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Die zunehmende Verbreitung von Glasfaser-Installationen wird durch zahlreiche regionale FTTH-/PON-Initiativen, den Ausbau nationaler Breitband-Hochgeschwindigkeitsnetze, die Modernisierung von Kernnetzen auf 100/400G und auch durch die Vorbereitung auf neue Dienste wie 5G gefördert.

Schleife?

Damit diese modernisierten oder neuen Dienste ihr Leistungspotenzial stets zuverlässig und in vollem Umfang ausschöpfen können, muss deren physische Übertragungsschicht, also die Glasfaser, fehlerfrei installiert sein. Bei einer neuen Übertragungsstrecke oder einem neuen Netz kommt es also vor allem darauf an, nachzuprüfen, ob die Glasfasern einwandfrei verlegt und gespleißt wurden. Bei einem bereits vorhandenen optischen Netz geht es darum zu überprüfen, ob die installierten Glasfasern noch die geforderten Leistungsparameter einhalten, und nachzuweisen, dass seit der Erstverlegung keine wesentlichen Veränderungen eingetreten sind. So kann es an einzelnen Abschnitten zu Zwischenfällen oder Beschädigungen gekommen sein, die Reparaturen und/oder den Austausch der alten Fasern zur Folge gehabt haben können.

Um ganz sicher zu gehen, sollten die Glasfasern in diesen Fällen in beide Richtungen, also bidirektional, überprüft und zertifiziert werden. Aber, wie es so schön heißt: Viele Wege führen nach Rom. Daher ergibt sich die Frage, ob die verschiedenen bidirektionalen Testverfahren letztendlich das gleiche gewünschte Ergebnis erbringen. Dauern die Messungen alle gleich lang? Sind alle Methoden gleich gut oder ist ein Verfahren für eine spezielle Anwendung besser geeignet?

In früheren Blogs haben wir bereits mehrmals bidirektionale Glasfasertests und die Halbierung der Testdauerangesprochen. Vieles spricht für die Ausführung von bidirektionalen Messungen. In Hinblick auf ein OTDR muss gesagt werden, dass das bidirektionale Verfahren die Messgenauigkeit verbessert, mehr Ereignisse auf der Faserstrecke erkennt sowie echte Störungen identifiziert und von Pseudo-Störungen unterscheidet. Hier einige Beispiele:

Versteckte Ereignisse

Bidirektionale OTDR-Glasfasermessungen erlauben, Ereignisse zu erkennen, die sich normalerweise in den OTDR-Totzonen verbergen. Hier ist es möglich, dass mehrere dicht aufeinander folgende Ereignisse „übersehen“ und als ein einziges Ereignis angezeigt werden. Das reflektierte (oder rückgestreute) Licht des ersten Ereignisses führt nämlich dazu, dass das OTDR das Licht, das von einem dicht dahinter befindlichen zweiten Ereignis reflektiert wird, nicht korrekt separat erfassen kann. Bei der Messung vom anderen (fernen) Ende der Glasfaserstrecke würde dieses zweite Ereignis jedoch angezeigt werden, sodass ein präziseres Abbild der Faserstrecke ausgegeben wird.

Scheinbare Verstärkung (Gainer)

Unterschiede zwischen Glasfaser-Herstellern und sogar zwischen einzelnen Chargen des gleichen Herstellers können zu Abweichungen im Rückstreu-Koeffizienten der Faser führen, sodass nach dem Spleißen eine scheinbare Verstärkung, die als „Gainer“ bezeichnet wird, angezeigt wird. Bidirektionale OTDR-Messungen erlauben, diese herstellungsbedingten Unterschiede durch Mittelwertbildung zu kompensieren und die tatsächliche Ereignisdämpfung zu ermitteln. Auf diese Weise sehen Sie sofort, ob der betreffende Spleiß, Verbinder oder Faserabschnitt wirklich ein Problem darstellt und ausgewechselt werden muss. Damit sparen Sie Zeit und Geld und tauschen auch nicht eine eigentlich einwandfreie Glasfaser aus.

