Das Testen mehrerer Glasfasern sollte nicht mehrere Stunden dauern. Mit den MPO-Testlösungen von VIAVI werden diese Tests kinderleicht und schnell – richtig schnell!
MPO-Verbinder für mehr Effizienz
MPO(Multi-Fiber Push On)-Steckverbinder erhöhen die Datenkapazität durch eine äußerst effiziente Ausnutzung des verfügbaren Platzes. Doch sind die Anwender mit verschiedenen Herausforderungen, wie der höheren Komplexität und dem größeren Zeitaufwand für das Testen und die Fehlerdiagnose an Mehrfaser-Netzen, konfrontiert. VIAVI hilft, diese Herausforderungen mit dem umfassendsten Portfolio an Testlösungen für MPO-Systeme zu bewältigen.
Grundlagen der Testausführung an MPO-Mehrfaserverbindern
Obgleich MPO-Verbinder gegenüber den typischen Einfaser-Verbindern eine Reihe von Vorteilen bieten, gibt es einige Unterschiede, die die Techniker vor neue Herausforderungen stellen. Diese Seite vermitteln den Technikern Einblicke in die Grundlagen des Testens von MPO-Verbindern.
MPO ist die englische Abkürzung für "Multi-Fiber Push On" und bezeichnet einen Typ von optischen Steckverbindern, bei denen mehrere Fasern in einer Reihe in einem einzigen Führungsröhrchen (Ferrule) angeordnet sind. Am häufigsten werden MPO-Verbinder eingesetzt, um mehradrige Bändchenfasern in Innenanwendungen hoher Packungsdichte anzuschließen.
An hochfaserigen Hauptverbindungskabeln (Trunk) werden MPO-Verbinder bereits seit längerem eingesetzt. In letzter Zeit kommen sie jedoch auch immer häufiger an Patchfeldern, Servern und Switchen zum Einsatz. Da ein einzelner MPO-Verbinder mehrere SC- und LC-Verbinder ersetzen kann, sind erhebliche Platzeinsparungen realisierbar. So ist es möglich, auf der gleichen Grundfläche mindestens 12-mal mehr Fasern anzuschließen. Zudem ist die Installation einfacher auszuführen.
Das MPO-Steckgesicht ist in den Normen IEC-61754-7 (international) und TIA 604-5 (USA) definiert.
In unserem Video "Überblick über MPO-Verbinder" erfahren Sie mehr über den Aufbau dieser Komponenten:
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Tyler Vander Ploeg: Hallo. Ich bin Tyler von VIAVI Solutions. Zusammen mit meinem Kollegen Matt Brown möchte ich Ihnen etwas über Mehrfaserverbindungen und insbesondere über das Testen von MPO-Verbindern erzählen. So neu ist das Thema ja nicht mehr und Matt ist seit den Anfängen mit dabei. Daher habe ich ihn gebeten, uns etwas über Mehrfaserverbindungen und MPO-Verbinder zu erzählen: wodurch sie sich unterscheiden und was Sie als Neueinsteiger in diesem Bereich beachten sollten.
Matt Brown: Gern. Ich bin zwar nicht ganz von Anfang an dabei, aber doch schon sehr lange und das MPO-Thema begleitet uns ja auch schon eine ganze Weile. Es handelt sich um einen Mehrfaserverbinder, aber was genau ist ein MPO? Es ist ein Verbinder, der viele einzelne Fasern aufnimmt. Damit unterscheidet er sich von einem SC- oder LC-Verbinder, der jeweils nur eine Faser enthält. Selbst bei Duplex-Verbindern ist es auch nur eine Faser pro Verbinder. Bei einem MPO-Verbinder werden aber viele Fasern durch eine einzige Ferrule geführt. Es gibt ihn schon sehr lange. Er wird auch schon sehr lange in unseren Netzen eingesetzt – allerdings an Stellen, an denen man nicht viel mit ihm in Berührung kommt oder der Techniker sich normalerweise nicht täglich mit ihm beschäftigen muss, da er sich hinter Wänden verbirgt. Dort gewährleistet er den Anschluss mehrfaseriger Trunkkabel, deren einzelne Fasern dann beispielsweise über einen LC-Verbinder angeschlossen werden – jedoch verdeckt hinter Abdeckungen, sodass wir ihn nicht sehen.
Matt Brown: Vor dem Hintergrund neuer, aktueller Entwicklungstrends kommt der MPO-Verbinder langsam hinter den Wänden hervor. Jetzt steht der Techniker plötzlich vor diesem neuen Stecker und fragt sich: Was ist das für ein großer, rechteckiger Kasten? Es ist kein SC-Verbinder und auch kein LC. Dann sieht er das Jumperkabel mit den Stiften dran. Was soll das denn sein? Wie soll ich das denn anschließen? Dann ist da noch so ein Zapfen dran. An dieser Technologie ist also vieles sehr anders. Es ist eine sehr gute, äußerst leistungsstarke Technologie, aber einige Aspekte sind wirklich anders. Über diese sollten wir uns unterhalten, und das werden wir in den kommenden Videos auch machen.
Tyler Vander Ploeg: Ja, das machen wir. Ich freue mich, dich hier zu haben, Matt. In den nächsten Videos werden wir also alle diese Aspekte, die Matt soeben angesprochen hat, behandeln. Ich freue mich, dass Sie mit dabei sind. Vielen Dank.
Das Äußere des MPO-Verbinders besteht aus einem gegossenen, rechteckigen Kunststoffgehäuse mit einer mechanischen Codierung (Zapfen) auf einer Seite, um die korrekte Ausrichtung des Steckers und der Fasern sicherzustellen. Wenn dieser Zapfen nach oben zeigt, befindet sich die Faser Nummer 1 auf der linken Seite. Das Gehäuse des MPO-Verbinders ist mit einer Push-pull-Verriegelung ausgestattet, dessen Klick-Geräusch beim Einrasten deutlich zu hören ist. Dadurch lässt sich die Verbindung schnell und zuverlässig herstellen.
