Glasfaser-Test

Angesichts der rasanten Zunahme der Netzwerkverbindungen und der Bandbreitenauslastung ist es heute wichtiger als je zuvor, den Zustand der Glasfaser sowie ihrer Anschluss- und Verbindungsstellen genau einzuschätzen und zu erhalten.

Die Glasfaser gilt allgemein als ein Übertragungsmedium, das sich aufgrund der äußerst geringen Signaldämpfung für große Entfernungen und extreme Umgebungsbedingungen anbietet. Allerdings führen der kleine Querschnitt und die mechanische Empfindlichkeit der Faser dazu, dass insbesondere an den Enden bzw. Verbindungsstellen schnell Verunreinigungen oder Beschädigungen auftreten. Da die Bandbreitennachfrage in optischen Netzen immer schneller ansteigt, darf das Dämpfungsbudget jedoch nicht überschritten werden. Dafür müssen die Techniker allerdings saubere und intakte Glasfasern gewährleisten können. Daher ist es von größter Wichtigkeit, stets einwandfreie optische Prüf- und Messtechnik zu nutzen.

Seit dem Auftreten der ersten digitalen Glasfasermikroskope Anfang der 2000er-Jahre hat sich die Technik für die Sichtprüfung von Steckverbindern und Faserendflächen immer weiter entwickelt. Heute bietet sie solche wichtigen Leistungsmerkmale, wie eine hochauflösende Bildanzeige, Auto-Fokus und automatische Prüfroutinen.

Moderne und handliche Glasfaser-Prüfsysteme wie die Modellreihe HP3 kombinieren die Sichtprüfung der Faserendflächen mit der optischen Leistungspegelmessung in einem kompakten Gerät. Seit mehreren Jahrzehnten sind VFL-Rotlichtquellen ein weiteres wichtiges Hilfsmittel, die dem Techniker erlauben, die besten Vorgehensweisen beim Prüfen und Identifizieren von Glasfasern einzuhalten. Leistungsstarke VFL-Fasertester ermöglichen, die Unversehrtheit der Glasfaser über große Entfernungen zu kontrollieren und Biegungen, Brüche und Beschädigungen umgehend zu erkennen. Neue und vielseitige optische Signaltester wie der FI-60 Live Fiber Identifier erkennen beim Inline-Messen des optischen Leistungspegels an jedem Punkt der Übertragungsstrecke das optische Signal in der Glasfaser, ohne direkt an die Faser angeschlossen zu sein.

Obwohl sicher niemand die Bedeutung der Reinigung von Faserendflächen bestreitet, wird dieser Arbeitsschritt bei Wartungseinsätzen oder bei der Fehlerdiagnose doch gelegentlich übergangen oder nicht als wichtig angesehen. Dicht belegte Steckverbinder, wie MPO, und die Nutzung anspruchsvoller Übertragungstechnologien, wie das Wellenlängen-Multiplexing (WDM), unterstreichen die Notwendigkeit optimierter Reinigungsverfahren, um Signaldämpfungen weitestgehend zu vermeiden.

Moderne Reinigungssysteme, wie das CleanBlast, gewährleisten effiziente und wiederholbare Abläufe, um sicherzugehen, dass die Verbindung wirklich sauber ist und die Verunreinigung entfernt wurde. Darüber hinaus erlaubt dieses Produkt, ein Prüfmikroskop anzuschließen, sodass eventuell verbliebene Verschmutzungen auf dem 6,4″ (16,25 cm) großen LCD-Bildschirm sofort erkannt werden. Weitere optische Prüftechnik, die für spezielle Anwendungen und Technologien entwickelt wurde, unterstreicht die Rolle, die ein sauberer Faseranschluss spielt.

Der Handtester FiberChek Sidewinder wird direkt in einen Mehrfaser-Verbinder, wie MPO, gesteckt. Er erleichtert den Zugang zu polierten Faserenden in der Ferrule sowie deren präzise Anzeige und Zertifizierung. Daneben wird universellere Glasfaser-Prüftechnik angeboten, die den verschiedensten Anforderungen gerecht wird.

Das Tisch-Prüfmikroskop VAi/FVDi bietet sich an, um in der Produktion oder im Labor den Zustand von Faserendflächen zu kontrollieren. Dieses Komplettsystem besitzt ein 3,5″ (8,89 cm) großes LCD-Display und ist daher beim Prüfen und Testen sowie beim Speichern der Ergebnisse nicht auf einen externen PC oder Monitor angewiesen.

