BiDi-SFP-Leistungsmessung: Ein praktischer Leitfaden

A BiDi-SFP Prüfung der optischen Leistung kann mit einem gewöhnlichen optischer Leistungsmesser wenn das Messgerät jeweils nur eine bekannte Senderwellenlänge empfängt. Das gleiche Messgerät kann normalerweise zwei aktive Wellenlängen auf einer funktionierenden Einfaser-Verbindung nicht voneinander trennen, und eine Änderung der Wellenlängeneinstellung führt nicht zum Hinzufügen eines Wellenlängenfilters.

Diese Unterscheidung verhindert zwei häufige Fehler: dass man einem kombinierten Live-Messwert so viel Vertrauen schenkt, als stamme er aus einer einzigen Messrichtung, und dass man ein einwandfreies Modul aussortiert, weil das Messgerät auf die falsche Kalibrierungswellenlänge eingestellt war.

BiDi-SFP-Leistungsmessung: Was ein gewöhnliches Messgerät leisten kann

Testfrage	Ein gewöhnlicher optischer Leistungsmesser mit einem Anschluss?	Wichtige Bedingung
Messen Sie die Ausgangsleistung des Senders eines Moduls	Ja	Der Sender ist aktiviert, seine Wellenlänge ist bekannt, und das Messgerät unterstützt diese Wellenlänge und diesen Leistungsbereich.
Messen Sie die Leistung, die über die Glasfaser vom Fernmodul gelangt	Ja	Die Verbindung auf der Empfängerseite ist unterbrochen, sodass der Test die Verbindung unterbricht
Trennung beider Richtungen auf einer aktiven Einfaser-BiDi-Verbindung	Nein, nicht von sich aus	Verwenden Sie einen wellenlängenselektiven und entsprechend gerichteten Live-Test-Aufbau
Eine unbekannte optische Wellenlänge bestimmen	Nein	Verwenden Sie ein Wellenlängenmessgerät oder einen optischen Spektrumanalysator
Separate aktive PON-Kanäle und Upstream-Bursts messen	Nein	Verwenden Sie ein PON-Messgerät, das die erforderlichen Frequenzbänder und die Burst-Messung ausdrücklich unterstützt.

Die Kurzregel ist einfach: Ein bekanntes Signal ist messbar; gleichzeitige Wellenlängen lassen sich mit einem herkömmlichen Breitband-Leistungsmesser nicht einzeln identifizieren.

Warum sich BiDi-Tests von anderen unterscheiden

Bei einer herkömmlichen optischen Duplex-Verbindung wird eine Faser für die Übertragung und eine weitere für den Empfang verwendet. Bei einem BiDi-Paar mit fester Wellenlänge wird ein Strang in beide Richtungen genutzt. Eine interne wellenlängenselektive Komponente verbindet den lokalen Sender mit dem lokalen Empfänger:

• Seite A sendet mit der Wellenlänge A und empfängt mit der Wellenlänge B.
• Seite B sendet mit der Wellenlänge B und empfängt mit der Wellenlänge A.

Diese Verwendung von Wellenlängenmultiplex-Komponenten zur Kombination und Trennung zweier Wellenlängen auf einem Strang ist in der Ethernet Alliance dokumentiert. Ethernet über eine einzelne Glasfaser Material. ethernetalliance.org

Die beiden Module benötigen daher komplementäre TX- und RX-Wellenlängen. Außerdem müssen sie hinsichtlich Anwendungsbereich, Leitungsgeschwindigkeit, Reichweitenklasse, Steckverbinder, Fasertyp, optischem Budget und Host-Unterstützung aufeinander abgestimmt sein. Sollte die Kompatibilität noch unklar sein, nutzen Sie zunächst den Leitfaden von LuLeey, um zwei identische BiDi-SFP-Module.

Ein herkömmliches optisches Leistungsmessgerät verfügt über einen Breitband-Fotodetektor. Es misst die durchschnittliche optische Leistung, die auf diesen Detektor trifft. Bei der Wellenlängenauswahl wird die Kalibrierung für die gewählte Wellenlänge angewendet, da sich die Empfindlichkeit des Detektors mit der Wellenlänge ändert. Das Messgerät wird nicht so eingestellt, dass alle anderen Wellenlängen ausgeblendet werden. Glasfaserinstrumente

Aus diesem Grund kann durch die Auswahl von 1310 nm ein 1310-nm-Kanal nicht von einer anderen aktiven Wellenlänge am selben Testanschluss isoliert werden. Wenn mehrere Wellenlängen den Detektor erreichen, liefert die Anzeige kein verlässliches Ergebnis pro Kanal.