MPO-Verbindungen bestehen zumeist aus 8, 12, 24, 32 oder 48 Fasern. Für Spezialanwendungen ist aber auch eine höhere Packungsdichte mit 60 und 72 Fasern erhältlich. Am häufigsten werden heute Verbinder mit 12 und 24 Fasern eingesetzt, wobei der 12-Faser-Verbinder (MPO-12) als erster umfassend in Rechenzentren zum Einsatz kam. Der 24-Faser-Verbinder hat sich aufgrund der Packungsdichte für viele Geräteanschlüsse für 40G (8 Fasern) und 100G (24 Fasern) als praktisch erwiesen, sodass die Nutzung des MPO-24 in letzter Zeit zugenommen hat.
Obgleich der MPO-Verbinder für 12 und 24 Fasern die gleichen Abmessungen aufweist, hat der MPO-24 eine zusätzliche zweite Reihe mit 12 Fasern. Analog dazu besitzen die MPO-Verbinder für 48 und 72 Fasern 4 bzw. 6 Reihen mit jeweils 12 Fasern.
Die MPO-Verbinder für 16 und 32 Fasern nehmen in jeder Reihe 16 anstatt 12 Fasern auf. Dieses Format wurde für speziell für 400G-Anwendungen entwickelt. Die MPO-Technologie kann für Multimode- und auch für Singlemode-Fasern genutzt werden. Multimode-Verbinder verwenden eine flache Ferrule (Geradschliff), während Singlemode-Verbinder eine Ferrule mit 8°-Schrägschliff (APC) nutzen, um eine hohe Rückflussdämpfung zu erzielen. Da sich diese Steckverbinder von der Form her ähnlich sehen, aber nicht miteinander kompatibel sind, erleichtert eine Farbcodierung die Unterscheidung.
In unserem Video "Überblick über MPO-Verbinder" erfahren Sie mehr über den Aufbau dieser Komponenten.
Obgleich die Bezeichnungen MPO und MTP gelegentlich identisch verwendet werden, ist MTP die Markenbezeichnung für einen Mehrfaserverbinder der Firma US Conec und bedeutet "Multi-Fiber Termination Push On". Zu den spezifischen Besonderheiten des MTP-Verbinders gehören eine bewegliche ("floating") Ferrule, die die Ausrichtung und Leistung unter Last verbessert, sowie elliptische Führungsstifte für eine optimierte Ausrichtung und Haltbarkeit.
Auch erhöht das modifizierte Steckergehäuse die Zuverlässigkeit. Dazu gehören ein überarbeitetes Design der Feder, das den Abstand zur Bändchenfaser verbessert, ein abnehmbares Gehäuse, was erlaubt, im Feldeinsatz das Geschlecht des Steckers (männlich/weiblich) zu ändern und die Ferrule nachzupolieren, sowie ein optimierter Testzugang.
Alle MTP-Verbinder sind also auch MPO-Verbinder, was für den umgekehrten Fall jedoch nicht gilt. Ein MTP-Verbinder kann immer mit einem generischen MPO-Verbinder gesteckt werden. Unter Hochleistungsbedingungen ist ein MPO-Verbinder zu einem MTP-Verbinder jedoch nicht funktional gleichwertig, da dieser strengere Entwurfstoleranzen und andere Leistungsmerkmale aufweist. Der MTP-Verbinder erfüllt die Anforderungen der gleichen US-amerikanischen und internationalen Normen wie der MPO-Standardverbinder. Vom MTP-Verbinder wird auch eine "Elite"-Version angeboten, die eine geringere Einfügedämpfung (IL) als ein MTP-Standardverbinder aufweist.
Die Reinigung und Prüfung des MPO-Verbinders auf Verunreinigungen gehören zu den unverzichtbaren besten Vorgehensweisen in der Branche. Die im MPO-Verbinder angeschlossenen Fasern ragen ein kleines Stück aus der Ferrule heraus, sodass sich die Faserenden beim Stecken der Verbinder physisch berühren. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, dass die Faserendflächen wirklich sauber sind. Aufgrund der größeren Fläche und der Ausführung als Einbausteckverbinder besteht ein höheres Verschmutzungsrisiko.
Dieses erhöht sich exponentiell mit der Anzahl der Fasern. Wenn man beispielsweise annimmt, dass bei jeder Faserstirnfläche ein 90%iges Verschmutzungsrisiko besteht, ergibt sich eine Wahrscheinlichkeit von 0,9012 bzw. ein Risiko von 28 %, dass in einem MPO-12 mindestens eine Faser verunreinigt ist. Zudem kann durch die an einem Ende verschmutze Faserstirnfläche ein Luftspalt entstehen. Dieser verursacht Fresnel-Reflexionen, die sich in der gleichen Faser ausbreiten oder die Ausrichtung benachbarter Fasern stören, sodass weitere Fasern beeinträchtigt werden.
Daher ist jede Faserstirnfläche auf Staub, Öl, Kratzer und andere Verunreinigungen zu untersuchen. Sollten Verschmutzungen oder Defekte vorhanden sein, muss die Stirnfläche mit einem speziellen MPO-Reinigungswerkzeug behandelt werden. Die Verwendung eines nicht dafür vorgesehenen Werkzeuges kann die Faserstirnfläche beschädigen. Nach dem Reinigen ist vor der Installation eine erneute Prüfung durchzuführen, um sich zu vergewissern, dass die Faser wirklich sauber ist. Diese Reinigung mit anschließender Nachprüfung ist so oft zu wiederholen, bis keine Verunreinigung mehr feststellbar ist. Hier erfahren Sie mehr zu den besten Vorgehensweisen bei der Sichtprüfung von Faserendflächen.
Weitere Informationen zu den Auswirkungen verschmutzter Faserendflächen erhalten Sie in unserem Video zum Reinigen von MPO-Verbindern:
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Tyler Vander Ploeg: Hallo, ich bin Tyler.
Matt Brown: Und ich bin Matt.
Tyler Vander Ploeg: Wir arbeiten bei VIAVI Solutions. In diesem Video möchten wir uns genauer mit den Auswirkungen verschmutzter MPO-Verbinder beschäftigen.
