Die folgende Tabelle zeigt die maximal zulässigen Dämpfungen gemäß diesen drei Vorschriften für Kabel, Verbindungen und Spleiße.

Wie ersichtlich, legen die Vorschriften eine maximale Dämpfung für Glasfaserkabel fest, die je nach Fasertyp und Betriebsbereich 1 dB, 1,5 dB oder 3,5 dB/km beträgt. Sie legen außerdem eine maximale Dämpfung für jede Verbindung fest, wobei eine Verbindung als die Stelle zwischen zwei Steckverbindern und einem Koppler oder Adapter, der diese ausrichtet, definiert ist. Unabhängig vom Steckverbindertyp und davon, ob es sich um Multimode- oder Singlemode-Fasern handelt, beträgt die maximal zulässige Dämpfung 0,75 dB. Schließlich beträgt die maximale Dämpfung für Spleißverbindungen, unabhängig davon, ob es sich um mechanische oder Fusionsspleiße und um Multimode- oder Singlemode-Fasern handelt, 0,3 dB.

Es ist wichtig zu beachten, dass die in den aktuellen Vorschriften festgelegten Dämpfungswerte übermäßig hoch und großzügig bemessen sind. Dies gilt sowohl angesichts der Möglichkeit, mit bestehenden Komponenten deutlich bessere Werte zu erzielen, als auch der maximal zulässigen Dämpfung selbst bei anspruchsvollsten Anwendungen wie 1000BASE-SX (3,56 dB), 10GBASE-SR (2,6 dB), 40GBASE-SR4 oder 100GBASE-SR10 (1,5 dB). Daher empfiehlt es sich, die Empfehlungen der Hersteller von Glasfaserkabeln zu konsultieren, um die maximal zulässige Dämpfung für die jeweiligen Verbindungen zu ermitteln.

Kennt man diese Werte, lässt sich die maximale Dämpfung einer Verbindung ermitteln.
Die maximale Dämpfung dieser Verbindung muss 3,60 dB betragen; die Einhaltung der Vorschriften erfordert daher einen Dämpfungswert unterhalb dieses Wertes.

Ende 2006 wurden die Normen ISO/IEC TR 14763-3 und ANSI/TIA/EIA TSB140 verabschiedet. Diese definieren neue technische Spezifikationen für die Messkomponenten, die bei der Prüfung und Zertifizierung von Glasfaserverbindungen eingesetzt werden. Die neuen Werte betragen 0,1 dB zwischen Multimode-Referenzsteckern und 0,2 dB zwischen Singlemode-Referenzsteckern. Beim Vergleich eines Referenzsteckers mit einem anderen Steckertyp, ob Standard oder nicht, beträgt diese maximale Dämpfung 0,3 dB für Multimode und 0,5 dB für Singlemode.

Die Referenzanschlüsse sind diejenigen, die für die Messungen verwendet werden; d. h. die Patchkabelstecker, die zusammen mit den Messgeräten für die erforderlichen Zertifizierungen eingesetzt werden.
Ebenso definieren diese technischen Berichte (TRs) zwei Messstufen:

– Stufe 1: OLTS (Optical Loss Test Set)
– Stufe 2: OTDR (Optical Time Domain Reflectometer).

Wird einer dieser beiden Standards zur Zertifizierung von Glasfasern verwendet, weichen die maximal zulässigen Werte für die Verbindung gemäß ISO/IEC 11801 von den in der obigen Tabelle angegebenen Werten ab und lauten wie folgt:

Man kann sehen, wie der maximal zulässige Dämpfungswert für diese Verbindung von 3,6 dB auf 2,7 dB, also um 0,9 dB, reduziert wurde.

Daher ist die Norm ISO/IEC 14763-3 wesentlich restriktiver als alle anderen Normen und wird für die Durchführung von Zertifizierungen der Stufe I empfohlen.

Erwähnenswert ist die Verwendung von Dornen für die Zertifizierung von Multimode-Verbindungen.
Dornen sind Zylinder, die mit mehreren Windungen des Ausgangskabels der Lichtquelle umwickelt werden. Die Anzahl der Windungen hängt vom Kabeltyp ab und sollte in Absprache mit dem Hersteller des Messgeräts ermittelt werden. Diese Dornen fungieren als Filter. Dieser Filter eliminiert Moden höherer Ordnung, die besonders empfindlich auf Kabelbiegungen reagieren und durch die verschiedenen Biegungen in Kabeln und Patchkabeln verloren gehen können. Dadurch kann sich die Lichtstärke am anderen Ende verändern. Um zu verhindern, dass die Messwerte während des Zertifizierungsprozesses allein durch die Änderung der Patchkabelposition abweichen, ist die Verwendung dieser Dornen vorgeschrieben. Sie eliminieren Licht, das die Messergebnisse beeinflussen könnte.

