Tutorial zum Moduskonditionierungs-Patchkabel

Fibermart
Dienstag 02 Juni, 2015
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Fiber-Mart MCP
Multimode-Glasfasern unterliegen Bandbreitenbeschränkungen . Die meisten aktuellen LAN-Netzwerke bestehen zu etwa 90 % aus Multimode-Glasfasern. Bei der Aufrüstung der Glasfaserkabelanlage auf Singlemode-Glasfasern müssen wir auch einen Migrationspfad bereitstellen, der die installierte Multimode-Kabelanlage so lange wie möglich weiterverwenden kann. Die Verwendung von Singlemode-Geräten in bestehenden Multimode-Kabelanlagen bringt jedoch einige technische Probleme mit sich. Das größte Problem ist die Differenzialmodusverzögerung (DMD). Sie bedeutet, dass bei der Anwendung eines Laserpulses mit schneller Anstiegszeit auf eine Multimode-Faser eine erhebliche Pulsverbreiterung aufgrund der unterschiedlichen Laufzeiten der verschiedenen Modi innerhalb der Faser auftritt.

Um dieses Problem zu lösen, wurde ein modenkonditionierendes Patchkabel als Lösung für Netzwerkanwendungen entwickelt, bei denen Gigabit-Ethernet-Hubs mit laserbasierten Sendern eingesetzt werden. Mit einem modenkonditionierenden Patchkabel lässt sich die Übertragungsreichweite installierter Glasfaseranlagen über den ursprünglichen Anwendungszweck hinaus steigern. Es ermöglicht Kunden, ihre Hardwaretechnologie zu aktualisieren, ohne dass Kosten für die Modernisierung der Glasfaseranlage anfallen. Darüber hinaus verbessert ein modenkonditionierendes Patchkabel die Datensignalqualität deutlich und erhöht gleichzeitig die Übertragungsdistanz.

Was ist ein Mode Conditioning Patchkabel?

Ein Mode Conditioning Patch Cable oder Mode Conditioning Patchcord (MCP) ist ein Duplex-Multimode-Patchkabel mit einem kurzen Stück Singlemode-Faser am Anfang der Übertragungsstrecke. Das MCP wurde entwickelt, um die Lasereinkopplung zu „konditionieren“ und eine effektive Bandbreite zu erreichen, die näher an der mit der Overfill-Einkopplungsmethode gemessenen Bandbreite liegt. So können Lasersender ohne DMD-Beschränkungen mit Gigabit-Raten über Multimode-Faser arbeiten. Ziel ist es, eine große Anzahl von Modi in der Faser anzuregen, gewichtet in den Modengruppen, die bei Overfill-Einkopplungsbedingungen stark angeregt werden, und die Anregung weit auseinander liegender Modengruppen mit ähnlichem Leistungspegel zu vermeiden. Dies wird erreicht, indem das Laserlicht in eine Singlemode-Faser eingespeist und dann in eine Multimode-Faser gekoppelt wird, die außermittig zum Singlemode-Faserkern liegt. Dies ist nebenstehend dargestellt.

Tipps: Für 50µm und 62,5µm Multimodefasern sind unterschiedliche Offsets erforderlich. Ingenieure haben herausgefunden, dass ein Offset von 17–23µm eine effektive modale Bandbreite erreichen kann, die der Overfill-Launch-Methode für 62,5µm Multimodefasern entspricht. Für 50µm Multimodefasern ist ein Offset von 10–16µm gut geeignet.

Das Grundprinzip des Kabels besteht darin, den Laser in einen kleinen Abschnitt einer Singlemode-Faser einzuspeisen. Das andere Ende der Singlemode-Faser wird versetzt von der Mitte der Multimode-Faser mit dem Multimode-Abschnitt des Kabels verbunden. Dieses Patchkabel wird für Transceiver (z. B. 1000BASE-LX/LH, 10GBASE-LX4 und 10GBASE-LRM) benötigt, die sowohl Singlemode- als auch Multimode-Fasern verwenden. Beim Einspeisen in eine Multimode-Faser kann der Transceiver Mehrfachsignale erzeugen, die DMD verursachen und die Übertragungsdistanzen erheblich einschränken können. Der MCP entfernt diese Mehrfachsignale und beseitigt so Probleme auf der Empfängerseite. Die folgende Abbildung zeigt einen MCP und wie er typischerweise mit einem Transceiver-Modul verbunden wird. Bei Bedarf wird er zwischen einem Transceiver-Modul und der Multimode-Kabelanlage eingefügt.

Anforderungen für die Verwendung von MCPs in laserbasierten Übertragungen

Gigabit-Ethernet

Die MCP-Anforderung gilt nur für 1000BASE-LX/LH-Transceiver, die im 1300-nm-Fenster und in Anwendungen über Multimode-Glasfaser senden. MCP sollte niemals in 1000BASE-SX-Verbindungen im 850-nm-Fenster verwendet werden. MCP ist für 1000BASE-LX/LH-Anwendungen über Glasfasern der FDDI-Klasse sowie OM1- und OM2-Typen erforderlich. MCP sollte niemals für Anwendungen über OM3 (auch bekannt als „laseroptimierte Glasfaser“) verwendet werden.