In den letzten Jahren haben das Mooresche Gesetz sowie Verbesserungen in der Laser- und Batterietechnologie die optischen Tester immer kleiner werden lassen, ohne dass diese Miniaturisierung deren Leistung eingeschränkt hat. Funktionen, für die man früher ein ganzes Rack benötigt hätte, finden sich heute in daumengroßen Geräten, die einen erstaunlichen Bedienkomfort aufweisen. Heute erlauben komplette optische Signaltester in der Größe von Kugelschreibern den Technikern, Fehlerstellen sowohl an Singlemode- als auch an Multimodefasern zu erkennen und bieten einen Funktionsreichtum, den man zuvor nur von weit größeren VFL-Fasertestern kannte. Die kompakte VFL-Rotlichtquelle OFI erzeugt ein deutlich sichtbares Laserlicht bei 635 nm und kann Dauerlicht sowie Blinklicht ausgeben.

Heute nehmen vollwertige Leistungspegelmesser kaum mehr Platz ein als ein Standard-USB-Stick. Der optische Miniatur-Leistungspegelmesser MP-60/-80 für USB 2.0 führt selbst auf langen Strecken anspruchsvolle Leistungsmessungen aus. In Verbindung mit einer Lichtquelle von VIAVI kann er sogar genutzt werden, um einzelne Fasern zu identifizieren oder die Modulationsfrequenz zu erkennen. 

Andere Messtechnik, wie das USB-Glasfasermikroskop P5000i von VIAVI, findet bequem auf einer Handfläche Platz und erlaubt trotzdem die automatische und zuverlässige Zertifizierung der Faserendflächen mit aussagekräftiger Gut-/Schlecht-Bewertung.

Die Reinigung und Sichtprüfung der Faserendflächen werden häufig in regelmäßigen Abständen im Rahmen der Zertifizierung und Wartung durchgeführt. Da wir heute aber davon abhängig sind, dass die doch empfindlichen optischen Übertragungsstrecken stets einwandfrei funktionieren, ist die kontinuierliche Überwachung der Glasfasernetze auf Beschädigungen, Sicherheitsvorfälle oder Leistungseinbußen praktisch unverzichtbar geworden. 

Die Glasfaser-Fernüberwachung ist eine praktische Option, um die Leistungsparameter des gesamten optischen Netzes von einem zentralen Standort aus zu überwachen. Dieses Konzept erlaubt, Fehlerstellen umgehend zu lokalisieren und Alarme in Echtzeit auszugeben, um die Störungsbehebung zu beschleunigen. Eine optische Testeinheit (Optical Test Unit, OTU) bietet eine weitere Möglichkeit, den Zustand der Glasfasern in Rechenzentren, in der Industrie, in Behörden oder bei Seekabel-Anwendungen kontinuierlich zu überwachen.

Automatische OTUs, wie die preisgekrönten Systeme OTU-8000 und OTU-5000, kombinieren ein OTDR mit einem optischen Schalter und sind bis auf 1080 Ports skalierbar. 

Die OTU kann genutzt werden, um die Leistungsparameter der Glasfaser von der Installation und Aktivierung über alle Phasen des Lebenszyklus des optischen Netzes hinweg zu überwachen. Zudem trägt die OTU effektiv zum Schutz des Netzwerks bei, da sie unberechtigte Zugriffe auf die Glasfaser und Abhörversuche erkennt. Eine OTU kann als eigenständiger Fasertester eingesetzt oder mit einem optischen Netzwerk-Überwachungssystem (ONMSi) kombiniert werden, um die Automatisierung und Transparenz sowie das Ressourcen-Management zu optimieren. Das ONMSi bietet intuitive Dashboard-Anzeigen, die auch unter Einbindung von Landkarten auf einen Blick über den Status und Fehlerdiagnosen informieren.

Die OTU-8000 kann darüber hinaus genutzt werden, um mithilfe der verteilten faseroptischen Temperaturmessung (Distributed Temperature Sensing, DTS) und der verteilten faseroptischen Temperatur- und Dehnungsmessung (Distributed Temperature and Strain Sensing, DTSS) die Temperatur und Dehnung von Glasfasern zu überwachen. In regelmäßigen Abständen erfasste Messkurven lösen bei unzulässiger Überschreitung der Ausgangswerte entsprechende Alarme aus.  Faseroptische Sensoren zeichnen sich gegenüber elektrischen Sensoren durch zahlreiche Vorteile aus. Dazu gehören ihr geringes Gewicht, der Verzicht auf eine eigene Stromversorgung, ihre elektromagnetische Störfestigkeit sowie die geringe Dämpfung. 