Matt Brown: Richtig. Dabei ist eine ganze Menge zu berücksichtigen, nicht wahr? Am auffälligsten ist natürlich, dass der konventionelle LC-Verbinder im Adapter eine geschlitzte Keramikhülse besitzt. Wenn man dann am Patchfeld die Staubschutzkappe abzieht, erkennt man eine winzige Öffnung. Über dieses 1,25 Millimeter große Loch wird die Verbindung hergestellt, also die Ferrule gesteckt. Ein MPO-Verbinder am Patchfeld ähnelt dagegen einem großen rechteckigen Kasten. Nicht wahr? Das ist wirklich eine große Fläche.
Matt Brown: Damit haben Verschmutzungen weitaus mehr Möglichkeiten, in den Steckverbinder einzudringen. Ja, wenn man sich diese beiden kleinen Stecker hier in deiner Hand einmal genauer ansieht, ist die winzige LC-Ferrule zu erkennen. Hier glauben viele, dass das die Faser ist. Aber nein, das ist das Keramikröhrchen, das die Faser aufnimmt. Beim MPO-Verbinder hat man dagegen diese schwarze rechteckige Ferrule, die eben viele Fasern enthält. Die Oberfläche ist hier also weitaus größer, was das Verschmutzungsrisiko erhöht. Auf der Einbauseite können Verunreinigungen eben einfacher in den Verbinder eindringen.
Matt Brown: Ein weiteres Problem besteht darin, dass hier nur eine Faser eingebaut ist. Es gibt nur eine 1,25 Millimeter große Öffnung mit einer 125 Mikrometer großen Faser in der Mitte der Ferrule. In dieser Ferrule hier haben wir dagegen 12 oder 16 oder 24 Fasern. Bei Wahrscheinlichkeiten rechnet man mit Potenzen. Wenn wir beispielsweise ein 10%iges Risiko dafür annehmen, dass die Faser verschmutzt ist, besteht eine 90%ige Wahrscheinlichkeit, dass sie sauber ist. Aber bei 12 Fasern hintereinander, nimmt man diese 90%ige Wahrscheinlichkeit hoch 12. So erhält man eine Gesamtwahrscheinlichkeit von 30 %, dass alle Fasern des Verbinders sauber sind. Das heißt, dass es viel, viel unwahrscheinlicher ist, dass alle diese Fasern sauber sind, als es für eine einzige Faser der Fall wäre.
Matt Brown: Und letzten Endes bedeutet das, dass sie sicherlich verschmutzt sind. Ich meine, wir haben alle schon die Erfahrung gemacht, dass, wenn man zu einem installierten Kabel geht und der Steckverbinder schon lange im Patchfeld angeschlossen ist, er dann höchstwahrscheinlich auch verschmutzt ist. Bei einem MPO-Verbinder kann man sich fast schon sicher sein, dass er nicht mehr sauber ist. Warum sollte uns das kümmern? Hier kommt wieder die proaktive Prüfung der Faserendflächen ins Spiel. Kleine Fremdkörper und Verunreinigungen auf der Stirnfläche stören die Übertragung. Das gilt für einen LC-Verbinder. Und das gilt umso mehr für einen MPO- oder MTP-Verbinder.
Matt Brown: Denn wenn sich Schmutz oder Fremdkörper auf dem Kern einer Faser im LC-Verbinder befinden, wird die Übertragung erheblich beeinträchtigt. Das Gleiche gilt für einen MTP-Verbinder. Befinden sich Verschmutzungen oder Fremdkörper außerhalb des Faserkerns, also auf der Faser oder der Ferrule, wird zwar der Lichtpfad nicht direkt gestört, aber die beiden Stirnflächen haben möglicherweise keinen physischen Kontakt. Sie müssen sich aber berühren. Beide Faserenden müssen sich ohne Luftspalt berühren. Bei einem MPO-Verbinder sind gleich mehrere Fasern in einer Reihe angeordnet und alle müssen Kontakt miteinander haben. Wenn auch nur eine Faser keinen physischen Kontakt herstellen kann, werden möglicherweise die benachbarten Faserendflächen ebenfalls daran gehindert, sich zu berühren.
Matt Brown: Wir wissen das. Wir haben eine Theorie dazu erarbeitet, ein Modell erstellt und es nachgewiesen. Wir haben es getestet. Wir wissen, dass eine Verunreinigung an dieser Stelle verhindert, dass sich die Stirnflächen mehrerer benachbarter Fasern berühren. Das Verschmutzungsrisiko steigt also, weil einfach eine größere Fläche vorhanden ist. Es ist viel wahrscheinlicher, dass 12 Fasern verunreinigt sind … Bei 12 Fasern ist es weitaus wahrscheinlicher, dass eine verschmutzt ist, als wenn man nur eine einzige Faser hätte. Und wenn eine Stirnfläche verunreinigt ist, beeinträchtigt das die benachbarten Fasern. Das ist also ein riesiges Problem. Was man dagegen machen kann? Man prüft die Faser. Ich meine eine Sichtprüfung. Dann reinigt man die Faser, ja? Hierfür benötigt man aber unbedingt ein gutes Reinigungswerkzeug. Eines, das speziell für das Reinigen von Glasfaser-Stirnflächen entwickelt wurde.
Tyler Vander Ploeg: Mm-hmm (zustimmend).
Matt Brown: Ich bin ja nun schon recht lange dabei. Früher haben wir Reinigungstücher und Isopropanol genommen, nicht wahr? Das war unser Reinigungswerkzeug. Nicht wirklich toll. Manche haben auch Reinigungsmittel verwendet, die nicht für optische Anwendungen entwickelt wurden. Schlechte Reinigungsmittel zerkratzen oder beschädigen aber die Stirnfläche. Man muss also etwas nehmen, was speziell für diese Aufgabe geschaffen wurde. Und man muss das Ergebnis kontrollieren.
Tyler Vander Ploeg: Also erneut prüfen..
Matt Brown: Unbedingt. Auch Reagan sagte immer: "Vertraue, aber prüfe nach", nicht wahr? Ich vertraue dem Reinigungswerkzeug, aber ich kontrolliere, ob es seine Arbeit gut gemacht hat. Insbesondere bei der großen Anzahl von Fasern passiert so viel, da kommt es selbst mit sehr guten Reinigungswerkzeugen häufig vor, dass die erste Reinigung den Zustand zwar verbessert, aber doch etwas Schmutz zurückbleibt. Deshalb muss man prüfen, ob die Faser jetzt wirklich sauber ist. Erst wenn man sich davon überzeugt hat, kann man die Steckverbindung herstellen. Schließlich soll diese Verbindung für die gesamte Einsatzdauer halten … das heißt, solange, wie sie gesteckt ist, oder?
