Kupferzertifizierungstest: Alles, was Sie wirklich brauchen, sind Dämpfung, Länge (und manchmal Reflexion)

19. Januar 2021 / Allgemein

Da die Datengeschwindigkeiten zunehmen und neue Glasfaseranwendungen auftauchen, gab es einige Verwirrung bezüglich der Testparameter für Glasfasern und ob die Prüfung der Einfügedämpfung ausreicht, um die Unterstützung von Hochgeschwindigkeitsanwendungen zu garantieren.

Abgesehen von neuen Singlemode-Anwendungen mit kurzer Reichweite, die anfälliger für Reflexionen sind und daher die Reflexion des Steckers berücksichtigen, sind Einfügungsdämpfungstests, Länge und Polarität wirklich alles, was Sie für Tier-1-Zertifizierungstests benötigen.

Es kommt darauf an, worauf die Standards achten

Gemessen in Dezibel (dB), ist die Einfügedämpfung die Verringerung der Signalleistung, die entlang einer beliebigen Kabellänge bei jeder Art der Übertragung auftritt. Und je mehr Länge, desto mehr wird ein Signal reduziert (oder gedämpft), wenn es das andere Ende erreicht. Neben der Länge tragen auch Ereignisse auf dem Weg, die Reflexionen verursachen, zum Gesamtverlust bei, darunter Stecker, Spleiße, Verteiler und Biegungen.

Der Grund, warum wir uns so sehr um die Einfügedämpfung bei Glasfaserverbindungen kümmern, ist, dass das Signal genügend Leistung haben muss, damit der Empfänger es interpretieren kann, um eine Anwendung adäquat zu unterstützen. Tatsächlich spezifizieren alle IEEE-Glasfaseranwendungen Grenzwerte für die Gesamtdämpfung von Kanälen und Steckern. Es ist der wichtigste Parameter, der die Leistung praktisch jeder Glasfaseranwendung bestimmt und der kritische Parameter ist, der bei der Durchführung von Tier-1-Zertifizierungstests mit dem CertiFiber® Pro Optical Loss Test Set benötigt wird.

Es ist wichtig, zu beachten, dass die maximal zulässige Einfügedämpfung je nach Anwendung variiert, und dass Anwendungen mit höheren Geschwindigkeiten strengere Anforderungen an die Einfügedämpfung stellen. Da die Einfügungsdämpfung direkt mit der Länge zusammenhängt, haben Anwendungen mit höheren Geschwindigkeiten auch geringere Entfernungsbeschränkungen. Das IEEE gleicht im Wesentlichen die Anforderungen an die Dämpfung und die Entfernung aus, um die meisten Installationen zu erfüllen. So haben zum Beispiel 10 GB/s Multimode (10GBASE-SR)-Anwendungen eine maximale Kanal-Einspeisedämpfung von 2,9 dB über 2,9 m OM4 Multimode-Glasfasern, während 400 -GB/s-Multimode-(40GBASE-SR4)-Anwendungen eine maximale Kanal-Einspeisedämpfung von 1,5 dB über nur 40 m OM4 haben.

Die Rolle der Länge

Wenn die Einspeisedämpfung niedrig genug ist, bedeutet das, dass das Signal am anderen Ende der Verbindung erkannt werden kann. Warum also spielt Länge eine Rolle? Zwei Gründe. Erstens basiert der ordnungsgemäße Betrieb des Kommunikationsprotokolls auf der Erwartung, dass Signale am anderen Ende innerhalb einer bestimmten Zeit empfangen werden. Größere Längen bedeuten größere Verzögerungen. Zweitens kann die Dispersion der Wellenform auf dem Weg durch die Faser sie so verzerren, dass der Empfänger nicht mehr zwischen einer Eins und einer Null unterscheiden kann. Dies hängt mit der modalen Bandbreite der Faser zusammen. Mehr dazu weiter unten. Die Entwickler von Standards begrenzen daher die Länge der Verbindung auf der Grundlage der Dispersionseigenschaften für den Fasertyp. Deshalb ist 100GBASE-SR4 auf 70 Meter bei OM3 und 100 Meter bei OM4 oder OM5 beschränkt.

