Testgeräte und Verfahren für die Lichtwellenleiterprüfung der Stufe 1

So implementieren Sie Encircled Flux für die LWL-Dämpfungsmessung

| Autor / Redakteur: Adrian Young / Andreas Donner

Eine EF-konforme Lichtwellenleiterprüfung wird irgendwann Vorschrift werden – Zeita also, sich mit dem Thema zu befassen.
Eine EF-konforme Lichtwellenleiterprüfung wird irgendwann Vorschrift werden – Zeita also, sich mit dem Thema zu befassen. (Bild: Fluke Networks)

Immer verlustärmere Netzwerkkomponenten sorgen für enger werdende Ver­lust­bud­gets. In­fol­ge­des­sen werden diese nicht mehr gemäß Normen sondern auf der Basis der Kom­po­nen­ten­leis­tung spezifiziert. Bisher zulässige Toleranzen sind inakzeptabel. Installateure müssen daher Testgeräte und Verfahren für die Licht­wellenleiterprüfung der Stufe 1 überdenken.

Die Verwendung der geeigneten Referenzlichtquelle, das Einstellen der Referenz und die Verwendung referenzfähiger Steckverbinder sind unverzichtbare Grundlagen bei der Prüfung optischer Netzwerkkomponenten und -verkabelungen. Doch selbst wenn alle Voraussetzungen vollständig erfüllt sind, können die Messergebnisse zweier korrekt arbeitender Prüfer immer noch Abweichungen von bis zu 40 Prozent aufweisen! Dies liegt bei der Prüfung von Lichtwellenleitern leider in der Natur der Sache. Die Glasfaserverbindung wird als zufällig angesehen, weshalb referenzfähige Steckverbinder verwendet werden müssen. Eine zusätzliche Unsicherheit ergibt sich aus der Verwendung unterschiedlicher Lichtquellen aufgrund der Art und Weise, wie das Licht in das Kabel abgegeben wird – und das selbst dann, wenn die Lichtquellen referenziert wurden.

In TIA-Standards wurden die Einkopplungsbedingungen von einer optischen Multimode-Quelle in Form des eingekoppelten Leistungverhältnisses (Coupled Power Ratio, CPR) definiert. Aufgrund der auch hier immer noch zu hohen Variabilität zwischen den Quellen, entwickelten TIA und IEC im Jahr 2010 gemeinsam das Konzept Encircled Flux (EF) zur Spezifizierung der Einkopplungsbedingungen in Multimode-Lichtwellenleitern (s. ANSI/TIA-526-14-B bzw. IEC61280-4-2).

Encircled Flux (EF) im Detail

EF bezieht sich auf das Verhältnis der bei einem bestimmten Kernradius übertragenen Leistung und der eingespeisten Gesamtleistung. Es gibt die Modenleistung auf der gesamten Endfläche der Testreferenzleitung an, die bis zum Ende der Leitung anliegen muss.

Es ist wahrscheinlich, dass EF künftig in vielen Prüfspezifikationen für Lichtwellenleiter vorgeschrieben sein wird. Installateure müssen also schon jetzt überlegen, wie sie EF in ihre Feldversuchsverfahren einbinden können. In der ursprünglichen Norm ist dies zwar nicht spezifiziert, doch unter „Practical Considerations for Implementation of Encircled Launch Conditions in the Field“ (TIA-TSB-4979, Praktische Überlegungen zur Implementierung von Encircled-Einkopplungsbedingungen im Feld) werden zwei Optionen zur Erfüllung von EF-Anforderungen dargelegt.

Zur Erzielung des optimalen Ergebnisses bei einer Dämpfungsmessung der Stufe 1 müssen alle vier Aspekte – LED-Lichtquelle, Jumper-Referenz, Steckverbinder und Encircled Flux-Bedingung – richtig eingerichtet werden.