Tyler Vander Ploeg: Mm-hmm (zustimmend).
Matt Brown: Bei Glasfasern lautet die gute Nachricht jedoch, dass sich die Verbindung nach dem Stecken nicht verschlechtert.
Tyler Vander Ploeg: Richtig.
Matt Brown: Solange man nicht daran herumbastelt.
Tyler Vander Ploeg: Richtig. So ist es, Matt. Vielen Dank.
Matt Brown: Gern.
Tyler Vander Ploeg: Mehr Informationen zu diesem Thema erhalten Sie auf viavisolutions.com/mpo. Vielen Dank.
Der Begriff "Polarität" in optischen Netzen bezeichnet den korrekten Anschluss des sendenden und des empfangenden Faserendes der optischen Übertragungsstrecke. Bei MPO-Verbindern kann es aufgrund der höheren Packungsdichte im Gehäuse schneller passieren, dass die Fasern verwechselt werden. Im Unterschied zu einem SC- oder LC-Verbinder reicht hier eine einfache Prüfung mit einer VFL-Rotlichtquelle nicht aus, um die Polarität bzw. den Durchgang zu prüfen. Da die Positionen der Glasfasern im Verbinder nicht veränderbar sind, ist es nicht möglich, die Fasern zu tauschen, wenn eine falsche Polarität erkannt wurde. Erschwerend kommt hinzu, dass bei MPO-Verbindern drei unterschiedliche Polaritätsmethoden zum Einsatz kommen.
Das ist die direkte 1:1-Verbindung. In diesem Fall ist der erste Verbinder mit Codierung (Zapfen) oben auf den zweiten Verbinder mit Codierung (Zapfen) unten ausgerichtet. In dieser Ausrichtung wird die Faser, die sich im ersten Verbinder an Position 1 befindet, zu der Faser des zweiten Verbinders geführt, die sich ebenfalls an Position 1 befindet. Für die Fasern 2, 3, 4 usw. wird analog vorgegangen.
Bei dieser Methode wird das ganze Kabel gedreht. Das heißt, bei beiden Verbindern zeigen die Codierungen (Zapfen) nach oben, aber die entsprechenden Fasern sind anders herum nummeriert. Das bedeutet bei einem MPO-12, dass die Faser 1 vom ersten Verbinder zur Position 12 im zweiten Verbinder geführt wird. Dementsprechend wird Faser 2 an Position 11 gesteckt usw. Diese Konfiguration wird für gewöhnlich bei 40/100G-Architekturen angewendet.
In diesem Fall sind die Adern im Kabel paarweise gedreht. Da die beiden Fasern eines Paares innerhalb des Paares vertauscht werden, wird Faser 1 vom ersten Verbinder mit der Position der Faser 2 im zweiten Verbinder verbunden, während Faser 2 entsprechend zur Faserposition 1 geführt wird. Die Positionen werden also für jede einzelne Faser innerhalb eines jeden Paares getauscht. Diese Konfiguration ist häufig in 1/10G-Architekturen anzutreffen.
Mehr Informationen zu diesem Thema erhalten Sie in unserem Video zur Polarität von MPO-Verbindern:
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Tyler Vander Ploeg: Hallo, ich bin Tyler.
Matt: Und ich Matt.
Tyler Vander Ploeg: Wir arbeiten bei VIAVI Solutions und möchten uns in diesem Video genauer mit den Herausforderungen beschäftigen, die die Polarität bei MPO-Verbindern stellt. Matt, bitte erkläre uns das genauer. Denn Polarität gibt es ja auch bei Einfaser-Verbindern. Worum handelt es sich dabei?
Matt: Also bei der Polarität geht es im Prinzip darum, sicherzustellen, dass der Sender an dem einen Faserende korrekt mit dem Empfänger am anderen Faserende verbunden ist. Das Gleiche gilt natürlich auch für die umgekehrte Richtung. Denn, wenn ein Sender an einen Sender angeschlossen ist, kann es ja keine Übertragung geben. Die Verbindung kann nicht aufgebaut werden. Niemand kann Daten empfangen. Die Polarität ist auch bei Duplex-Verbindungen zu beachten. Ein LC-Duplex-Verbinder wird zumeist verwendet, um ein SFP-Modul mit einem anderen SFP-Modul zu verbinden, denn das eine Modul sendet in die eine Richtung und das andere Modul in die andere. Hier besteht die Gefahr, dass die Anschlüsse vertauscht werden, nicht wahr? Viele Techniker wissen aus eigener Erfahrung, dass man diese beiden Fasern schnell mal verwechseln kann. Dieses Problem ist aber relativ einfach zu beheben. Es erfordert zwar durchaus etwas Aufwand, aber man findet die Fehlerstelle und man kann sie korrigieren.
Matt: Bei MPO-Verbindern ist es dagegen wirklich kompliziert, denn man hat ja nicht mehr nur eine Faser an dem einen Stecker und eine Faser an dem anderen. Stattdessen sind es 12 oder 24 Fasern, die fest im Gehäuse fixiert sind und deren Position ich nicht verändern kann. Es kann also sein, dass auf jedem Faserpaar der 12 Fasern ein anderer Verkehr übertragen wird. Dieser MPO-12 kann also für sechs verschiedene Kanäle stehen. Oder aber, es ist nur ein Kanal, bei dem auf diesen vier Fasern gesendet und auf diesen vier Fasern empfangen wird. Der Verbinder ist also in vielen verschiedenen Konfigurationen nutzbar. Wichtig ist aber, dass die Sender an beiden Enden mit den jeweils richtigen Empfängern an den jeweils anderen Enden verbunden sind. Und das ist bei MPO-Verbindern wirklich schon eine komplizierte Sache.
