Ein Einkäufer genehmigt eine Glasfaser-Stückliste, ein Team verlegt das Kabel, und bei der Übergabe liegt der Dämpfungswert der Verbindung 1,5 dB über dem berechneten Budget. Der Disponent gibt dem Installateur die Schuld, der Installateur schiebt die Schuld auf die Steckverbinder, und der Techniker holt die Berechnungen noch einmal hervor und stellt fest, dass sich niemand darauf geeinigt hat, was als “Steckverbinder” gilt. Genau solche Meinungsverschiedenheiten soll ein Einfügedämpfungsbudget verhindern: eine einzige Zahl, auf die sich das Beschaffungsdokument, die Abnahmeprüfung durch den Installateur und das Betriebsteam alle stützen. Dieser Leitfaden erklärt, wie man diesen Wert für Singlemode- und Multimode-Glasfaserverbindungen ermittelt, welche Referenzwerte zu verwenden sind und wo die Berechnungen bei realen Installationen üblicherweise fehlschlagen.
Was ein Einfügungsverlust-Budget tatsächlich erfasst
Die Einfügedämpfungsbilanz ist die Summe aller zu erwartenden optischen Leistungsverluste entlang einer passiven Verbindung: Faserdämpfung pro Kilometer, Verlust pro gestecktem Steckerpaar und Verlust pro Spleiß. Die Gesamtsumme dient als Maßstab für das Bestehen oder Nichtbestehen bei der Abnahmeprüfung und als Auslegungsrahmen während der Entwicklungsphase. Dabei sind drei Faktoren von größter Bedeutung:
- Faserdämpfung in Abhängigkeit von der Entfernung bei der Betriebswellenlänge (1310 nm und 1550 nm für OS2-Singlemode; 850 nm für OM3-, OM4- und OM5-Multimode).
- Verlust des gesteckten Steckverbinderpaares bei der angegebenen Polierqualität (PC, UPC oder APC).
- Spleißverlust, bei Fusion-Spleißen bei Singlemode-Kabeln und bei Fusion- oder mechanischem Spleißen bei Multimode-Kabeln.
Die Standards, auf denen die Zahlen basieren, sind TIA-568 für die allgemeine Verkabelung, die Referenz für das FOA-Verlustbudget für die technische Praxis, IEC 61753-1 für die Leistungsfähigkeit von Bauteilen und Telcordia GR-326 für die Qualifizierung von Singlemode-Steckverbindern. Ingenieure, die eine neue Stückliste erstellen, stützen ihre Berechnungen in der Regel auf die Worst-Case-Werte gemäß TIA-568 und nicht auf die für den Hersteller typischen Werte, da die Abnahmeprüfung unter den Worst-Case-Bedingungen bestanden werden muss und nicht unter den idealen Reinigungswerten, die in den Datenblättern der Hersteller angegeben sind.
Verluste nach Komponenten: Glasfaser, Spleisse, Steckverbinder
Die meisten Ingenieure beginnen damit, alle Komponenten aufzulisten und zu zählen. Bei einer 10 km langen FTTH-Backhaul-Strecke sind das 2 km OS2-Kabel im Innenbereich bis zum ODF, 8 km OS2-Kabel im Außenbereich bis zum Splitter sowie ein PON-Splitter und die Anschlussleitung zum Kundenstandort. Jedes Segment hat seine eigene Anzahl an Glasfasern, Steckern und Spleissen, die alle in derselben Gesamtsumme zusammengefasst werden. Die Vorgehensweise besteht darin, jedes gesteckte Paar, jeden Spleiss und jeden Meter Glasfaser zu zählen und dann mit dem Einheitswert aus der gewählten Referenztabelle zu multiplizieren.
