Dies liegt nicht unbedingt daran, dass Glasfaser strengere Spezifikationen erfordert, sondern vielmehr daran, dass die Qualität der Ausführung extrem wichtig ist. Schon eine einzige Biegung, die eine komplette Neuverlegung nötig macht, ist inakzeptabel. Selbst ein kurzer Luftstoß anstelle einer gründlichen Reinigung wird bei der Fehlersuche deutlich.
Unnötige Fehlersuche lässt sich am besten durch die formale Zertifizierung von Glasfasernetzen vermeiden. Sowohl die ISO/IEC- als auch die ANSI/TIA-Normen schreiben zwei Arten von Prüfungen für die Zertifizierung eines Glasfasernetzes vor: Basis-/Erweitert-Prüfung und Tier 1/Tier 2-Prüfung.
Die Basiszertifizierung erfolgt mit einem optischen Dämpfungsmessgerät (OLTS) und umfasst Messungen der Leitungslänge und -dämpfung sowie einen Polaritätstest. Die erweiterte Zertifizierung erfordert den Einsatz eines optischen Zeitbereichsreflektometers (OTDR) zur Analyse der Leistung jeder Komponente der Glasfaserverbindung. Ein OLTS-Test ermittelt lediglich, ob die betreffende Verbindung den Test bestanden hat. Ein OTDR-Test hingegen stellt sicher, dass jede Komponente der Glasfaserverbindung die in den Normen definierten Grenzwerte einhält oder übertrifft und lokalisiert im Fehlerfall die genaue Fehlerstelle. Mithilfe von Ereignisanalysesoftware können Parameter automatisch definiert werden, um dem Ingenieur die Stelle eines Dämpfungsverlusts in einer Verbindung anzuzeigen, während die Software das Ereignis identifiziert und qualifiziert.
Ein OTDR-Gerät, das mit erweiterten Messverfahren arbeitet, sendet Lichtimpulse durch eine Glasfaser und erfasst deren Reflexionen mithilfe einer hochempfindlichen Lichtdetektoreinheit. Die Reflexionen werden anschließend in einer Kurve dargestellt, die die Konsistenz des Tests über einen festgelegten Zeitraum zeigt.
Ein modernes OTDR misst die Länge einer Faser und charakterisiert weitere Verbindungskomponenten wie Spleiße, Steckverbinder, Kabel und andere Dämpfungsereignisse. Dies ermöglicht es dem Ingenieur, sich ein Bild von der Gleichmäßigkeit der Kabeldämpfung zu machen und Einfügedämpfungen einzelner Steckverbinder oder Spleiße sowie andere Mängel aufzuzeigen, die die Leistung und Zuverlässigkeit beeinträchtigen könnten.
Abbildung 1 zeigt eine Reihe von OTDR-Messkurven während der erweiterten Fehlersuche bei Zweiwellenlängen-OTDR-Messungen bei 850/1300 nm oder 1310/1550 nm. Während der Fehlersuche werden Dämpfungsereignisse gemessen und anschließend in einer Tabelle für die spätere Berichtserstellung zusammengefasst.
Kennen Sie Ihre Risiken.
Obwohl aktuelle Forschungsergebnisse (New Scientist, 15. Juni 2010) nahelegen, dass „Dunkelimpulse“ die Zukunft der Glasfaser-Langstreckenverbindungen sein könnten, ist die Einrichtung zuverlässiger Glasfaserverbindungen derzeit kein Kinderspiel. Glasfaserinstallationen erfordern unter Umständen eine strengere Einhaltung der Spezifikationen für die Zertifizierung als Kupferinstallationen und scheinen anfangs mehr Aufwand zu erfordern. Die Eigenschaften von Glasfasern bieten jedoch den Vorteil, dass sie sich in den meisten Fällen binär verhalten – entweder funktionieren sie oder nicht. Ein Zertifikat, das die Durchführung der Tests bestätigt, garantiert die Funktionsfähigkeit der Verbindung. Der Betrieb während der Feinabstimmung des restlichen Systems oder der täglichen Anpassungen erfordert jedoch disziplinierten Einsatz.
Um die Zertifizierung nach Level 1 (TIA) oder Basic (ISO) zu erhalten, müssen die Verbindungsverluste bestimmte Spezifikationen erfüllen. Diese werden typischerweise mit einem optischen Verlustmesssystem (OLTS) gemessen, das aus einer Lichtquelle und einem Leistungsmesser besteht – daher auch die alternative Bezeichnung LSPM. Die Normen schreiben die Verwendung eines OLTS vor.
