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In vielen meiner früheren Artikel über Glasfaserprüfung habe ich optische Zeitbereichsreflektometer (OTDRs) erwähnt. OTDRs sind wertvolle Messgeräte für Glasfasern, wenn sie sachgemäß eingesetzt werden. Eine unsachgemäße Anwendung kann jedoch zu irreführenden Ergebnissen führen und, meiner Erfahrung nach, teure Fehler für den Auftragnehmer verursachen. Ich war persönlich an mehreren Fällen beteiligt, in denen die falsche Anwendung von OTDR-Messungen den Auftragnehmer bis zu 100.000 US-Dollar an Zeit- und Materialverlusten gekostet hat. Daher ist es äußerst wichtig, den korrekten Umgang mit diesen Geräten zu beherrschen.
Ein Einfügedämpfungstest mit einer Lichtquelle und einem Leistungsmesser ist einfach und prinzipiell vergleichbar mit der Funktionsweise einer Glasfaserverbindung. Eine Lichtquelle wird an einem Ende des Kabels platziert, und ein Leistungsmesser misst die Dämpfung am anderen Ende, genau wie Sender und Empfänger einer Verbindung die Glasfaser zur Kommunikation nutzen.
Ein OTDR funktioniert jedoch wie ein Radar. Es sendet einen Impuls durch die Faser und sucht nach einem zurückkehrenden Signal. Aus der Messung der Faser wird eine sogenannte „Spur“ oder „Signatur“ erzeugt. Zwei Faktoren beeinflussen das zurückkehrende Signal des OTDR-Testimpulses: Reflexion und Rückstreuung.
Reflexionssignale sind die Spitzenwerte in der OTDR-Kurve, die durch das polierte Faserende an einem Stecker oder einer Verbindungsstelle entstehen, wo Licht in der Faser zurückreflektiert wird.
Die Rückstreuung ist ein deutlich schwächeres Signal, das durch die Wechselwirkung des Lichts mit den Molekülen in der Faser entsteht. Trifft Licht auf die Glasmoleküle, wird ein Teil davon wie Billardkugeln gestreut, und ein winziger Anteil (etwa ein Millionstel) gelangt zurück in die Faser zum OTDR, wo er verstärkt und gemessen wird. Sowohl Reflexion als auch Rückstreuung werden in Dezibel (dB) auf der vertikalen Achse der OTDR-Kurve dargestellt.
Da das OTDR einen Impuls als Testsignal nutzt, der sich entlang der Faser ausbreitet, variiert das Signal zeitlich, je nachdem, wo sich der Impuls entlang der zu testenden Faser befindet. Kennt man die Lichtgeschwindigkeit in der Glasfaser, kann das OTDR die Entfernung entlang der Faser an jedem Punkt der Messkurve berechnen. Die Messkurve stellt somit die optische Leistung in Dezibel in Abhängigkeit von der Faserlänge dar.
Wenn sich ein OTDR-Signal durch eine Glasfaser ausbreitet, wird es durch die Dämpfung in der Faser selbst, verursacht durch Streuung und Absorption, abgeschwächt. Dies zeigt sich in der Kurve durch einen abfallenden Verlauf, wodurch der Dämpfungskoeffizient der Faser gemessen werden kann. Beim Passieren einer Spleißstelle führt die Dämpfung der Spleißstelle zu einer Signalabsenkung, die sich als Abfall in der OTDR-Kurve an der Stelle der Spleißstelle darstellt. Durchläuft der Impuls eine Verbindung (eine Verbindung zweier Stecker), zeigt er einen Abfall aufgrund der Verbindungsdämpfung und einen Peak aufgrund der Reflexion an der Verbindung. Selbst Bereiche mit hoher Belastung der Faser, wie z. B. Knicke im Kabel, können mit dem OTDR detektiert werden.
Wenn OTDRs all diese nützlichen Informationen liefern, welche Nachteile könnten dann bei ihrer Verwendung auftreten? Für viele Installateure sind die Kosten das größte Hindernis. OTDRs kosten etwa zehnmal so viel wie eine Lichtquelle und ein Strommesser. Daher sollte man einen triftigen Grund für die Anschaffung haben, bevor man eine so große Investition tätigt. Alternativ kann man sie bei Bedarf mieten und die Kosten dem jeweiligen Projekt in Rechnung stellen.
OTDRs sind komplexe Geräte. Der Installateur muss wissen, wann OTDR-Messungen angebracht sind, wie das Gerät richtig eingestellt wird und wie die Messwerte zu interpretieren sind. Manche Hersteller behaupten, OTDRs seien überall einsetzbar und müssten lediglich die „Autotest-Taste“ drücken. Dieser Glaube hat einige Installateure in meinem Bekanntenkreis viel Zeit und Geld gekostet.
Schließlich können OTDR-Messkurven zahlreiche Fehler aufweisen, die nur geschulte und erfahrene Anwender erkennen. Jeder Installateur oder Handwerker, der OTDRs verwendet, benötigt daher eine entsprechende Schulung, um Geistersignale, Verstärkungseffekte und andere Besonderheiten von OTDR-Messkurven zu erkennen.
In den nächsten Monaten werden wir untersuchen, wann der Einsatz von OTDR sinnvoll ist, wie man die Einstellparameter optimal nutzt und wie man Faserbahnen richtig interpretiert. Wir werden uns auch damit beschäftigen, wie diese komplexen Geräte irreführend sein und zu großen Problemen führen können!
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