängen. Beispielsweise beträgt die Dämpfung einer Multimode-Faser bei 850 nm etwa 3 db/km und nur 1,5 db/km bei 1300 nm. Daher müsste eine typische Faserstrecke bei 850 nm eine etwas höhere Einfügedämpfung aufweisen als bei 1300 nm. Hierbei ist zu beachten, dass die Steckverbinder- und Spleißdämpfung bei beiden Wellenlängen identisch ist. Somit kann jeder Unterschied zwischen den Wellenlängen direkt der Faser zugeordnet werden. Biegungsbedingte Dämpfungen verhalten sich umgekehrt zur natürlichen, wellenlängenbedingten Dämpfung der Faser. Ein Dämpfungswert, der bei der längeren Wellenlänge (1300 nm) größer ist als bei der kürzeren Wellenlänge (850 nm) weist auf eine Problemstelle in der Faser hin. Die häufigsten Ursachen sind Makrobiegungen, d. h. eine enge Kurve oder ein Knick im Kabel. Eine Makrobiegung verursacht bei der längeren Wellenlänge (1300 nm) eine größere Dämpfung als bei 850 nm. Sollte ein Test mit Schlecht bewertet werden, kann der Techniker mit wenigen Schritten die Fehlerursache ermitteln. Zu hohe Dämpfungen, die bei beiden Wellenlängen gleich groß sind, werden wahrscheinlich durch einen Steckverbinder oder Spleiß verursacht. Ist die Dämpfung bei der kürzeren Wellenlänge (850 nm) größer, müsste ein zu langes Kabel die Ursache sein. Ist die Dämpfung bei der längeren Wellenlänge (1300 nm) größer, könnte eine Makrobiegung auf dem Kabel dafür verantwortlich sein. Abbildung 5: Der Test wird bei 1300 nm mit Schlecht bewertet und bei 850 nm mit Gut.

6 In Abbildung 5 hat der Test nur einen der ausgewählten Teststandards nicht bestanden. Oberhalb der eingeblendeten Box werden die Dämpfungswerte bei den beiden Wellenlängen angezeigt: 0,97 db bei 850 nm und 1,07 db bei 1300 nm. Der höhere Dämpfungswert als der angegebene Grenzwert von 1,00 db bei 1300 nm weist darauf hin, dass eine Makrobiegung die Fehlerursache ist. Während ein OLTS genutzt werden kann, um die allgemeine Ursache eines mit Schlecht bewerteten Tests zu ermitteln, kann es nicht die Position der Fehlerstelle bestimmen. Zur exakten Lokalisierung von Makrobiegungen und mangelhaften Steckverbindern und Spleißen ist ein OTDR erforderlich. Der Hauptgrund, dass OLTS-Tests zur Ermittlung der Einfügedämpfung bevorzugt werden, besteht darin, dass sie eine sehr genaue direkte Messung des Leistungsverlustes in der getesteten Glasfaser ermöglichen. Im folgenden Abschnitt, der die Tier-2-Zertifizierung erläutert, wird die Einfügedämpfung vom OTDR nicht direkt gemessen, sondern berechnet, so dass Unterschiede in der von beiden Geräten ermittelten Einfügedämpfung auftreten können. Das OLTS ist immer die genaueste Methode zum Messen der Einfügedämpfung einer Faserstrecke, auch wenn ein OLTS deutlich preiswerter als ein OTDR sein kann. Die Tier-2-Zertifizierung im Überblick Zuerst muss betont werden, dass die Tier-2- Zertifizierung die Tier-1-Zertifizierung nur ergänzt und nicht ersetzt. Die Tier-2- Zertifizierung wird also zusätzlich zur Tier-1- Zertifizierung ausgeführt. Bei der Tier-2-Zertifizierung charakterisiert ein OTDR die zu testende Glasfaser, indem jede einzelne Komponente auf der optischen Strecke gemessen wird. Hierfür stellt das OTDR die Faserstrecke in Form einer Kurve grafisch dar, so dass der Techniker den Beitrag erkennen kann, den jedes Ereignis zur Gesamtdämpfung leistet. Damit bietet sich dieses Messgerät für die Fehlerdiagnose an. In den vergangenen Jahren wurde das OTDR in lokalen Netzwerken (LAN) aufgrund des hohen Preises und der komplizierten Bedienung nur zur Störungsbehebung genutzt. Heute dagegen sind die OTDRs bedienerfreundlich und kostengünstig genug, um sie auch für Abnahmemessungen einsetzen zu können. Bei der Zertifizierung einer neuen Faserstrecke mit einem OTDR wird eine Momentaufnahme erstellt, die die Position und die Leistungsparameter der einzelnen Komponenten zum Zeitpunkt der Installation dokumentiert. Sollten später einmal Störungen auftreten, kann man das Ergebnis einer aktuellen OTDR-Messung mit dieser Abnahmemessung vergleichen und sofort erkennen, was sich verändert hat und wo genau die Störung auftritt. Doch bevor ein Techniker mit einem OTDR einen Test startet, sollte er wissen, wie eine solche Messung abläuft. Für ein OTDR ist alles, was es auf der Faserstrecke sieht ein Ereignis. Ereignisse werden danach unterschieden, ob