Neue IEC Standards für LWL Steckverbinder

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1 Neue IEC Standards für LWL Steckverbinder Stefan Plein Systemberater und Vertrieb Reichle & De-Massari GmbH Hindenburgstrasse Gummersbach Phone +49(172)

2 Das Unternehmen Unabhängiges Schweizer Familienunternehmen im Besitz der Familie Reichle Gegründet 1964 durch Renato de Massari und Hans Reichle Leitung in 2. Generation: Martin und Peter Reichle 676 Mitarbeiter weltweit Exportanteil: 78% 2

3 Überzeugende Cabling Solutions für die Anschluss- und Verteil- Technologie Private Networks Enterprise Networks Industrial Networks Public Networks Carrier Networks Home Networks Kupfer Fiber Optics 3

4 R&M Deutschland GmbH R&M Deutschland in Gummersbach. Hamburg Berlin R&M Logistikcenter Frankfurt. 3 Anlieferungen pro Woche Gummersbach Frankfurt Leipzig Dresden Stuttgart München 5 Vertriebsregionen + 1 Key Account 20 Vertriebs MA in Deutschland 4

5 Themen Netzwerk revolution Neue IEC Standards für LWL Verbinder - neue Güteklassen für Steckverbinder 5

6 Heute; wächst das "digitale Universum" rasant, im 2008 um mehr als 487 Milliarden Gigabyte!!! 6 Source: IDC Study for EMC 2009

7 Breitbandige Anwendungen heute 7

8 Der Treiber für neue Netzwerke The Digital Lifestyle homo digitalus 8

9 FTTH Korea mit 100Mb eine Faser zum OLT ( Optical Line Termination) (unstrukturierte Verkabelung ) HDTV, VOD (Video on Demand) 20 Mbps Optical Internet für E-Learning (20 Mbps) Optical Internet für E-Business 9

10 Vergleich der Breitband Entwicklung : Süd Korea Europa Südkorea ist Weltmeister, im Hinblick auf die Entwicklung von Breitband-Anschlüssen. EU plus Schweiz und Norwegen. Dänemark ist eines der aktivsten Länder in der EU Source : IDATE 10

11 FTTH Europa Prognose Wohnung direkt an Glasfaser; oder bis in den Keller (FTTB) 11

12 Bandbreitenbedarf (heute) Minimale Anforderungen an ein neues Netzwerk > 50 Mbps Zukünftige Anwendungen brauchen aber noch viel mehr. (telemedicine, 3D-TV, ) 12

13 Evolution der Bildqualität Samsung sagt : Die neue Generation von 3D TVs braucht 300 Mbit/s data streams. 13

14 ~30 Mbps ~6 Mbps Der Ausbau der Dienste erhöht die Komplexizität Einnahmenpotential VIDEO VoD VIDEO AUSWIRKUNGEN Erhöhung der Einnahmen durch neue Dienste (bestehende und neue Abonnenten) Jeder neue Dienst zieht auch komplexeres Equipment mit sich. mehr Support ~3 Mbps 64 kbps VOICE/ Dial up DATA PSTN BB DATA VOICE / VOIP DSL BB DATA VOICE / VOIP VDSL Erhöhung der Dienstleistung BB DATA VOICE / VOIP PON HERAUSFORDERUNG Sicheres Netzwerk Ausfallzeiten reduzieren Schnelle Störungsbehebung Komplexität 14

15 Zusammenhänge und Einflüsse auf LWL Layer 1 OCCS / X WDM OADM More Laser High power High packing density connector Beam protection WAN MAN LAN (Gigabit Ethernet) EDF- Amplifier Bigger Radii (R40) Low Loss IL / RL Higher Speed BER Transienten Fiber Management SCM PMD, PDL, DGD PM- Connector 15

16 Hochverfügbare Infrastruktur Verkabelung beträgt nur 5% aller Investitionen in einem IT-Projekt Die Verkabelung ist von entscheidender Bedeutung für einen störungsfreien Betrieb. Ca. 50% aller Netzwerk- Fehler werden durch Probleme bei der Verkabelung verursacht Wie hoch sind verursachten Kosten, wenn ein Netzwerk scheitert? Welche Investitionen sind notwendig, um Fehler zu vermeiden? Mehrwert einer hochwertigen Infrastruktur 16