Auswahl der richtigen Lichtquelle

Theoretisch kann bei der Prüfung von Multimode-Lichtwellenleiterstrecken ein Oberflächenemitter (VCSEL, Vertical Cavity Surface Emitting Laser) oder eine LED verwendet werden. Geltende ANSI-/TIA-Bestimmungen schreiben jedoch eine Spektralbreite zwischen 30 und 60 nm für die Lichtquelle vor. Diese lässt sich mit einer LED-Quelle problemlos erzielen. Ein VCSEL hat dagegen eine Spektralbreite von nur 0,65 nm, und die Abgabe in den Lichtwellenleiter variiert von Gerät zu Gerät so stark, dass die resultierende Messunsicherheit seine Verwendung verbietet. Die VCSEL-Abgabe ist außerdem unterfüllt, was zu einem optimistischen Ergebnis der Dämpfungsmessung führt.

Der richtige Umgang mit Multimode-Fasern

Testmethoden für Multimodefasern OM1 - OM4

Der richtige Umgang mit Multimode-Fasern

11.10.16 - Multimode-Fasern sind in LAN-Verkabelungen von Gebäuden und als Backbone-Links zwischen Switches in Rechenzentren de facto Standard. Wichtig ist daher, dass die Technik nicht nur im Labor sondern auch im Feld verstanden und zugehörige Tests beherrscht werden. Und gerade beim Testen gilt es je nach Fasertyp, einiges zu beachten! lesen

Wird eine Lichtwellenleiteranlage mit einem VCSEL geprüft, so kann der Kabelhersteller die Applikationsgarantie ggf. aufgrund der Messunsicherheit ablehnen. Es obliegt dem Prüfer, der die Garantie für eine Anlage ausstellt, in Erfahrung zu bringen, welche Art der Lichtquelle zu verwenden ist. Im Zweifelsfall sollte das Datenblatt des Testgeräteanbieters konsultiert werden, die Anforderungen sind mit dem Garantieanbieter des Kabelsystems abzusprechen.

Richtige Referenzeinrichtung

Das falsche Einstellen von Referenzwerten kann zu optimistischen und negativen Dämpfungsergebnissen führen. Letztere sind die häufigste Ursache für eine Ablehnung von System und Garantie und weisen auf eine Verstärkung des optischen Signals hin, was in einem passiven System aber gar nicht möglich ist. Es ist extrem wichtig, den Industriestandard zu befolgen und Referenzwerte mit einer einzelnen Testreferenzleitung einzustellen.

Häufige Fehler bei der Referenzeinrichtung sind das Einstellen einer Referenz über einen Einbauadapter, die Nichtverwendung eines Wickeldorns und der Einsatz einer biegeunempfindlichen Multimode-Glasfaser. Ersteres bedeutet eine zusätzliche Messunsicherheit von bis zu 1,5 dB aufgrund von Verlusten im Adapter (siehe Abbildung 1). Die Referenz muss von der Quelle bis zum Messgerät ununterbrochen sein, es darf nur eine Testreferenzleitung (also ein Jumper) verwendet werden.

Wird zweitens kein Wickeldorn verwendet, ist ein um bis zu 0,4 dB pessimistischeres Ergebnis möglich, das zudem schwankt, je nachdem, ob die Quelle über- oder unterfüllt ist.

Bei der Verwendung von biegeunempfindlicher Multimode-Glasfasern (Bend Insensitive Multimode Fibre, BIMMF) als Testreferenzleitung. Werden Moden hoher Ordnung durch den standardmäßigen 25-mm-Wickeldorn bei 850 nm nicht isoliert, und die Leistung fällt so aus, als würde kein Wickeldorn verwendet. Die Verwendung eines 4-mm-Wickeldorns würde zu Messfehlern bei 1300 nm führen.

Zur Erzielung zuverlässiger Ergebnisse müssen Geräte mit austauschbaren Adaptern an den Eingangsanschlüssen verwendet werden. Damit ist eine 1-Jumper-Referenzeinstellung gemäß TIA und den Anforderungen des Kabelherstellers möglich. Es ist ebenfalls wichtig, die richtigen Adapter und Testreferenzleitungen zu kaufen.

