Saubere Endflächen bei Glasfasern

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1 Saubere Endflächen bei Glasfasern INSPEKTION VON GLASFASERSTECKERN Normgerechte Zertifizierung von Glasfaserstirnflächen stellen die Qualität der Endfläche sicher, umdie Fehlerursache»#1«von Glasfaserübertragungstechnik zu beseitigen. Kratzer und Schweißtropfen auf den Steckerstirnflächen können zum Ausfall der Datenverbindungen führen. Richtiges Reinigen ist angesagt. AUF EINEN BLICK SAUBERKEIT DER STECKERSTIRNFLÄCHEN IST OBERSTES GEBOT Kleinste Kratzer und Verunreinigungen führen zum Ausfall der Übertragungen DER STANDARD IEC definiert die zulässigen»verunreinigungen«und empfiehlt die Vorgehensweise der Steckerreinigung ALLE STECKER UND KUPPLUNGEN PUTZEN Auch frisch aus den Verpackungen entnommene Stecker sollten vor dem ersten Gebrauch gereinigt werden Dadie Branche zunehmend höhere Datenübertragungsgeschwindigkeiten, strengere Dämpfungsbudgets und neue Anschlüsse mit Multi-Glasfaser (MPO-Stecker, Multi-Fiber Push On, Bild 1) unterstützt, ist die proaktive Inspektion und Reinigung von Glasfaserendflächen wichtiger denn je, um die Verfügbarkeit und Leistung des Netzwerks sowie die Zuverlässigkeit von Geräten zu gewährleisten. Selbst wenn Benutzer glauben, die Glasfaser ordnungsgemäß gereinigt zu haben, sollten alle feld- bzw. vorkonfektionierten Endflächen von Steckverbindern, grundsätzlich vor der Verbindung mit einem anderen Stecker oder einem Endgerät inspiziert werden. Dennoch führt eine rein subjektiv durchgeführte Inspektion des Benutzers oftmals zu unerwarteten Ergebnissen. Industriestandards, wie z. B. der International Electrotechnical Commission (IEC), unterstützen eine automatische, einheitliche und wiederholbare Zertifizierung der Sauberkeit von Glasfaserendflachen, mit definierten und akzeptierten Kriterien. Reinigung für bessere Leistung dung, und die schwächste Verbindung ist dort, wo eine Glasfaserendfläche ungeschützt oder offen ist. Ein einziger Partikel im Kernbereich einer Glasfaser kann Verluste und Reflexionen verursachen und zu hohen Fehlerraten und einer verringerten Netzwerkleistung führen. Verunreinigungen auf Glasfaserendflächen können außerdem die Ports von teuren optischen Geräten beeinträchtigen und ggf. sogar zum Defekt dieser Geräte führen. Da Glasfasernetzwerke das Herzstück von Rechenzentren und somit der wichtigsten Einrichtung vieler Unternehmen bilden, und da die Anforderung der Kunden nach einem schnellen Zugriff auf Informationen von überall aus befriedigt werden muss, sind Ausfallzeiten und eine schlechte Netzwerkleistung einfach keine Option mehr.netzwerkapplikationen beanspruchen immer größere Bandbreiten. Die Übertragungsgeschwindigkeiten wachsen unaufhaltsam von 1Gbit/s bis 10Gbit/s auf 40 Gbit/s bis 100 Gbit/s an und damit verkleinert sich der Spielraum innerhalb der Dämpfungsbudgets immer mehr. Schmutz, Staub und andere Verunreinigungen sind die wahren Feinde dieser Hochgeschwindigkeits-Datenübertragungen über Glasfaserkabel. Daher ist es wichtig, dass alle optischen Verbindungen frei von Verunreinigungen sind, um Probleme mit der Applika- Bild 1: Bei MPO-Steckern für die 40- und 100-Gbit-Anwendungen sollten immer alle einzelnen Faserenden überprüft werden Glasfaserinstallationen erfordern aus gutem Grund gründliche Reinigungsmaßnahmen für Endflächen. Die Netzwerkleistung ist immer