Beidseitiges Testen mit einem OTDR

17. November 2016 / Seymour Goldstein / General

STANDARD ODER ANWENDUNGSHINWEIS
Haben Sie sich jemals gefragt, wie sich ein Standard und ein Anwendungshinweis unterscheiden? Nein, die Antwort ist nicht nur, dass einer der beiden von Anbietern kostenlos zur Verfügung gestellt wird. Beide enthalten Anleitungen und nützliche technische Informationen – was ist also der Unterschied? Ein Standard wird von vielen Experten im Konsens entwickelt, um genaue technische Informationen und Anleitungen bereitzustellen, während ein Anwendungshinweis zwar technisch korrekt ist, jedoch lediglich von einem Anbieter zum Zweck der Markenpositionierung entwickelt wird. Ein typisches Beispiel dafür ist bidirektionales Testen mit einer OTDR. Es wurden schon viele Anwendungshinweise über das bidirektionale Testen mit einer OTDR verfasst, aber was haben die Standards dazu zu sagen?

WAS VERSUCHEN WIR ZU MESSEN
Zunächst wollen wir untersuchen, was in der Regel gemessen wird. Die Dämpfungsmessung einer LWL-Verbindung erfordert die Messung der zu testenden Verkabelung sowie die zwei Verbindungen, „A“ und „B“, an beiden Enden der Verbindung (siehe Abbildung 1). Es ist zu beachten, dass an beiden Enden der zu testenden Verkabelung Testfasern angeschlossen sind. Andernfalls könnte die Dämpfung an jedem Stecker nicht gemessen werden. Die Bedeutung der Messung der Stecker wird verstärkt, wenn kurze Faserlängen eine Faserdämpfung aufweisen, die viel niedriger ist als die der Stecker.


Abbildung 1 – Dämpfungsmessung einer Verbindung

WAS IST EIN RICHTIGER BIDIREKTIONALER TEST?
Vorlauf- und Nachlauffasern werden mit OTDR verwendet, wenn die Dämpfung von der „zu testenden Verkabelung“, von Stecker „A“ und Buchse "B" gemessen werden muss (siehe Abbildung 2). Ein ordnungsgemäßer bidirektionaler Test verlangt, dass nur die OTDR zum anderen Ende der Nachlauffaser umgesetzt wird (siehe Abbildung 3). Die Vorlauf- und Nachlauffasern sollten nie von der zu testenden Verkabelung entfernt werden. Nur die OTDR wird umgesetzt. Eine Zuwiderhandlung würde dem Zweck des Tests widersprechen und Zeit verschwenden.

Zur Wiederholung: Ein bidirektionaler Test besteht aus zwei Messungen des gleichen Lichtleiters, bei dem Licht in entgegengesetzte Enden der Faser eingeführt und dann die Dämpfung an den Steckern ohne Trennen der Vorlauf- und Nachlauffasern von dem zu testenden Kabel gemittelt wird.


Abbildung 2 – Messung für einen bidirektionalen OTDR-Test, Schritt 1


Abbildung 3 – Messung für einen bidirektionalen OTDR-Test, Schritt 2

Gemäß IEC 61280-4-1, Multimode-Test
Um die erste und letzte Verbindung für bidirektionales Mitteln richtig messen zu können, müssen die Vorlauf- und Nachlauffasern in ihren anfänglichen Messpositionen bleiben. Nur die OTDR wird umgesetzt. Dadurch wird sichergestellt, dass identische Lichtleitfasern mit den zu testenden Kabeln verpaart werden, so dass die Auswirkungen der Modenfeldfehlanpassung zwischen den Testkabeln und der Verkabelung gemittelt werden können.

Wenn die Vorlauf- und die Nachlauffaser identische Rückstreuungseigenschaften aufweisen und nur die gesamte Dämpfung der Verbindung erforderlich ist, kann es ausreichen, einen OTDR-Test nur in einer Richtung durchzuführen. Allerdings geschieht es nur selten, dass Vorlauf- und Nachlauffasern identische Rückstreuungseigenschaften aufweisen.

Gemäß IEC 61280-4-2, Singlemode-Test
OTDR-Tests werden von beiden Enden des Kabels durchgeführt, wenn es Spleiße oder Stecker enthält (gemäß Abbildung 1 ist das der Fall). Unterschiede in der Komponentendämpfung aufgrund von Variationen in Rückstreuungskoeffizienten können durch Mittelung der Komponentendämpfungs-Messungen von beiden Enden des Systems aufgehoben werden.