Die neueste Version der Norm ISO/IEC 14763-3 hat kürzlich weitere, anspruchsvollere bzw. präzisere Filter, sogenannte Launch Conditioner oder Encirclex Flux, zugelassen. Die Marktakzeptanz dieser neuen Module wird schrittweise erfolgen, da zunehmend anspruchsvolle Anwendungen wie 40GBASE-SR4 oder 100BASE-SR10 mit maximal zulässigen Dämpfungen von 1,5 dB bzw. 1,9 dB – abhängig vom verwendeten Multimode-Fasertyp – eingesetzt werden. Dies führt zu einer deutlich höheren Messgenauigkeit, obwohl einige Hersteller kommerzieller Messgeräte diese Module bereits anbieten.

Level-I-Zertifizierung – Die OLTS-
Level-I-Zertifizierung (oder Dämpfungs- und Verbindungslängenmessung) erfordert eine optische Quelle und ein Leistungsmessgerät. Der Dämpfungswert der Verbindung wird durch Vergleich mit der Ausgangsleistung der optischen Quelle ermittelt. Daher muss vor der Dämpfungsmessung die Ausgangsleistung der Quelle im Speicher des Leistungsmessgeräts erfasst werden. Dieser Vorgang wird als Referenzwertfestlegung bezeichnet und ist ein notwendiger Schritt vor jeder Dämpfungsmessung in Glasfaserverbindungen.

Da es so viele verschiedene Arten von Steckverbindern gibt und die bei der Zertifizierung verwendeten Messgeräte möglicherweise andere Steckverbinder haben als die, die in den zu zertifizierenden Glasfasertrassen installiert sind, werden drei verschiedene Optionen verwendet, um Level 1 abzuschließen: die 1-Patchkabel-Methode, die 2-Patchkabel-Methode und die 3-Patchkabel-Methode.

Einzelpatch-Methode:
Diese Methode wird angewendet, wenn die am Messgerät vorhandenen Anschlüsse mit den auf den Glasfasertrassen installierten Anschlüssen übereinstimmen.

Um den Referenzwert zu ermitteln, wird die Quelle mit einem einzigen Patchkabel an das Messgerät angeschlossen.

Sobald die Referenzierung erfolgt ist, muss die zu messende Verbindung zwischen Quelle und Empfänger eingefügt werden, um die Leistungsverlustmessung dieser Verbindung durchzuführen.

Bei dieser Konfiguration muss ein zusätzliches Patchkabel verwendet werden, um das Empfangsgerät mit einem Ende der Verbindung zu verbinden. Dieses Patchkabel muss ein Mess- oder Referenzkabel sein, dessen maximale Dämpfung innerhalb der in der Norm festgelegten Werte liegt. Messpatchkabel sind typischerweise Duplex-Kabel und speziell für Messungen vorgesehen.

Wie man sieht, werden bei dieser Methode Glasfaserzertifizierungen im Permanent-Link-Format durchgeführt, d. h. ohne Berücksichtigung der Patchkabel, die später diese Verbindung mit den Sende-/Empfangsgeräten an beiden Enden herstellen werden.

Die Anzahl der Verbindungen und Spleiße in der zu zertifizierenden Verbindung muss manuell in das Messgerät eingegeben werden, damit auf der Grundlage der in den Vorschriften festgelegten Maximalwerte für diese Komponenten sowie für das Kabel, dessen Länge unter Berücksichtigung der gemessenen Länge ermittelt wird, ein Grenzwert für die Dämpfung der Verbindung ermittelt werden kann.

Diese Messmethode ist die empfehlenswerteste, sofern dies aufgrund der Art der am Messgerät und der zu messenden Anlage verfügbaren Anschlüsse möglich ist, da sie im Vergleich zu anderen, weiter unten beschriebenen Methoden die größte Genauigkeit (bzw. den geringsten Messfehler) bietet.

2-Patch-Kabelmethode
Diese Methode wird angewendet, wenn die am Messgerät vorhandenen Anschlüsse von den an den Glasfasertrassen installierten Anschlüssen abweichen.

Als erstes muss, wie bei der 1-Wire-Methode, die Referenz hergestellt werden, diesmal jedoch mit einem anderen Schema als zuvor.

Beachten Sie, dass der zur Herstellung einer Referenzverbindung verwendete Koppler oder Adapter während des Messvorgangs erhalten bleibt, da das Verfahren die Verwendung eines zusätzlichen Messkabels mit dem gleichen Steckertyp an jedem Ende wie der von der zu zertifizierenden Anlage bereitgestellte Stecker beinhaltet.

