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Optischer Leistungsmesser (OPM): Ein Muss für die Prüfung von Glasfaserkabeln

John

Übersetzer*in Felix
25. November 2015

Ein optisches Leistungsmessgerät (Optical Power Meter, OPM), auch als optisches Leistungsmessgerät oder OPM-Testgerät bezeichnet, ist ein Prüfgerät, mit dem die Leistung von faseroptischen Geräten oder die Leistung eines durch das Glasfaserkabel geführten optischen Signals genau gemessen werden kann. Das OPM-Testgerät besteht aus einem kalibrierten Sensor, der eine Verstärkerschaltung und eine Anzeige misst, und kann für die Installation, Fehlersuche und Wartung eines beliebigen Glasfasernetzes verwendet werden. Und er kann sich an eine Vielzahl von Steckertypen wie SC, ST, FC usw. anpassen. Im Allgemeinen gibt es auf dem optischen Leistungsmesser fünf Tasten: POWER, LIGHT, dB, ZERO und λ. Die Funktionen der einzelnen Tasten sind unten dargestellt:

Figure 1 Functions of Buttons in an OPM Tester

Der Messwert des optischen Leistungsmessers, ausgedrückt in dBm auf dem OPM-Bildschirm, ist ein intuitiver Weg zur Messung der optischen Leistung. Das "m" in dBm bezieht sich auf die Referenzleistung, die 1 Milliwatt beträgt. Eine Quelle mit einem Leistungspegel von 0 dBm hat also eine Leistung von 1 Milliwatt. Ebenso sind -10 dBm 0,1 Milliwatt und +10 dBm 10 Milliwatt. Je negativer eine Zahl ist, desto höher ist der Verlust. Obwohl OPM-Tester eine negative Zahl für den Verlust messen, wird sie herkömmlicherweise als positive Zahl bezeichnet. Wenn z.B. der Messwert des optischen Leistungsmessers "-3,0 dB" ist, beträgt der Verlust 3,0 dB. Darüber hinaus unterscheiden sich die optischen Leistungsbereiche aufgrund des Netzwerktyps voneinander. Die folgende Tabelle zeigt die Unterschiede in mehreren typischen Glasfaser-Kommunikationssystemen.

Netzwerk-Typ Wellenlänge (nm) Leistungsbereich (dBm) Leistungsbereich (W)
Telekommunikation 1310, 1550 +3 bis -45 dBm 50 nW bis 2 mW
Datacom 650, 850, 1300 0 bis -30 dBm 1 bis 100 uW
CATV, DWDM 1310,1550 +20 bis -6 dBm 250 uW bis 10 mW

Arten von optischen Leistungsmessern

Es gibt verschiedene OPM-Tester mit unterschiedlicher Auflösung von 0,001dB bis 0,1dB. Man sollte je nach Testanforderung eine geeignete Auflösung für die Messung wählen. Beispielsweise benötigen Labornetzwerke in der Regel OPM-Tester mit einer Auflösung von 0,01dB, und eine Auflösung von 0,001dB ist bei einigen wenigen spezialisierten Glasfaser-Leistungsmessern verfügbar.

Darüber hinaus ist die Messunsicherheit praktisch aller faseroptischen Leistungsmessgeräte gleich, begrenzt durch die physikalischen Einschränkungen bei der Übertragung von Standards mit optischen Steckverbindern. Die meisten Messgeräte haben eine Messunsicherheit von +/-5% oder etwa 0,2dB, unabhängig von der Auflösung der Anzeige.

Testverfahren für Faseroptik-Leistungsmesser

Um die End-to-End-Leistung eines Glasfasersystems zu testen, werden zwei tragbare Geräte benötigt - ein OPM-Tester und eine Lichtquelle. Die Lichtquelle sendet eine Lichtwellenlänge über die Glasfaser. Am anderen Ende des Kabels liest der Leistungsmesser dieses Licht bzw. den optischen Leistungspegel ab und bestimmt die Höhe des Signalverlusts. Da der Verlust in optischen Fasern mit der Wellenlänge variiert, sollten optische Leistungsmessgeräte die gleiche Wellenlänge verwenden wie die von der Lichtquelle verwendete. Wenn die Lichtquelle beispielsweise bei einer Wellenlänge von 1310 nm arbeitet, sollte das optische Leistungsmessgerät ebenfalls auf die Prüfung bei 1310 nm eingestellt werden.

Figure 2: Power Meter Testing Fiber Optic Cable

Das Testen des Leistungsmessers und der Lichtquelle, auch als Ein-Jumper-Methode bekannt, ist die genaueste Methode zur Messung des Ende-zu-Ende-Signalverlusts der Faser, der als Dämpfung bezeichnet wird. Nachstehend sind die TIA/EIA-568-Einfügedämpfungsgrenzen für die verschiedenen Komponenten aufgeführt. Spezifische Installationen oder Protokolle können strengere Grenzwerte festlegen.

Verlustbudget (Grenzwerte der TIA/EIA-Spezifikation)

Element Einfügungsverlust
Spleißen < 0,3 dB bei allen Wellenlängen
Stecker-Paar < 0,75 dB bei allen Wellenlängen

Die Testergebnisse sollten mit dem wie folgt berechneten Richtwert für die Verbindungsdämpfung verglichen werden:

Link-Dämpfungs-Toleranz (dB) = Kabel-Dämpfungs-Toleranz (dB) + Steckverbinder-Einfügedämpfungs-Toleranz (dB) + Spleiß-Einfügedämpfungs-Toleranz (dB)

Figure 3: Optical Power Meter and Light Source Testing

Wie arbeiten also optische Leistungsmesser und optische Lichtquellen? Das untenstehende Video zeigt Ihnen ein klares Testverfahren für das faseroptische Leistungsmessgerät und zeigt, wie die Einfügungsdämpfung von Fasern mit den beiden faseroptischen Testern geprüft wird.


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