Da die bidirektionale OTDR-Messung eindeutige Vorteile bietet, stellt sich die Frage, wie diese Tests optimal auszuführen und ob Beschränkungen zu beachten sind. Im Prinzip werden drei Anwendungsfälle unterschieden:

  1. Zwei OTDRs: Echtes bidirektionales Messkonzept mit jeweils einem Tester an den Enden der zu testenden Übertragungsstrecke.
  2. Ein OTDR: Nach Ausführung der ersten Messung vom lokalen Ende in die eine Richtung wird das gleiche OTDR zum fernen Faserende transportiert und dort angeschlossen, um die Gegenrichtung zu testen.
  3. Ein OTDR: Das Gerät verbleibt an dem lokalen Ende, während an dem fernen Faserende eine Schleife (Loopback-Modus) an die rückführende Faser angeschlossen wird, um bidirektionale Messungen zu ermöglichen.

Die Optionen 1 und 3 sind die einzigen realistischen und praktischen Vorgehensweisen, zumindest in Hinblick auf die Gesamttestdauer, einschließlich des Transport-/Fahrtaufwands.

Bei Option 1 fallen sofort die potenziellen Mehrkosten auf, die dadurch entstehen, dass zwei OTDR-Tester benötigt werden, während Option 3 mit nur einem Gerät auskommt. Zudem erlaubt Option 3, zwei Glasfasern auf einmal zu testen: Die erste Glasfaser verläuft vom OTDR am lokalen Ende zur Schleife am fernen Ende und die zweite Faser im gleichen Rohr/Faserbündel von der Schleife am fernen Ende zurück zum OTDR. Da kann man verstehen, wenn Sie Option 3 bevorzugen würden.

Bei Option 3 ist jedoch ein gewisser manueller Aufwand zu berücksichtigen. Sie müssen die erste OTDR-Messung nämlich in die Hinrichtung ausführen, dann Faser 1 vom OTDR trennen, die Endflächen von Faser 2 prüfen, die zweite Messung manuell starten und – ganz wichtig – vor der nächsten OTDR-Messung eine zusätzliche Durchgangsprüfung durchführen, um sicherzugehen, dass die Schleife korrekt angeschlossen ist. Bei Option 1 sind diese manuellen Schritte nicht erforderlich, schließlich sind die beiden OTDR-Tester an beiden Enden der Glasfaser angeschlossen. Zudem werden Lösungen angeboten, darunter die Anwendung FiberComplete  von VIAVI, die die Messungen automatisch in beide Richtungen ausführen, um Verzögerungen durch das manuelle Starten der bidirektionalen Tests zu vermeiden. VIAVI hat beide Vorgehensweisen, d. h. unsere vollautomatische FiberComplete-Lösung und den Loopback-Modus an unseren OTDR-Standardtestern, geprüft. Die Gesamttestdauer, einschließlich Messaufbau, Prüfen der Faserendflächen und der eigentlichen Messung, unterschied sich nur geringfügig. Der zusätzliche Zeitaufwand, der beim Loopback-Modus für die Durchgangsprüfung, das manuelle Starten des OTDR-Tests, das Trennen, Prüfen und Neuanschließen der Fasern benötigt wurde, war etwa mit der Zeit zu vergleichen, die FiberComplete benötigte, um die Konfigurationsdaten zwischen dem Gerät am lokalen und fernen Faserende automatisch auszutauschen, die bidirektionalen Messungen durchzuführen und die Ergebnisse vom Gerät am fernen Ende abzufragen.

Wenn die Zeit also keine große Rolle spielt, läuft dann wirklich alles auf die Gerätekosten hinaus? Nein, denn der eigentliche Unterschied besteht in der Gesamtentfernung bzw. der Gesamtlänge der zu testenden Faserstrecke bzw. Schleife. Lassen Sie mich das kurz erklären.

