Glasfasernetze Der präzise Feldtest mit einem Handheld-OTDR

Autor / Redakteur: Rainer Becker * / Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Netzwerke lassen sich mit OTDR-Messgeräten untersuchen. Die tragbaren Geräte der Serie AQ1210 testen und verifizieren PON-Faserinstallationen und beheben Fehler. Sie sind auf QUAD erweiterbar.

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Tragbares OTDR: Mit der Serie AQ1210 bietet Yokogawa eine mobile Messplattform für PON.
Tragbares OTDR: Mit der Serie AQ1210 bietet Yokogawa eine mobile Messplattform für PON.
(Bild: Yokogawa)

Mit einer neuen Generation von Feldtest OTDR-Messgeräten lassen sich zwei Welten kombinieren: Die Präzision und Genauigkeit eines Tischinstruments mit der Portabilität eines Handheld-Testers. Doch warum ist das wichtig? Damit Anbieter nicht den Kundenzuspruch verlieren, müssen sie in die Erweiterung ihrer Hochgeschwindigkeits-Glasfasernetze in Richtung FTTA (Fibre to the Antenna) oder FTTH (Fibre to the Home) investieren. Gleichzeitig führt ein hart umkämpfter Markt sowie die schnelle Entwicklung der Kommunikationstechnologie zu einer Neubetrachtung von Kapitalrenditen und Betriebsausgaben.

Betreiber von Unternehmens-IT-Systemen sehen sich der gleichen stark steigenden Nachfrage nach Bandbreite in Geschäftsgebäuden und auf dem Campus gegenüber. Geschwindigkeit und die Kosten einer neuen optischen Netzwerkinfrastruktur mit hoher Bandbreite haben eine erhebliche Auswirkung sowohl auf die Zufriedenheit der Benutzer mit dem Betrieb des IT-Systems als auch auf den Wert, den das Unternehmen aus seinen Investitionen in die Infrastruktur gewinnt.

Testgeräte für die PON- Infrastruktur erkennen Fehler

Die Entwicklung der Glasfasernetze Richtung FTTA oder FTTH.
Die Entwicklung der Glasfasernetze Richtung FTTA oder FTTH.
(Bild: Yokogawa)

Netzeigentümer und Netzbetreiber müssen daher nach Effizienz suchen, wo immer sie können, und vermeidbare Quellen für Einnahmeverluste beseitigen. Ein vielversprechender Bereich für Effizienzsteigerungen ist heute die Installation und Wartung der PON-Infrastruktur (Passive Optical Network). Hier sind Installations- und Außendiensttechniker für das Testen und Überprüfen neuer und älterer Glasfasern verantwortlich. Ihre Produktivität hängt im Wesentlichen von den Fähigkeiten der Testgeräte ab, mit denen sie Fehler erkennen und diagnostizieren können.

OTDR: Das Funktionsprinzip eines optischen Time-Domain-Reflektometers (OTDR) basiert auf optischen Lichtimpulsen, die in die zu testende Faser eingebracht werden, um die Menge an rückgestreutem Licht zu messen, die empfangen wird, wenn sich die Impulse über die Länge der Faser ausbreiten. Aus diesen Messungen kann das Instrument an bestimmten Punkten entlang der Faser wichtige Faktoren ableiten und bestimmen, wie die Länge der Faser, die Dämpfung, die Position der Anschlüsse oder Spleiße oder sogar Fehler wie einen Faserbruch oder einen verschmutzten Schnittstellenanschluss.

Eine Software bereitet die Messergebnisse auf

Eine Passive optische Netzwerkinfrastuktur.
Eine Passive optische Netzwerkinfrastuktur.
(Bild: Yokogawa)

Die OTDR-Messung wird in Form eines Reflektogramms angezeigt, das durch eine speziell entwickelte Software von Yokogawa mit der Bezeichnung „Smart Mapper“ die generierte Ablaufverfolgung interpretiert und anschließend das sogenannte Ereignis mit leicht lesbaren Symbolen korreliert, damit es vom Bediener leicht interpretiert werden kann. Die von Yokogawa entwickelten OTDRs eignen sich für den Betrieb im Freien, bei sehr hohen oder niedrigen Umgebungstemperaturen, sowie bei Feuchtigkeit oder Regen.