nur so gut wie die schwächste Verbintionsleistung zu vermeiden. Es lohnen sich einige zusätzliche Minuten, die für die ordnungsgemäße Inspektion und Reinigung aller Steckverbinder-Endflachen aufgewendet werden. Fusseln von Kleidung und Schweiß vonhänden Das Berühren einer Glasfaserendfläche und die Arbeit in staubigen und schmutzigen Umgebungen auf dem Bau sind Ursachen für Verschmutzungen. Es gibt aber viele andere Möglichkeiten der falschen Handhabung von Glasfasern, die nicht eindeutig als Ursache für Verunreinigungen erkennbar sind. Das Abwischen einer Endfläche an Kleidung, die Körperfette, Fussel oder andere Substanzen enthalten kann, führt zu einer Verunreinigung. Eigentlich ist eine Endfläche immer anfällig für Verunreinigungen, wenn sie der Umgebung ausgesetzt ist, selbst wenn sie erst kürzlich gereinigt wurde. Staubpartikel in der Luft können sich leicht auf Glasfaserendflächen sammeln, insbesondere beim Entstehen elektrostatischer Aufladung. 66

2 Übertragung von einem Stecker zum anderen Verunreinigungen wandern auch leicht, bei jedem neuen Stecken, von einem Anschluss zum anderen. Sogar eine spezielle Staubabdeckung zum Schutz der Glasfaserendfläche kann eine maßgebliche Ursache für Verunreinigungen sein. Leider glauben viele Benutzer, dass eine Endfläche sauber sein muss, wenn sie zuvor durch eine Staubabdeckung geschützt war. Niemand kann jedoch sicher sein, was sich in dieser Staubabdeckung befand. Dies gilt sogar für Endflachen an neuen werkskonfektionierten Steckverbindern. QUALITÄTSBEURTEILUNG EINER FASERENDFLÄCHE Zone Von IEC empfohlene Annahmekriterien für Multimodefaser mit polierten Steckverbindern Kratzer Kern keine Begrenzung bis 3µm keine bis > 3µm Mantel keine Begrenzung bis 5µm keine bis > 5µm Anzahl/ Größe von Mängel vier 5µm keiner > 5µm keine Begrenzung <2µm fünf von 2µmbis 5µm Klebstoff keine Begrenzung keine Begrenzung Ferrule keine Begrenzung keine 10µm Tabelle: IEC klassifiziert die Qualität der Faserendflächen nach Größe und Art der Kratzer sowie Mängel in jeder einzelnen Region Staubschutzkappen nicht immer sicher Staubschutzkappen schützen die Endfläche zuverlässig vor Beschädigungen. Der Kunststoff, aus dem sie hergestellt werden, kann aber, da er mit der Zeit zerfällt, Rückstände hinterlassen, und die Oberflache der Kappe kann Ruckstände aus dem Fertigungsprozess enthalten. Deshalb sollte es einem nicht verwundern, wenn man nach dem Entfernen Es reicht nicht nur jede Faserendfläche zu reinigen. Den Installateuren stehen heute dafür Glasfaser-Inspektionsgeräte (Videoeiner Schutzkappe von einem neuen Steckverbinder direkt aus der Packung eine verunreinigte Endfläche vorfindet. Viele sind auch der Meinung, dass eine Endfläche, die an ein Gerät angeschlossen ist, sauber sein muss und daher bedenkenlos getrennt und erneut verbunden werden kann. Dies kann aber ebenfalls dazu führen, dass Verunreinigungen von einer Endfläche zur anderen wandern. Selbst wenn sich die ursprüngliche Verunreinigung außerhalb der Glasfaser- kerns befand, kann die Verbindung eine Verunreinigung aufteilen und dazu führen, dass Partikel auf der Endflache umher wandern und sich am Kern absetzen. Inspektion zur Qualitätssicherung