Wir haben das Thema bereits angeschnitten, als erwähnt wurde, dass man mit der Loopback-Methode zwei Fasern auf einmal testen kann. Und zwei Fasern bedeutet zweimal die Faserlänge. Wenn die Standorte A und B 10 km auseinander liegen, hat die zu testende Faser eine Gesamtlänge von 2 x 10 km = 20 km.

Die Entfernung spielt dann eine Rolle, wenn es darum geht, bei der Messwertaufnahme mit nur einem OTDR ein ausgewogenes Verhältnis zwischen einer guten Ereigniserkennung am nahen Ende (also am OTDR) und am fernen Ende der Faserschleife zu erzielen. Bis etwa 20 km ist es möglich, beide Fasern in der Schleife zu testen und trotzdem alle Ereignisse in ausreichendem Maße zu erkennen und sowohl am nahen als auch am fernen Ende der Schleife eine hohe Messgenauigkeit zu erreichen. Die in beiden Messrichtungen erfassten Ereignisse können also noch zuverlässig einander zugeordnet und die Ergebnisanalyse und Mitteilwertbildung zuverlässig durchgeführt werden. Bei einer Gesamtlänge von mehr als 20 km, einschließlich Schleife, wird jedoch eine größere OTDR-Pulsbreite benötigt, um am fernen Faserende noch eine ausreichende Ereigniserkennung und Messgenauigkeit sicherzustellen. Allerdings führt dieser breitere Puls dazu, dass die Ereignisse am nahen Faserende nicht mehr korrekt erkannt und gemessen werden können. Kurz gesagt, bis etwa 20 km Gesamtlänge erzielen Sie bei der Schleifenmessung noch einen optimalen Kompromiss zwischen der Pulsbreite des OTDR und einer an beiden Faserenden zufriedenstellenden Ereigniserkennung. Sollten Sie diese kritische Länge jedoch überschreiten, dann müssten sie sich für echte bidirektionale Messungen, also Anwendungsfall 1 oder 2, entscheiden.

Diese Tabelle fasst die Vor- und Nachteile zusammen:

PreisTestdauerBedienkomfortMax. Länge
1 = zwei OTDRs
2 = ein OTDR
3 = ein OTDR + Schleife

 

Letztendlich ist das Testverfahren also davon abhängig, um welche Anwendung es sich handelt, und hier insbesondere davon, wie lang die zu testende Faserstrecke ist. Echte, vollautomatische, bidirektionale Messungen mit zwei OTDR-Testern bieten sich für längere Strecken an, während ein einzelnes OTDR mit Schleifenmessung für kürzere Entfernungen, etwa bis 20 km, geeignet ist. Damit würde das Loopback-Verfahren bei Tests in Zugangsnetzen das beste Verhältnis zwischen Kosten/Testdauer sowie Bedienkomfort (immerhin muss eine Schleife installiert und vor der bidirektionalen Messung eine Durchgangsprüfung durchgeführt werden) und der getesteten Gesamtlänge ermöglichen.

Weitergehende Informationen erhalten Sie auf unseren Seiten zum Testen von Glasfasern und Ausführen von OTDR-Messungen. Ich würde mich freuen, Sie beim Teil 2 dieser Reihe, in dem ich die bidirektionale PON-Zertifizierung erläutern werde, wieder begrüßen zu dürfen.

 

Douglas Clague ist Solutions Marketing Manager für optische Feldlösungen bei VIAVI. Er verfügt über mehr als 20 Jahre Erfahrung auf dem Gebiet der Mess- und Prüftechnik mit Schwerpunkt auf Glasfaser- und Kabel-Technologien für die Telekommunikationsindustrie. Vor VIAVI hatte er verschiedene Positionen als Manufacturing Engineer, Solutions Engineer und Business Development Manager inne. Er arbeitet aktiv in zahlreichen Branchenorganisationen mit, die sich mit den Entwicklungstrends in der Glasfaser- und Kabeltechnologie befassen. Douglas Clague hat an der Brunel University in London studiert und einen Ehrentitel in Elektrotechnik/Elektronik erworben.

 

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