Mätkablar för slutmätning med OTDR Vanliga maxvärden vid budgetering av fiberdämpning är: 1. 0,2 till 0,3 db per kilometer fiber 2. 0,1 till 0,2 db per fibersvets 3. 0,3 till 0,5 db per fiberkontakt 1: I praktiken är fiberdämpningen tämligen konstant, dvs den ligger nästan alltid på angivet värde. 2: Fibersvetsarna är oftast så små att det kan vara svårt att se dom, ens med en riktigt bra OTDR. 3: Fiberkontakterna däremot uppvisar ofta mycket stora variationer, ibland under 0,1 db och ibland över 0,5 db. Vi ser också att en godkänd fiberkontakt får dämpa lika mycket som en hel kilometer fiber! Varifrån kommer då dessa stora dämpningar och varför varierar värdet så mycket? 1. Smuts 2. Repor 3. Dålig centrering 1: Skitiga kontakter är den enskilt största felorsaken i fibernät. Använd alltid ett bra fibermikroskop. Man ska veta att kontakten är ren, inte to eller gissa. Bara för att den kommer direkt från fabriken betyder det inte att den är tillräckligt ren för att klara våra krav. Dålig tvättning med skitig sprit och dammiga trasor duger inte heller. Ett mikroskop lönar sig i längden! 2: Repor är inte så vanligt när man jobbar i nyproduktion, eftersom kontakterna är nya. Men glöm inte bort att mätkablarna utsätts för betydande slitage. Enligt specifikationerna ska en fiberkontakt tåla att sättas i och tas ur ett par hundra gånger, och en mätsladd förväntas hålla i evighet Återigen är det mikroskopet som är den enda trovärdiga domaren. Så långt är det enkelt, men nu börjar det hetta till! 3: Dålig centrering av den ena eller andra fiberkärnan i en fiberskarv är huvudorsaken till dämpning i en fiberkontakt. Men vad som är rätt och fel kan vara lite stökigt att lista ut, så låt oss börja med uppbyggnaden av en fiberkontakt: Man tillverkar en ferrul, 2,5 mm i diameter (plus minus en mikrometer) Man gör ett hål mitt i ferrulen (plus minus en mikrometer) Hålet måste vara någon mikrometer större än fibern som limmas dit, alltså hamnar fibern i mitten av hålet (plus minus en mikrometer) Sen får vi hoppas att fiberkärnan sitter mitt i manteln (plus minus en mikrometer) Vad är chansen att den lilla fiberkärnan sedan hamnar exakt centrerad mitt i ferrulen? Sedan sätter vi in fiberkontakten i ett mellanstycke, hamnar den då mitt i igen eller. Och till sist sätter vi i en annan fiberkontakt i mellanstyckets andra sida, kommer verkligen fiberkärnorna att mötas perfekt? Är det inte mer sannolikt att dom missar varandra med någon mikrometer? Om jag lyckas para ihop två vindögda kontakter som pekar åt motsatt håll får jag en jättestor dämpning. Parar jag två andra som pekar åt samma håll SIDA 1/5
blir det i stort sätt ingen dämpning alls och däremellan händer ungefär vad som helst. Och förresten, dämpning mäts i db, men jämfört vadå? Dämpningsvärdet anger hur mycket dämpning just denna kontakt har jämfört min mätkabel. Byter jag ut mätkabeln kan jag få ett helt annat värde! Med en mätkabel som pekar sydväst kommer jag att kunna underkänna bra kontakter som pekar nordost och samtidigt godkänna dåliga kontakter i sydväst! Nu när förvirringen är total, så är det dags att börja reda ut eländet. Först och främst, hur ska jag bevisa vad som är rätt och vad som är fel? Ett sätt att leta upp den perfekta kontakten är att skaffa ett instrument där man lyser in i fibern och roterar kontakten mot en TV-kamera. Har men en stor offset får man en stor cirkel. En liten offset ger en liten cirkel och den perfekta kontakten visar bara en prick. Eftersom det inte är så många som betalar 200 papp för ett sådant instrument får vi tänka till, vi tar det från andra hållet! Dom som producerar fibersladdar i tusental är