Ein Feldtester muss in der Lage sein, Stößen und Vibrationen standzuhalten. Es kann vom Benutzer fallen gelassen werden oder ist in einem Fahrzeug eingebaut, das im Gelände fahren muss, um entfernte Netzwerkstandorte zu erreichen. Um gerade diesen Anforderungen gerecht zu werden, wurden die Feldtest-OTDRs der Serie AQ1210 entwickelt. Für den Einsatz als Feldinstrument muss ein OTDR klein und leicht genug sein, um in einer Hand getragen zu werden. Daran hat das Modell AQ1210 eine Größe von 210 mm x 148 mm x 69 mm. Das entspricht ungefähr der Fläche eines A5-Blattes Papier. Es wiegt ein Kilogramm, einschließlich des Akkus, der zwischen den Ladevorgängen zehn Stunden lang betrieben werden kann. Das deckt einen typischen Arbeitstag ab.

Der Tester kann über seinen USB-Typ-C-Anschluss schnell aufgeladen werden und verfügt zudem über ein lüfterloses Design. Das Gehäuse besteht aus erprobtem Kunststoff sowie ein industrietaugliches kapazitives 5,7-Zoll-Multitouchscreen-Display, um Stößen und Vibrationen standzuhalten. Eine eingängige Touchscreen-Benutzeroberfläche wird durch eine Auswahl von Tastenkombinationen unterstützt, falls der Benutzer Handschuhe trägt. Der Betriebstemperaturbereich reicht von –10 bis 50 °C und stellt sicher, dass das Instrument zuverlässig im Freien eingesetzt werden kann.

Fehler schnell erkennen und lokalisieren

Das Mess-Instrument selbst startet in weniger als zehn Sekunden und die Bildwiederholfrequenz beträgt 5 Hz. Die OTDRs der Serie AQ1210 für den Feldtest lassen sich so konfigurieren, dass sie einen vorgegebenen Ablauf durchführen. Das lässt sich einsetzen, um beispielsweise einen Riss oder eine Biegung zu erkennen. So kann:

  • eine Rückflussdämpfungsmessung an einer Faser,
  • eine optische Leistungsmessung an einer zweiten Faser,
  • eine Oberflächenqualitätsprüfung an einer dritten Faser und
  • ein Test mit sichtbarem Licht an einer vierten Faser gleichzeitig durchgeführt werden.

Das OTDR bietet außerdem weitere Funktionen. Dazu gehört eine Multi-Trace-Analyse, wo sich zum Vergleich bis zu vier Traces überlagern lässt oder eine Zweiwege-Trace-Analyse zur genauen Messung des Verbindungsverlusts, wobei die aus jeder Richtung gemessenen Werte gemittelt werden. Mit der Differentialspurenanalyse lassen sich die Auswirkungen der Alterung auf Fasern oder Verbindungspunkte untersuchen.

Trotz der hoch-entwickelten Funktionalität ist der AQ1210 benutzerfreundlich in der Bedienung. Gesteuert wird das Messgerät über die erwähnte Touchscreen-Oberfläche und unterstützt Funktionen wie Multi-Touch-Zoom und Wischgesten. Über die Smart-Mapper-Software lassen sich PDF-Berichte erstellen. Das Messgerät lässt sich drahtlos mit einem Smartphone oder PC per Wi-Fi verbinden, um Daten zu übertragen oder das Gerät über den Webbrowser aus der Ferne zu steuern. Über die Emulationssoftware AQ7933 lassen sich Trace-Daten analysieren und auf dem PC bearbeiten.

Erweiterte Hardware für bis zu vier Frequenzen

Der AQ1210D ist eine QUAD-Erweiterung für vier Frequenzen. Es lassen sich Fehler im LAN sowie beim Zugriff auf Netzwerkfaserinstallationen identifizieren und lokalisieren. Er unterstützt die vier Frequenzen 850/1.300 nm und 1.310/1.550 nm) sowie Singlemode- und Multimode-Glasfaser. Der Singlemode-Glasfaseranschluss verfügt über einen Dynamikbereich von 37 dB bei 1.310 nm und 35 dB bei 1.550 nm. Damit eignet sich das Messgerät für den Aufbau zwischen Gebäuden und kurzen Netzwerken.

Außerdem ist der Test von FTTB-Installationen, also der Glasfaser zum Gebäude, optischen Punkt-zu-Punkt-Verbindungen und DCI-Verbindungen im Rechenzentrum möglich. Der Multimode-Glasfaseranschluss verfügt über einen Dynamikbereich von 25 dB bei 850 nm und 27 dB bei 1.300 nm für den Einsatz in Gebäuden-Netzwerken in LAN-, Privat-, Unternehmens-, Campus- und Rechenzentrumsbereitstellungen.

* Rainer Becker arbeitet als Business Development Manager Optische Messtechnik bei Yokogawa.

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