Um die erste und letzte Verbindung des Links mittels bidirektionalen Mittelns genau zu messen, bleiben die Vorlauf- und die Nachlauffaser in ihren anfänglichen Messpositionen. Dadurch wird sichergestellt, dass identische Lichtleitfasern mit den zu testenden Kabeln verpaart werden, so dass die Auswirkungen der Modenfeldfehlanpassung zwischen den Testkabeln und der Verkabelung gemittelt werden können. Eine individuelle Dämpfung wird definiert als die halbe Summe der von jedem Ende aufgenommenen Dämpfung.

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WARUM SOLL MAN ES ÜBERHAUPT TUN?

Wenn eine OTDR einen Lichtimpuls aus ihrem optischen Anschluss in die getestete Faser sendet, wird reflektiertes Licht auf dem gleichen Anschluss empfangen. Bei dem reflektierten Licht kann es sich um Rayleigh-Rückstreuung handeln, die die Faserdämpfung einer OTDR-Ablaufverfolgung definiert, und/oder um Fresnel-Reflexionen, die z. B. Stecker-Rückflussdämpfung definieren.

Rayleigh-Rückstreuung ist grundlegend für den OTDR Betrieb und ist die von OTDRs verwendete Methode zum Messen von gesamter Dämpfung und diskreten Dämpfungen an Spleißen und Steckern. Der Rückstreuungskoeffizient ist ein Maß für die Menge an Rückstreuung, wenn eine OTDR einen 1  ns langen Impuls aussendet. Er wird von allen Faser-Anbietern für die Faser-Spezifikation definiert. Für genaue Messungen muss der OTDR-Rückstreuungskoeffizient (z. B. -79 dB) in der OTDR festgelegt werden.

Und jetzt die schlechte Nachricht: Rückstreuungskoeffizienten variieren entlang einer Faser und von einem Anbieter zum nächsten. Der Effekt: Unterschiede zwischen Testkabeln und Verkabelung können zu Abweichungen in der Dämpfung oder zu „Gain“ einzelner Verbindungen führen. Zum Beispiel, wenn eine optische Faser mit einem niedrigen Rückstreuungskoeffizienten mit einer Faser mit einem höheren Rückstreuungskoeffizienten verbunden wird, erhält die OTDR mehr optische Leistung von der Faser mit dem höheren Rückstreuungskoeffizienten. Dies kann als eine Reduzierung der scheinbaren Dämpfung interpretiert werden und kann sogar als Gain (negative Dämpfung) auftreten. Dieser Effekt wird als Gainer bezeichnet. Die Durchführung einer OTDR-Messung von jedem Ende der Faser, gefolgt von der Mittelung der Ergebnisse, annuliert die Komponenten-Dämpfungsvarianz.

WAS SAGEN DIE STANDARDS ÜBER DIE NACHLAUFFASER?

IEC 61280-4-2, Dämpfungsmessungen der installierten Singlemode-Glasfaser, enthält Anleitungen für die Verwendung einer Nachlauffaser. „Die Messung ohne Nachlauffaser ist eine nicht empfohlene Praxis“ erklärt der Standard, und führt des Weiteren aus, dass ohne Nachlauffaser die Dämpfung des Steckers am Ende der Verkabelung nicht berücksichtigt wird. Das heißt, ein unsachgemäßer Test wird durchgeführt, der Zeit und Geld verschwendet. Des Weiteren ist keine Messung möglich, wenn die Verkabelung im Verhältnis zu der Totzone kurz ist. Der einzige Umstand, unter dem das Testen ohne Nachlauffaser gemäß der Norm akzeptabel ist, ist für die Qualifikation einer Reparatur der Verkabelung, die vor dem Schaden getestet wurde.

ZUSAMMENFASSUNG

EMPFOHLEN:

  • Verwenden Sie eine Vorlauf- und Nachlauffaser bei der Messung der Verkabelung im Test
  • Trennen Sie nie die Vorlauf- und Nachlauffaser von der Verkabelung unter Test beim Testen in mehrere Richtungen
  • Versetzen Sie nur die OTDR durch Trennen von der Vorlauffaser und Verbinden mit der Nachlauffaser
  • Mitteln Sie die Ergebnisse aus jeder Messrichtung
  • Achten Sie auf die Standards
NICHT EMPFOHLEN:
  • Verschieben der OTDR mit der Vorlauffaser
  • Nichtverwendung einer Nachlauffaser
  • Verschwendung von Zeit mit einer falschen Messung