Verwendung referenzfähiger Steckverbinder

Fehlerhafte Testkabel führen zu unzureichenden und schwankenden Testergebnissen. Gemäß ISO-/IEC-Norm 14763-3 zur Prüfung von Lichtwellenleiterkabeln sind referenzfähige Steckverbinder solche mit einem Verlust von <0,1 dB (Multimode) bzw. <0,2 dB (Singlemode). Besitzt die dämpfungsarme Kassette einen LC-Steckverbinder mit 0,15 dB würde eine Prüfung mit einem LC-Steckverbinder mit einer Dämpfung von über 0,15 dB ein pessimistisches Ergebnis oder sogar einen Fehler ergeben.

Bei Verwendung einer 1-Jumper-Referenz können die Testreferenzleitungen geprüft werden. Sobald die 1-Jumper-Referenz erstellt wurde, werden die Kabel von den Eingangsanschlüssen abgezogen. Danach wird ein hochwertiges Kabel an die Eingangsanschlüsse angeschlossen, und die Haupt- und Remote-Einheiten werden mit einem Singlemode-fähigen Einbauadapter verbunden. Anschließend wird die Prüfung ausgeführt. Das Dämpfungsergebnis ist in die Systemdokumentation aufzunehmen.

Prüfung gemäß Encircled Flux

In der Norm TIA-TSB-4979 sind zwei Methoden zur Erfüllung der EF-Anforderungen beschrieben. Die erste besteht in der Verwendung eines externen Abgabewandlers, der den Wickeldorn ersetzt. So kann jede LED-Quelle in eine EF-konforme Quelle umgewandelt und der Erwerb neuer Testgeräte vermieden werden. Externe Abgabewandler sind jedoch teuer, brauchen viel Platz und müssen bei Beschädigung ihres Steckverbinders ersetzt werden. Viele Leiter von Rechenzentren, die mit knappen Budgets für optische Dämpfungen arbeiten, weisen Installateure daher an, die Kosten für die Abgabewandler in ihr Angebot aufzunehmen.

Die zweite Methode besteht in der Verwendung einer EF-konformen Quelle mit einer abgestimmten Testleitung, die die unerwünschten Moden isoliert (siehe Abbildung 2). Diese proprietäre Lösung erfordert zwar den Kauf neuen Testgeräts, die Leitungen sind jedoch nicht so teuer und platzraubend wie Abgabewandler.

Zur Vermeidung einer fehlerhaften Referenzeinrichtung rüsten Anbieter Testgeräte mit automatisierten Assistenten aus, die den Techniker durch die Referenzwerteinstellung leiten.

Adrian Young
Adrian Young (Bild: Fluke Networks)

Besitzt das Testgerät feste Eingangsanschlüsse, mit denen keine 1-Jumper-LC-Referenz möglich ist, kann das Überspringen zweier Testergenerationen und somit eine EF- und 1-Jumper-konforme Lichtwellenleiterprüfung gemäß ANSI/TIA-526-14-B erwogen werden.

Über den Autor

Adrian Young ist Senior Technical Support Engineer bei Fluke Networks. Young arbeitet bereits seit 18 Jahren für Fluke Networks und ist Spezialist für Kupfer- und Glasfasertests. Er schreibt regelmäßig über das Thema Datenkommunikationsverkabelung.

Kommentare werden geladen....

Kommentar zu diesem Artikel

Der Kommentar wird durch einen Redakteur geprüft und in Kürze freigeschaltet.

Anonym mitdiskutieren oder einloggen Anmelden

Avatar
Zur Wahrung unserer Interessen speichern wir zusätzlich zu den o.g. Informationen die IP-Adresse. Dies dient ausschließlich dem Zweck, dass Sie als Urheber des Kommentars identifiziert werden können. Rechtliche Grundlage ist die Wahrung berechtigter Interessen gem. Art 6 Abs 1 lit. f) DSGVO.
  1. Avatar
    Avatar
    Bearbeitet von am
    Bearbeitet von am
    1. Avatar
      Avatar
      Bearbeitet von am
      Bearbeitet von am

Kommentare werden geladen....

Kommentar melden

Melden Sie diesen Kommentar, wenn dieser nicht den Richtlinien entspricht.

Kommentar Freigeben

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

Freigabe entfernen

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

copyright

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Infos finden Sie unter www.mycontentfactory.de (ID: 43089697 / Netzwerk-Messtechnik)