sie dämpfend/nicht reflektiv oder reflektiv sind. An dämpfenden Ereignissen geht Leistung verloren und kein Licht wird zum OTDR zurück reflektiert. Zu diesen Ereignissen gehören Schmelzspleiße, Mikrobiegungen, Makrobiegungen und die Glasfaser selbst. An reflektiven Ereignissen geht gleichfalls Leistung verloren und es wird Licht zum OTDR zurück reflektiert. Zu diesen Ereignissen zählen Steckverbinder/Anschlüsse, mechanische Spleiße, Faserbrüche und das Ende der Glasfaser. Funktionsprinzip eines OTDR Ein OTDR speist kurze Lichtimpulse in die Glasfaser ein, misst deren Laufzeit und überwacht die zum Gerät zurück reflektierten Lichtanteile. Einige Lichtimpulse kehren durch Rückstreuung und Reflexion zum OTDR zurück. Rückstreuung bedeutet, dass Licht auf dem Weg durch die Faser an Partikeln, die im Glas vorhanden sind, abprallt. Von diesem Licht kehrt ein Teil zum OTDR-Anschluss

7 (Detektor) zurück und wird dort gemessen. Anhand der Intensität der Rückstreuung und der Zeit, die nach dem Einspeisen der Lichtimpulse vergangen ist, berechnet das OTDR den Leistungsverlust über den Verlauf der Glasfaser. Dazu gehören die Gesamtdämpfung sowie die einzelnen Dämpfungen der Steckverbinder, Spleiße und anderer Ereignisse auf der Faser. Hierbei handelt es sich um eine indirekte Dämpfungsmessung. Demgegenüber führt ein OLTS eine direkte Messung aus, bei der eine bekannte Lichtmenge in ein Faserende eingespeist und die Intensität am anderen Faserende gemessen wird. Steckverbinder, mechanische Spleiße und alle anderen Ereignisse, die entlang der Faser die Ausbreitung der Lichtimpulse stören, d. h. eine Diskontinuität verursachen, erzeugen eine starke Reflexion, die die Intensität der Rückstreuung deutlich übertrifft. Diese Reflexion wird vom OTDR auf die gleiche Weise wie die Rückstreuung analysiert, um die Intensität der reflektiven Ereignisse sowie deren Entfernung zu bestimmen. Reflexionen sind nicht wünschenswert, da diese Lichtanteile nicht bis an das Faserende gelangen und daher einen ungenutzten Energieaufwand darstellen. Grafische Erläuterung des Funktionsprinzips Anhand der folgenden Abbildungen wird die Arbeitsweise eines OTDR plakativ dargestellt. Hierfür wird das Funktionsprinzip mit einem Auto verglichen, das auf einer nebligen Straße fährt. Die Scheinwerfer stellen die Lichtquelle und die Augen des Fahrers den Detektor des OTDRs dar. Der Nebel ist die Glasfaser mit der durch sie verursachten Rückstreuung. Die Straßenschilder sind die reflektiven Ereignisse, wie Steckverbinder oder mechanische Spleiße. Die Dicke der roten Linie verkörpert die Intensität des Lichtes. Abbildung 6: Rückstreuung durch Nebel Rückstreuung Das Licht des Scheinwerfers in Abbildung 6 prallt auf die Wasserpartikel im Nebel, so dass es in alle Richtungen gestreut wird und damit die Blendwirkung verursacht. Die Lichtanteile, die zum Fahrzeug (Lichtquelle) zurück gestreut werden bilden die Rückstreuung. In diesem Beispiel hat der Lichtimpuls die Strecke vom Fahrzeug bis in den Nebel hinein zurückgelegt. Das gestreute Licht ist ein Verlust, denn es kann die Straße nicht weiter ausleuchten. Das bedeutet, dass die Intensität der Scheinwerfer mit der Straßenlänge abnimmt (Dämpfung). Das zum Fahrzeug zurück gestreute Licht erlaubt dem Fahrer, den Nebel zu sehen. Allerdings sieht er eigentlich nicht den Nebel, sondern nur das gestreute Licht, das er als Nebel interpretiert. Ein OTDR sieht auf die gleiche Weise. Anders gesagt, wenn sich der Lichtimpuls durch die Glasfaser ausbreitet, prallen Teile von den Partikeln im Glas ab und werden gestreut. Das OTDR misst kontinuierlich die zeitliche Position des Lichtimpulses und kann jederzeit die Rückstreuung an einem spezifischen Punkt der Glasfaser ermitteln. Damit ist das OTDR in der Lage, alle Einzeldämpfungen sämtlicher Ereignisse entlang der Glasfaser zusammenzufassen und die Gesamtdämpfung zu berechnen. An diesem Punkt ist die indirekte Messung der Tier-2-Zertifizierung mit der direkten Messung der Tier-1-Zertifizierung vergleichbar. Das OTDR misst die Dämpfung jedoch nicht direkt, sondern ermittelt den durch Streuung verlorenen Anteil des Lichtes und subtrahiert diesen vom ursprünglichen Lichtimpuls, um die Dämpfung am anderen Ende der Faser zu bestimmen. Das ist nicht perfekt, aber doch nahe dran.