Außer wenn sie auch die Reflexion berücksichtigen

Während Glasfasersteckverbinder eine bestimmte Reflexionsleistung erfordern, um den Industriestandards für Komponenten zu entsprechen, müssen Sie das in der Regel nicht testen, mit Ausnahme von neuen kurzreichweitigen Singlemode-Anwendungen. Während Multimode-Transceiver extrem reflexionstolerant sind, sind Singlemode-Transceiver dies nicht. Und kostengünstige Singlemode-Transceiver mit geringem Stromverbrauch, die in Anwendungen mit kurzer Reichweite wie 100GBASE-DR, 200GBASE-DR4 und 400GBASE-DR4 eingesetzt werden, sind sogar noch anfälliger für Reflexionen.

Als Ergebnis spezifiziert IEEE tatsächlich Einspeisedämpfungsgrenzen für neue Anwendungen mit kurzer Reichweite, basierend auf der Anzahl und dem Reflexionsgrad der Verbindungen im Kanal. Wie in der Tabelle dargestellt, beträgt die Einspeisedämpfung in einer 100GBASE-DR4-Anwendung mit vier Steckverbindern, die einen Reflexionsgrad zwischen -45 dB und -55 dB aufweisen, 3,0 dB (rot hervorgehoben). Bei vier Steckverbindern, die einen Reflexionsgrad zwischen -35 dB und -45 dB haben, sinkt die Einspeisedämpfung jedoch auf 2,7 dB (grün hervorgehoben).

Während Sie die Herstellerangaben zum Reflexionsgrad als allgemeine Richtlinie bei der Planung Ihrer Verlustbudgets verwenden können, ist es wichtig zu beachten, dass sich der Reflexionsgrad im Laufe der Zeit aufgrund von Schmutz und Ablagerungen ändern kann. Es ist daher sinnvoll, eine gewisse Marge einzuplanen. Wenn es um das Testen geht, müssen Sie den Reflexionsgrad bestimmter Verbindungen mit Ihrem OptiFiber® Pro OTDR als Teil des Tier-2-Tests testen, der für Singlemode-Anwendungen mit kurzer Reichweite und als Teil einer kompletten Teststrategie empfohlen wird.

Was ist mit Bandbreitentests?

Die Bandbreite einer Faser wird als modale Bandbreite oder effektive modale Bandbreite (EMB) angegeben, die sich darauf bezieht, wie viele Daten eine bestimmte Faser bei einer bestimmten Wellenlänge übertragen kann. Glasfaseranwendungen sind für die Verwendung mit einer Faser mit minimaler Bandbreite spezifiziert. Die Bandbreitentests werden von den Faserherstellern durchgeführt und enthalten einen komplexen Labortest mit speziellen Analysegeräten, um Laserimpulse mit hoher Leistung zu senden und zu messen. Es ist kostspielig, im Feld genau zu testen, und Sie brauchen sich darüber keine Gedanken zu machen, wenn Sie sich an die standardmäßig definierten Längenbeschränkungen halten.

Das soll nicht heißen, dass Sie, sobald das Glasfasernetz zertifiziert und in Betrieb ist, nicht die Durchsatzfähigkeit eines Kanals testen werden, aber das ist ein Test der tatsächlichen Verbindungsgeschwindigkeit, nicht der Bandbreite des Kabels selbst. Und wenn Ihre Einfügedämpfung immer noch der Norm entspricht und Ihr Netzwerk nicht funktioniert, lohnt es sich wahrscheinlich, das OTDR herauszuholen, um die Reflexion von Ereignissen auf der Verbindung zu überprüfen. Wenn sowohl Verlust als auch Reflexion in Ordnung sind, liegt das Problem höchstwahrscheinlich bei den aktiven Geräten und nicht bei der Verkabelung. Wenn Sie ein Verlustproblem haben, dann ist eine Fehlersuche durchzuführen.

Kurz gesagt, die Einspeisedämpfung plus Länge (Tier-1-Test) ist fast immer das, was die Anwendungsunterstützung bestimmt, aber es kann gelegentlich vorkommen, dass Sie den Reflexionsgrad hinzufügen müssen (Tier-2-Test). Aus diesem Grund definieren die Normen nur diese beiden Stufen der Feldtests. Mehr ist wirklich nicht nötig.

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