Merkmale von Fasern verstehen
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Merkmale von Fasern verstehen Anforderungen für Prüfmethoden zur Fasercharakterisierung Die optische Rückflussdämpfung bezeichnet das Verhältnis (in dB ausgedrückt) zwischen eingespeister (Ph) und reflektierter Leistung (Pr) innerhalb eines Glasfasernetzes. Die reflektierte Leistung ergibt sich aufgrund Fresnelscher Reflexion oder Veränderung des Streuungsindex‘. Je höher der Wert für die optische Rückflussdämpfung, desto niedriger die reflektierte Leistung. 40 dB sind demzufolge besser als 30 dB. Optisches Element (z. B. Steckverbinder) Pr IEC 61300-3-6 - Lichtwellenleiter-Verbindungselemente und passive Bauteile - Grundlegende Prüf- und Messverfahren - Teil 3-6: Untersuchungen und Messungen - Rückflussdämpfung Optische Rückstreumessung, OTDR OTDR PulslaserQuelle OCWR Zu prüfende Faser Lichtquelle Zu prüfende Faser Koppler Koppler Abschlussstecker Optischer Leistungsmesser Optischer Empfänger Im OCWR wird ein gleichmäßiges, stabiles Wellensignal in den Lichtwellenleiter abgegeben und die Stärke des über die Zeit integrierten Rücksignals gemessen. ORL = 10 log (Ph/Pr) Genauigkeit: ±2 dB Genauigkeit: ± 0,5 dB Typ. Anw.: Typ. Anw.: Gesamtrückflussdämpfung Stärken: Genauigkeit Schnelle Echtzeit-Informationen Möglichkeit der Messung bei kurzen Verbindungen Räumliche Charakterisierung von Reflexions-Ereignissen & Schätzung d. ORL an einzelnen Verbindungsabschnitten sowie Gesamt-ORL (Definition nach Telcordia GR-1312-CORE) Stärke: Lokalisierung v. Reflexionsereignissen Anforderung: 27 dB Zielvorgabe: 40 dB Schwächen: Geringere Genauigkeit Längere Erfassungszeit Schwächen: 10 Gbit/s Ethernet Erforderliche Ausrüstung* Empfohlene Prüfmethode Einfügungsdämpfung 1310/1550 nm 1550/1625 nm 1310/1550 nm 1550/1625 nm 1310/1550/1625 nm 1310/1550 nm PM & LS oder LTS Einseitig gerichtet Rückflussdämpfung 1550 nm 1550 nm 1550 nm 1550 nm 1550 nm 1550 nm OTDR oder ORLMessgerät Einseitig gerichtet Phys. Prüfung d. Standorts (einschl. Dämpfung durch Steckverb. & Spleiße/Ref.pkt/Strecke) 1310/1550 nm 1550/1625 nm 1310/1550 nm 1550/1625 nm 1310/1550 nm 1310/1550 nm OTDR von 2 oder 3 Wellenlängen Zweiseitig gerichtet/ Bidirektional Polarisationsmodendispersion <80 km nicht erforderlich, außer für Fasern von vor 1993 <80 km nicht erforderlich, außer für Fasern von vor 1993 Erforderlich Erforderlich Erforderlich Erforderlich BB-Quelle PMD-Messgerät Einseitig gerichtet Chromatische Dispersion Nicht erforderlich für unter 150 km Nicht erforderlich für unter 150 km Empfohlen Empfohlen Empfohlen Empfohlen 4 Lambda-OTDR oder Einseitig gerichtet Phasensprung-Messgerät – 150 bis 1625 nm – 1550 bis 1625 nm • LTS = Dämpfungs-Messgerät (Loss Test Set) 1550 bis 1625 nm • OTDR = Messgerät für Rückstreuung 1550 bis 1625 nm • ORL- = Rückflussdämpfung BB-Quelle und OSA • BB- = Breitband Einseitig gerichtet • PMD = Polarisationsmodendispersion IEC 60512-25-2 – Steckverbinder für elektronische Einrichtungen – Mess- und Prüfverfahren – Teil 25-2: Prüfung 25b: Dämpfung (Einfügungsdämpfung) IEC 61300-3-34 – Lichtwellenleiter-Verbindungselemente und passive Bauteile – Grundlegende Prüf- und Messverfahren ITU-T G650.1 – Definitionen und Prüfmethoden für lineare, deterministische Eigenschaften von Monomodenfasern und Leitungen Leistungsmesser Lichtquelle Zu prüfende Faser Leistungsmesser/ Lichtquelle Leistungsmesser/ Lichtquelle Eine Überschreitung