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Grundlagen des OTDR (Optisches Zeitbereichsreflektometer)

Aktualisierung: 07. Apr 2023 by
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Zuverlässige und zugängliche Glasfaserverbindungen sind die Grundlage für ein solides optisches Netz. Um die Integrität der Infrastruktur beurteilen zu können, benötigen wir daher genaue und schnellere Methoden und Prüfgeräte. OTDR (Engl.: Optical Time-Domain Reflectometer) ist ein solches leistungsfähiges Testinstrument für die Prüfung von Glasfaserkabeln: Bei richtiger Anwendung vereinfacht es nicht nur die Prüfanforderungen, sondern trägt auch dazu bei, die Zuverlässigkeit und den Wert des Netzes zu erhöhen.

Was ist ein OTDR und wie funktioniert es?

OTDR wird verwendet, um die Leistung von neu installierten Glasfaserverbindungen zu testen und eventuell vorhandene Probleme zu erkennen. Sein Zweck ist es, Elemente an jeder Stelle einer Glasfaserverbindung zu erkennen, zu lokalisieren und zu messen. OTDR funktioniert wie ein Radargerät: Es sendet einen Impuls in die Faser und sucht nach einem Rücksignal, das eine „Kurve“ (Trace) oder „Signatur“ der Messung der Faser anzeigt. Durch einfaches Anschließen eines Faserendes kann OTDR die Faserdämpfung, die Gleichmäßigkeit, die Spleiß- und Steckerverluste berechnen und dann eine bildliche Trace-Signatur (ein Diagramm der optischen Leistung in dB gegenüber der Länge der Faser) erstellen. Seine Fähigkeit, Reflexionen und Verluste zu lokalisieren und zu messen, macht das OTDR zu einem Gerät der Wahl für die Fehlersuche und -lokalisierung. Die folgende Abbildung zeigt das Funktionsprinzip und die Merkmale des OTDR-Trace.

Was sind OTDR-Kurven

Wo verwendet man ein OTDR?

Es scheint viel Verwirrung darüber zu geben, wo und wie man ein OTDR richtig einsetzt. Angesichts der zwei deutlich unterschiedlichen Glasfaseranwendungen - Verkabelung im Außenbereich (OSP) und Gebäudeverkabelung - variieren die Funktionen des OTDR in den verschiedenen Situationen: Bei einem langen Kabel im Außenbereich mit vielen Spleißen ist das OTDR unverzichtbar und wird häufig verwendet, um sicherzustellen, dass das Kabel bei der Installation nicht beschädigt wurde und dass jeder Spleiß ordnungsgemäß ausgeführt wurde. Außerdem wird es bei der Fehlersuche eingesetzt, z. B. beim Auffinden von Kabelbruchstellen. Bei der Gebäudeverkabelung sind die Kabel kurz und enthalten fast nie Spleiße, so dass sich das OTDR als Alternative zur Einfügungsdämpfungsprüfung mit einer Lichtquelle und einem Leistungsmessgerät anbietet - wobei der OTDR-Preis etwa zehnmal höher ist als der dieser Fasertester.

Wie verwendet man ein OTDR für Glasfaserprüfungen?

OTDR-Tests können entweder mit einer Vorlauffaser oder mit einer Vorlauffaser und einem Empfangskabel durchgeführt werden. Die Prüfergebnisse sind daher unterschiedlich.

OTDR-Prüfung mit Vorlauffaser

Der leistungsstarke Prüfimpuls des OTDR überlastet den Empfänger des Geräts. Zu diesem Zeitpunkt können keine Messungen vorgenommen werden, wodurch das OTDR für diesen Zeitraum „blind“ ist. OTDR benötigt eine gewisse Zeit zur Wiederherstellung, was zu einer OTDR Dead Zone führt. Im Allgemeinen gibt es zwei Arten von Totzonen - die Ereignistotzone (EDZ) und die Dämpfungstotzone (ADZ).

OTDR Dead Zone

Ereignistotzone: der Mindestabstand zwischen dem Beginn eines Reflexionsereignisses und dem Punkt, an dem ein nachfolgendes Reflexionsereignis erkannt werden kann. Die Ereignistotzone ist die Stelle, an der die abfallende Flanke der ersten Reflexion 1,5 dB unter dem oberen Ende der ersten Reflexion liegt.

Dämpfungstotzone: der Mindestabstand, nach dem ein nachfolgendes nicht reflektierendes Ereignis erkannt und gemessen wird. Es ist die Stelle, an der das Signal innerhalb von 0,5 dB über oder unter der Rückstreulinie liegt, die auf den ersten Impuls folgt. Die Spezifikation der Dämpfungstotzone ist immer größer als die der Ereignistotzone.

