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فارسی Charakterisierung der Faser: CD, PMD, spektrale Dämpfung, ORL, Latenz
Ein Verlusttest sagt, ob eine Faser Licht durchlässt. Er sagt nicht, ob die Faser 10G über 80 km, vierzig DWDM-Kanäle oder ein 400ZR-Signal tragen kann – diese Fragen hängen von der chromatischen Dispersion, der Polarisationsmodendispersion, der Dämpfung über das gesamte Band, Reflexionen und mitunter der Latenz ab. Sie zu messen ist Faser-Charakterisierung. Diese Seite erklärt, wann sie nötig ist, welcher Test welche Frage beantwortet, wie jede Messung durchgeführt wird, welche Werte für welchen Dienst gelten müssen, und was die Ergebnisse über alte oder unbekannte Fasern verraten, bevor Geld für Transceiver ausgegeben wird.
Wann eine Charakterisierung nötig ist
| Situation | Tests über den Standard-Verlusttest und OTDR hinaus |
|---|---|
| Neue Strecke, ≤ 10G, ≤ 40 km, moderne G.652.D | keine – Tier-1-Verlust bei 1310/1550 nm und ein bidirektionales OTDR reichen (Messtechnik) |
| 10G über 60–80 km, 10G DWDM Direct Detect | chromatische Dispersion (Grenze 1 000–1 600 ps/nm), ORL |
| Altes 40G NRZ oder DPSK Direct Detect | PMD (sehr empfindlich), CD mit Kompensationsplanung |
| 100G+ kohärent, 400ZR/ZR+ | Verlust und ORL; CD zur Identifikation des Fasertyps (G.653/G.655 ändern die Planung nichtlinearer Effekte); PMD zur Bestätigung, dass sie im DSP-Fenster liegt; spektrale Dämpfung für die C-Band-Flachheit; Latenz, falls der Dienst es verlangt |
| Dark-Fibre-Anmietung oder Abnahme eines gemieteten Paares | die vollständige Testsuite, beide Richtungen, drei Wellenlängen, plus Fasertyp-Identifikation, Reflexionskarte und Stirnflächenbilder – der Pass der Faser |
| Alte Faser (installiert vor 2000) vor einem Upgrade | zuerst PMD (kann der Showstopper sein), CD zur Typidentifikation, spektrale Dämpfung für den Wasserpeak und Wasserstoff (Zuverlässigkeit & Alterung) |
| CWDM auf allen 18 Kanälen | spektrale Dämpfung 1 270–1 610 nm – der Wasserpeak bei 1383 nm entscheidet über drei Kanäle |
| PON-Overlays (1490/1577/1625 nm) | Dämpfung bei diesen Wellenlängen, ORL ≥ 32 dB (Reflexionen & Rückflussdämpfung) |
| Fronthaul, Zeitsynchronisation | Latenz und die Längenasymmetrie zwischen den beiden Fasern eines Paares – davon hängt die PTP-Genauigkeit ab |
Die Tests
| Test | Methode | Ergebnis | Typisches Instrument |
|---|---|---|---|
| Spektrale Dämpfung | Breitbandquelle und optischer Spektrumanalysator, durchgestimmter Laser mit Leistungsmesser oder ein Mehrwellenlängen-OTDR (1310/1383/1490/1550/1625/1650 nm) | dB/km über der Wellenlänge im Bereich 1 260–1 650 nm; der Wasserpeak bei 1383 nm, Wasserstoff, zur 1 625 nm hin steigender Biegeverlust, C-Band-Flachheit | OSA mit Quelle oder ein Charakterisierungs-OTDR |
| Chromatische Dispersion (CD) | Phasenverschiebungs- oder Differenzphasenverschiebungsmethode (IEC 60793-1-42), oder OTDR-basierte Vier-Wellenlängen-Methode mit Anpassung der Dispersionskurve | D(λ) in ps/(nm·km), Nulldispersionswellenlänge λ₀, Steigung S₀, Gesamtdispersion des Links in ps/nm (Dispersion und Bandbreite) | CD-Analysator oder OTDR-Modul mit ferner Quelle |