Test 1: Messen Sie den Ausgang des BiDi-SFP-Senders

Dies ist der aussagekräftigste Test, da nur der lokale Sender an das Messgerät angeschlossen ist.

1. Halten Sie die genauen Modul- und Hostbedingungen fest

Notieren Sie sich:

• Modulhersteller, Teilenummer und Revisionsnummer
• Nennwellenlänge des Senders und zulässiger Wellenlängenbereich
• Angegebene minimale und maximale Sendeleistung
• Host-Modell, Port, Firmware oder Treiber sowie konfigurierte Leitungsrate
• Steckertyp und Politur
• Ob der Sender aktiviert ist

Verlassen Sie sich nicht allein auf die Bezeichnungen “SFP”, “SFP+” oder “BiDi”. Die physikalische Kompatibilität sagt nichts über den korrekten SerDes-Modus des Hosts, die tatsächliche Verbindungsrate, die Codierung oder die optischen Spezifikationen aus.

2. Überprüfen Sie das Messgerät, bevor Sie es anschließen.

Vergewissern Sie sich, dass der optische Leistungsmesser:

• Verfügt über einen Kalibrierpunkt oder eine dokumentierte Genauigkeit für die TX-Wellenlänge des Moduls
• Deckt den gesamten erwarteten Leistungsbereich ohne Überlastung ab
• Verwendet den richtigen Adapter und die richtige Steckverbindung
• Verfügt über einen gültigen Kalibrierungsstatus für die von Ihnen benötigte Genauigkeit

Wenn ein Modul beispielsweise bei etwa 1270 nm oder 1330 nm sendet, sollten Sie nicht davon ausgehen, dass ein Messgerät, das nur auf 1310 nm kalibriert ist, die von Ihnen geforderte Messunsicherheit erfüllt. Der Hersteller des Messgeräts muss angeben, wie diese Wellenlänge berücksichtigt wird.

3. Die Teststrecke überprüfen und reinigen

Verwenden Sie einen als einwandfrei bekannten Referenz-Jumper, der zur Faser und zum Stecker des Moduls passt. Befolgen Sie dabei den Ablauf „Prüfen – Reinigen – Prüfen“. Ein verschmutzter Stecker kann zu zusätzlichen Verlusten führen und den Messadapter verunreinigen.

Schauen Sie niemals in ein Modul, einen Stecker oder eine Glasfaser hinein. Behandeln Sie diese Komponenten so lange als aktiv, bis sie gemäß dem korrekten Verfahren überprüft wurden.

4. Einen Sender isolieren

Lassen Sie das BiDi-Modul in dem dafür vorgesehenen Host installiert und stellen Sie sicher, dass der Sender aktiviert ist. Verbinden Sie dessen optischen Anschluss über die Referenzbrücke mit dem Leistungsmesser.

Das externe BiDi-Modul ist nicht Teil dieser Konfiguration. Das Messgerät empfängt nun nur noch die lokale TX-Wellenlänge.

5. Stellen Sie die Wellenlänge ein und lesen Sie die Leistung in dBm ab.

Wählen Sie die TX-Wellenlänge des Moduls oder die dafür ausdrücklich zugelassene Geräteeinstellung aus. Verwenden Sie dBm für die absolute optische Leistung, warten Sie, bis sich der Messwert stabilisiert hat, und notieren Sie den Betriebszustand.

Das Verkehrsmuster und der Senderstatus können das genaue Ergebnis der Durchschnittsleistung beeinflussen. Notieren Sie bei einer Überprüfung vor Ort, ob der Port verbunden war, zwangsweise aktiviert wurde, sich im Testmodus befand oder einfach ohne Gegenstelle sendete. Befolgen Sie bei einer Konformitätsmessung das im Modul oder in der Norm festgelegte Testmuster und die dort angegebenen Bedingungen.

6. Mit dem genauen Datenblatt vergleichen

Vergleichen Sie das Ergebnis mit der minimalen und maximalen Sendeleistung für genau diese Teilenummer und diesen Betriebsmodus. Verwenden Sie keine allgemeinen Grenzwerte eines anderen BiDi-Moduls mit derselben Entfernungsangabe.

Ein Messwert im TX-Bereich belegt, dass das Modul unter den Testbedingungen eine plausible Sendeleistung abgibt. Dies beweist jedoch nicht, dass die Wellenlänge korrekt ist, die Signalqualität gut ist, der Host das Modul akzeptiert oder der entfernte Empfänger den Datenverkehr wiederherstellen kann.