17 Zusammenfassung Netzwerk revolution Neue Services und Dienste sind die Treiber für Investitionen in leistungsstärkere Netzwerke. Neue Technologie, entwickeln sich rasant. Glasfaser Netze weiten sich aus, bis hin zum Endbenutzer Dies erfordert eine hochwertige, flexible, modulare und betrieblich sichere Lösung für die nächsten Jahre. Produkte mit höherer Zuverlässigkeit und Qualität sind gefordert und auch notwendig 17

18 Schlüsselkomponenten LWL Steckverbinder neue IEC- Normen 18

19 Die Verluste der Verbindungstechnik Die extrem kleinen Kerndurchmesser von Lichtwellenleitern, erfordern höchste mechanische und optische Präzision Dämpfung (insertion loss, IL) Wir verlieren Licht auf der Strecke ~ 0.2dB pro Verbindung ~ 0.01dB pro Spleiss bis max 0.4dB/km in der Faser IL 0.2dB entspricht 4.5% Lichtverlust Reflektion (return loss RL) Zurückgestrahltes Licht 14.dB gegen Luft ~ 45dB bei PC Verbindern > 60dB bei APC Verbindern RL 60dB entspricht % zurückgestrahltes Licht 19

20 Neue Normreihe; IEC & definiert neue Güteklassen => IL & RL Grades Grade A = Singlemode (high-end performance) Grade B = Singlemode (advanced performance) Grade C = Singlemode (standard performance) Grade D = Singlemode (economic performance) Grade M = Multimode 20

21 Neue Normreihe; IEC & Die IEC definiert die Dämpfungswerte von LWL Steckverbindern. Die IEC und IEC , definieren die geometrische Parameter. Das Zusammenwirken dieser drei Standards schafft die Grundlage für die Kompatibilität von LWL-Steckverbindern verschiedener Hersteller, und für die Festlegung herstellerneutraler Dämpfungswerte! Die nach IEC festgelegten Dämpfungswerte sind Each-to-each*) oder Random- Werte. Diese sind den realen Betriebsbedingungen wesentlich näher als die herstellerseitig spezifizierten Dämpfungswerte, welche in den meisten Fällen auf einer Best-Case-Messung** beruhen. * ) Each-to-each : jeder einmal gegen jeden gesteckt und gemessen. ** ) Best-Case : einmal gegen einem Referenzstecker gemessen. 21

22 Normreihe; IEC Umfang : Die IEC umfasst optische Singlemode-Schnittstellen. Sie enthält Hinweise, und Informationen, Definitionen und die Regeln, unter denen eine optische Schnittstelle erstellt werden muss. Diese Norm definiert die Lage des Faserkern in Bezug auf die angestrebte Güteklassen. Es definiert auch standardisierte Prüfverfahren welche eingehalten werden müssen. Die folgenden Dokumente sind für die Anwendung der IEC unverzichtbar. IEC (alle Teile), LWL Verbindungselemente und passive Komponenten - Basic-Test und Messverfahren. IEC LWL Verbindungselemente und passive Komponenten - Teil 1: Allgemeines und Leitlinien für den Qualitätsstandart. IEC (alle Teile), LWL Verbindungselemente ( FC, ST, MPO, LC, LSH,.) (IEC Fiber optic connector interfaces Part 15: Type LSH connector family ) 22

23 Normreihe; IEC x-x Ein Beispiel : IEC Dieser Teil der IEC definiert bestimmte Rahmen einer 2,5 mm und einer 1,25 mm Durchmesser zylindrische Zirkonoxid (ZrO2) 8 Grad abgewinkelt-pc (APC) Ferrule für optische Schnittstellen, um die besonderen Anforderungen für die Verbindungen von Faser zu Faser. Ferrulen in diesem Dokument sind geeignet für den Einsatz in den Klassen C, U und E ; ( gemäß der Definition in IEC ) Note :"Corrigendum ;IEC ED. 1.0 B COR.1:

24 Normreihe; IEC x-x IEC {Ed.1.0}. Fibre optic interconnecting devices and passive components performance standard - Part 1: General and guidance for performance standards Die IEC befasst sich mit : Standards für alle passiven Glasfaser- Produkte, einschließlich der Anschlüsse, passiver optischer Komponenten, und Glasfaser- Management-Systeme. Sie legt die Tests, Kategorien und Messverfahren fest. 24

25 Normreihe; IEC x-x Auszug aus IEC ; Definition der IL und RL Werten Grade A ist noch nicht verabschiedet, aber in Bearbeitung 0.15dB 0.07dB 25