Bei den Referenzwerten, die in den meisten Beschaffungsunterlagen verwendet werden, handelt es sich um TIA-568-Worst-Case-Werte und nicht um herstellertypische Werte. Herstellertypische Werte sind die vom Hersteller unter idealen Reinigungs- und Steckbedingungen angegebenen Werte; Worst-Case-Werte sind die Werte, die ein Abnahmetester mit einem Referenz-Launch-Kabel misst. Für eine Reihe von Patchfeldern in einem ODF, ein 12-Port-LC-Panel bietet 12 gesteckte Paare, nicht 12 Anschlüsse.
| Komponente | Typischer Verlust | TIA-568 Maximal | Referenzstandard |
|---|---|---|---|
| OS2-Faser bei 1310 nm | 0,35 dB/km | 0,4 dB/km | ITU-T G.652.D |
| OS2-Faser bei 1550 nm | 0,22 dB/km | 0,3 dB/km | ITU-T G.652.D |
| OM3/OM4-Faser bei 850 nm | 3,0 dB/km | 3,5 dB/km | TIA-568.3-D |
| Fusionsspleiß (Single-Mode) | 0,05 dB | 0,3 dB | GR-1209 / GR-1221 |
| Mechanische Spleißverbindung | 0,2 dB | 0,3 dB | TIA-568 |
| Steckerpaar (UPC) | 0,2 dB | 0,75 dB | TIA-568 / GR-326 |
| Steckerpaar (APC) | 0,15 dB | 0,75 dB | TIA-568 / GR-326 |
| PLC-Splitter 1×32 | 16,5 dB | 17,0 dB | GR-1209-CORE |
Das gleiche Tabellenformat eignet sich auch als Beschaffungsspezifikation. Führen Sie die Komponente, den vom Anbieter zu garantierenden Verlust pro Einheit, das Prüfverfahren und den Referenzstandard auf. Ein Posten mit der Bezeichnung “SC-Stecker, Singlemode, UPC-Polierung”, bei dem die Poliergüte nicht angegeben ist, lässt Spielraum für generische PC-Stecker, die zwar steckbar sind, aber bei einer Rückflussdämpfung von über 40 dB den Test nicht bestehen.
Steckverbinderverluste nach Polartyp und Güteklasse
Die Polierqualität ist die wichtigste Variable, die Beschaffungsteams übersehen, wenn sie die Stückliste ausschließlich nach Steckertyp festlegen. Ein LC-Stecker kann PC-, UPC- oder APC-poliert sein, und jede Polierqualität wirkt sich unterschiedlich auf das Verlustbudget und das Rückflussdämpfungsbudget aus. UPC ist der Standard für Transceiver in Rechenzentren und die meisten Unternehmens-Switches. APC, erkennbar an der um 8 Grad abgewinkelten Stirnfläche, ist für RF-over-Fiber, GPON und alle analogen Videoverbindungen erforderlich.
Ein UPC-Stecker erreicht in der Regel einen Rückflussdämpfungswert von 50 dB oder besser; ein APC-Stecker erreicht 60 dB oder besser. Beschaffungsspezifikationen, in denen lediglich “SC-Stecker, Singlemode” angegeben ist, ohne die Polierart zu nennen, führen fast immer zur Verwendung von UPC – was für digitales Ethernet zwar in Ordnung ist, für analoge oder HF-Verbindungen jedoch ungeeignet ist.
| Polnisch | Einfügungsdämpfung (typisch) | Rückflussdämpfung | Anwendung zur Best-Fit-Analyse |
|---|---|---|---|
| PC (körperlicher Kontakt) | 0,2 dB | mindestens 40 dB | Ältere Multimode-Typen OM1 / OM2 |
| UPC (Ultra Physical Contact) | 0,2 dB | mindestens 50 dB | Digitales Ethernet, Rechenzentrum |
| APC (physischer Kontakt mit 8-Grad-Winkel) | 0,15 dB | mindestens 60 dB | RF-über-Glasfaser, GPON, analoges Video |
Beachten Sie bei der Auswahl des Steckschlüssels die Farbkodierung der Adapter: UPC-Adapter sind blau (Single-Mode) oder beige/aqua (Multimode), und APC-Adapter sind immer grün. Kaufen Sie grüne Glasfaseradapter und UPC SC-Stecker von verschiedenen Herstellern lassen sich nicht miteinander verbinden, da die Geometrie der Ferrulen mechanisch nicht kompatibel ist. Das Gleiche gilt für LC-Stecker Familien.