Tyler Vander Ploeg: Das heißt, es geht nicht darum, dass der richtige Sender Daten überträgt und irgendein allgemeiner Empfänger die Daten erhält. Man muss den richtigen Sender mit dem richtigen Empfänger verbinden.
Matt: Mit dem richtigen Empfänger. Und es gibt viele verschiedene ... Also man kann viele verschiedene Kanäle oder auch nur einen Kanal haben und den MPO-Verbinder für vieles nutzen ... Das ist alles kompliziert. Daher haben wir das vor ein paar Jahren standardisiert, sodass man heute von Polaritäten der Typen A, B und C spricht. Hierbei handelt es sich um definierte Methoden zum Aufbau einer Übertragungsstrecke. Doch ist ein MPO-Verbinder noch komplexer, denn er nimmt nicht nur viele Fasern auf, sondern er legt über die mechanische Codierung auch fest, wie die Fasern von einem Verbinder zum nächsten angeschlossen sind.
Matt: Wenn also bei einem Verbinder die Codierung, also der Zapfen, nach oben und am anderen Verbinder nach unten zeigt, wird dieser MPO umgedreht und die Kleine-Finger-Faser wird mit der Zeigefinger-Faser verbunden. Zeigen aber beide Zapfen nach oben, ist diese Kleine-Finger-Faser mit der Kleine-Finger-Faser am anderen Ende verbunden. Alle diese Möglichkeiten sind richtig. Hinter ihnen stehen gut durchdachte Konstruktionen, um sicherzustellen, dass am lokalen und am fernen Ende jeweils die richtigen Fasern an die Übertragungsstrecke angeschlossen sind. Aber man darf nichts durcheinanderbringen ... Es werden unterschiedliche Komponenten verwendet. Und wenn man diese verwechselt, werden die Daten durcheinandergebracht und in alle möglichen Richtungen übertragen. Man kann also sehr leicht viel falsch machen. Und der Fehler lässt sich nur schwer lokalisieren.
Matt: Nehmen wir an, Sie haben zwei SFP-Module über LC-Duplex-Verbinder angeschlossen und die Verbindung kann nicht aufgebaut werden. Dann rufen Sie Ihren Kollegen am anderen Ende an, damit dieser eine VFL-Rotlichtquelle an die Sende-Faser anschließt. Dann sehen Sie sofort: "Oh, das Licht kommt ja da raus ... Ich habe die Verbinder falsch herum gesteckt." Also drehen Sie die LC-Verbinder, stecken Sie wieder zusammen und das Problem ist gelöst.
Tyler Vander Ploeg: Das ist einfach. Richtig.
Matt: Das geht beim MPO-Verbinder nicht, weil man die Position der Fasern nicht verändern kann. Man kann nicht einmal herausfinden, wo der Fehler liegt. Denn wenn man eine Rotlichtquelle an dem einen Faserende an den MPO-Verbinder anschließt, kommt das Licht am anderen Ende an allen Fasern wieder raus.
Matt: Es gibt also keine ... Man kann nicht gucken und sagen: "Faser 2 ist das Problem." Man weiß es einfach nicht. Die Hersteller auf dem Markt bieten aber Systeme an, die wirklich gut durchdacht sind und gleich beim erstem Mal richtig funktionieren. Bei einer Neuinstallation nimmt man also alle Komponenten vom gleichen Hersteller mit den richtigen Artikelnummern. Natürlich muss man die Installation richtig planen. Aber man muss aufpassen ... Wenn man bei der Bestellung schon durcheinanderkommt und dann feststellen muss, dass ein falsches Kabel installiert wurde, dann kann alles schief gehen. Die richtige Bestellung ist also ein Risiko, aber normalerweise klappt die Neuinstallation.
Matt: Was ist aber, wenn jemand Dienste einrichten und neue Patchkabel anschließen will? Verwendet er die für das System richtigen Patchkabel? Oder man hat … ein älteres System mit MPO-Trunkkabeln…
Tyler Vander Ploeg: Also bei einem Upgrade …
Matt: …und will jetzt von LC auf MPO umsteigen. Ich entferne also das alte Modul. Dann setze ich ein neues Feld ein. Jetzt habe ich meine MPO-Verbinder, über die ich die QSFP-Module anschließe. Dieses System basiert aber auf einem älteren Vorgänger. Ich weiß nicht, wann dieses Trunkkabel verlegt wurde …
Tyler Vander Ploeg: Richtig.
Matt: Vielleicht vor vielen Jahren. Habe ich die richtigen Patchkabel? Da kann man viel falsch machen.
Tyler Vander Ploeg: Das ist ein wirklich interessanter Punkt. In diesem Szenario werden häufig MPO-Verbinder eingesetzt. Das ist eine Investition, die vor mehreren Jahren in eine Architektur getätigt wurde, die für eine einfache Plug-and-Play-Inbetriebnahme gedacht war. Jetzt soll diese alte Mehrfaser-Architektur aber für den Übergang von beispielsweise 10G auf 40G genutzt werden. Dann steht man vor den Problemen, die du gerade beschrieben hast. Man weiß ja gar nicht, welche Polarität verwendet wurde.
Matt: Über die Führungsstifte werden wir uns noch in einem anderen Video dieser Reihe unterhalten. Aber ja, MPO-Verbinder sind ein sehr kompliziertes Thema. Die Konsequenz ist, dass sie getestet werden müssen, okay? Wenn man eine MPO-Strecke aufbaut, muss man nachprüfen, ob diese Strecke die richtige Polarität aufweist. So steht es in der Norm TIA 568. Und das schon für die Polarität der Duplex-Stecker. Mit diesem Test werden die Dämpfung, die Länge und die Polarität kontrolliert, das heißt, ob die Fasern korrekt geführt wurden. Eine neu installierte Strecke muss also getestet werden. Man sollte ... für die Fehlerdiagnose an dieser neuen Strecke ein Messgerät verwenden, das die einzelnen Fasern am MPO-Verbinder voneinander unterscheiden kann.