givetvis intresserade av att tjäna pengar. Tillverkar man tusentals kontakter kommer ju de allra flesta rent statistiskt att ligga rätt nära mitten. Om tillverkarens mätkabel är perfekt centrerad kommer man att godkänna de flesta kontakterna man tillverkar. Om å andra sidan man använder en dåligt centrerad mätkabel kommer man att underkänna väldigt många bra kontakter. Eftersom detta definitivt ger dålig ekonomi kan Du lita på att kontakttillverkaren verkligen ser till att hans mätsladdar är superbra centrerade! Slutsatsen blir alltså att ett enkelt sätt att fixa en BRA mätkabel är att helt enkelt välja ut en sladd med en kontakt vars dämpnig enligt testprotokollet ligger under 0,1 db! Ett annat nyckelord ovan är jämfört vadå. När någon planerar ett fibernät sätter han specifikationerna. Om han anger att kravet på kontaktdämpning är bättre än 0,5 db menar han i praktiken att oavsett vilken patchcord jag sätter in i vilken ODF-kontakt som helst ska jag aldrig riskera att dämpningen överstiger 0,5 db. Detta kallas på teknikerspråk för db-random Om vi kontrollmäter nätet med vår fina kontakt och godkänner en kontakt som pekar 0,5 db nordost och en som pekar 0,5dB sydväst och sedan kopplar ihop dessa två kommer vi att få en betydligt högre dämpning, kanske 0,8 db! För att vi ska kunna hålla slutmålet 0,5 db random borde vi alltså skärpa kraven eftersom vi mäter med en riktigt bra referenskontakt som ligger under 0,1 db. Om vi istället översätter kravet från 0,5 db random till 0,3 db ref så kommer vi att uppnå kundkravet 0,5 db random eftersom 0,3 db nordost mot 0,3 db sydväst ger runt 0,5dB. Minns detta om mätkablar i allmänhet: Se alltid till att fiberkontakterna är rena och inte alltför slitna. Det enda säkra sättet är att använda ett fibermikroskop. Se alltid till att välja ut en speciell mätkabel med under 0,1 db dämpning på den kontakten Du stoppar in i ODF`en. (den andra sidan spelar ingen större roll, den dämpningen ligger utanför mätkurvan) Resten finns alltid här på hemsidan om Du behöver repetera eller förklara för någon annan. Viktiga begrepp vid OTDR-mätning när man mäter med OTDR tillkommer två begrepp som påverkar mätresultatet, dödzoner och modfält. Dödzon Ett av syftena med OTDR-mätningen är att ta reda på ingångskontaktens dämpning. För att mäta detta analyserar man först kurvan mellan SIDA 2/5
första och andra spiken, hur högt på skärmen den ligger och vilken lutning den har. Sedan gör man samma sak mellan andra och tredje spiken och jämför höjderna. Denna skillnad är då lika med ingångskontaktens dämpning. För att detta ska kunna göras någorlunda noggrant vill det till att man har tillräckligt mycket data på den första fibern, alltså anslutningsfibern, hädanefter kallad startkabeln. Spiken som uppstår när ljuset passerar en fiberkontakt är egentligen snarare en kloss, därför att den har en längd. En vanlig pulslängd när man mäter i korta förbindelser är 10 nanosekunder. I OTDRens synvinkel motsvarar detta ungefär 1 meter. När man mäter på långa fibrer använder man längre pulser, kanske en mikrosekund. En sådan puls är i OTDR-världen 100 meter lång! I detta exempel kan man se hur en 100 meter lång anslutningsfiber fungerar fint på 100 nanosekunder och på 275, men när pulsbredden ökas till en mikrosekund så kan man inte längre mäta den första kontakten. Den enkla slutsatsen är att Du alltid ska ha en startkabel som är längre än den längsta puls Du tänker använda. Jobbar Du bara med accessnät och stadsnät kan DU oftast klara Dig på en 30- meterkabel, men om Du ibland mäter med längre pulser rekommenderas en mycket längre OTDR-sladd, oftast 1000 meter lång. För att den ska vara