Hinweis: 1. In einigen Fällen stellen Kunden möglicherweise fest, dass eine Verbindung über Glasfasern der FDDI-Klasse, OM1 oder OM2 ohne MCP einwandfrei funktioniert. Beachten Sie jedoch bitte, dass es keine Garantie dafür gibt, dass die Verbindung im Laufe der Zeit einwandfrei funktioniert. Wir empfehlen weiterhin, MCP zu verwenden. 2. Diese Art der nicht standardmäßigen Bereitstellung ohne MCP ist mit Risiken verbunden, insbesondere wenn es sich bei dem Überbrückungskabel um ein FDDI- oder OM1-Kabel handelt. In einem solchen Fall kann die direkt in eine 62,5- µm- Faser eingekoppelte Leistung einige dBm betragen und der benachbarte Empfänger wird gesättigt. Dies kann zu einer hohen Bitfehlerrate, Verbindungsflaps, einem Verbindungsausfall und schließlich zu irreversiblen Schäden am Gerät führen. 3. Falls Kunden weiterhin zögern, MCP-Kabel einzusetzen, und wenn Sie OM3-Kabel verwenden, messen Sie bitte den Leistungspegel, bevor Sie die Glasfaser an den benachbarten Empfänger anschließen. Wenn die Empfangsleistung über -3 dBm gemessen wird, sollte ein 5-dB-Dämpfungsglied für 1300 nm verwendet und an der Senderquelle des optischen Moduls auf beiden Seiten der Verbindung angeschlossen werden. 4. Eine weitere Alternative für kurze Reichweiten innerhalb desselben Standorts ist die Verwendung eines Singlemode-Patchkabels. Bei Singlemode-Glasfasern tritt keine Sättigung auf.

10-Gigabit-Ethernet

Die MCP-Anforderung gilt nur für 10GBASE-LX4- und 10GBASE-LRM-Transceiver, die im 1300-nm-Fenster senden, und für Anwendungen über Multimode-Glasfaser. MCP sollte niemals in 10GBASE-SR-Verbindungen im 850-nm-Fenster verwendet werden. MCP ist für 10GBASE-LX4- und 10GBASE-LRM-Anwendungen über Glasfasern der FDDI-Klasse sowie OM1- und OM2-Typen erforderlich. MCP sollte niemals für Anwendungen über OM3 (auch bekannt als „laseroptimierte Glasfaser“) verwendet werden.

Hinweise zu 10GBASE-LX4: 1. In einigen Fällen stellen Kunden möglicherweise fest, dass eine Verbindung über Glasfasertyp OM2 ohne MCP ordnungsgemäß funktioniert. Die Wahrscheinlichkeit, dass eine Verbindung über Glasfasertypen der FDDI-Klasse oder OM1 ohne MCP ordnungsgemäß funktioniert, ist jedoch sehr gering. 2. Falls Kunden weiterhin zögern, MCP-Kabel über OM2 einzusetzen, oder Kunden, die OM3-Kabel verwenden, muss an der Senderquelle des optischen Moduls auf jeder Seite der Verbindung ein 5-dB-Dämpfungsglied für 1300 nm angeschlossen werden, um eine Sättigung und mögliche nachfolgende Verbindungsaussetzer und Schäden am Gerät zu vermeiden. 3. Eine weitere Alternative für kurze Reichweiten innerhalb desselben Standorts ist die Verwendung eines Singlemode-Patchkabels. Über Singlemode-Glasfaser tritt keine Sättigung auf. Bitte beachten Sie, dass 10GBASE-LX4-Geräte gemäß IEEE-Konformität bis zu 10 km über Singlemode-Glasfaser erreichen können.

Hinweise zu 10GBASE-LRM: 1. Kunden, die den Glasfasertyp OM3 verwenden, sollten MCP nicht verwenden. Es wird dringend empfohlen, die Leistung zu messen, bevor die Glasfaser an den benachbarten Empfänger angeschlossen wird. Liegt die gemessene Empfangsleistung über 0,5 dBm, sollte ein 5-dB-Dämpfungsglied für 1300 nm verwendet und an die Senderquelle des optischen Moduls auf beiden Seiten der Verbindung angeschlossen werden. 2. Eine weitere Alternative für kurze Reichweiten innerhalb desselben Standorts ist die Verwendung eines Singlemode-Patchkabels. Bei Singlemode-Glasfaser tritt keine Sättigung auf. Bitte beachten Sie, dass die 10GBASE-LRM-Geräte über Singlemode-Glasfaser bis zu 300 Meter erreichen können.

Hinweise zur Installation von MCPs

Bei Verwendung von 1000BASE-LX/LH-, 10GBASE-LX4- und 10GBASE-LRM-Transceivern mit älteren 62,5-µm- oder 50-µm-Multimode-Glasfasern muss an beiden Enden der Verbindung ein MCP zwischen dem Transceiver und dem Multimode-Glasfaserkabel installiert werden. Der MCP ist für alle Verbindungen über FDDI-, OM1- und OM2-Glasfasern erforderlich und sollte nicht für Anwendungen über OM3 oder neuere Glasfasertypen verwendet werden.

Hinweis: Es wird nicht empfohlen, 1000BASE-LX/LH-, 10GBASE-LX4- und 10GBASE-LRM-Transceiver mit Multimode-Glasfaser und ohne Patchkabel für sehr kurze Verbindungsdistanzen (mehrere zehn Meter) zu verwenden. Dies kann zu einer erhöhten Bitfehlerrate (BER) und einer Beschädigung des Empfängers führen.

Das MCP wird zwischen Transceiver und Patchpanel installiert. Pro Installation werden zwei MCPs benötigt. So installieren Sie das Patchkabel: Schritt 1 – Stecken Sie den Singlemode-Glasfaserstecker in die Sendebohrung des Transceivers. Schritt 2 – Stecken Sie die andere Hälfte des Duplexsteckers in die Empfangsbohrung des Transceivers. Schritt 3 – Stecken Sie am anderen Ende des Patchkabels beide Multimode-Stecker in das Patchpanel. Schritt 4 – Wiederholen Sie die Schritte 1 bis 3 für den zweiten Transceiver am anderen Ende der Netzwerkverbindung.