OTDR – Optischer Zeitbereichsreflektometer

OTDRs sind für das Testen und die Fehlersuche in Glasfasernetzen unerlässlich

Stellen Sie die Integrität Ihres Glasfasernetzes mit einem Optischen Zeitbereichsreflektometer (OTDR) sicher. OTDR-Tests analysieren die Leistung von Glasfaserkabeln von einem Ende zum anderen, indem sie Komponenten entlang des Kabels testen, einschließlich Verbindungspunkten, Biegungen und Spleißen.

Auf dieser Seite

• Was ist ein OTDR?
• Zweck eines OTDR
• Vorteile eines OTDR
• Arten von OTDRs
• Verwendung eines OTDRs
• Fehlersuche mit einem OTDR
• Mehr erfahren

Was ist ein OTDR?

Ein OTDR ist ein leistungsstarkes Werkzeug, das Technikern und Ingenieuren hilft, den Zustand von Glasfaserkabeln zu beurteilen.

OTDRs leiten mit Hilfe spezieller Laserdioden leistungsstarke Lichtimpulse in die Glasfaser ein. Auf ihrem Weg durch die Glasfaser treffen diese Lichtpulse auf verschiedene Vorkommnisse: Anschlüsse, Brüche, Risse, Spleiße und das Ende der Glasfaser. Solche Vorkommnisse führen zu einer Änderung des Brechungsindexes und damit zu Reflexionen zurück zum OTDR. Diese Reflexionen, die so genannten Fresnel-Reflexionen, werden vom OTDR genauestens gemessen, um den Ort dieser Ereignisse innerhalb der Glasfaserverbindung genau zu bestimmen.

Aufgrund der inhärenten Struktur der Glasfaser und mikroskopischer Unvollkommenheiten im Glas wird ein kleiner Teil des Lichtimpulses in verschiedene Richtungen gestreut. Dieses Phänomen wird als Rückstreuung bezeichnet. Durch die Messung des zurückkehrenden Streulichts neben den Reflexionen sammelt das OTDR umfassende Daten über die Eigenschaften der Glasfaser, einschließlich der Dämpfung (Einfügedämpfung) und möglicher Defekte.

Zweck eines OTDR

Der primäre Zweck eines OTDR besteht darin, die Einfügedämpfung einer Verbindung zu charakterisieren, indem der Unterschied zwischen der Menge an Rückstreuung vom nahen und fernen Ende verglichen wird. Es misst außerdem die Menge des reflektierten Lichts für jedes Vorkommnis (Anschlüsse, Spleiße usw.), ohne die Rückstreuung, relativ zum Startimpuls. Dies wird als Reflexionsgrad bezeichnet und in Dezibel (dB) als negativer Wert ausgedrückt. Höhere Werte (näher an 0 dB) weisen auf stärkere Reflexionen hin, die möglicherweise auf schlechte Verbindungen zurückzuführen sind.

Der Reflexionsgrad ist im Wesentlichen das Gegenteil der Rückflussdämpfung, die die Eingangsleistung mit der reflektierten Leistung vergleicht und immer eine positive Zahl ist. Werte, die weiter von Null entfernt sind, zeigen eine bessere Leistung sowohl bei der Reflexion als auch bei der Rückflussdämpfung.

Vorteile eines OTDR

Die Charakterisierung einer Glasfaserverbindung mit einem OTDR bietet mehrere Vorteile.
 

• • Eine Glasfaserverbindung kann mehrere Anschlüsse und/oder Spleißverbindungen enthalten, die von verschiedenen Technikern mit unterschiedlichen Fähigkeiten ausgeführt worden sein können. Andere Störungen – wie verschmutzte Endflächen der Glasfasern, Makro- und Mikrokrümmungen – können innerhalb der Verbindung aufgrund schlechter Verarbeitung oder anderer Installationsfaktoren auftreten. Die Charakterisierung der Glasfaser mit einem OTDR ermöglicht es Technikern, den Fehlerort genau zu bestimmen, schlechte Installationspraktiken zu identifizieren und die Qualität der Installation zu überprüfen, um sicherzustellen, dass sie aktuelle und zukünftige Anwendungen unterstützt.


• • Die Charakterisierung einer Glasfaserverbindung mit einem OTDR ermöglicht es Technikern auch, fragwürdige Verbindungspunkte mit hohen Verlusten zu identifizieren, die möglicherweise behoben werden müssen. Dadurch können künftige Probleme vermieden werden, da der Verlust im Laufe der Zeit durch schlechtes Kabelmanagement, Degradierung von Spleißen, verschmutzte Glasfaserendflächen und sogar durch Leistungsverluste von alternden Sendern zunehmen kann.


