Optische Zeitbereichsreflektometrie, kurz OTDR ist ein Verfahren zum Testen und Messen von Lichtwellenleitern. Mit dem sogenannten OTDR-Verfahren lassen sich Lichtwellenleiterfehler direkt erkennen, aber auch Übertragungsparameter messen und analysieren. Die Messungen an den klassischen Koaxialkabeln und den TP-Kabeln erfolgen mit Time Domain Reflectometry Geräten.
Bei dieser OTDR Messung wird ein Lichtimpuls von einer Quelle des OTDR-Gerätes in den Lichtwellenleiter eingekoppelt. Dieser Lichtimpuls wird im Inneren der Glasfaser durch Rückstreuung, insbesondere aber an Kabelbrüchen, Spleißen, Adaptern und LWL-Steckern, reflektiert und gelangt so zurück zu dem OTDR-Messgerät, wo er gemessen und auch ausgewertet wird. Aus dieser Laufzeit des reflektierten Lichtpulses kann direkt auf einen Fehlerort geschlossen werden. Aus einem Dämpfungsverlauf des Impulses lassen sich Rückschlüsse auf die Art des Fehlers ziehen.
Da Lichtwellenleiter eine Dämpfung durch Rückstreuung und Absorption aufweisen, ist die Pegeldämpfung des Lichtpulses, dies ist das direkte Maß für eine Dämpfung des Lichtwellenleiters. An den Spleißen gibt es einen höheren Pegelabfall, an den Kerben oder fehlerhaften Verbindungselementen hingegen eine höhere der Reflexion, was zurErhöhung des reflektierten Lichts führt.
Hochgenaue Fehlerortung mit einer OTDR-Messung
Die Energie des Lichtpulses und seine Pulsbreite bestimmen die Zeit- und Pegelauflösung. Lichtimpulse mit größerer Impulsbreite haben eine geringere zeitliche Auflösung im Vergleich zu solchen mit schmaler Impulsbreite; sie haben jedoch eine bessere Pegelauflösung. Bei einer Lichtpulsbreite von einer Mikrosekunde kann von einer ortsbezogenen Auflösung von 100 Metern ausgegangen werden. So wird mit einer Pulsbreite von einem ns, eine Auflösung von zehn cm erreicht, mit einer Pulsbreite von 100 ns, eine Auflösung von zehn Metern und mit einer Pulsbreite von zehn Mikrosekunden eine Auflösung von 1 Kilometer. Die Pegelauflösung wird nun durch die höhere Energie breiterer Pulse um ca. fünf Dezibel pro Dekade verbessert: Dies bedeutet, dass ein 100 ns Lichtpuls eine um fünf dB bessere Pegelauflösung hat, als der Puls mit einer Breite von zehn ns.
Typische Glasfaserverbindungen zeichnen sich durch verschiedenste Beeinträchtigungen aus, die die Übertragungsleistung maßgeblich beeinflussen. Diese Mängel verursachen zusätzliche Rückstreuungen und Dämpfungen. Dazu gehören verschiedene Spleißungen, Schmelzspleißungen, Klebespleißungen und Crimpspleißungen, FOC-Steckverbindungen und darüber hinaus direkte Beschädigungen dieser Faser selbst, durch starke Biegungen, Risse oder Brüche. Jede der oben genannten Beeinträchtigungen hat ihre eigene typische Reflexionscharakteristik und kann daher direkt in der OTDR-Messung erkannt und auch analysiert werden.
Die Fehleranalyse mit einer OTDR Messung
Wird eine homogene Faser mit OTDR Messung analysiert, zeichnet sie sich durch konstante Rückstreuungen aus. Je nach dem Fasertyp, Singlemode-Faser oder Multimode-Faser, ist diese Rückstreuung kleiner oder größer und ist ein Maß für die Dämpfung für eine bestimmte Strecke. In der OTDR-Anzeige, in der der Pegel bzw. die Dämpfung vertikal aufgetragen wird und die Horizontale der Entfernungsachse darstellt, wird nun eine fallende Linie angezeigt. Das Verhältnis der vertikalen Anteile (Delta dB) zum entsprechenden horizontalen Anteil (Delta m) entspricht der Dämpfung der Faser.
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