Totzonen können durch Anschluss einer langen Vorlauffaser an das OTDR überwunden werden. Launch-Fasern legen eine notwendige Faserlänge zwischen das OTDR und die tatsächlich zu messende Faser, wodurch sowohl die Zeit als auch die Entfernung bereitgestellt werden, die das OTDR benötigt, um die Eigenschaften der zu prüfenden Faser effektiv zu messen. Launch-Fasern stören die eigentliche Faser nicht und sind daher sehr sicher für die Identifizierung von Fehlern in der gesamten Faserlänge.

OTDR-Prüfung mit Vorlauffaser

OTDR-Prüfung mit Vorlauffaser und Empfangskabel

Vorlauffaser und Empfangskabel bestehen aus Faserspulen mit bestimmten Abständen. Sie werden in der Regel an beide Enden der zu prüfenden Faser angeschlossen, um die Anschlüsse am vorderen und am hinteren Ende mit einem OTDR zu prüfen. Die Länge der Vorlauffaser und Empfangskabel hängt von der zu prüfenden Verbindung ab - im Allgemeinen zwischen 300 m und 500 m für Multimode-Tests und zwischen 1000 m und 2000 m für Singlemode-Tests. Für sehr lange Strecken können 4000 m Kabel verwendet werden. Je größer die Impulsbreite ist, desto länger müssen die Vorlauffaser und Empfangskabel sein. Beachten Sie immer, dass Vorlauffaser und Empfangskabel vom gleichen Typ sein müssen wie die zu prüfende Faser.

OTDR-Prüfung mit  Vorlauffaser und Empfangskabel

OTDR-Parameter einstellen: Wie macht man es richtig?

Der erfolgreiche Einsatz eines OTDR setzt voraus, dass man weiß, wie man das Gerät bedient, die richtigen Messparameter wählt und die Messkurven richtig interpretiert. Sehen wir uns also an, wie man das Gerät richtig einstellt, da dies das Schlüsselelement für gute OTDR-Messungen ist.

OTDR-Testbereich: Der erste OTDR-Parameter, der eingestellt werden muss, ist der Bereich, d. h. die Entfernung, die das OTDR messen wird. Die Reichweite sollte mindestens das Doppelte der Länge des zu prüfenden Kabels betragen. Bei größeren Entfernungen wird die Auflösung der Messkurve schlechter, und bei kürzeren Entfernungen kann es zu Verzerrungen in der Messkurve kommen.

OTDR-Prüfimpulsbreite: Stellen Sie die OTDR-Prüfimpulsbreite auf die kürzeste verfügbare Impulsbreite ein, die die höchste Auflösung bietet und das beste „Bild“ der zu prüfenden Faser liefert. Diese wird in der Regel in Nanosekunden (ns) angegeben, wobei typische Werte zwischen 10 und 30 ns liegen.

Wellenlänge der OTDR-Testpulse: Normalerweise beträgt sie 850 nm bei Multimode-Glasfaserkabeln und 1310 nm bei Singlemode-Glasfasern - bei kürzeren Wellenlängen gibt es mehr Rückstreuung, so dass die Messkurve weniger verrauscht ist. Nach den ersten Tests können Sie Messungen bei längeren Wellenlängen (1300 nm bei Multimode und 1550 nm bei Singlemode) durchführen und die Kurven bei den beiden Wellenlängen vergleichen.

Anzahl der Mittelwerte für jede Kurve: Um das Signal-Rausch-Verhältnis der Messkurve zu verbessern, kann das OTDR mehrere Messungen mitteln, aber je mehr Mittelwerte gebildet werden, desto mehr Zeit wird benötigt. Normalerweise sind 16 bis 64 MIttelwerte ausreichend.

Fazit

OTDRs sind wertvolle Testinstrumente, die Probleme und Fehler in Ihren Glasfaserverbindungen aufspüren und eine zuverlässige und solide Netzwerkleistung gewährleisten können. Sobald Sie die OTDR-Funktionen kennen und wissen, wie man sie richtig einsetzt, sind Sie darauf vorbereitet, Ihre Glasfaserereignisse zu erkennen und zu beseitigen. FS bietet OTDR für eine Vielzahl von Fasertypen und Wellenlängen an, einschließlich Singlemode-Fasern, Multimode-Fasern, 1310nm, 1550nm, 1625nm, etc. Weitere Einzelheiten finden Sie unter www.fs.com.

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