• • Ein OTDR bestätigt auch genau, wie viele Verbindungen innerhalb einer Glasfaserverbindung bestehen. Wenn eine Glasfaserverbindung zu viele Verbindungspunkte enthält, kann sie die Verlustgrenzen für eine bestimmte Anwendung überschreiten.


• • Ein OTDR kann das Risiko minimieren, eine schlechte Verbindung zu übersehen, was passieren kann, wenn Sie nur einen Optischen Dämpfungstest (Optical Loss Test Set, OLTS) verwenden, um die Gesamteinfügungsdämpfung zu berechnen, wie es die Industriestandards für Tier 1 Tests vorschreiben. Da die Verluste einzelner Vorkommnisse für ein OLTS unsichtbar sind, kann eine Verbindung den gesamten Einfügungsdämpfungstest bestehen und dennoch aufgrund bestimmter Reflexionsereignisse keinen Netzwerkverkehr übertragen.

Arten von OTDRs

OTDRs sind in der Regel als Tischmodelle oder Handgeräte erhältlich. Tisch-OTDRs sind relativ groß, benötigen eine Wechselstromquelle und haben hochspezialisierte Funktionen und Merkmale für Labortests. Im Gegensatz dazu sind handgehaltene OTDRs kleiner, leicht und batteriebetrieben für den Einsatz im Außendienst.

Nicht alle tragbaren OTDRs sind gleich. Sie verfügen über unterschiedliche Fähigkeiten, Funktionalität und Merkmale, die Sie berücksichtigen sollten. So kann ein OTDR, das sowohl Multimodus- als auch Einzelmodus-Glasfasern bei mehreren Wellenlängen und über größere Entfernungen testen kann, ein breiteres Spektrum an Anwendungen abdecken. OTDRs mit ultrakurzen Ereignis- und Dämpfungstotzonen (die Entfernung, die erforderlich ist, um eine Verlustmessung für ein Ereignis durchzuführen) eignen sich für das Testen von kurzen Steckern und Patchkabeln in Rechenzentrumsumgebungen.

Auch die Benutzerfreundlichkeit spielt eine Rolle. Einige OTDRs, die für Service Provider und Carrier-Netzwerke entwickelt wurden, enthalten oft komplizierte Benutzeroberflächen mit umständlichen mehrstufigen Menüs. Die flexibelsten OTDRs bieten intuitive Benutzerfreundlichkeit in allen Einsatzumgebungen – von Unternehmen und Rechenzentren bis hin zu Außenanlagen (OSP) und passiven optischen Netzwerken (PON). Unkomplizierte, benutzerfreundliche OTDRs minimieren die Einarbeitungszeit und beschleunigen die Tests, was sich unmittelbar in Kosteneinsparungen auswirkt.

Die Fähigkeit, die Ergebnisse zuverlässig zu dokumentieren, ist ein weiteres Merkmal, das Sie berücksichtigen sollten. Mit dem OptiFiber^® Pro OTDR von Fluke Networks können Sie auf einfache Weise Testergebnisse und Berichte liefern. Laden Sie die Ergebnisse einfach auf unseren Cloud-basierten LinkWare™ Live-Service hoch, um Kabelzertifizierungsaufträge zu verwalten und jeden Test im Auge zu behalten. Mit LinkWare Live können die Ergebnisse eines OLTS und eines OTDR und sogar einer Endseiteninspektionskamera in einen einzigen Testbericht für ein bestimmtes Projekt integriert werden. So erhalten Sie eine vollständige Dokumentation, die den Kunden zufrieden stellt und die zukünftige Fehlersuche erleichtert.

Verwendung eines OTDRs

OTDRs werden für Tier 2 Compliance-Tests innerhalb der TIA-Normen und für „erweiterte“ Tests innerhalb der ISO-Normen benötigt. Sie eignen sich auch ideal für die Fehlersuche in bestehenden Glasfaseranlagen.

OTDR-Testparameter

Zunächst müssen Sie den Glasfasertyp, die Wellenlänge und die Testgrenze für die jeweilige Anwendung auswählen. Fortschrittliche OTDRs mit automatischer Testfunktion können Glasfasern analysieren, um die wichtigsten Parameter für eine optimale Anzeige und optimale Ergebnisse einzustellen. Allerdings kann es Fälle geben, in denen Sie es vorziehen, Parameter wie Impulsbreite, Mittelungszeit, Totzonen und Entfernungsbereich manuell einzustellen.

So kann eine geringere Impulsbreite zwar die Reichweite des OTDR verringern, aber dafür mehr Details in und um bestimmte Ereignisse liefern, insbesondere wenn zwei Ereignisse extrem nahe beieinander liegen.