Matt: Es gibt aber nur wenige Tester auf dem Markt, die das können. Man benötigt eine Lichtquelle und einen Leistungspegelmesser mit MPO-Anschlüssen. Wenn man ein Signal in Faser 2 einspeist und es kommt auf Faser 4 an, muss das Messgerät das erkennen können. Dann weiß ich, ja das ist richtig – oder eben nicht. So wird das heute gemacht. Man braucht einen MPO-Tester, der die Polarität kontrollieren kann. Damit weiß man ganz genau, was los ist, denn sehen kann man es nicht mehr. Eine VFL-Rotlichtquelle bringt hier nichts. Damit bleibt man praktisch im Dunkeln.
Tyler Vander Ploeg: Richtig. Klingt logisch. Danke, Matt. Bis zum nächsten Mal. Ich bin Tyler.
Matt: Und ich Matt.
Tyler Vander Ploeg: Mehr Informationen zu diesem Thema finden Sie auf viavisolutions.com/mpo. Vielen Dank für die Aufmerksamkeit.
In einer idealen Glasfaserverbindung sind die Fasern perfekt ausgerichtet, sodass keine optische Energie verloren geht. Leider führen die Fertigungstoleranzen, die sowohl bei den Verbindern als auch bei den Glasfasern selbst unvermeidbar sind, dazu, dass diese perfekte Ausrichtung praktisch nicht erreicht werden kann.
Bei einer Simplexfaser werden zwei zylindrische Faserenden in einer zylindrischen, geschlitzten Keramikhülse miteinander verbunden, was die Ausrichtung der gesteckten Faserenden noch recht einfach macht. Bei MPO-Verbindern dagegen besteht die doppelte Schwierigkeit darin, dass zum einen mehrere Glasfasern auszurichten sind und zum anderen die Verbinder durch offene Nuten im Adapter voneinander getrennt sind. Bei den Positionen der einzelnen Fasern addieren sich die individuellen Toleranzen, da der Abstand zwischen den Fasern einen seitlichen Versatz sowie weitere Ausrichtungsfehler ermöglicht.
Für eine optimale Ausrichtung besitzen MPO-Verbinder zwei Edelstahl-Führungsstifte bzw. zwei Öffnungen an der entsprechenden Position des zu steckenden Gegenstücks. Für diese "männlichen" und "weiblichen" Konfigurationen wird auch die Bezeichnung "mit Stiften" bzw. "ohne Stifte" verwendet. Einige Hersteller bieten Verbinder mit abnehmbaren Stiften an, obwohl die meisten Verbinder – egal ob mit oder ohne Stifte – im Feldeinsatz nicht mehr veränderbar sind. Das bedeutet, dass es nicht möglich ist, zwei Verbinder vom gleichen Geschlecht zu stecken.
MPO-Tester, die Verbinder mit und ohne Führungsstifte akzeptieren, vereinfachen das Beheben von Problemen mit der Ausrichtung/Konfiguration beim Testen von MPO-Verbindungen. Für Referenzmessungen können Jumperkabel mit Stiften verwendet werden, um zwei Kabel zu verbinden, die mit stiftlosen Verbindern abgeschlossen sind.
Mehr Informationen zu diesem Thema erhalten Sie in unserem Video zum Ausrichten von MPO-Verbindern:
Klicken Sie auf "Mehr anzeigen", um die Textfassung des Videos zu lesen.
Tyler Vander Ploeg: Hallo. Ich bin Tyler.
Matt: Und ich Matt.
Tyler Vander Ploeg: Wir arbeiten bei VIAVI Solutions und möchten uns in diesem Video über die Probleme beim Ausrichten von MPO-Verbindern unterhalten. Bei Simplexfasern ist das ja ziemlich einfach.
Matt: Ja, dieser Zylinder wird mit dem anderen Zylinder auf der anderen Seite in einer geschlitzten Hülse verbunden. Diesen beiden Enden werden gesteckt und damit ausgerichtet. Bei MPO-Verbindern haben wir aber mindestens eine Faserreihe und keine geschlitzte Hülse. Wir haben nichts, außer einer breiten, offenen Nut im Adapter. Wie lassen sich MPO-Verbinder also ausrichten? Das geht, weil ein MPO-Verbinder Führungsstifte besitzt, während das zu steckende Gegenstück diese Stifte nicht besitzen darf. Diese Führungsstifte des einen MPO-Verbinders werden in die dafür vorgesehenen Öffnungen des anderen Verbinders gesteckt, sodass die zwölf Fasern ausgerichtet sind.
Matt: Wenn man also versucht, einen MPO-Verbinder mit Stiften in einen Anschluss, der auch Stifte hat, zu stecken, dann wird das nicht funktionieren. Das passt einfach nicht zusammen. Wenn man dagegen einen Verbinder ohne Stifte hat und möchte diesen mit einem anderen Verbinder, der ebenfalls keine Stifte hat, verbinden, dann klappt das durchaus. Allerdings wird die Dämpfung riesig sein und die Fasern werden wahrscheinlich beschädigt. Also bestellt man am besten gleich die richtigen Komponenten oder man kann eben keine Steckverbindung herstellen. Und man kann die Verbinder vor Ort nicht mehr verändern. Man muss nehmen, was man hat und mit dem zurechtkommen, was man bestellt hat.
Tyler Vander Ploeg: Das erhöht auch die Anforderungen beim Testen.
Matt: Auf jeden Fall. Zum einen müssen MPO-Tester Anschlüsse für Verbinder mit und ohne Stifte bieten sowie alle benötigten Messungen ausführen können. Ein anderes Problem sind Referenzmessungen. Bei LC-Duplex- oder SC-Anschlüssen an einem Simplex- oder Duplex-Tester verbinde ich die Lichtquelle mit ihrem Jumperkabel immer einfach mit dem Pegelmesser und dessen Jumperkabel und kann die Messung durchführen.
Tyler Vander Ploeg: Einfach.
Matt: Nur als Referenz. Wie ist meine Referenz? Alles in Ordnung. Wenn ich aber zwei MPO-Verbinder ohne Stifte habe, kann ich keine Referenzmessung durchführen. Ich muss also ein drittes Kabel – mit Stiften – dazwischenschalten. Das ist schon etwas komplizierter und die Techniker sind es nicht gewohnt. Daher kann es einen Kollegen, der normalerweise mit einem Simplex-Tester arbeitet, schon verwirren.
Tyler Vander Ploeg: Aber dafür gibt es ein paar neue Lösungen auf dem Markt.