praktisk att hantera brukar den vara specialbyggd för ändamålet, inbyggd i en lämplig låda. Dessa fiberkablar brukar också kallas för dödzonseliminator. En del sämre OTDR-instrument har problem med själva starten på kurvan, därför händer det att man ibland kan tvingas använda kilometerkablar även på de kortaste förbindelserna, och ibland är det helt enkelt så att uppdragsgivaren har sagt Du ska mäta med kilometerrulle. Då är det enklast och billigast att skaffa en och köra. På den internationella marknaden kan man se två sorter, en version är en låda med fiber som det sitter två skarvstycken på. Det är då meningen att Du ska ta en kort fibersladd från OTDR till lådan och ytterligare en kort från lådan till ODF, komplett idiotiskt. Detta kommer ju inte att eliminera dödzonen bara skapa två till, och Du kommer inte ens att kunna mäta fram dämpningen i kontakten. Tack och lov har jag nästan aldrig sett dessa lådor i Sverige. Här i landet brukar vi ha en låda med 1000 meter fiber inuti, och två svansar som kommer ut ur den, oftast 2 meter långa. Här tillför vi inga extra kontakter, vilket ger bra mätningar. Skillnaden mellan fabrikaten ligger mer i formatet. Bland de svenska produkterna finns det allt från stora vattentäta Pelikan-väskor med flera olika fibrer i samma låda ner till den så kallade Pucken där man klämt in kilometern i minsta möjliga radie i en rund burk. På ovansidan har man ett extrautrymme för fibersvansarna och ett skruvlock för transportskydd. Naturligtvis är det också ganska stora prisskillnader mellan varianterna! Det som oftast avgör valet är hur svår den är att transportera. Nu till den svårare delen, modfältets inverkan på mätningen: Den som gjort OTDR-mätningar på svetsskarvar vet att instrumentet ibland visar positiva skarvar. Detta innebär ju inte alls att skarven har negativ dämpning / förstärkning. Det är i SIDA 3/5
själva verket ett av de fenomen som uppstår när fiberns modfält är olika till höger och vänster om skarven. Vi ska ju alltid hålla i minnet att OTDR-instrumentet egentligen inte MÄTER dämpning utan istället tittar på hur reflexionerna förändras längs med fibern. I detta exempel säger OTDRkurvan att reflexionerna till vänster om mitten är lite högre än dom är till höger. Redan gamla farbror Fresnel sa för över hundra år sen att kör jag en given mängd ljus genom ett rör, så kommer en liten del av detta att reflekteras tillbaks i röret, proportionellt mot ljusmängd och rörets diameter. Krymper jag ihop rörets diameter kommer återspridningen i det tunnare röret bli större än i det tjocka. På fiberspråk säger man att fiberns återspridning varierar med modfältsdiametern. I bildexemplet kan vi direkt säga att negativ dämpning finns inte, alltså har man svetsat ihop två fibrer med olika modfält, och den som är till höger har en mindre modfältsdiameter. Skulle vi istället flytta över vår OTDR till andra sidan och mäta samma skarv skulle vi se en väldigt hög skarvdämpning och för att få fram det sanna skarvvärdet måste vi addera dessa mätningar och dela med två. Detta är välkänt och ren standarprocedur för skarvmätning, men glöm inte att detta fenomen också finns i fiberkontakter! Ytterligare förvirrande kan det bli när man svetsar kabel av ett fabrikat mot en korta pigtails från en annan fibertillverkare och mäter genom en tredje tillverkares fibersladd! Ett exempel jag stött på var när vi fick klagomål på att en fibersvets vi sålt gjorde dåliga svetsar. Man svetsade pigtails från Nexans mot fiberkabel från Ericsson. Genom att mäta från båda hållen kunde vi påvisa att modfältsskillnaden mellan Nexans och Ericsson fick OTDR-instrumentet att tro att dämpningen