Qualifizieren von Glasfasern

Messverfahren für die PMD

Aus der Qualitätssicherung der Faserhersteller und aus dem Labor sind mehrere Verfahren für die Messung der PMD bekannt. Die PMD muss aus oben angeführten Gründen nach Verlegung des Übertragungskabels an allen Fasern gemessen werden, über die ein 10-GBit/s-System beschaltet wird. Eine stichprobenartige Messung einzelner Fasern eines Kabels genügt nicht. Erfahrungsgemäß können deutliche Abweichungen des PMD-Wertes innerhalb des gleichen Kabels auftreten. Für den Feldeinsatz eignet sich auf Grund der Größe und mechanischen Unempfindlichkeit das standardisierte Messprinzip Fixed-Analyser- Methode als wellenlängenselektive Messung per Spektrumanalysator. Als Lichtquelle wird eine breitbandige SLED-Diode mit hoher Ausgangsleistung eingesetzt, die eine Analyse von Fasern mit mehr als 130 km Länge ermöglicht. Die Fixed-Analyser- Methode ermöglicht es, die PMD auch über einen oder mehrere optische Faserverstärker (Optical Amplifier) zu ermitteln.

Die chromatische Dispersion

Die chromatische Dispersion ist im Vergleich zur PMD weniger „heimtückisch“. Deren Wert ist eine nicht veränderliche Größe der Glasfaser und beruht auf dem physikalischen Zusammenhang, dass der Brechungsindex der Faser, und somit die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichtes über der Wellenlänge nicht konstant ist. Bei einer Standard-Singlemodefaser (SSMF) nach ITU-T G.652 liegt der typische Wert für die chromatische Dispersion für y= 1.550 nm bei zirka 17 ps/(nm x km). Modernere Fasern, zum Beispiel die so genannte Non-Zero-Dispersion-Shifted Fiber (NZ-DSF) haben einen deutlich geringeren Dispersionskoeffizient.

Die chromatische Dispersion kann prinzipiell und muss bei langen Übertragungsstrecken kompensiert werden. Dies geschieht durch Zuschalten einer Faserspule mit dispersionskompensierender Faser (DCF). Die dadurch höhere Gesamtdämpfung der Übertragungsstrecke muss durch optische Verstärker ausgeglichen werden. Geringe Fehlkompensierungen tolerieren 10-GBit/s-Übertragungssysteme, nicht aber 40/43-GBit/s-Systeme. Bei der neuen Übertragungshierarchie werden erstmalig höherstufige Modulationsverfahren verwendet, die deutlich weniger tolerant gegenüber der chromatischen Dispersion sind.

Kompakte Messgeräte für die Fasercharakterisierung

Durch das Design der Nachrichtennetze für hohe Übertragungsraten und aufgrund einer Vielzahl von parallelen Übertragungskanälen per DWDM-Technologie (Dense Wavelength Division Multiplexing) sind die Fasereigenschaften ganz deutlich in den Vordergrund gerückt. Um eine sichere Aussage treffen zu können, ob eine  ältere Faser für die Übertragung mit 10 GBit/s beziehungsweise 40/43 GBit/s und für DWDM-Systeme bis zu 160 Kanälen geeignet ist, müssen eine Vielzahl von Messungen erfolgen. Selbst dann bleibt ein Unsicherheitsfaktor bestehen. Es muss ein Mittelweg zwischen Messaufwand und Sicherheit gefunden werden. Nur durch eine gute Vorqualifikation des Übertragungsweges kann die entsprechend ausgewählte Übertragungstechnik zu einer hohen Netzqualität führen.

Autor

Peter Winterling ist bei JDSU Deutschland (früher Acterna Germany) als Senior Solution Spezialist für die Produktgruppen Fiber Optik und Optical Transport tätig.

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