Matt: Ja, das sind gute Nachrichten. Ich habe zwar gesagt, dass man die Verbinder vor Ort nicht ändern kann, aber das gilt nur für diese älteren Ausführungen. Unsere Kollegen bei Panduit nutzen den PanMPO™-Verbinder, bei dem sich die Führungsstifte zurücksetzen und wieder ausfahren lassen. Und unsere Kollegen bei US Conec haben einen neuen Verbinder, bei dem man die Stifte im Feldeinsatz hinzufügen bzw. entfernen kann. Das sind gute Nachrichten, dass wir die Verbinder vor Ort ändern können. Doch meistens muss man wirklich gut aufpassen. Es geht darum, aufzupassen und genau zu prüfen, was man eigentlich zusammenstecken will, weil man sonst keine Verbindung aufbauen kann.
Tyler Vander Ploeg: Perfekt. Vielen Dank, Matt. Das war toll. Mehr Informationen zu diesem Thema erhalten Sie online auf viavisolutions.com/mpo. Vielen Dank für die Aufmerksamkeit.
Eine mangelhafte Ausrichtung der Fasern kann die Einfügedämpfung des MPO-Verbinders stark vergrößern. Doch auch andere Faktoren, wie eine nicht übereinstimmende Fasergeometrie und Fresnel-Reflexionen, die durch einen Luftspalt oder durch Verunreinigungen hervorgerufen werden, erhöhen die Gesamtdämpfung des MPO-Verbinders.
Viele dieser dämpfenden Faktoren sind durch mechanische Beschränkungen oder Verbinder-Toleranzen bedingt. Wenn das Dämpfungsbudget klein und die Packungsdichte hoch ist, sollte man daher Hochleistungsverbinder in Erwägung ziehen. In diesem Zusammenhang werden Tester empfohlen, die die Option zum Ausführen von optischen Dämpfungsmessungen an MPO-Kabeln bieten. Sie erleichtern das Testen von MPO-Verbindern gegenüber einem Dämpfungsmessplatz (OLTS), der nur einen Kanal messen kann, deutlich.
Mehr Informationen zur Dämpfung von MPO-Verbindern erhalten Sie in unserem Video zum Ausführen von MPO-Tests:
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Tyler Vander Ploeg: Hallo. Ich bin Tyler von VIAVI Solutions. In diesem Video unterhalte ich mich mit Ed Gastle. Er ist Produktlinien-Manager für viele unserer Glasfaser-Tester. Und er ist auch für zahlreiche unserer MPO-Tester verantwortlich. Ich möchte mich mit ihm über unser vielseitiges Portfolio sowie darüber unterhalten, wann welche Tests auszuführen sind. Ed, vielen Dank, dass du gekommen bist.
Ed Gastle: Gerne, Tyler.
Tyler Vander Ploeg: Nun werden MPO-Tests ja schon länger durchgeführt. Aber es gibt doch viele Neueinsteiger, die sich fragen, was sie dafür eigentlich brauchen? Welche Messtechnik benötige ich, um MPO-Verbindungen zu testen?
Ed Gastle: Das Testen von MPO-Verbindern unterscheidet sich in Bezug auf die auszuführenden Messungen nicht so sehr vom Testen von Duplexfasern. Aber natürlich sind die Tester anders. Als erstes müssen die Faserendflächen geprüft werden und das sind zumeist immerhin 12 Stück. Man muss die grundlegende Tier-1-Zertifizierung ausführen, bei der Dämpfung, Länge und Polarität ermittelt werden. Dann kommt noch die erweiterte Tier-2-Zertifizierung. Hierfür sind OTDR-Tests erforderlich, sodass man wirklich jedes einzelne Ereignis auf der Faserstrecke erkennen kann. Es sind also die gleichen Tests, die auch bei Duplexfasern auszuführen wären. Allerdings unterscheiden sich die Tester, da der Faserverbinder, in diesem Fall ein MPO-Verbinder, andere Anforderungen stellt.
Tyler Vander Ploeg: Natürlich. In anderen Videos haben wir bereits ausführlich über die Prüfung der Faserendflächen gesprochen. Daher möchte ich dich jetzt bitten, etwas genauer auf die Länge, Dämpfung und Polarität einzugehen. Dabei müssten wir auch das Testen von MPO-zu-MPO-Verbindungen im Unterschied zu den Anwendungen erläutern, wenn der MPO-Verbinder nur eine untergeordnete Komponente einer umfassenderen Übertragungsstrecke ist. Kannst du uns etwas mehr dazu erzählen, wann man direkte MPO-Tests im Unterschied zu anderen Tests benötigt?
Ed Gastle: Ja. MPO-Verbinder gibt es ja schon recht lange in optischen Netzen, wobei sie bisher allerdings hauptsächlich an Backbone- oder Trunkkabeln zum Einsatz gekommen sind. An diesem Backbone- oder Trunkkabel ist typischerweise eine Kassette angeschlossen, um die Fasern auf einzelne LC-Verbinder aufzuteilen. Diese heute noch genutzten Anschlüsse ermöglichen mit Multimode-Kabeln eine Übertragungsrate von bis zu 10G. Wenn man aber darüber hinaus gehen will, braucht man an den Faserenden andere Verbinder. Hier haben wir so eine Kassette. Das sind die 24 Fasern, die an der Rückseite über einen MPO-Verbinder zugeführt werden. Deren Stirnflächen müssen geprüft werden. Die Tests werden dann aber mit einem klassischen Pegelmesser an jedem einzelnen LC-Anschluss durchgeführt. In diesem Fall ist es also wirklich nicht nötig, das komplette Trunkkabel zu testen. Für die Fehlerdiagnose müsste dann ein OTDR, mit dem man die Fehlerstelle genau lokalisieren kann, hinzugezogen werden. Aber typischerweise sind es bei diesen Trunk-Installationen die Anschlüsse, also die MPO-Verbinder, an denen die Störungen auftreten.