Zertifizierung neuer Verbindungen mit einem OTDR

Der Tier 2 Test baut auf Tier 1 auf, indem er ein OTDR hinzufügt, um einzelne Ereignisse zu charakterisieren, die bei der Durchführung von Tier 1 Tests allein oft unsichtbar sind. Da Tier 1 Tests nur den gesamten Einfügeverlust einer Glasfaserverbindung und nicht einzelne Vorkommnisse identifizieren, können versteckte Probleme übersehen werden. So kann beispielsweise eine sehr verlustarme Verbindung eine problematische verlustreiche Verbindung verdecken. Beachten Sie bitte, dass für Tier 2 Tests sowohl OTDR- als auch OLTS-Tests erforderlich sind. OLTS ist für die endgültige Überprüfung der Einfügedämpfung erforderlich. Die Kombination dieser Tester bietet eine umfassende Teststrategie für Glasfasersysteme.

Da Glasfaser-Standards engere Toleranzen für den Signalverlust verlangen, wird die präzise Lokalisierung und Messung von Ereignissen, die das Signal schwächen, noch wichtiger. Dieser Trend führt zu einer Zunahme von Spezifikationen, die Tier 2 Tests vorschreiben.

Außerdem erfordern einige Anwendungen die Messung des Reflexionsgrads bestimmter Anschlüsse, die nur über ein OTDR durchgeführt werden kann. Bei Einzelmodus-Anwendungen mit kurzer Reichweite, die sehr anfällig für Reflexionen sind, wie z. B. 100GBASE-DR, 200GBASE-DR4 und 400GBASE-DR4, legt die IEEE Verlustgrenzen fest, die auf der Anzahl und dem Reflexionsgrad der Anschlüsse in der Glasfaserverbindung basieren.

Beidseitiges Testen mit einem OTDR

Bidirektionale Tests messen von beiden Enden aus, um eine genaue Messung des gesamten Signalverlusts über die gesamte Verbindung zu gewährleisten. Der Grund dafür ist, dass die Dämpfung von Faseroptikverbindern und Spleißen sowie die Gesamtdämpfung von der Testrichtung abhängen. Das Testen einer Glasfaserverbindung in einer Richtung liefert andere Ergebnisse als das Testen der gleichen Verbindung in der entgegengesetzten Richtung. Für eine genaue Messung müssen die Ergebnisse aus beiden Richtungen gemittelt werden.

Aufgrund des Zeit- und Kostenaufwands, der mit dem Testen von beiden Enden aus verbunden ist, versuchen Techniker oft, alle Verbindungen von einem Ende aus zu testen, bevor sie zum anderen Ende übergehen – aber dieser einseitige Ansatz funktioniert nicht. Die Standards schreiben vor, dass Start- und Heckkabel in ihren ursprünglichen Messpositionen verbleiben müssen, um genaue Tests in beide Richtungen zu ermöglichen.

Die Antwort ist die Verwendung einer Schleife, um die beiden Glasfasern am fernen Ende zu verbinden. So kann die Glasfaserverbindung in beide Richtungen in einer Aufnahme getestet werden, ohne das OTDR zum entfernten Ende zu bewegen. Fortschrittliche OTDRs, wie die OptiFiber Pro OTDR-Serie, verfügen über die SmartLoop™-Technologie. SmartLoop prüft das Vorhandensein der Start-, Schleifen- und Endfaser während des Duplex-Tests. Mit SmartLoop können Techniker mehrere Schleifen am entfernten Ende einsetzen und eine Reihe von bidirektionalen Tests durchführen, ohne jemals das nahe Ende zu verlassen – was die Testzeit um mindestens 50 % verkürzt.

^{Mit einem OTDR durchgeführte bidirektionale Tests können Glasfaserkabel in beide Richtungen in einer Schleife testen.}

OTDR Trace-Analyse

In der unteren Abbildung nimmt der Verlauf aufgrund der Einfügedämpfung allmählich ab, während sich das Licht entlang der Glasfaser bewegt, und wird durch scharfe Verschiebungen unterbrochen, die durch Anschlüsse, Spleiße, Brüche, scharfe Biegungen und andere Ereignisse verursacht werden. Das Faserende ist an einer starken Spitze zu erkennen, nach der der Trace an der Y-Achse stark abfällt.

^{Typischer OTDR-Verlauf, der Länge, Abnahme der Signalstärke und Ereignisse zeigt.}

1. Der OTDR-Anschluss, der einen hohen Reflexionsgrad aufweist, der es unmöglich macht, den Verlust im ersten Anschluss zu charakterisieren.
2. Der erste Anschluss der zu testenden Verbindung wird mit einer Glasfaser von etwa 350 Fuß charakterisiert.
3. Zwei Anschlüsse, die zu nahe beieinander liegen, wodurch das OTDR den Verlust in beiden Anschlüssen nicht richtig charakterisieren kann.
4. Ein Verlustereignis ohne Reflexion, wahrscheinlich ein schlechter Spleiß oder APC-Anschluss.
5. Ein typischer UPC-Anschluss mit Reflexion und Verlust.
6. Ein Anschluss mit Reflexion, bei dem das Signal nach dem Anschluss stärker ist als vorher. Dies wird als „Gainer“ bezeichnet und ist ein Hinweis auf die Verbindung von Glasfasertypen mit unterschiedlichen Rückstreueigenschaften.
7. Das Ende der Glasfaser, das eine starke Reflexion aufweist, die es unmöglich macht, festzustellen, ob sich dort ein Anschluss befindet und welche Leistung er hat.

