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Die 3 wichtigsten Tests für die Qualität von Glasfaserkabeln

Updated on Jul 7, 2022
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Um den Kunden qualitativ hochwertige Glasfaser-Patchkabel anbieten zu können, führen die Hersteller während des Entwurfs- und Herstellungsprozesses eine Reihe von Tests durch. Diese Glasfasertests sind für fast alle Arten von Glasfasernetzen entscheidend. Es ist nicht nur für Anbieter, sondern auch für Endbenutzer wichtig, diese Tests zu kennen, um die Qualität von Glasfaser-Patchkabeln zu bestimmen und dann zu entscheiden, ob sie für Ihre Anwendung geeignet sind. In diesem Beitrag werden die drei Tests vorgestellt: 3D-Metrology-Technik, Prüfung der Einfügedämpfung (IL) und der Rückflussdämpfung (RL) sowie Klärung der Endflächen, die den Endnutzern die Gewissheit geben, dass es sich um hochwertige Kabel handelt, und so ihre Bedeutung hervorheben.

 

1. 3D-Metrology-Test: Garantie für eine qualitativ hochwertige Steckerendfläche

Die 3D-Metrology-Prüfung oder dreidimensionale Oberflächenmessung ist ein wichtiger Test zur Kontrolle der Leistung von Glasfasersteckern. Bei der Herstellung und dem Betrieb von Glasfaserkabelkomponenten spielt das 3D-Interferometer als Instrument zur Durchführung optischer Interferometrie eine wichtige Rolle, da es den Herstellern ermöglicht, die Faserendfläche zu prüfen und die Endflächenabmessungen genau zu kontrollieren. Die drei wichtigsten gemessenen Eigenschaften sind der Krümmungsradius, der Apex Offset und die Faserhöhe.

Radius der Krümmung

Wie Sie in der Abbildung unten sehen können, ist der Krümmungsradius die Rundheit der Endfläche der Ferrule. Der Krümmungsradius der Endfläche von hochwertigen Glasfaser-Patchkabelsteckern sollte in einem bestimmten Bereich liegen. Ein zu enger Radius führt zu einer zu starken Kompression des Glases, ein zu lockerer Radius zu einer zu starken Kompression der umgebenden Ferrule und zu einer zu geringen Kompression des Glases. Ein zu großer oder zu kleiner Radius kann zu Lichtstreuung oder unzureichendem physischen Kontakt für eine optimale Signalübertragung führen. Nur ein richtiger Radius ermöglicht die richtige Kompression und maximale Leistung.

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Abbildung 1: 3D-Metrology-Test: Krümmungsradius

Apex-Offset

Der Apex-Offset bezieht sich auf den linearen Abstand zwischen dem höchsten Punkt der polierten Ferrule und dem Zentrum der Faser. Es ist ein Schlüsselbegriff, der während des Polierprozesses zu verstärken ist. Falsches Polieren kann der Grund für den Apex Offset sein.


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Abbildung 2: 3D-Metrology-Test: Apex-Offset

Theoretisch sollten zusammengesteckte Steckverbinder mit zentriertem Apex-Offset eine perfekte Kern-Kern-Verbindung ohne Luftspalt aufweisen. Bei einem großen Apex-Offset kann ein Luftspalt entstehen, der zu hohen IL und RL führt. Bei optischen Steckverbindern mit PC- oder UPC-Ferrulen sollte der Apex-Offset beim Polieren auf einen vertikalen Winkel von 0 Grad eingestellt werden. Wenn die Ferrule perfekt senkrecht zur Polierfläche steht, befindet sich der Apex genau in der Mitte der Faser. Ein anderer Fall ist die APC-Ferrule. Die Ferrule sollte in einem Winkel von 8 Grad zur Faser stehen, anstatt perfekt vertikal. Weitere Informationen zu den Poltypen PC, UPC und APC finden Sie unter PC- vs. UPC- vs. APC-Stecker: Auswahl des richtigen Fasersteckertyps.

Faserhöhe

Die Faserhöhe ist die Höhe, die der Faserkern über die Ferrule hinausragt. Die Faserhöhe sollte weder zu hoch noch zu niedrig sein. Ist sie zu hoch, besteht die Gefahr, dass die Faser beim Stecken beschädigt wird; ist sie zu niedrig, entsteht eine Lücke zwischen den gesteckten Steckern, was zu einer erhöhten Einfügungsdämpfung führt. Insbesondere bei Übertragungen mit strengen Anforderungen an die Einfügedämpfung sollten Lücken unbedingt vermieden werden.


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Abbildung 3: 3D-Metrology-Test: Faserhöhe

Die Standard-3D-Interferometerwerte unterscheiden sich je nach Glasfasermodus und Polierart, so dass die spezifischen Produkte die relevanten, von der Industrie akzeptierten Standards für die Endflächengeometrie erfüllen oder übertreffen sollten. Die folgende Tabelle zeigt die Anforderungen an die Endflächengeometrie von MTP Singlemode Trunk Kabelsteckern basierend auf IEC/PAS 61755-3-31 und IEC/PAS 61755-3-32.