Ed Gastle: Anders sieht die Sache insbesondere mit Multimode-Fasern für 40G und 100G aus. Und es gibt auch Singlemode-Systeme wie PSM4, die mit ihren MPO-Anschlüssen bis direkt an die Geräte, wie Switche, Router oder Server, heranreichen. Und dafür benötigt man an den Testern eben MPO-Anschlüsse, die es erlauben, diese Übertragungsstrecken und Kanäle zu überprüfen. Genau das macht unser Tester MPO LX, indem er die Länge, Dämpfung und Polarität für die Tier-1-Zertifizierung ermittelt. Und es funktioniert wirklich ähnlich wie die Messungen mit einem OLTS an LC-Strecken. Man führt eine Referenzmessung aus. Dann legt man einen Grenzwert fest und schließt das zu testende System an. Anschließend wird der Test durchgeführt und man erhält die Gut-/Schlecht-Ergebnisauswertung. Nur, dass die Ergebnisse hier eben für 12 Fasern und nicht nur für zwei ausgegeben werden.
Tyler Vander Ploeg: Klar. Gut. Die Verfahren ähneln sich also. Es bleibt eine optische Dämpfungsmessung.
Ed Gastle: Genau.
Tyler Vander Ploeg: Und du hast gesagt, dass diese Messung mit dem Übergang zu 40G und 100G sowie den QSFP-Modulen und ähnlichen Komponenten immer wichtiger wird.
Ed Gastle: QSFP-Module werden direkt über MPO-Anschlüsse mit dem Switch oder Server verbunden. Dann ist die Strecke also keine LC-Duplexfaser mehr, sondern eben eine MPO-Mehrfaserverbindung. Und zwar zumeist mit 12 Fasern. Aus diesem Grund muss die gesamte Länge mit einem MPO-Test überprüft werden. Natürlich kann man auch den Kanal testen. Vom QSFP, der an den Switch, Server, Router oder sonst wo angeschlossen ist, trennen und dann den Kanal prüfen.
Tyler Vander Ploeg: Gut. Du hattest bereits die erweiterten Tests für die Tier-2-Zertifizierung angesprochen. Diese stellen mehr Ergebnisse zur Verfügung. Kannst du uns etwas mehr über einige der neuen Technologien erzählen, die es erlauben, einzelne MPO-Kanäle oder Lanes mit einem OTDR zu testen?
Ed Gastle: Für unsere Plattform 4000 bieten wir dafür ein optisches Schaltmodul an. Das OTDR hat ja einen Simplex-Anschluss. Diese eine Faser wird aber zu dem optischen Schalter geführt, der einen MPO-Ausgang für 12 Fasern besitzt. Und da das MPO-Schaltmodul und das OTDR-Modul miteinander kombiniert sind, läuft das alles automatisch ab. Man legt fest, was man testen will. Sagen wir alle 12 Fasern. Man drückt die Start-Taste und das OTDR testet Faser 1. Dann wechselt der optische Schalter zu Faser 2. Jetzt wird Faser 2 getestet und so weiter.
Ed Gastle: Du startest also einfach den Test, lehnst dich zurück und wartest, bis das OTDR mithilfe des optischen Schalters nacheinander alle 12 Fasern geprüft hat.
Tyler Vander Ploeg: Auch hier hat man, wie bei jedem OTDR, den Vorteil, dass alle Ereignisse auf der gesamten Faserstrecke angezeigt werden.
Ed Gastle: Richtig. Bei modernen OTDRs und vor allem bei der Plattform 4000 wird zudem eine symbolbasierte Streckenansicht ausgegeben. Da sieht man auf einen Blick, welche Ereignisse aufgetreten sind und wo Störungen erkannt wurden. Man muss also nicht mehr mühsam eine unübersichtliche OTDR-Kurve analysieren.
Tyler Vander Ploeg: Das ist perfekt. Ed, vielen Dank, dass du heute bei uns warst. Du hast auch ein Whitepaper zu diesem Thema verfasst.
Ed Gastle: Ja, das stimmt.
Tyler Vander Ploeg: Darin werden alle diese Aspekte ausführlich erläutert.
Ed Gastle: Ja.
Tyler Vander Ploeg: Mehr Informationen zu diesem Thema sowie das von Ed erstellte Whitepaper erhalten Sie auf viavisolutions.com/mpo. Vielen Dank für die Aufmerksamkeit.
Herausforderungen beim Testen von MPO-Verbindern
Die Prüfung der Faserendflächen in MPO-Verbindern und die Ausführung von MPO-Tests in Unternehmensnetzen mit Messtechnik, die eigentlich für Einzelfasern entwickelt wurde, können mühsam und zeitaufwändig sein. Heute werden MPO-Fasern für 40/100G-Anwendungen direkt an Switche, Router und Server angeschlossen. Daher wird es immer wichtiger, die entsprechend anspruchsvollen Tests mit Prüf- und Messtechnik auszuführen, die standardmäßig mit MPO-Anschlüssen ausgestattet ist. Nur so lassen sich diese Strecken und Kanäle zuverlässig überprüfen.
Die Kontrolle der Faserendflächen in MPO-Verbindern mit konventionellen Einzelfaser-Tools kann sich als schwierig erweisen, da die MPO-Schnittstelle aufgrund ihres Aufbaus und ihrer Geometrie besondere Anforderungen stellt. Obwohl es möglich ist, Mikroskope, die für das Prüfen von Einzelfasern entwickelt wurden, nachträglich mit speziellen MPO-Prüfspitzen auszustatten, ist diese Prüfung unter Umständen mit einem erhöhten Zeitaufwand verbunden. Eine autonome Mehrfaser-Prüflösung berücksichtigt dagegen die Besonderheiten von MPO-Steckverbindern und erlaubt, den Prüfprozess weiter zu automatisieren.
Länge, Dämpfung und Polarität lassen sich im Rahmen der Tier-1-Zertifizierung mit einem konventionellen Dämpfungsmessplatz (OLTS) und mit Breakout-Kabeln vom LC-/SC-Eingang ermitteln. Allerdings stellt auch hier spezielle MPO-OLTS-Messtechnik eine einfachere Lösung zur Verfügung. Genauso können OTDR-Tester, die mit speziellen optischen MPO-Schaltmodulen ausgestattet sind, mühelos zwischen verschiedenen Fasern wechseln und den Testprozess automatisieren.
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