Die Möglichkeit, einen OTDR-Verlauf zu verkleinern und zu vergrößern, kann weitere Einzelheiten über bestimmte Ereignisse liefern.

^{Dank fortschrittlicher Touchscreen-Funktionen wie Aufziehen und Zoomen können Sie die Verlaufsergebnisse auf einem OTDR noch einfacher anzeigen.}

Obwohl alle OTDRs einen grafischen Verlauf der Glasfaserverbindungen anzeigen, kann die Interpretation schwierig sein, wenn Sie kein Experte für die Analyse von Verläufen sind. Fortschrittliche Modelle wie das OptiFiber Pro lösen dieses Problem durch eine automatische Analyse, welche den Verlauf in eine übersichtliche Ereigniskarte umwandelt und die Standorte von Anschlüssen, Spleißen und potenziellen Problemen aufzeigt. Die Ereigniskarte ist ideal für Techniker, die neu in der Verlaufsanalyse sind. Sie bietet eine vereinfachte Ansicht zur leichteren Fehlersuche und kann ein wertvolles Schulungswerkzeug sein. Unsicher über ein bestimmtes Ereignis im Verlauf? Wechseln Sie einfach zwischen der Detailansicht und der Ereigniskarte, um Ihre Interpretationen zu überprüfen und Ihre Fähigkeiten beim Auslesen von Verläufen zu verbessern.

^{Fortschrittliche OTDRs erkennen Ereignisse und stellen sie sowohl in einem Verlauf (rechts) als auch in einer leicht zu interpretierenden Weise (links) dar.}

Fehlersuche mit einem OTDR

Selbst nachdem eine Glasfaseranlage installiert, getestet und in Betrieb genommen wurde, können bei einer Glasfaserverbindung Probleme auftreten, die von zu hohen Einfügedämpfungen, erneuten Übertragungen und Bitfehlern bis hin zum völligen Ausfall reichen. OTDRs sind das ultimative Werkzeug zur Fehlersuche in einer bestehenden Glasfaseranlage. Während andere Werkzeuge – wie visuelle Fehlersuchgeräte (VFLs), Fehlersuchgeräte und OLTS – zur Fehlersuche eingesetzt werden können, kann nur ein OTDR Ihnen genau sagen, wo sich Unterbrechungen, Biegungen oder schlechte Verbindungen entlang der Glasfaserverbindung befinden und jedes Ereignis charakterisieren.

Bei der Fehlersuche mit einem OTDR müssen Sie einige Feinheiten beachten:
 

• • Wenn ein Glasfaserkabel seinen Biegeradius überschritten hat oder geknickt ist, müssen Sie das Kabel möglicherweise mit zwei Wellenlängen testen, um diese Art von Belastung zu lokalisieren: 850 und 1.300 nm für Multimodus, und 1310 und 1550 für den Einzelmodus. Bei der höheren Wellenlänge weist eine stark beanspruchte Glasfaser einen deutlich höheren Verlust auf; normalerweise würde die höhere Wellenlänge einen geringeren Verlust aufweisen.


• • Es kann vorkommen, dass Sie die OTDR-Einstellungen manuell anpassen müssen. Ein guter Spleiß kann zum Beispiel einen Verlust von weniger als 0,1 dB aufweisen. Wenn Sie eine Spleißung mit sehr geringem Verlust lokalisieren müssen, wird sie möglicherweise nicht auf dem OTDR angezeigt, wenn der Verlustschwellenwert höher als der Verlust der Spleißung eingestellt ist. Die automatische Einstellung des OptiFiber Pro für die Verlustschwelle liegt bei 0,15 dB, d. h. es werden nur Ereignisse gefunden, die über diesem Wert liegen. Passen Sie einfach die Verlustschwelle an, um extrem verlustarme Spleißungen zu lokalisieren.

^{Das preisgekrönte OptiFiber Pro OTDR von Fluke Networks bietet die ultimative Lösung für Tests und Fehlersuche, um den Zustand Ihrer wichtigsten Netzwerkverkabelung sicherzustellen.}

Mehr erfahren

• • OTDR: Ihre ultimative Problembehandlung
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