3 Bild 2: Glasfaser-Inspektionsgerät (Videomikroskop) mikroskop, Bild 2) zur Verfügung, Deshalb lautet die goldene Regel: vor dem Anschließen immer überprüfen, reinigen und erneut überprüfen. In der Tat kann selbst die Reinigung der Endfläche zu einer Verunreinigung führen. Jede Stirnseite sollte nach jeder Reinigung überprüft werden. Dies betrifft insbesondere Mehrfaser-Steckverbinder wie MPO-Steckverbinder, die in heutigen Glasfaser-Backbone-Kanälen als erforderliche Schnittstelle für Applikationen mit 40- und 100-Gigabit- Ethernet (GbE) immer mehr zur Norm werden. Dafür gibt es spezielle Adapter (Bild 3). Eine Zwölffaser-MPO-Schnittstelle hat eine viel größere Oberfläche als ein einziger Glasfaserstecker. Für die MPO-Stecker sollte man die den dafür geeigneten Reinigungssets einsetzen (Bild 4). MPO-Stecker sind empfindlicher gegenüber Einzel-Glasfasern, nicht alle Glasfasern ragen immer auf gleicher Höhe der Ferrule heraus. Abweichungen in der Höhe der Glasfasern in einem einzigen Multifaseranschluss erhöhen das Risiko, dass nicht jede Faser richtig und gleich gereinigt wurde. Wertung und Zertifizierung anhand von Standards Bild 3: Adapter für einen MPO-Stecker mit 12 Fasern In dem Bemühen, Konsistenz in der Glasfaserinspektion zu schaffen und wiederholgenaue Ergebnisse für die Leistung über mehrere Endflächen zu erzielen, entwickelte die IEC den Standard über grundlegende Prüf- und Messverfahren für Lichtwellenleiter-Verbindungselemente und passive Bauteile. Dieser Standard enthält spezifische Bewertungskriterien für Sauberkeit, um eine»pass/fail«-zertifizierung für die Inspektion einer Glasfaserendfläche zu evaluieren. Die Zertifizierungskriterien in IEC variieren je nach Steckverbindertyp und Faserdurchmesser sowie Fehlerart. Fehler sind unter anderem Vertiefungen, Splitterungen, Kratzer, Risse, Partikel und lose oder festsitzende Ablagerungen, und der IEC-Standard kategorisiert diese in zwei Gruppen: Kratzer und sonstige Defekte. Kratzer sind festgelegt als dauerhafte Oberflächeneigenschaften, wohingegen Defekte alle erkennbaren, nicht linearen Eigenschaften umfasst, die üblicherweise durch Reinigen entfernt werden können. Die Zertifizierung zur Bestimmung von»pass«oder»fail«basiert auf der Anzahl der Kratzer und Defekte, die in den jeweiligen Messbereichen der Glasfaserendfläche wie Kern und Ummantelung, gefunden wurden, sowie auf der Anzahl und Größe der Kratzer und Defekte (siehe Tabelle). Beispielsweise dürfen Multimode-Glasfasern mit polierten Steckverbindern keine Kratzer,die breiter als 3μmsind, oder Defekte, die breiter als 5μm sind, aufweisen. Im Bereich der Ummantelung dürfen keine Kratzer oder Defekte mit einer Breite von mehr als 5μm, fünf Defekte mit einer Breite von μmund eine beliebige Anzahl von Kratzern mit einer Breite von weniger als 2μm vorhanden sein. Die in der jeweiligen Zone zulässige Anzahl und Größe der Kratzer und Defekte variiert je nach Steckverbindertyp und -durchmesser. Obwohl der IEC Standard als Richtwert für die manuelle Sauberkeitseinstufung gilt, müssten Techniker im manuellen Verfahren die Größe und Position der Kratzer und Mängel bestimmen, was zu menschlichen Fehlern und Inkonsistenzen führen kann. Der FI-7000 FiberInspector Pro von Fluke Networks prüft mit einem automatisierten Verfahren die Faserendseiten anhand von IEC-Standardkriterien, und stuft die Qualität dieser ein. Was eine Person für sauber hält, kann aus der Sicht einer anderen Person stark variieren. Zusätzliche Variablen wie Schwierigkeitsgrad, jahrelange Erfahrung, Sehkraft, Lichtverhältnisse und das verwendete Faser- Prüfwerkzeug können auch zu Unstimmigkeiten bei der Bestimmung der Faserendflächensauberkeit führen. Bild 4: Reinigung eines MPO-Steckers mit dem Kit Multifiber Pro Leistungsmesser 68

