Messtechnik
Encircled Flux
Magisches Licht für die genaue Messung von Multi Mode-Netzen
Yesterday‘s incredible is today‘s expected“ oder „Gestern noch unglaublich, wird es heute erwartet”, beschreibt den Zug der Zeit und der macht auch vor den Verbesserungen bei passiver optischer Verkabelung nicht halt. Eine Steckverbindung mit einer Einfügedämpfung von 0,75 dB entsprach vor wenigen Jahren der allgemeinen Erwartung. Heute werden optische Strecken basierend auf MPO-Kassetten installiert, also vier Steckverbindungen plus Glasfaser, mit einer Summen-Einfügedämpfung von < 0,75 dB. Neue Topologien im Rechenzentrum, die einen Betrieb unterteilt in mehrere Zonen unterstützen, verlangen nach zusätzlichen Steckverbindungen. Sie müssen sich alle ein gemeinsames Dämpfungsbudget – bestimmt durch die Applikation – teilen. Zusätzlich ging in der Vergangenheit jeder Sprung in der maximalen Übertragungsgeschwindigkeit mit einer Reduktion im Dämpfungsbudget Hand in Hand. Dies trifft im Besonderen für Multi Mode zu. Dieser Trend betrifft auch die Feldmesstechnik, die für die Abnahmemessung von neu installierten Strecken zum Einsatz kommt, denn der maximal tolerierbare Messfehler muss merklich geringer sein als der Grenzwert für das Pass-/Fail-Kriterium bei der Abnahmemessung.
Enircled Flux
Bereits in den 80er-Jahren wurde die Auswirkung der Anregung auf das Messergbnis erkannt und erste Defintionen in den Standards geschaffen:
- Equilibrium Modal Distribution (EMD, Modengleichgewicht) konnte durch Verwendung langer Vorlauffasern mehr schlecht als recht erreicht werden. Moderne Fasern sind dafür absolut ungeeignet.
- Coupling Power Ratio (CPR) beschrieb einen einfachen Messaufbau mit Fasern unterschiedlichen Durchmessers, der EMD nachweisen sollte.
- Modal Power Distribution (MPD): 2006 beschrieb die ISO/IEC/DIN 14763-3 die Energieverteilung in den modalen Gruppen. Der Messaufbau verwendet eine optische Baugruppe, die die Verteilung des Lichtes für eine Kamera sichtbar macht. Ein Analyseprogramm bewertet dann die Verteilung der Lichtintensität. Durch MPD konnte der Worst Case-Messfehler auf 40 bis 50 Prozent reduziert werden.
- Encircled Flux (EF) verwendet den gleichen Messaufbau wie MPD, jedoch eine neue auf einer Integralrechnung basierende Bewertung der Lichtintensität abhängig vom Radius. Dies erlaubt eine genauere Definition und reduziert den Messfehler auf weniger als zehn Prozent.
Die Vorgaben für EF-Konformität wurden nicht willkürlich gewählt, sondern basieren auf dem möglichen Verhalten aller heute zum Einsatz kommenden Lichtquellen in High Speed-Datennetzwerken. Nahezu ausnahmslos sind dies VCSELs (Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser, Oberflächenemitter). Verwendet man den angeführten Messaufbau, ist bei VCSELs eine Konzentration der Energie in mehreren Punkten des Faserquerschnittes zu erkennen. Und bewegt man die Glasfaser nur geringfügig, beginnen diese Punkte zu tanzen – ähnlich den in den 70er-Jahren modernen Plasmalampen. Die EF-Vorgaben entsprechen also allen möglichen modalen Energieverteilungen aller erdenklichen VCSELs. VCSELs kosten nur einen Bruchteil einer EF-konformen Lichtquelle. Es muss an dieser Stelle vor dem falschen Umkehrschluss gewarnt werden, dass ein VCSEL eine kostengünstige Alternative für die Messtechnik darstellt, da er nur sich selbst und nicht auch alle anderem VCSELs repräsentiert.
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