Die Verwendung einer Lichtquelle an einem Ende und eines Lichtmessers am anderen ermöglicht eine absolute Messung der Dämpfung innerhalb einer Verbindung und ist deutlich genauer und konsistenter als die Verwendung eines OTDR, das reflektiertes Licht nutzt. Abbildung 2 zeigt ein Beispielergebnis einer solchen Messung. Die
Dämpfungs-/Längenzertifizierung bietet die schnellste Lösung zur Prüfung zweier Fasern – eines Sende-/Empfangspaares – bei zwei Wellenlängen. Sie misst die Faserlänge mittels Laufzeitmessung (TOF), die Einfügedämpfung beider Fasern bei beiden Wellenlängen, berechnet das Dämpfungsbudget, vergleicht die Ergebnisse mit einem benutzerdefinierten Grenzwert und zeigt den Status der Verbindung (bestanden/nicht bestanden) an.
Das LSPM ermöglicht es Ingenieuren, komplexere Fehleranalysen durchzuführen, beispielsweise die Überprüfung der Polarität einer Verbindung. Dadurch wird die zeitaufwändige Identifizierung von Kabeln zwischen Patchpanels deutlich reduziert. Das OTDR ist noch leistungsfähiger, da es die Identifizierung von minderwertigen Komponenten, Spleißen oder Verbindungen an beliebiger Stelle entlang einer Verbindung ermöglicht. Es spart Ingenieuren Zeit, indem es Fehler wie Kabelbrüche in Glasfaserkabeln und zu starke Biegungen, die zu Signalverlusten oder Kabelbrüchen führen können, präzise erkennt.
Referenzdefinition
Vor der Durchführung des Tests ist es unerlässlich, einen Referenzpunkt für die Verlustmessung festzulegen. Ein fester Referenzpunkt für die Verlustmessung wird definiert, indem eine Messleitung (TRC) von ein bis drei Metern Länge zwischen der Lichtquelle und dem Leistungsmesser angeschlossen wird.
Es ist wichtig sicherzustellen, dass beide Endflächen der Kathodenstrahlröhre sauber und unbeschädigt sind, da Verunreinigungen an einem der Enden zu überhöhten Messwerten und fehlerhaften Verlusten führen. Ein Techniker kann ein Glasfaser- oder Videoinspektionsmikroskop verwenden, um die Kathodenstrahlröhre zu prüfen und zu reinigen. Dies ermöglicht präzise Messungen und eine korrekte Referenzeinstellung. Aus Sicherheitsgründen darf niemals direkt in eine aktive Glasfaserverbindung blicken. Das Licht der Datenübertragung ist für das menschliche Auge unsichtbar, kann aber Schäden verursachen.
Die Definition einer Referenzmessung ist ein klar definierter Prozess mit eigenen Regeln. Verwenden Sie bei der Verwendung einer Kathodenstrahlröhre (CRT) ausschließlich hochwertiges Glasfaserkabel mit Hochleistungssteckern an beiden Enden, um präzise Dämpfungsmessungen zu erzielen. Der Hersteller sollte die geeignete CRT für die Referenzmessung mit speziell behandelten, kratzfesten SMD-Steckern liefern. Dadurch kann die CRT wiederholt verwendet werden, ohne dass die Messgenauigkeit beeinträchtigt wird.
Die Dämpfungsmessung einer Glasfaserverbindung basiert auf zwei Leistungsmessungen. Die Referenzmessung dient dazu, die verlustfreie Leistung zu bestimmen, mit der der Ingenieur die Leistung der zu prüfenden Verbindung vergleichen kann. Eine oder mehrere CRTs verbinden die Lichtquelle mit dem Leistungsmesser. Die Referenzleistungsmessung dient dazu, Inkonsistenzen in der Verbindung auszugleichen, die Messfehler oder Ungenauigkeiten verursachen könnten.