| Polarisationsmodendispersion (PMD) | interferometrisch (TINTY/GINTY), Fixed-Analyzer-Wellenlängenscan, Jones-Matrix; verteiltes P-OTDR zum Auffinden des schlechten Abschnitts | Gesamt-PMD in ps (mittlere DGD) und der Koeffizient in ps/√km; eine statistische Größe – wiederholen und die Temperatur notieren | PMD-Analysator mit polarisierter Breitbandquelle am fernen Ende |
| Optische Rückflussdämpfung und Reflexion | OCWR oder OTDR | ORL in dB, Reflexion pro Ereignis | ORL-Messgerät, OTDR |
| Einfügedämpfung | Lichtquelle und Leistungsmesser bei jeder Dienstwellenlänge, beide Richtungen (Tier 1) | dB pro Faser | OLTS |
| Latenz und Länge | OTDR-Länge oder ein Latenztester mit Loopback am fernen Ende (Umlaufzeit ÷ 2) | µs und Meter; 4,9 µs/km; Asymmetrie zwischen den Fasern eines Paares aus der Längendifferenz bei gleichem Index | OTDR, Ethernet-Tester mit Latenzfunktion |
| Fasertyp-Identifikation | aus λ₀ und D(1550) des CD-Tests, Rückstreustufen an Spleißen, Aufzeichnungen | G.652 / G.653 / G.655 / G.654 / G.657, Herstellungsepoche (Fasertypen) | CD-Analysator plus OTDR |
| Modale Bandbreite bei Multimode | differenzielle Modenlaufzeit / effektive modale Bandbreite an einer Probe | Bestätigung der OM-Klasse | Labor; selten im Feld |
Grenzwerte je Dienst
Typische Werte; die genauen Zahlen kommen vom Transceiver oder vom Standard.
| Dienst | Toleranz der chromatischen Dispersion | PMD-Toleranz (mittlere DGD) | Verlust / ORL |
|---|---|---|---|
| 1G, 10G bis 40 km (LR, ER) | bei G.652 nicht begrenzend (40 km × 17 = 680 ps/nm, Grenze ≈ 1 000–1 600) | ≤ 10 ps (10 % des 100-ps-Bits) | Budget 6–15 dB; ORL ≥ 12 dB |
| 10G 80 km (ZR) und 10G DWDM Direct Detect | ≤ 1 600 ps/nm ohne Kompensation; 80 km × 17 = 1 360 ps/nm – knapp | ≤ 10 ps | Budget 23–24 dB; ORL ≥ 24 dB |
| Altes 40G NRZ / DPSK | ≤ 60–100 ps/nm – benötigt Dispersionskompensation | ≤ 2,5 ps | ORL ≥ 24 dB |
| 100G kohärent DP-QPSK | ± 50 000 ps/nm (Tausende km) | 25–30 ps und mehr | OSNR-begrenzt; ORL ≥ 24 dB (Kohärente Langstrecke) |
| 400ZR (OIF) | ± 2 400 ps/nm (≈ 120 km G.652) | ≈ 10 ps | ohne Verstärkung: ≤ 11 dB Verlust (≈ 40 km); mit Verstärkung: 120 km bei OSNR ≥ 26 dB |
| 400ZR+, 800ZR | ± 20 000 … ± 50 000 ps/nm | tolerant | OSNR-begrenzt |
| CWDM 10G, 18 Kanäle | wie 10G pro Kanal | ≤ 10 ps | Dämpfung pro Kanal einschließlich Wasserpeak (CWDM-Mux & Budget) |
| GPON / XGS-PON | nicht begrenzend | nicht begrenzend | Klassenbudget (B+ 28, C+ 32, N1 29, N2 31, E1 33, E2 35 dB); ORL ≥ 32 dB; Reflexion ≤ −35 dB |
PMD-Rechnung: mittlere DGD = PMD-Koeffizient × √L. Moderne G.652.D mit ≤ 0,1 ps/√km ergibt 1 ps über 100 km – irrelevant; Faser aus den 1980er-Jahren mit 1–2 ps/√km ergibt 10–20 ps über 100 km – das Ende von 10G NRZ auf dieser Strecke, sofern nicht kohärent übertragen wird (Formeln & Berechnungen).