MPO- und MTP-Kanäle mit hoher Dichte: Eine andere Verlustberechnung
Mehrfaser-MPO/MTP-Kanäle durchbrechen das einfache Modell “ein gestecktes Paar entspricht einem Steckverlust”. Jeder MPO-Stecker führt 8, 12 oder 24 Fasern, und als Referenzmethode wird eine Dreikabel-Referenz anstelle der bei Duplex-SC- und LC-Steckern verwendeten Zweikabel-Referenz verwendet. Bei der MPO/MTP-Prüfung gemäß TIA-568 kommt die Drei-Kabel-Methode zum Einsatz, weshalb ein einzelnes gestecktes Paar typischerweise etwa 0,35 dB und im ungünstigsten Fall 0,6 dB beiträgt – etwa doppelt so viel wie ein einzelnes UPC-Paar.
Bei einem 400G-SR8- oder 400G-SR4.2-Kanal, bei dem 8 bzw. 4 Fasern parallel betrieben werden, summiert sich das Verlustbudget aus allen aktiven Fasern sowie den MPO-zu-LC-Abzweigverlusten an jedem Ende. In der Praxis wird jede der 8 Fasern einzeln mit einem Fan-Out-Kabel getestet und anschließend die Faser mit dem schlechtesten Ergebnis mit dem Verlustbudget verglichen. Ein typischer 400G-Kanal über zwei gesteckte MPO-Paare und 30 m OM4-Stammfaser weist eine Einfügungsdämpfung von etwa 2,5 dB auf; IEEE 802.3 erlaubt bei SR8 auf 100 m gegenüber OM4 eine Abweichung von bis zu 6 dB. Hinweise zur MPO-Polarität von Fluke Networks Gehen Sie die drei Optionen A, B und C für die Polarität von Trunk und Breakout durch.
| MPO/MTP-Komponente | Typischer Verlust | Maximalwert gemäß TIA-568 | Anmerkungen |
|---|---|---|---|
| MPO-Paar (Single-Mode) | 0,35 dB | 0,6 dB | Dreileiter-Referenzverfahren |
| MPO-Steckerpaar (Multimode OM4) | 0,30 dB | 0,5 dB | Dreileiter-Referenzverfahren |
| MPO-zu-LC-Fanout (pro Kanal) | 0,5 dB | 1,0 dB | Enthält 1 Paar |
| MPO-Polaritätsumkehr (Methode B) | + 0,0 dB | + 0,0 dB | Keine Verluststrafe bei korrekter Polarität |
Die Polaritätsprüfung ist eine eigenständige technische Überprüfung und kein Posten im Verlustbudget, wird jedoch im Rahmen desselben Abnahmetests durchgeführt. Eine nicht übereinstimmende Polarität zwischen Haupt- und Abzweigkabeln ist der häufigste Grund dafür, dass ein 400G-Kanal zwar den Glasfaser-Durchgangstest besteht, aber beim Verbindungstest durchfällt.
Beispiel: 10 km FTTH-Backhaul bei 1310 nm
Rechenwirksame Angaben für eine typische FTTH-Backhaul-Verbindung im ländlichen Raum: 10 km OS2-Single-Mode-Kabel zwischen dem OLT-Standort und einem 1×32-PON-Splitter, mit einer Fusionsspleißstelle alle 2 km (fünf Spleißstellen), ein gestecktes Steckerpaar am ODF an jedem Ende (insgesamt zwei Paare) sowie eine Einfügedämpfung des Splitters von 16,5 dB.
Schritt 1, Glasfaserdämpfung: 10 km multipliziert mit 0,4 dB/km ergibt 4,0 dB.
Schritt 2, Spleißverlust: 5 Spleiße multipliziert mit 0,3 dB ergeben 1,5 dB.
Schritt 3, Steckverlust: 2 gesteckte Paare multipliziert mit 0,75 dB ergeben 1,5 dB.
Schritt 4, Verlust durch den Splitter: 1 multipliziert mit 16,5 dB ergibt 16,5 dB.
Gesamtverlust der passiven Verbindung: 23,5 dB.
Bei einem GPON-OLT der Klasse B+ mit einem optischen Budget von 28 dB verbleiben 4,5 dB für den Abzweigabschnitt und die ONT-Reserve. Der Abzweig, bestehend aus 500 m OS2 sowie zwei gesteckten Adernpaaren, verursacht einen Verlust von etwa 0,7 dB, was deutlich innerhalb des Budgets liegt. Außenbereich Glasfaser-Anschlusskästen Am Gebäudeeingang müssen die Dimensionen auf das Worst-Case-Szenario ausgelegt sein, nicht auf die angegebene Entfernung.