dieser Grenzen kann Übertragungsstörungen oder starke Geräusche zur Folge haben. Die Einfügungsdämpfung wird für gewöhnlich anhand eines Leistungsmessers und einer Lichtquelle von 2 oder 3 Wellenlängen gemessen. Automatische bidirektionale Einfügungsdämpfung wird anhand eines Messgeräts gemessen, das aus einer Kombination aus Lichtquelle und Leistungsmesser besteht. Pulslaser -Quelle Mechanischer Spleiß: 0,5 dB Fusionsspleiß: 0,1 dB PC-Steckverbinder: 0,3 dB APC-Steckverbinder: 0,5 dB Es ist wichtig, Bauteile wie Spleiße und Steckverbinder während der Installation bzw. Inbetriebnahme zu überprüfen, da die von ihnen verursachte Dämpfung und Reflexion die Verbindungsqualität stark beeinträchtigen. Ein Rückstreuungs-Messgerät kann Ereignisse entlang des Faserkabels ermitteln, lokalisieren und messen. Optische Verbindungsprüfung Um zu gewährleisten, dass die optischen Steckverbinder betriebsfähig und frei von Kontaminierung sind, sollten sie mit einem Prüfmikroskop für Steckverbinder überprüft werden. Partikel, wie z. B. Staub, sind der Hauptgrund für Probleme in optischen Netzwerken. Sie können Rückreflexion,Signaldämpfung und Schäden an der Ausrüstung verursachen. Durch die Zusammenführung verschmutzter Steckverbinder lagern sich Ablagerungen in das Glas ein und verursachen dauerhafte Schäden. Nach der Reinigung Das Reinigen von Steckverbindern ist wichtig. Ein verschmutzter Steckverbinder hat eine drastische Leistungsdämpfung zur Folge! Überprüfen Sie Steckverbinder vor und nach der Reinigung mit einem Video-Prüfmikroskop. Koppler Steckverbinder-Paar Fusions- Steckverspleiß binder-Paar Faser- Mechanischer Faserende krümSpleiß mung Maximale PMD für Bitraten Strecke Messung der CD Durch Messung der CD während des Herstellungsprozesses, der Faserinstallation oder bei System-Updates wird gewährleistet, dass die Faserverbindung für Hochgeschwindigkeitsübertragungen ab 10 Gbit/s geeignet ist und keinen Beschränkungen der Netzwerk-Ausstattung oder des Systems unterliegt. Bitrate SDH SONET Insg. zulässiger Dispersionskoeffizient für 15500 nm bzgl. entspr. Leitung 2,5 Gbit/s 10 Gbit/s 40 Gbit/s 10 Gbit/s STM-16 STM-64 STM-256 Ethernet OC-48 OC-192 OC-768 – 12000 bis 16000 ps/nm 800 bis 1000 ps/nm 60 bis 100 ps/nm 738 ps/nm Phasensprungmethode Zu prüfende Faser Breitband- IntensitätsQuelle modulator Typische Werte ITU-T G.652: ~ 17 ps/(nm.km) für 1550 nm ITU-T G.653: 0 ps/(nm.km) für 1550 nm ITU-T G.655: ~4 ps/(nm.km) für 1550 nm PhasenMessgerät Phasensprung ∆φ λ ref 0,5 dB 0,1 dB Dämpfung: 0,3 dB, Reflexion: −55 dB Dämpfung: 0,5 dB, Reflexion: −65 dB Moduliertes Licht wird durch die zu prüfende Faser gesendet. Die Phase des Testsignals wird mit der Phase des Referenzsignals verglichen, das zur Modulation des Eingabesignals verwendet wird. Die Phasenmessung wird für den gesamten Wellenlängenbereich der Breitbandquelle durchgeführt. Dämpfungsprofil Rückstreuungs -Messgerät Typische Werte Ein Dämpfungsprofil ist die Dämpfung der Signalleistung pro Wellenlänge, auf 1 km normiert, und wird durch Materialabsorption, Unreinheiten, Lichtleitergeometrie und Streuung hervorgerufen. Tatsächliche Dämpfung durch Spleiß: Bidirektionale Rückstreuungsmessung Diskrepanzen der Faser-Rückstreuungskoeffizienten kann zur Folge haben, dass ein Spleiß je nach Testrichtung eine Dämpfung oder einen Gewinn verursacht. Bei bidirektionaler Prüfung können Diskrepanzen durch zweiseitige Messung der vom Spleiß