Artikel Anforderungen
Ferrule X-Winkel (SX) -0,2~0,2° (PC und APC)
Ferrule Y-Winkel (SY) ±0,2°
Ferrule X-Radius (RX) ≥2000 mm
Ferrule Y-Radius (RY) ≥5 mm
Faser Krümmungsradius (RF) ≥1 mm
Faserhöhe (H) 1000~3000 nm
Max. Faserhöhenunterschied (HA) 500 nm
Max. angrenzender Höhenunterschied (HB) 300 nm
Koplanarität ≤2000 nm
Kernspaltung -100nm~+200 nm
 

2. IL & RL Test: Kritische Messung für den optischen Einsatz

IL, oder Einfügedämpfung, ist der Verlust an Signalleistung, der durch das Einfügen eines Geräts in eine Übertragungsleitung oder optische Faser entsteht. RL, oder Rückflussdämpfung, bezieht sich auf den Verlust der zur Lichtquelle reflektierten Signalleistung.

Unabhängig vom Herstellungsverfahren oder der Installation sind IL- und RL-Tests von großer Bedeutung. Hersteller von optischen Kabeln sollten die Einfüge- und Rückflussdämpfung gemäß einer Reihe von entsprechenden Normen testen. Die TIA-Normen geben beispielsweise eine maximale Einfügungsdämpfung für Glasfaserstecker von 0,75 dB vor, was als schlechtester Fall angesehen wird. Die meisten Glasfaserstecker auf dem Markt haben einen Bereich von 0,3 dB bis 0,5 dB für Standardverlust und 0,15 dB bis 0,2 dB für geringen Verlust. Die Hersteller verwenden IL- und RL-Tester/Meter, um zu prüfen, ob die Werte innerhalb der normalen Grenzen liegen, damit die Endbenutzer qualifizierte Produkte erhalten können.

Endnutzer können nicht nur die in den Produktspezifikationen angegebenen IL- und RL-Werte als Referenz für die Entwicklung der optischen Verbindung und die Auswahl anderer Geräte und Komponenten auf der Grundlage der Referenzwerte heranziehen, sondern auch selbst Tests durchführen, sofern Testwerkzeuge verfügbar sind. Es hilft Installateuren bei der Fehlersuche und Identifizierung fehlerhafter Systemkomponenten. OTDR, OFDR sind häufig verwendete Techniken zur Messung der Rückflussdämpfung.

 

3. Klarheit der Endfläche: Notwendige Inspektion zur Sicherstellung der Sauberkeit der Endflächen

Wir haben schon oft über die Reinigung von Glasfasern gesprochen, genauer gesagt, über die Reinigung der Steckerendflächen. Die Klarheit der Endfläche ist ein wesentliches Verfahren bei der Wartung von Glasfasern, egal ob vor 40 Jahren oder heute. Die Hersteller führen eine Endflächeninspektion durch, um festzustellen, ob sich Verunreinigungen, Kratzer oder Risse auf der Endfläche des Steckers befinden. Fast jeder LWL-Ingenieur verfügt über LWL-Reinigungstester/-werkzeuge wie Stiftreiniger oder Kassettenreiniger, die häufig bei der Installation von Kabeln zum Einsatz kommen.


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Abbildung 4: Endfläche säubern

Warum ist es wichtig, die Endflächen zu reinigen? Die Sauberkeit und Glätte der Endfläche von Glasfasersteckern ist eines der grundlegenden und wichtigen Verfahren zur Aufrechterhaltung hochwertiger Glasfaserverbindungen. Sie unterscheidet sich von jeder anderen Art der Reinigung durch die Verformung der Steckerendfläche und die darauf befindlichen Partikelverunreinigungen. Selbst mikroskopisch kleiner Staub kann die Rückflussdämpfung erhöhen und sogar potenziell dauerhafte Schäden an Steckern verursachen. Darüber hinaus kann der Staub zwischen zwei Endflächen die Oberflächen zerkratzen und einen Luftspalt oder einen Defekt zwischen den Faserkernen verursachen, wodurch das optische Signal beeinträchtigt wird. Da diese Verunreinigungen so winzig sind, dass sie ohne Mikroskop nicht zu sehen sind, kann beim Zusammenstecken eines verschmutzten Steckers auch der andere Stecker verunreinigt werden. Auch wenn die Hersteller bei der Prüfung von Glasfasersteckern die Endflächen gereinigt haben, sollten Sie die Endflächen jedes Mal sorgfältig prüfen und reinigen, bevor Sie die Stecker zusammenstecken oder nachdem sie getrennt wurden. Weitere Informationen über die Reinigung von Steckern finden Sie in diesem Beitrag: Was wissen Sie über die Reinigung von Glasfaser-Anschlüssen?

 

Schlussfolgerung

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Glasfaserindustrie die Qualität von Glasfasersteckern verbessert, indem sie die Schlüsselparameter untersucht, die gemessen werden müssen, und die Industrieverbände und -ausschüsse daran arbeiten, die Herstellungskriterien für die Qualitätssicherung von Glasfasern zu definieren. Wenn die Glasfaser-Patchkabel die drei oben genannten Tests durchlaufen haben und die Testergebnisse den Normen entsprechen, sind sie in der Lage, zu einer hochwertigen optischen Übertragung beizutragen. Für den Endverbraucher ist es erforderlich, zu prüfen, ob die Anbieter diese Tests durchführen und die Testparameter mit den zur Verfügung gestellten Testberichten zu bestätigen.

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