26 Normreihe; IEC x-x Die IEC definiert nicht nur die Dämpfungswerte, sondern auch die Konditionen der Prüfungen. Je nach Einsatzgebiet und Umwelteinfluss müssen die Werte unter Vibration, Temperaturschwankung und mechanischen Belastungen erfüllt werden. So sind beispielsweise auch verschiedene Umweltkategorien oder Umgebungssituationen spezifiziert. Speziell erwähnenswert sind die Kategorien: C für Innenanwendungen (controlled environment) und U für Aussenanwendungen (uncontrolled environment), sowie E für Extreme Umweltbedingungen. (extreme environment) 26

27 UmfangTypenprüfung gemäss IEC Umweltkategorie gemäss, IEC

28 Normreihe; IEC z.b: Test s der IEC Umweltkategorien U & E 28

29 Standard IEC (geometrisch) Um eine weltweite Kompatibilität der Verbinder gleichen IL-Grade s zu gewährleisten schreibt die Norm in der IEC nicht nur die zu erreichenden Werte vor, sondern gibt in der IEC auch die geometrischen Mindestanforderungen vor. IEC (APC Verbinder, 2.5mm Ferrule) Minimum Grade B Maximum Minimum Grade C Maximum Minimum Grade D Maximum Remarks H: F: G: NA 0 NA NA NA Degrees Radius, mm Radius, mm 29

30 Messung in Produktion Faserdurchmesser 9µm Da in der Fertigung natürlich nicht each-to-each (Random) gemessen werden kann, muss ein Master definiert werden, welches die Performance garantiert. Dieser Master muss den Worst case abbilden, d.h. die höchste zu erwartende Dämpfung ergeben. max. 50 Mögliche Verteilung von 30 Grade-C Verbindern Faserzentrum gelb dargestellt Hauptursache für die Dämpfung ist der Versatz der einzelnen Fasern zueinander. Um die IL-Werte zu garantieren muss also der Master die grösste Abweichung abbilden können. Da auch Fasern im unteren Bereich des 0.6µm Kreises liegen können wird der Master mit G 0.3µm definiert. 0.6µm IL max 1,4µm 1,4µm

31 Reliability table Grade D (ungetunter Verbinder) Kumulative Anzahl Verbindungen im Link Wahrscheinlichkeit % 0.32dB 0.80dB 1.29dB 1.68dB 2.20dB 2.65dB 3.18dB 3.52dB 4.05dB 4.48dB 90% 1.06dB 1.71dB 2.43dB 2.96dB 3.54dB 4.17dB 4.94dB 5.18dB 5.93dB 6.45dB 97% 1.58dB 2.28dB 3.09dB 3.85dB 4.45dB 5.27dB 5.95dB 6.03dB 6.92dB 7.57dB 99% 2.05dB 2.92dB 3.49dB 4.47dB 5.15dB 5.88dB 6.71dB 6.82dB 7.77dB 8.13dB 99.90% 3.02dB 3.80dB 4.87dB 5.85dB 6.01dB 6.72dB 7.35dB 7.87dB 8.38dB 9.95dB 99.99% 3.03dB 4.02dB 5.75dB 5.95dB 6.42dB 7.62dB 8.60dB 8.95dB 9.97dB >10dB Beispiel aus Produktion Grade D Reliability table 10dB 9dB 8dB Cumulative loss 7dB 6dB 5dB 4dB 3dB 2dB 50% 90% 97% 99% 1dB 0dB Number of connections 99.90% 99.99% 31

32 Reliability table Grade C Kumulative Anzahl Verbindungen im Link Wahrscheinlichkeit % 0.17dB 0.38dB 0.56dB 0.78dB 0.98dB 1.15dB 1.37dB 90% 0.41dB 0.68dB 0.93dB 1.18dB 1.40dB 1.65dB 1.89dB 97% 0.53dB 0.86dB 1.15dB 1.35dB 1.63dB 1.92dB 2.16dB 99% 0.69dB 1.03dB 1.29dB 1.58dB 1.88dB 2.14dB 2.33dB 99.90% 0.80dB 1.21dB 1.58dB 1.71dB 2.15dB 2.51dB 2.76dB 99.99% 0.80dB 1.44dB 1.63dB 1.77dB 2.21dB 2.70dB 2.81dB Grade C Reliability table dB 2.09dB 2.44dB 2.68dB 3.10dB 3.33dB dB 1.95dB 2.34dB 2.62dB 2.70dB 3.01dB 2.98dB 3.26dB 3.38dB 3.49dB 3.40dB 3.68dB Beispiel aus Produktion 10dB 9dB 8dB Cumulative loss 7dB 6dB 5dB 4dB 3dB 2dB 1dB 0dB Number of connections 50% 90% 97% 99% 99.90% 99.99% 32