Die 2-Kanal-Methode wird empfohlen, wenn die 1-Kanal-Methode nicht angewendet werden kann, da die Genauigkeit etwas schlechter als bei der 1-Kanal-Methode, aber viel besser als bei der 3-Kanal-Methode ist, die weiter unten erläutert wird.

3-Patch-Kabelmethode
Diese Methode wird angewendet, wenn die am Messgerät vorhandenen Anschlüsse nicht mit den auf den Glasfasertrassen installierten Anschlüssen übereinstimmen.

Als erstes muss, wie bei der 1-Wire-Methode, die Referenz hergestellt werden, diesmal jedoch mit einem anderen Schema als zuvor.

In diesem Fall werden, wie der Name des Verfahrens bereits andeutet, drei Patchkabel benötigt, um das Referenznetzwerk zu erstellen. Die Patchkabel, die mit dem Messgerät verbunden werden, müssen an einem Ende einen identischen Stecker wie das Messgerät und am anderen Ende denselben Stecker wie die Glasfasertrassen aufweisen. Das dritte Patchkabel, das die ersten beiden verbindet, besitzt an beiden Enden denselben Steckertyp wie die Glasfasertrassen der zu zertifizierenden Installation.

Sobald die Referenzierung erfolgt ist, muss die zu messende Verbindung zwischen Quelle und Empfänger eingefügt werden, um die Leistungsverlustmessung dieser Verbindung durchzuführen.

Mit dieser dritten Methode können Messungen im permanenten Verbindungs- oder Kanalformat durchgeführt werden (einschließlich der Glasfaser-Patchkabel an beiden Enden der Verbindung), indem einfach die Adapter entfernt bzw. beibehalten werden, die zur Einrichtung der Referenz verwendet werden.

Von der Anwendung dieser Methode wird aufgrund ihrer geringeren Präzision bzw. größeren Fehlerquote im Vergleich zu den beiden anderen besprochenen Methoden abgeraten, es sei denn, es werden Kanalformatmessungen benötigt, da dies die einzige Methode ist, die diese ermöglicht.

Keine dieser beiden Methoden erfasst jedoch die individuellen Verluste der einzelnen Komponenten des Glasfaserkabels; stattdessen messen sie die Gesamtverluste des Kabels.
Anhand einer der drei Methoden wird ein Referenzwert ermittelt, anschließend werden die Glasfaserverbindungen, wie bereits erwähnt, gemessen oder zertifiziert.

Das Messgerät sollte ein Ergebnis (bestanden/nicht bestanden) liefern, je nachdem, ob die Dämpfung der Verbindung den berechneten Grenzwert überschreitet und ob die gemessene Länge den in den Normen festgelegten Maximalwert überschreitet. Das Ergebnis kann dem in der folgenden Abbildung dargestellten Ergebnis ähneln. Diese zeigt die für eine Multimode-Verbindung in beiden Arbeitsfenstern berechneten maximalen Dämpfungswerte, die aus der Messung resultierenden Dämpfungswerte sowie die Verbindungsreserve, die sich aus der Differenz dieser beiden Werte ergibt.

Level II Zertifizierung - Die OTDR
Level II Zertifizierung, auch bekannt als Reflektometrie, ist eine Ergänzung zur Level I Zertifizierung und niemals eine Alternative.

Typischerweise werden reflektierende Messungen durchgeführt, um Probleme in Glasfaserverbindungen zu erkennen oder zu beheben, nachdem eine Zertifizierung der Stufe I erfolgt ist.

Was passiert, wenn eine Zertifizierung der Stufe I nicht die erwarteten Ergebnisse liefert? Ein Versuch-und-Irrtum-Ansatz, bei dem Komponenten gereinigt oder ausgetauscht werden, um das Problem einzugrenzen, ist zwar möglich, aber stets aufwendiger und zeitintensiver als eine Reflektometrie.
Mithilfe eines OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) können wir die Gesamtlänge der Verbindung, die Dämpfung jeder einzelnen Komponente – Verbindungen, Spleiße, Faser – bestimmen und sogar feststellen, ob ein zu großer Biegeradius die Dämpfung der Verbindung erhöht.

Die folgende Abbildung zeigt ein Reflektometriediagramm, in dem die Gesamtlänge der Verbindung, die Anzahl der vorhandenen Verbindungen (erkennbar an den Spitzen des Diagramms) und die Anzahl der Spleiße oder, falls keine Spleiße vorhanden sind, übermäßige Biegungen in der Faser (erkennbar an den Stufen) dargestellt sind.