ausgehenden Dämpfung und Mittelbildung der Ergebnisse minimiert und die tatsächliche Dämpfung ermittelt werden. Dämpfung durch Spleiß Gewinn durch Spleiß IEC 60793-1-48 – Lichtwellenleiter - Teil 1-48: Messmethoden und Prüfverfahren Polarisationsmodendispersion ITU-T G650.2 – Definitionen und Prüfmethoden für statistische und nicht-lineare Eigenschaften von Monomodenfasern und Leitungen IEC 60793-1-40 – Lichtwellenleiter - Messmethoden und Prüfverfahren Zu prüfende Faser BreitbandQuelle Messung der Dämpfung Das Dämpfungsprofil des zur Übertragung genutzen Wellenlängenbereiches ist in Dichte-Wellenlängen-Multiplex-Systemen (DWDM) wichtig, da es Einfluss auf den Kanalausgleich sowie auf die Verstärkereigenschaften der Netzwerkausstattung nimmt. Grobe-Wellenlängen-Multiplex-Systeme (CWDM) sollten über den gesamten Wellenlängenbereich von 1261 bis 1611 nm, insbesondere im „Water-Peak“-Bereich um 1383 auf Fasereignung überprüft werden. Typische Werte Polarisationsmodendispersion (PMD) Die PMD kann bei unterschiedlichen Zeiten und optischen Frequenzen schwanken, daher unterliegen Signale, die über verschiedene Wellenlängenkanäle einer Faser gesendet werden, gewöhnlich unterschiedlichen Verzerrungen. IEC 60793-1-42 – Lichtwellenleiter - Teil 1-42: Messmethoden und Prüfverfahren - Chromatische Dispersion ITU-T G650.1 – Definitionen und Prüfmethoden für lineare, deterministische Eigenschaften von Monomodenfasern und Leitungen) Das Rückstreuungs-Messgerät speist einen kurzen, intensiven Laserimpuls in den Lichtwellenleiter ein und misst Rückstreuung und Refexion des Lichts als Funktion der Zeit. Dann analysiert es diese Informationen und bestimmt die Stelle, an der Glasfaserbrüche oder Spleißdämpfung aufgetreten sind. Zu prüfende Faser Optischer Empfänger Die PMD bezieht sich auf die zeitliche Verteilung von Übertragungssignalimpulsen aufgrund von Doppelbrechung, die sich aus der differentiellen Gruppenlaufzeit (Differential Time Delay, DTD) zwischen den Hauptpolarisationszuständen (Principal States of Polarization, PSPs) der Faser bezieht. Zwei mit unterschiedlicher Geschwindigkeit durch die Faser propagierende PSPs können erhebliche Verzerrungen am optischen Empfänger am Faserende verursachen. Typische Werte Chromatische Dispersion (CD) tritt auf, wenn sich verschiedene Wellenlängen (Farben oder Spektralkomponenten des Lichts) aufgrund der Schwankungen des Brechungsindex‘ (die u. a. auch durch schwankende Impulsweiten hervorgerufen werden) mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten in einer Faser ausbreiten. IEC 61786 – Kalibrierung optischer Rückstreuungs-Messgeräte (OTDR) GR-196 – Generische Anforderungen an Prüfgeräte vom Typ OTDR ITU-T G650.1 – Definitionen und Prüfmethoden für lineare, deterministische Eigenschaften von Monomodenfasern und Leitungen) Rückstreuungs-Messgerät Mechanischer Spleiß: Fusionsspleiß: UPC-Steckverbinder: APC-Steckverbinder: Chromatische Dispersion λ Das Rückstreuungs-Messgerät (OTDR) stellt für jedes Ereignis entlang der Verbindung die Informationen zu Faserkennung und Strecke sowie Dämpfung/Reflexion wieder her. Messung von Dämpfung und Reflexion Zu prüfende Faser Vor der Reinigung 40 Gbit/s STM-256/OC-768 DWDM Keine Lokalisierung von Reflexionsereignissen Einfügungsdämpfung/Bidirektionale Einfügungsdämpfung Die Messung der Einfügungsdämpfung ist von großer Bedeutung, da jede Sender-Empfänger-Kombination einen begrenzten Leistungsbereich hat. 10 