4 Bild 5: Darstellung einer verunreinigten Stirnseite (links und sauberen Endfläche (rechts) Wissen, was zu inspizieren und zu reinigen ist Die beste Antwort auf die Frage, was zu inspizieren und reinigen sei, ist; alles jede Stirnseite sollte überprüft (Bild 5) werden und jede Stirnseite, welche die ICE Zertifizierung nicht besteht, sollte gereinigt werden. Wenn bei der Überprüfung die Endfläche die IEC-Zertifizierung besteht, reinigt man diese nicht. Eine Reinigung kann aufgrund von statischer Aufladung Staub anziehen. Die richtige Reinigung Für die Reinigung von Glasfaserendflächen sind prinzipiell zwei Dinge erforderlich: Tücher und Lösungsmittel (Bild 6). Diese Reinigungsmittel findet man im Reinigungsset des Anbieters (Bild 7). Druckluftsprays und Blaspistolen sind für die Reinigung von Glasfaserendflächen ungeeignet, da sie nur Partikel aufwirbeln und so die Verunreinigungen an eine andere Stelle befördern. Druckluftsprays und Blaspistolen können Öle, Rückstände oder kleine, elektrisch geladene Staubpartikel nicht wirksam entfernen. Blaspistolen stoßen oft ein Treibgas aus, das selbst zur einer verunreinigenden Substanz werden kann, die entfernt werden muss. Fusselfreie Tücher aus Stoff und Verbundvlies weisen die nötige Saugfähigkeit auf, um Verunreinigungen von den Endflächen zu entfernen. Im Allgemeinen wird empfohlen, die Reinigung nicht auf einem harten Untergrund durchzuführen. Bei der Reinigung mit Tüchern und Reinigern bzw. Kassettenreinigern reicht ein- oder zweimaliges kurzes Wischen (d. h. 1cm) auf dem Reinigungsmaterial aus. Es sollte genug Druck ausgeübt werden, damit das Tuch sich an die Form der Endfläche anschmiegen kann und sichergestellt ist, dass die gesamte Endfläche gereinigt wurde. Wenn nur Tücher verwendet werden, handelt es sich um eine sogenannte»trockenreinigung«, die sich als nur teilweise effektiv zum Entfernen von Verunreinigungen erwiesen hat. Eine Trockenreinigung kann auch eine

5 statische Aufladung auf der Endfläche erzeugen, die tatsächlich nach der Reinigung statisch geladene Staubpartikel anziehen kann. Eine bessere Reinigungsmethode ist die gemeinsame Verwendung von Lösungsmitteln und Tüchern. Lösungsmittel erhöhen aufgrund ihrer chemischen Wirkung die Reinigungsleistung des Tuchs, um Partikel und Ablagerungen von der Endfläche zu entfernen und gleichzeitig die bei der Trockenreinigung auftretende statische Aufladung zu vermeiden. Die Verwendung übermäßiger Mengen von Lösungsmitteln sollte vermieden werden, da diese einen Film aus gelösten Verunreinigungen hinterlassen können. Um überschüssige Lösungsmittel zu entfernen, sollte auf die feuchte Reinigung eine Trockenreinigung folgen entweder mit einer trockenen Stelle desselben Tuchs oder mit einem neuen, trockenen Tuch. Achten Sie jedoch darauf, es nicht zu übertreiben, um eine statische Entladung zu vermeiden. Das Lösungsmittel selbst sollte außerdem speziell für die Reinigung von Glasfaserendflächen hergestellt sein, wie z. B. der Glasfaser-Lösungsmittelstift von Fluke Networks. Es wurde zwar über viele Jahre hinweg Isopropylalkohol (IPA) für die Reinigung von Glasfaserendflächen eingesetzt, aber speziell entwickelte