Industriestandards schreiben vor, dass Messungen an Multimodefasern mit einer LED-Lichtquelle durchgeführt werden müssen, um eine vollständige Ausleuchtung der Faser zu gewährleisten. Für Singlemodefasern ist eine Laserquelle erforderlich. Der Test umfasst drei Schlüsselelemente: Zunächst werden die geeigneten Grenzwerte für das Bestehen/Nichtbestehen des Tests für die betreffende Verbindung festgelegt. Im nächsten Schritt wird die Testreferenz definiert, anhand derer alle nachfolgenden Dämpfungsberechnungen durchgeführt werden. Sobald eine Referenz festgelegt und die Grenzwerte für Bestehen/Nichtbestehen im Testgerät gespeichert sind, kann die Zertifizierungsprüfung der aktuellen Verbindung erfolgen.
Der Test misst die Dämpfung und quantifiziert somit die Verluste in den Verbindungen, überprüft aber nicht die Qualität der gesamten Glasfaserverbindung. Die Überprüfung und Zertifizierung muss sich auf die gesamte Verbindung erstrecken und alle Patchkabel, Stecker und Spleiße umfassen. Darüber hinaus müssen alle Umzüge, Erweiterungen und Änderungen innerhalb des Netzwerks berücksichtigt werden.
Anders als bei Kupferkabeln kann selbst das Festziehen von Kabeln zur Erstellung eines ordentlichen Bündels Probleme verursachen, da zu starkes Festziehen neue Signalverlustquellen schaffen kann. Ein schwerwiegender Signalverlust wurde beispielsweise durch Bewegung verursacht und schließlich durch die Lokalisierung eines falsch montierten Steckers behoben, der Umgebungslicht durchließ und das Signal störte.
Risiken
bei der Verwendung eines OTDR: Einige Punkte sind zu beachten, die in der Vergangenheit Skepsis gegenüber OTDRs hervorgerufen haben. Begriffe wie „Totzone“, „Geisterereignisse“ und „Verstärkungsereignisse“ galten früher als problematisch, sind heute aber für einen Techniker mit einem hochwertigen OTDR leicht zu beheben. Da die Totzone als die kürzeste Faserlänge definiert ist, die ein OTDR physikalisch erfassen und messen kann, benötigt der Techniker für die Zertifizierung mit einem OTDR lediglich eine ausreichend lange Startfaser. Dadurch wird sichergestellt, dass das Gerät die anfängliche Verbindungslänge messen kann.
Ähnlich verhält es sich mit Phantomereignissen, die als Echos stark reflektierender Ereignisse innerhalb der Verbindung auftreten, und Verstärkungsereignissen. Diese scheinbaren, aber tatsächlich falschen Verluste in einer Verbindung entstehen typischerweise dadurch, dass zwei gespleißte Fasern unterschiedliche Brechungsindizes aufweisen. Moderne High-End-OTDR-Geräte sind darauf ausgelegt, solche gelegentlichen Störungen bei der Zertifizierung einer Installation zu erkennen und zu beheben und so dem Techniker zu helfen, eine möglichst zuverlässige, effiziente und qualitativ hochwertige Kabelinstallation zu erstellen.
Selbst Glasfasernetze, die mit größter Sorgfalt nach Industriestandards installiert wurden, können während der Inbetriebnahme Störungen aufweisen. Die häufigsten Probleme bei Glasfaserinstallationen sind auf Fremdkörper zurückzuführen. Vor der Übergabe sollte daher auf kleinste Staubpartikel, die in die Verbindungen gelangen können (in industriellen oder gewerblichen Umgebungen nicht immer unvermeidbar), sowie auf Fingerabdrücke oder Verschmutzungen an den Steckverbindern geachtet werden. Ölige Ablagerungen sind besonders schwer zu erkennen, beeinträchtigen aber die Leistung. Überprüfen Sie außerdem alle Anschlüsse der Geräte, einschließlich Router, Switches und Netzwerkkarten, da diese ebenfalls Staub, Schmutzpartikel und ölige Ablagerungen anziehen.
Die Checkliste zur Fehlersuche bei Glasfaserverbindungen umfasst auch die Identifizierung falsch ausgerichteter Fasern und übermäßiger Verbindungen innerhalb eines Kanals. Während sich die meisten Kupferkabel um Strukturen wickeln und um Netzwerkecken biegen lassen, ist Glasfaser zwar sehr flexibel, wird aber beim Biegen stark beschädigt. Prüfen Sie daher unbedingt den Druck auf das Glasfaserkabel oder die Steckverbinder, sowohl bei geöffneten als auch bei geschlossenen Schrank- oder Racktüren.
Autor: Robert Luijten, EMEA Marketing Manager, Fluke Networks.