8 Abbildung 7: Rückstreuung durch eine dichte Nebelwand In Abbildung 7 verstärkt eine dichte Nebelwand die Streuwirkung, wodurch sich die Dämpfung an dieser Stelle erhöht. Ein Spleiß in einer Glasfaser ist ein winziger Punkt mit einer erhöhten Rückstreuung (Dämpfung). Ein OTDR kann den Ort dieser erhöhten Dämpfung lokalisieren, um ihn als Spleiß zu identifizieren. Damit erhält der Techniker einen Überblick über die Position und die Dämpfung aller Spleiße auf der Glasfaser. 100 km/h Abbildung 8: Reflexion von einem Straßenschild In Abbildung 8 fällt das Licht des Scheinwerfers auf ein stark reflektives Ereignis, ein Straßenschild. Dieses reflektiert viel mehr Licht als der Nebel. In diesem Beispiel entspricht dieses Straßenschild den Steckverbindern/Anschlüssen, mechanischen Spleißen und Kopplern eines faseroptischen Systems. Allerdings sagt die Abbildung nichts darüber aus, wie viel mehr Licht durch einen Steckverbinder reflektiert als durch die Glasfaser zurück gestreut wird. Jedoch kann ein OTDR die Reflexion messen, die in einem Multimode-System für gewöhnlich um 40 db größer ist als die Rückstreuung. Das bedeutet, dass ein Steckverbinder Mal stärker reflektiert als die Glasfaser! Die Kurvenanzeige im OTDR Ein OTDR zeigt die Messungen grafisch in Form einer Kurve an. Diese Kurve hat eine horizontale Achse, auf der die Entfernung vom OTDR angegeben wird. Auf der vertikalen Achse wird die Intensität der Rückstreuung und der Reflexionen eingetragen. Anhand dieser Informationen kann der Techniker so die genaue Position und Dämpfung jedes einzelnen Ereignisses auf der getesteten Glasfaser bestimmen. Im Vergleich zu einem OLTS bietet ein OTDR den Vorteil, dass es jede einzelne Komponente der Verkabelung testen kann, um zu ermitteln, ob sie die geforderte Leistungsspezifikation einhält. Diese zusätzlichen Informationen erlauben, die genaue Ursache von Störung zu identifizieren und diese zu beheben, damit die Glasfaser erfolgreich zertifiziert werden kann. Ein Tier-1- Test mit OLTS informiert den Techniker, dass die Glasfaser aufgrund einer zu hohen Einfügedämpfung den Test nicht bestanden hat. Ein OTDR zeigt darüber hinaus an, wo er suchen muss, um die Glasfaser an der benannten Fehlerstelle zu reparieren. Ein weiterer Vorteil der OTDR-Kurve besteht darin, dass die Glasfaser zu jedem Zeitpunkt nach der Installation erneut getestet werden und die neue Kurve über die ursprüngliche Kurve gelegt werden kann. Damit ist es möglich, den Zustand der Glasfaser zu zwei unterschiedlichen Zeitpunkten miteinander zu vergleichen. Das kann die vorbeugende Wartung vereinfachen, indem Elemente des Verkabelungssystems, deren Kennwerte sich im Laufe der Zeit verschlechtern, erkannt werden. Vielleicht hat der Boden unter einem erdverlegten Kabel nachgegeben oder mechanische Spleiße beginnen, sich zu lösen. Ein OTDR erkennt diese Probleme bevor sie kritisch werden und einen Totalausfall der Strecke zur Folge haben.