Test 2: Messung der über die Glasfaser ankommenden Leistung

Dieser Test überprüft den Fernbedienungssender sowie den installierten Lichtweg.

1. Vereinbaren Sie ein Wartungsfenster, da der lokale Empfänger vom Netz getrennt werden muss.
2. Lassen Sie das externe BiDi-Modul installiert und vergewissern Sie sich, dass dessen TX-Funktion auch ohne aktiven Gegenpart aktiviert bleibt.
3. Trennen Sie das lokale Modul von der Glasfaser und schließen Sie die Glasfaser an das Messgerät an.
4. Stellen Sie das Messgerät auf die TX-Wellenlänge des Fernmoduls ein.
5. Notieren Sie die Empfangsleistung in dBm.
6. Vergleichen Sie diese mit dem angegebenen Empfangsbereich des lokalen Moduls, einschließlich der unteren Leistungsgrenze und der maximal zulässigen Eingangsleistung.

Der Messwert umfasst Verluste durch die Leitung, Anschlüsse, Spleiße und alle passiven Komponenten. Es handelt sich nicht um den reinen Senderausgang des Fernmoduls.

Manche Hosts deaktivieren einen Laser, wenn der Port abgeschaltet wird oder wenn ein Diagnosefehler auftritt. Wenn das Messgerät keine Stromversorgung anzeigt, sollten Sie den Status von „TX enable“ und „TX-fault“ überprüfen, bevor Sie die Glasfaser als Ursache vermuten.

Warum ein herkömmlicher Zähler eine aktive BiDi-Verbindung nicht trennen kann

Ein Ein-Port-Leistungsmesser dient als Abschluss für die Glasfaser; normalerweise leitet er keinen Datenverkehr weiter. Wird er anstelle eines BiDi-Moduls angeschlossen, wird dieses Ende der Verbindung daher vom Netz getrennt.

Durch das Hinzufügen eines passiven Abzweigers können die Endpunkte verbunden bleiben, doch dadurch entsteht ein anderes Messproblem. Wenn der gemessene Anschluss beide BiDi-Wellenlängen enthält, kann ein herkömmlicher Breitbanddetektor nicht unterscheiden, wie viel Leistung auf die jeweilige Wellenlänge entfällt. Der angezeigte Wert hängt von der gesamten optischen Energie und dem Wellenlängenempfindlichkeitsverlauf des Detektors ab, während die gewählte Kalibrierung nur für eine Wellenlänge gilt.

Für störungsfreie Messungen pro Wellenlänge sollten Sie einen speziell für diesen Zweck konzipierten Aufbau verwenden, beispielsweise:

• Ein wellenlängenselektiver Leistungsmesser mit den erforderlichen Frequenzbändern
• Ein optischer Spektrumanalysator mit geeigneter Leistungsgenauigkeit und Auflösung
• Ein speziell entwickelter richtungsabhängiger optischer Abzweig oder Monitor, der die Richtung beibehält und den Abzweigverlust berücksichtigt

Überprüfen Sie die Einfügungsdämpfung der Live-Konfiguration, bevor Sie diese in eine grenzwertige Verbindung einbinden. Ein Abzweig oder Monitor verändert das optische Budget.

DDM im Vergleich zu einem externen Leistungsmesser

Die digitale Diagnoseüberwachung kann die Sende- und Empfangsleistung des installierten Moduls anzeigen. Dies ist besonders nützlich, da die Verbindung überwacht werden kann, ohne die Glasfaser zu trennen. LuLeey’s DDM/DOM-Leitfaden erläutert die gängigen Lesarten.

Die SNIA-Spezifikation SFF-8472 definiert Diagnosefelder für die TX-Ausgangsleistung und die RX-Eingangsleistung, macht deren Genauigkeit jedoch von der Wellenlänge, den Betriebsbedingungen und der Implementierung durch den Hersteller abhängig. members.snia.org

DDM und ein externes Messgerät messen nicht an derselben Stelle:

Lesen	Messpunkt	Optimale Verwendung
Modul TX DDM	Interner Sendermonitor	Das Startverhalten und die Alarme des Moduls grafisch darstellen
Externer Zähler am Modulausgang	Hinter dem Modulstecker und der Referenzbrücke	Unabhängige Überprüfung der gelieferten optischen Leistung vor Ort
Modul RX DDM	Im Inneren des eingebauten Empfängers	Beobachten Sie den aktuell empfangenen Pegel und dessen Veränderungen im Zeitverlauf
Externer Messwert an der Glasfaser auf der Empfängerseite	Am nicht angeschlossenen Glasfaserende	Überprüfen Sie die anliegende Spannung mit einem separaten Messgerät.