Lösungsmittel mit geringerer Oberflächenspannung umhüllen Ablagerungen für deren Entfernung und machen die Lösung von Verunreinigungen deutlich effektiver (Bild6). IPA kann außerdem»ringe«nach dem Trocknen hinterlassen. Diese können nicht nur eine Dämpfung verursachen, sondern auch schwierig zu entfernen sein. Nach der Reinigung sollte kein Lösungsmittel auf der Endfläche verbleiben. Bild 6: Spezielle Lösungsmittel sind sehr viel effektiver bei der Stirnseitenreinigung als IPA, der einen Rückstand nach seiner Trocknung hinterlassen kann Bild 7: DIe richtige Reinigung: Hierzu gibt es spezielle Reinigungssets Anschlussreinigungsgeräte fürkupplungen Zur Reinigung von Glasfaserendflächen in Kupplungen, werden statt Tüchern speziell entwickelte fusselfreie Reinigungstupfer oder mechanische Anschlussreinigungsgeräte wie der IBC Reiniger von Fluke Networks verwendet. Bei der Verwendung von Tupfern für die Reinigung von Anschlüssen ist es wichtig, genau den richtigen Druck auszuüben, um die Endfläche zu reinigen und dabei den Tupfer mehrmals in eine Richtung zu drehen. Bei der Reinigung von Anschlüssen mit Lösungsmitteln ist es sogar noch wichtiger, nicht zu viel Lösungsmittel zu verwenden, da dies die Schnittstelle des Steckers durchfeuchten kann. Die Verdunstungsrate eines Lösungsmittels spielt bei der Reinigung von Anschlüssen eine wichtige Rolle, da es hier schwieriger ist, das Lösungsmittel vollständig zu entfernen. Lösungsmittelreste können beim Herstellen einer Verbindung eingeschlossen werden und mit der Zeit schädliche Rückstände bilden. Dies ist ein weiteres Argument für die Verwendung von speziell für die Glasfaserreinigung hergestellten Lösungsmitteln. Diese Lösungsmittel halten sich lange genug, um zu wirken, verdunsten aber viel schneller als IPA. Es ist dabei auch wichtig, festzuhalten, dass es sich um Verbrauchsmaterialien handelt, d. h. dass Tücher oder Tupfer direkt nach Ihrer Verwendung zur Reinigung einer Endfläche entsorgt werden sollten. Durch die Wiederverwendung eines verschmutzten Tuchs oder Tupfers können sich Verunreinigungen am leichtesten ausbreiten. Die Reinigung der Endflächen von Jumpern und Testreferenzleitungen ist zwar wichtig, es handelt sich bei diesen Komponenten aber auch um Verbrauchsmaterialien, die irgendwann ausfallen. Manchmal reicht eine Reinigung nicht aus, wenn diese Komponenten nach der vom Hersteller angegebenen Anzahl der Steckvorgänge ihr Gebrauchsende erreicht haben. Zusammenfassung Der FI-7000 FiberInspector Pro von Fluke Networks zertifiziert die Faserstirnseiten nach IEC Industriestandard in kurzer Zeit, wobei er automatisierte»beste- HEN/DURCHGEFALLEN«-Ergebnisse erstellt (Bild 6). Die subjektive Entscheidung einer Faserinspektion wird damit umgangen. Eine grafische Anzeige informiert, welche Mängel im vorliegenden Fall bestehen oder nicht. Das Prüfgerät färbt jeden Defekt und hebt den Hintergrund des Mangels optisch hervor. Nicht akzeptable Mängel, werden rot gefärbt, während Mängel, die bestehen bleiben dürfen, erhalten eine grüne Markierung. Gemäß der Industrienorm zur Faserreinigung, enthält das Fiber Optical Cleaning Kit alles, was man dazu benötigt, um den Hauptgrund für Faserversagen zu beseitigen die Verschmutzung. INFO Fachbeitrag zum Thema Sat-EMpfang über Lichtwellenleiter»de« S. 66 LINK AUTOR Christian Schillab European Produktmanager, Fluke Networks Europe 70