i svetspunkten var för hög, när det i själva verket var missmatchning mellan modfälten. En annan klassiker är när man svetsar in en ny fiber mot en gammal, då uppkommer nästan alltid dessa gainers, positiva skarvar. Detta kan skyllas på de förändringar som vår standardfiber, G.652 har gått igenom genom tiderna. För varje ny version av standarden som publicerats, har modfältsdiametern förändrats, som regel blir den mindre för varje ny version. I praktiken är detta orsaken att skarvar mellan gamla och nya fibrer nästan alltid uppvisar positiva värden. Extra tydligt blir det när man kopplar ihop en gammal standardfiber med en av de senaste fibrerna, den som tål extrema böjradier (G.657). Bara skillnaden i modfältet kan teoretiskt göra att mätvärdet på en OTDR blir 0,7 db fel! För att helt undvika att bli lurad av detta fenomen skulle man behöva en hel arsenal av startkablar med olika modfältsdiametrar, men detta vore ju inte särskilt praktiskt. Istället får man nog gilla läget och välja den version som ligger närmast genomsnittet av ens arbetsuppgifter. Eftersom det mesta arbetet utförs på modern G.652.D-fiber ligger den närmast till hands att välja. Naturligtvis kommer man då och då att få problem, men om man bara vet vad man håller på med så går det att hantera! Får Du systematiskt underliga värden på kontaktdämpningen enligt Din OTDR, fundera på modfälten ett tag. (det behöver ju inte vara höga värden, det kan också vara löjligt låga kontaktdämpningar!) Lämna då kvar Din startkabel i ODF-en, och gå över till andra sidan med Din OTDR och mät samma kontaktövergång från andra hållet (det spelar ingen roll vilken OTDR-sladd Du kör med i detta fall.) Får Du samma dämpningsvärde mellan startkabeln och ODF-en i båda riktningarna är mätvärdet sant. Får DU olika mätvärden beroende på mätriktning, lägg ihop siffrorna och dela med två. Då får Du reda på din verkliga kontaktdämpning. Ett par exempel: -0,1 db ena riktningen, -0,5 db i andra: (-0,1)+(-0,5)= -0,6; -0,6/2= -0,3dB skarvdämpning Modfältsskillnaden i ena riktningen gör att skarven tolkas 0,2 db bättre än sanningen, i motsatt riktning tolkas den 0,2 db för dålig. +0,2dB ena riktningen, -0,6 db i andra: (+0,2)+(-0,6)= -0,4; -0,4/2= -0,2dB skarvdämpning Modfältsskillnaden i ena riktningen gör att skarven tolkas 0,4 db bättre än sanningen, i motsatt SIDA 4/5
riktning tolkas den 0,4 db för dålig. Tar Du skillnaden mellan det uppmätta värdet i ena riktningen och medelvärdet så får Du reda på hur modfältsskillnaden påverkar ALLA mätningar från det hållet. Alltså kan Du skriva in en notis i protokollet att alla kontaktdämpningar uppvisar +0,20 db offset, beroende på modfältsskillnader mellan kundens fiber och mätkabeln. Det finns flera utredningar om detta på internet från bland annat Corning och Draka som visar att en G.652 till G.657-övergång kan misstolkas med upp till 0,7 db, bara på grund av modfältens inverkan. Var också beredd på att det emellanåt dyker upp andra ovanliga sorters fiber, som exempelvis G.655 dispersionsskiftad höghastighetsfiber. Det vettigaste sättet att mäta på dom är att skaffa mätkablar av samma typ, men det låter sig inte alltid göras. Innan Du köper en startkabel, kolla upp vilken fiber som sitter inuti! Minns detta om OTDR-mätkablar: Den ska givetvis uppfylla allmänna krav för mätkablar Den bör vara tillräckligt lång, minst 30 meter i lokala nät, annars helst en kilometer Den ska ha fasta fibersvansar, inga mellanstycken Den bör ha samma sorts fiber som den Du ska mäta på, annars kan Du få en offset på alla Dina mätningar. Bästa kompromiss är G.652.D-fiber Se gärna i vår web-shop för vettiga alternativ SIDA 5/5