33 Reliability table Grade B Kumulative Anzahl Verbindungen im Link Wahrscheinlichkeit % 0.05dB 0.10dB 0.16dB 0.21dB 0.27dB 0.32dB 0.38dB 90% 0.10dB 0.17dB 0.25dB 0.31dB 0.38dB 0.45dB 0.50dB 97% 0.13dB 0.21dB 0.30dB 0.37dB 0.44dB 0.51dB 0.57dB 99% 0.16dB 0.24dB 0.33dB 0.41dB 0.47dB 0.56dB 0.62dB 99.90% 0.20dB 0.29dB 0.37dB 0.51dB 0.54dB 0.65dB 0.68dB 99.99% 0.22dB 0.31dB 0.38dB 0.56dB 0.57dB 0.66dB 0.69dB Grade B Reliability table dB 0.56dB 0.63dB 0.71dB 0.77dB 0.83dB dB 0.54dB 0.65dB 0.69dB 0.73dB 0.75dB 0.77dB 0.80dB 0.84dB 0.92dB 0.84dB 1.12dB Beispiel aus Produktion 10dB 9dB 8dB Cumulative loss 7dB 6dB 5dB 4dB 3dB 2dB 1dB 0dB Number of connections 50% 90% 97% 99% 99.90% 99.99% 33

34 Erfolgsfaktoren für Hochqualitative Verbinder die Kombination von Faser und Ferrule 250µm 125µm 9µm 125 um /

35 Erfolgsfaktoren für Hochqualitative Verbinder das Tuning der Stecker Ablage des Faserkerns aus je 10 Messungen Y-Achse [µm] ungetunte Version X-Achse [µm] : APC, Alberino 21: APC, Alberino 31: APC, Alberino 41: APC, Alberino 51: APC, Alberino 61: APC, Alberino 71: APC, Alberino

36 Erfolgsfaktoren für Hochqualitative Verbinder das Tuning der Stecker Ablage des Faserkerns aus je 10 Messungen Y-Achse [µm] getunte Version : APC, Alberino X-Achse [µm] : APC, Alberino 32: APC, Alberino 72: APC, Alberino

37 Erfolgsfaktoren für Hochqualitative Verbinder ein stetig optimierter Polierprozess Surface of a R&M E2000 TM APC Connector 37

38 Dauerhafte Laser- Beschriftung SN : Steckernummer (aus dem Auftrag ) WO : Auftragsnummer ( Kundenauftrag ) ID : Produktbezeichnung ( R-Nummer ) IL : Insertion loss gemäss Endmessung RL : Return loss gemäss Endmessung Es werden beide Messungen ausgewiesen bei 1310 und 1550 ( gegen Grade A) 38

39 R&M fertigt nur gemäss den neuen IEC Klassen C B 39

40 Security system E-2000 Identifikation 8 Colour codings Schutz 6 Mechanical codings Autorisierung 1 Plug-out Protection R&M Solutions FTTx Seite 40

41 Security system LC Identifikation 8 Colour codings Schutz 6 Mechanical codings Autorisierung 1 Plug-out/in Protection Adapter mit integrierter Metallschutz-blende R&M Solutions FTTx Seite 41

42 Zusammenfassung neue IEC Normierung Der stetig wachsende Bandbreitenbedarf und der damit verbundene Datentransfer, setzt neue Anforderungen an Steckerübergänge. Der neue IEC Qualitätsmassstab für Glasfaser-Steckverbinder dient dazu, den Anwendern mehr Sicherheit zu geben. Gemäss der neuen Norm IEC müssen Verbinder heute nach den Dämpfungs-graden A, B, C und D klassifiziert werden und dies führt zur herstellerneutralen Qualitätsbestimmung. Man vermeidet den Kauf von Produkten, die im Betrieb unter Umständen gar nicht die erwarteten oder versprochenen Dämpfungswerte liefern. Keine Kompromisse mehr, von Billigprodukten wird dringend abgeraten, ein einziger Ausfall oder eine einzige zusätzliche Messung im Feld macht die Preisdifferenz zu Markenprodukten bereits wieder wett. Durch den Einsatz von qualitativ hochwertigen Verbindern (gemäss neuer IEC Norm) in Verteil-, LAN- oder Campus Netzwerken können heute höchstmögliche Übertragungsraten und eine durchgängige Netzverfügbarkeit erzielt werden. 42

43 Herzlichen Dank für ihre Aufmerksamkeit 43