Entscheidungsbaum: So erstellen Sie das Einfügeverlustbudget für Ihre Verbindung
Verschiedene Link-Typen folgen unterschiedlichen Entscheidungspfaden. Verwenden Sie diesen Baum, um die richtigen Werte für die einzelnen Komponenten auszuwählen, bevor Sie eine Tabellenkalkulation öffnen.
- Bei Singlemode-Kabeln mit einer Länge von mehr als 2 km sollten Sie von den TIA-568-Werte für den ungünstigsten Fall bei Singlemode-Kabeln ausgehen, alle 1 bis 2 km jede Spleißstelle zählen und die in der Stückliste (BOM) angegebene Polierqualität gemäß GR-326 anwenden.
- Bei Single-Mode-Kabeln mit einer Länge von weniger als 2 km ist die Dämpfung vernachlässigbar. Der größte Kostenfaktor sind die Steckverbinderpaare; jedes Patchfeld und jede Abzweigung ist als separates, gestecktes Paar zu zählen.
- Bei Multimode-OM3- oder OM4-Kabeln in einer Rechenzentrumsreihe sollten Sie den 850-nm-Worst-Case-Wert (3,5 dB/km) nur dann zugrunde legen, wenn die Strecke länger als 50 m ist. Bei einer Länge unter 50 m sollten Sie den typischen Wert von 3,0 dB/km verwenden und die Anwendung an die Anwendungsgrenze anpassen (100GBASE-SR4 = max. 1,5 dB Kanalverlust).
- Wenn die Verbindung einen MPO/MTP-Trunk enthält, verwenden Sie den Referenzwert für drei Adern, zählen Sie den MPO-zu-LC-Fanout als separate Verlustleitung und planen Sie die Kapazität pro Faser statt pro Trunk ein.
- Wenn die Verbindung einen PON-Splitter enthält, fügen Sie die angegebene Einfügungsdämpfung des Splitters (in der Regel 16,5 dB für 1×32, 13,5 dB für 1×16) als separate Position hinzu und verrechnen Sie den Rest der OLT-Klasse.
- Bei FTTA oder 5G im Außenbereich sollten Sie mindestens 1 dB Umgebungsreserve für Temperaturdrift einkalkulieren und an jeder Außenverbindung Glasfaser-Anschlussdosen der Schutzklasse IP67 verwenden.
Die übersichtlichste Beschaffungsübersicht ist eine einseitige Tabelle, in der alle Komponenten, der Verlust pro Einheit, die Stückzahl und die Gesamtsumme aufgeführt sind. Jeder, der die Akte zur Hand nimmt – sei es ein Ingenieur, ein Installateur oder ein Prüfer –, kann nachvollziehen, woher jedes einzelne dB stammt. Speichern Sie diese Tabelle im Projektordner; sie dient in den nächsten zehn Jahren als Referenz für Umzüge und Änderungen.
Häufig gestellte Fragen
Frage 1: Wie hoch ist ein realistischer, in der Praxis erprobter Verlust bei einer brandneuen OS2-Verbindung mit zwei gesteckten Steckerpaaren?
A: Bei einer Übertragungsstrecke von 1 km bei 1310 nm liegt der Gesamtverlust in der Regel zwischen 1,0 und 1,6 dB über die gesamte Strecke. Ein Wert über 2,0 dB bedeutet in der Regel, dass einer der Stecker gereinigt oder neu gesteckt werden muss.
Frage 2: Wie viel Spielraum sollten wir über das berechnete Budget hinaus einplanen?
A: TIA-568 sieht bereits eine geringe technische Sicherheitsmarge vor. Darüber hinaus sollten Sie 1 dB für die Alterung von Spleißstellen und 0,5 bis 1 dB für zukünftige Umzüge und Änderungen einplanen. Als Faustregel gilt: 10 bis 15 Prozent des berechneten Budgets, aufgerundet.
Frage 3: Wo finde ich die offiziellen TIA-568-Nummern?
A: Die Normenreihen TIA-568.0-D, TIA-568.3-D und TIA-604 sind erhältlich bei der TIA-Onlineshop. Der Verband der Glasfaserindustrie Verlustbudget-Referenz listet dieselben Werte in Form eines frei zugänglichen Leitfadens auf.