Geringfügige Abweichungen können durch Verluste an den Anschlüssen, durch Testbrücken, durch die Wellenlängenabhängigkeit, durch die Kalibrierung, durch Mittelwertbildung und durch die Genauigkeit der Module entstehen. Eine große Abweichung sollte Anlass zu einem wiederholbaren Vergleich geben und nicht zu der voreiligen Schlussfolgerung, dass eines der Messgeräte falsch liegt.

Notieren Sie beide Messwerte, die Wellenlänge, das Messgerätemodell, den Kalibrierungsstatus, die Jumper-Einstellung, den Anschlussstatus und die Temperatur. Vergleichen Sie jeden Wert mit seiner angegebenen Messunsicherheit und mit den genauen Modulgrenzwerten.

Verwenden Sie die PON-Prüfmethode nicht für Ethernet-BiDi

Sowohl Punkt-zu-Punkt-Ethernet-BiDi als auch PON nutzen mehrere Wellenlängen, doch ihre Testbedingungen unterscheiden sich. Die PON-Upstream-Übertragung kann burstbasiert erfolgen und hängt von der Kommunikation zwischen der ONU oder ONT und dem OLT ab. Ein geeigneter Inline-PON-Leistungsmesser nutzt unterstützte Filter und Durchgangsanschlüsse, um das PON-Netzwerk aktiv zu halten.

Ein mit “PON” beschriftetes Messgerät ist nicht automatisch für jedes Ethernet-BiDi-Paar geeignet, und ein allgemeines optisches Leistungsmessgerät ist kein wellenlängenselektives Live-PON-Messgerät. Verwenden Sie den Vergleich in PON-Leistungsmesser im Vergleich zum optischen Leistungsmesser wenn die Glasfaser Teil eines GPON- oder XGS-PON-Dienstes ist.

Häufige Fehler beim BiDi-Leistungstest

• Man wählt eine Wellenlänge aus und geht davon aus, dass das Messgerät nun jede zweite Wellenlänge aussortiert
• Messung einer angezapften, unter Spannung stehenden Glasfaser mit einem herkömmlichen Messgerät und Betrachtung des Ergebnisses als unidirektional
• Verwendung der Einstellung für die nächstgelegene Wellenlänge ohne dokumentierte Unsicherheit
• Vergleich der an der Faser ankommenden Leistung mit den reinen TX-Spezifikationen des Fernmoduls
• Vergleich von dBm und dB: dBm bezeichnet die absolute Leistung, während dB ein Verhältnis oder einen Verlust angibt.
• Den maximalen Eingangspegel des Messgeräts ignorieren
• Die Verwendung von UPC- und APC-Steckern in Kombination oder die Verwendung eines falschen Adapters
• Vertrauen auf die Dezimalgenauigkeit von DDM als garantierte Messgenauigkeit
• Ein Modul allein anhand der optischen Leistung als funktionsfähig einstufen, ohne Wellenlänge, Übertragungsrate, Fehler und Datenverkehr zu überprüfen

Ein Protokoll einer praktischen Prüfung

Feld	Richtung A nach B	Richtung B nach A
Modul-Teilenummer
Host- und Port-Modus
TX-Wellenlänge
Einstellung der Wellenlänge in Meter
Veröffentlichter TX-Bereich
Gemessene lokale Sendeleistung
Gemessene Leistung nach der Faser
Reichweite des Empfängers
DDM-TX/RX-Messwerte
Verwendete Steckverbinder, Brücken und Messgeräte

Praktischer nächster Schritt

Notieren Sie sich vor dem Test die beiden Modul-Teilenummern und zeichnen Sie zwei Pfeile ein: vom lokalen Sender zum entfernten Empfänger und vom entfernten Sender zum lokalen Empfänger. Tragen Sie bei jedem Pfeil die Wellenlänge und den zulässigen Leistungsbereich ein.

Wenn Sie lediglich eine Überprüfung des Ausfallfensters benötigen, testen Sie jeweils einen Sender nach dem anderen mit einem kompatiblen, kalibrierten optischen Leistungsmesser. Wenn die Verbindung aktiv bleiben muss und beide Wellenlängen separat gemeldet werden müssen, legen Sie stattdessen einen wellenlängenselektiven, verlustarmen Live-Test ein.

Verwenden Sie bei der Auswahl eines LuLeey-Prüfgeräts die ausgefüllte Zwei-Richtungs-Tabelle – und nicht nur den Begriff “optischer Leistungsmesser” –, um die Wellenlänge, den Messbereich, den Stecker und die Anforderungen an den Live-Test aufeinander abzustimmen.