Ergebnisse lesen: Faseridentität und Alter
| Messwert | Schlussfolgerung |
|---|---|
| λ₀ = 1 300–1 324 nm, D(1550) = 16–18 ps/(nm·km) | G.652; niedriger 1383-nm-Peak → G.652.C/D, hoher → G.652.A/B |
| D(1550) = 2–6 ps/(nm·km), λ₀ um 1 450–1 520 nm | G.655 Non-Zero-Dispersion-Shifted; das Vorzeichen prüfen; Vierwellenmischung erfordert bei dichtem DWDM Aufmerksamkeit (Nichtlineare Effekte) |
| D(1550) ≈ 0 | G.653 Dispersion-Shifted – kein C-Band-DWDM ohne ungleichen Kanalabstand oder das L-Band |
| D(1550) = 18–22 ps/(nm·km), Dämpfung ≈ 0,17 dB/km | G.654 Pure-Silica-Core |
| PMD-Koeffizient > 0,5 ps/√km | Faser von vor etwa 1995; 10G über 100 km ist riskant; kohärent ist unproblematisch |
| Wasserpeak bei 1383 nm über 0,5 dB/km | kein E-Band-CWDM (Kanäle 1 371–1 411 nm); alles andere nutzbar |
| Dämpfungsanstieg gegenüber der Basislinie, am schlimmsten bei 1 383 und über 1 550 nm | Wasserstoffalterung oder Wasser – ein zu ersetzender Abschnitt |
| Verlust steigt steil zu 1 625–1 650 nm hin an | Makro- oder Mikrobiegung entlang der Strecke |
| Längenasymmetrie eines Paares > 10–20 m | PTP-Zeitfehler von 50–100 ns, sofern nicht kompensiert |
Verfahren und Berichterstattung
| Schritt | Vorgehen |
|---|---|
| Aufbau | Instrumente an beiden Enden mit einer Ferneinheit oder einem zweiten Team; Referenzkabel inspiziert und gereinigt (Inspektion & Reinigung von Stirnflächen); die Faser dunkel – CD und PMD lassen sich nicht durch eine aktive Faser messen |
| Bedingungen | Datum, Uhrzeit und Temperatur notieren – PMD ändert sich damit; alle Fasern des Paares und die Reserven testen |
| Zeitaufwand | 30–60 Minuten pro Faser für die vollständige Testsuite mit einem erfahrenen Team |
| Ergebnisse | je Faser: Verlust bei allen Wellenlängen in beide Richtungen, ORL, OTDR-Messkurven beider Richtungen (.sor), CD-Kurve mit λ₀ und Gesamtdispersion, PMD, spektrale Dämpfungskurve, Latenz und Länge, Reflexionskarte, Stirnflächenbilder; Bestanden/Nicht bestanden gegen den vorgesehenen Dienst |
| Speicherung | native Gerätedateien mit Einstellungen, nicht nur PDFs (Dokumentation & Beschriftung) |
| Standards | IEC 61280-4-2 (Dämpfung und ORL installierter Singlemode-Links), IEC 61280-4-4 (PMD installierter Links), IEC 61280-4-1 (installierte Multimode-Links), IEC 60793-1-42 (CD), TIA FOTP-175 (CD), ISO/IEC 14763-3 und TIA-568.3-D (Abnahme) (Standards-Übersicht) |
Checkliste für die Dark-Fibre-Abnahme: Fasertyp angegeben und durch CD bestätigt; Verlust pro km bei 1310/1550/1625 innerhalb des Angebots; jeder Spleiß ≤ 0,1 dB und jeder Steckverbinder ≤ 0,5 dB bidirektional; ORL ≥ 27 dB (≥ 32 dB bei PON); PMD innerhalb der Dienstgrenze; spektrale Kurve ohne Wasserstoffsignatur; Länge und Latenz erfasst; Dokumentation und Koordinaten übergeben.
In CodingBox
Ein kohärentes Modul charakterisiert die Faser kostenlos mit, sobald es aktiv ist: CMIS VDM meldet chromatische Dispersion, DGD, PDL, OSNR und die Polarisationsänderungsrate so, wie der DSP sie sieht. CodingBox zeigt, welche dieser Messgrößen ein Modul meldet, und liest seine DDM-Seiten aus, sodass sich der Abnahmebericht der Faser und die eigene Sicht des Moduls auf denselben Link vergleichen lassen – eine Abweichung deutet auf einen Patch, einen verschmutzten Steckverbinder oder einen Faserwechsel nach der Vermessung hin (VDM- & FEC-Metriken, Check transceiver).