9 Beispielkurven Die Abbildungen zeigen Kurven, die an verschiedenen Faserstrecken mit einem OTDR erfasst wurden. Man benötigt allerdings etwas Erfahrung, um OTDR-Kurven auszuwerten und zu erkennen, welche Werte gut oder schlecht sind und wann eine Faser noch zertifiziert werden kann. Die wichtigsten Parameter, die mit einem OTDR ermittelt werden, sind: 1. Ende-zu-Ende-Dämpfung (Gesamtdämpfung) der Glasfaser 2. Einfügedämpfung der Steckverbinder/Spleiße 3. Makrobiegungen (Kabelknicke) 4. Steckverbinder-Reflexion 5. Dämpfung des Faserabschnitts 6. Optische Rückflussdämpfung (ORL) Die Ende-zu-Ende-Dämpfung ist am ehesten mit der OLTS-Messung vergleichbar. Sie bezeichnet die Gesamtmenge des Lichtes, das auf dem Weg von einem Ende zum anderen Ende der Glasfaser verloren gegangen ist. Die Gesamtdämpfung ist die Summe aller Einzeldämpfungen der Komponenten auf der Faserstrecke und setzt sich aus der Dämpfung der Glasfaser, der Spleiße, Steckverbinder, Biegungen und sonstigen Ereignisse zusammen. Ein OTDR bietet einem OLTS gegenüber den Vorteil, dass es die Dämpfung jedes einzelnen Ereignisses sowie deren genaue Position ermittelt, so dass der Fehler ohne Weiteres behoben werden kann. Ein OLTS informiert den Techniker, wenn die Dämpfung zu groß ist. Ein OTDR informiert den Techniker, über die Position der übermäßigen Dämpfung. Pegel (db) Entfernung Abbildung 9: OTDR-Kurve mit reflektiven Ereignissen in 50, 150 und 200 Meter Entfernung. Diese einfache Kurve der Abbildung 9 zeigt in 50 Meter Entfernung vom OTDR ein reflektives Ereignis (Steckverbinder) an, das an einer Impulsspitze erkennbar ist. Weitere reflektive Ereignisse sind in 150 m und 200 m Entfernung zu erkennen. Bei 200 Meter fällt die Kurve auf das Grundrauschen ab, was darauf hinweist, dass die Glasfaser dort zu Ende ist. Die gerade Linie verkörpert die einzelnen Faserabschnitte und das Gefälle die Faserdämpfung.

10 Pegel (db) Reflexion Einfügedämpfung (IL) In Abbildung 10 sind unterschiedliche OTDR- Kurven dargestellt. Wenn man sich den ersten Steckverbinder einmal genauer ansieht, wird deutlich, wie das OTDR die Reflexion und die Einfügedämpfung ermittelt. Die Ecke unten links vor dem Buckel kennzeichnet den optischen Leistungspegel am Steckverbinder und dessen Position. Die hinter dem Steckverbinder erkennbare Pegeldifferenz definiert dessen Einfügedämpfung. Die Differenz vom Fußpunkt der Linie bis zur Signalspitze (Peak) ist die Reflexion. Beide Werte können gegen Spezifikationen oder Normen verglichen werden, um für den Steckverbinder eine Gut/Schlecht-Bewertung zu erhalten. Beachtenswert sind die Änderung im Verlauf des langen Faserabschnitts. Dort ist in der Mitte eine kleine Stufe zu erkennen, hinter der die Linie steiler abfällt. Das ist ein Spleiß. Wie beim Steckverbinder wird auch dessen Dämpfung anhand der Pegeldifferenz vor und hinter der Stufe berechnet. Allerdings gibt es keine Impulsspitze, weil ein Schmelzspleiß kein reflektives Ereignis ist.

11 Faserdämpfung (Steigung) in db/km Abbildung 10: OTDR- Kurvenbeispiele von unterschiedlichen Faserstrecken Die Dämpfung der Glasfaser selbst wird in db/km gemessen und als Steigung (Abfall), Dämpfungsbelag oder Dämpfungskoeffizient bezeichnet. Je steiler die Steigung, desto größer ist die Faserdämpfung. In diesem Beispiel weist der Faserabschnitt zwischen den blauen Klammern eine größere Dämpfung pro km auf als der Abschnitt zwischen den grünen Klammern. Der gemessene Wert kann mit den Spezifikationen des Glasfaserkabels verglichen werden. Ein Kabel, das die Spezifikationen nicht einhält, wurde bei der Installation möglicherweise beschädigt. Auch ein übermäßiges Dehnen durch Einsatz falscher Einziehverfahren ist eine häufige Ursache für eine hohe Faserdämpfung. IDEAL INDUSTRIES GmbH Gutenbergstr. 10, D Ismaning, Germany. Tel. +49 (0) Fax. +49 (0) Technische Änderungen und Irrtümer vorbehalten IDEAL Networks 2017 A subsidiary of IDEAL INDUSTRIES INC.