In Verbindung mit einem OTDR können faseroptische Sensoren die genaue Position der Temperaturabweichung oder der Dehnung entlang der gesamten Faserstrecke angeben. Dem Spektrum der faseroptischen Anwendungen und der dafür einsetzbaren Messtechnik scheint keine Grenzen gesetzt zu sein. So lassen sich Pipelines auf Bodenbewegungen und Verformungen überwachen. Starkstromkabel können auf übermäßige Erwärmung (Hotspots) kontrolliert werden. An sensiblen Standorten, wie Kernkraftwerken oder Krankenhäusern, ermöglichen faseroptische Sensoren die kontinuierliche Temperaturüberwachung, wobei deren Funktion im Unterschied zu elektrischen Sensoren bei einem Stromausfall weiter gewährleistet bleibt.

Optische Pegelmesser (OPM) sind von jeher wichtige Hilfsmittel, um die Leistung in Glasfasernetzen präzise zu ermitteln. Ein OPM kann zahlreiche Laser-Wellenlängen berücksichtigen und die relative und absolute Leistung messen.  Die optischen Leistungspegelmesser der Modellreihe SmartClass Fiber OLP-85/-85P sind präzise und vielseitige Lösungen, die Wellenlängen im Bereich von 800 nm bis 1700 nm in Schritten von 1 nm messen. Das kompakte digitale Prüfmikroskop P5000i ist eine mühelos integrierbare Option zur ergänzenden Sichtprüfung von Faserendflächen.

Die Kombination aus OPM mit einer Lichtquelle oder einer VFL-Rotlichtquelle wird häufig als Optischer Dämpfungsmessplatz (OLTS) bezeichnet.  Der SmartClass Fiber OLTS-85/85P bietet sich für die effiziente Tier-1-Zertifizierung von Glasfasern nach Branchenstandards an. Er ermöglicht, die Faserlänge und die optische Dämpfung gleichzeitig zu messen, mühelos die Polarität zu kontrollieren sowie die Faserendfläche zu prüfen. 

MPO-Mehrfaserverbinder nutzen die erstmals in den 1980er-Jahren entwickelte MT-Ferrulentechnologie der mechanischen Übertragung (Mechanical Transfer, MT), um mehrere Glasfasern entlang einer einzelnen Polymer-Ferrule linear anzuordnen. MPO-Verbinder bieten bei gleichen Abmessungen eine etwa 12-mal höhere Dichte als LC-Duplex-Verbinder. Allerdings kann diese effiziente Platzausnutzung aufgrund der resultierenden hohen Faserdichte dazu führen, dass beim Zugang zum Testen, Inspizieren und Reinigen von MPO-Verbindern besondere Herausforderungen zu bewältigen sind. Aus diesem Grund wurde optische Prüf- und Messtechnik entwickelt, die die speziellen Anforderungen der parallelen Optik entsprechend berücksichtigt.

So vereinfacht der Dämpfungsmessplatz SmartClass Fiber MPOLx die Tier-1-Zertifizierung von optischen Übertragungsstrecken, die mit nativen MPO-Verbindern ausgestattet sind. Er erlaubt, die Länge, die optische Dämpfung und die Polarität sowie den Zustand der Faserendflächen direkt und ohne zusätzliche Adapter oder Konverter an der MPO-Schnittstelle zu zertifizieren. Auch bei OTDR-Messungen verringert der direkte Anschluss an den MPO-Verbinder die Komplexität und beschleunigt die Testausführung. Mit dem MPO-Schaltmodul, das automatisch vom OTDR gesteuert wird, kann der Techniker zudem auf Breakout-Kabel oder Adapter verzichten.

Bei der Charakterisierung der Glasfaser und Überprüfung der optischen Übertragungsstrecke mit einem OTDR kann eine Störung des übertragenen Verkehrs vermieden werden. Andere portable Tester wie das hochauflösende Multimode-OTDR bieten besonders kurze Ereignis- und Dämpfungstotzonen, um die Charakterisierung von sehr kurzen Faserstrecken,  wie an Bord von Flugzeugen oder Schiffen, zu ermöglichen. Hier erfahren Sie mehr über OTDR-Tests.