Gbit/s STM-64/OC-192 DWDM Optische Rückstreuung (Optical Time Domain Reflectometry) Typische Werte Messung der Einfügungsdämpfung 10 Gbit/s STM-64/OC-192 1550 * PM = Leistungsmesser • LS = Lichtquelle (Light Source) • OSA = Optisches Spektrometer (Optical Spectrum Analyzer) Die Messung der Rückreflexion ist für die Installation und Wartung von Netzwerken unerlässlich, insbesondere in Dichte-Wellenlängen-Multiplex (Dense Wavelength Division Multiplex, DWDM)- oder analogen CATV-Übertragungssystemen. Die Einfügungsdämpfung (engl. Insertion Loss, IL) stellt die von passiven Komponenten, wie z.B. Steckverbindern und Spleißen verursachte Leistungsminderung (in dB ausgedrückt) dar, wenn Licht durch ein Faserkabel geleitet wird. 2,5 Gbit/s STM-16/OC-48 DWDM Dämpfungsprofil Messung der Rückflussdämpfung Eine hohe Rückflussdämpfung verschlechtert die Systemleistung. 2,5 Gbit/s STM-16/OC-48 1550 Durchlichtmessverfahren, OCWR Das Optische Rückstreuungs-Messgerät (OTDR) gibt leichte Impulse an das zu prüfende Element ab und sammelt Informationen zur Rückstreuung und Fresnel-Refexion. P Zu prüfen Dämpfung (dB) Ph Die nachstehende Tabelle stellt Sachverhalte in erheblich vereinfachter Form dar. Anwender müssen die Werte im Hinblick auf ihre spezifische Ausstattung und Anwendung überprüfen und anpassen. Die Spektraldämpfung wird unter Verwendung einer Breitband-Quelle und eines optischen Spektrometers geprüft. Das Spektrometer vergleicht das Referenzsignal der Breitbandquelle mit dem am Ende der geprüften Faser entstandenen Signal. 1 Water-Peak um 13 nm 0 1260 nm – 1360 nm: 0,35 dB/km 1530 nm – 1565 nm: 0,22 dB/km 1565 nm – 1625 nm: 0,25 dB/km Optisches Spektrometer 10 Dämpfung (dB/km) Optische Rückflussdämpfung 1310 850 1550 Wellenlänge (nm) Faser-Prüfgeräte Maximale PMD für Bitraten V2 D DG V1 Messung der PMD Durch Messung der PMD während des Herstellungsprozesses, der Faserinstallation oder bei System-Updates wird gewährleistet, dass die Faserverbindung für Hochgeschwindigkeitsübertragungen ab 10 Gbit/s geeignet ist und keinen Beschränkungen der Netzwerk-Ausstattung oder des Systems unterliegt. Typische Werte Für neue Faser - Maximale PMD: 0.2 ps/√km ITU-T G.652D Datenübertragungsrate pro Kanal SDH SONET Max. PMDVerzögerung 2,5 Gbit/s 10 Gbit/s 40 Gbit/s 10 Gbit/s STM-16 STM-64 STM-256 Ethernet OC-48 OC-192 OC-768 - 40 ps 10 ps 2,5 ps 5 ps P5000i Digitales Mess-Mikroskop Optische Video-Prüfsonde MTS-2000 SmartClass™ OCC-56 Kompakt-Plattform für optische Tests Prüfgerät für optischen Kanal PMD-Feldtest-Aufbau Polarisierte Breitband-Quelle Zu prüfende Faser Optischer Spectrumanalysator Zur Analyse des übertragenen Spektrums durch einen Polarisator wird polarisiertes Licht durch die zu prüfende Faser gesendet. Das Ergebnis des Messgeräts wird durch Fourier-Transformation auf den Zeitbereich übertragen. Die mittlere Gruppenlaufzeit wird aus der Gauß-Verteilung errechnet. MTS-8000 Skalierbare Plattform für Optische Tests MTS-6000A Kompakt-Plattform für optische Tests MTS-4000 Multi-Plattform für verschiedene Prüfungen Faser-Steckverbinder sollten vor dem Zusammenfügen stets einer Sichtprüfung unterzogen werden! Weitere Informationen über Prüfgeräte: Telefon: +49 7121 86 2222 E-Mail: [email protected] Website: www.viavisolutions.de © 2015 Viavi Solutions Inc. Die in diesem Dokument genannten Produktdaten und Beschreibungen können jederzeit geändert werden. fiberchar-po-fop-tm-de 30179624 905 1215