Die meisten OTDRs bieten außerdem die Möglichkeit, diese Daten in numerischer Form bereitzustellen, um sie auch für Anwender verständlicher zu machen, die keine Experten auf diesem Gebiet sind.

Diese Tabelle zeigt deutlich die Position jedes Verbindungselements, seine Dämpfung und ob die für dieses Element in den Vorschriften festgelegte Dämpfung überschritten wird, sowie die Gesamtlänge der Verbindung. So lässt sich leicht ableiten, wo das Problem einer übermäßigen Dämpfung der Verbindung zu finden ist.

Es ist erwähnenswert, dass es zwei Arten von Ereignissen gibt. Reflektierende Ereignisse werden durch mechanische Steckverbinder oder Spleiße verursacht, und nicht-reflektierende Ereignisse werden durch Fusionsspleiße und übermäßige Faserbiegung verursacht.

Zur Durchführung der Reflektometrie werden sogenannte „Sende- und Empfangsspulen“ benötigt. Diese Spulen, im Wesentlichen Abschnitte von Glasfasern mit einer Länge, die den Bedürfnissen des Messgeräts entspricht, dienen dazu, die Dämpfung des ersten bzw. letzten Anschlusses der Verbindung zu messen.

Die Notwendigkeit hierfür liegt in der Genauigkeit des Messgeräts, auch bekannt als „Totzone“. Dies bedeutet, dass zwischen zwei Ereignissen (Steckverbindern, Spleißen, Biegungen) eine bestimmte Faserlänge erforderlich ist, damit diese vom OTDR erfasst und gemessen werden können.
Die folgende Abbildung zeigt ein Beispiel eines OTDR mit Sende- und Empfangsspulen, die in die zu messende Strecke eingefügt sind.

Inspektion und Reinigung von Glasfaserverbindungen
Abschließend sei darauf hingewiesen, dass die meisten Probleme mit Glasfaserverbindungen in strukturierten Verkabelungsanlagen auf mangelnde Sauberkeit der Verbindungen zurückzuführen sind. Daher empfiehlt es sich, alle Verbindungen vor Beginn des Zertifizierungsprozesses zu reinigen und ein Inspektions- und Reinigungsverfahren für alle Verbindungen durchzuführen, um die Ausbreitung von Verschmutzungen und die damit verbundene Leistungsminderung zu verhindern. Staub ist besonders gefährlich, da er den Lichtdurchgang behindert und die Dämpfung der Verbindung erheblich erhöht.

Auf dem Markt gibt es zahlreiche Reinigungszubehörteile, wobei Zubehör für die Trockenreinigung besonders empfehlenswert ist, wie unten dargestellt.

Die Reinigung von MPO-Steckverbindern, die üblicherweise in vorkonfektionierten oder vorkonfektionierten Glasfasersystemen verwendet werden, ist von entscheidender Bedeutung.

Dieser Steckverbindertyp kann bis zu 12 Fasern ausrichten und ermöglicht so bis zu 6 Duplex-Faserverbindungen. Befindet sich eine dieser Verbindungen im Betrieb, die übrigen Verbindungen weisen jedoch aufgrund von Verschmutzungen eine zu hohe Dämpfung auf und sind daher für die vorgesehenen Anwendungen ungeeignet, kann der Steckverbinder erst gereinigt werden, nachdem die aktive Verbindung getrennt wurde. Dies verhindert die Nutzung der verbleibenden Fasern.

Daher ist es unerlässlich, diese Steckverbinder vor dem Einstecken in die MPO-Module oder -Koppler zu reinigen.
Ein wichtiger Punkt und mitunter eine Alternative zur Level-II-Zertifizierung, die üblicherweise zur Erkennung übermäßiger Dämpfungsprobleme in Verbindungen eingesetzt wird, ist die Überprüfung der Verbindungen.

Die folgende Abbildung zeigt ein komplettes Inspektions- und Reinigungsset. Zusätzlich zu den bereits erwähnten Reinigungszubehörteilen umfasst es ein Mikroskop mit LCD-Bildschirm und eine Mehrfachvergrößerungssonde (typischerweise zwischen 200x und 500x) zur Inspektion der Aderendhülse oder der Oberfläche der Steckverbinder. Dies ermöglicht die Echtzeit-Visualisierung von Verschmutzungen an der Stelle, an der das Licht zwischen den Steckverbindern übertragen wird.
Beispiele für die mit diesen Mikroskopen sichtbaren Verschmutzungen sind unten dargestellt.

Autor:

Artikel bereitgestellt von CommScope Enterprise