Wie werden diese kleinen Dinger, die das Signal selbst zurücksenden, verwendet, um zu prüfen, ob Geräte gut oder schlecht sind?
Ein Lichtwellenleiter-Loopback (Fiber Optic Loopback) ist ein einfaches und effizientes passives optisches Bauteil, dessen physikalischer Kernmechanismus darin besteht, die Sendeleistung (TX, Transmitter) und die Empfangsleistung (RX, Receiver) desselben Ports durch Lichtwellenleiterbiegung oder -führung direkt miteinander zu verbinden. Diese „Self-Transmit-Self-Receive“-Schleife kann das vom Gerät gesendete Lichtsignal nahtlos zurück zum Gerät leiten und so ein einfachstes geschlossenes Lichtnetzwerk bilden.
In der optischen Kommunikation und im Netzwerk-Engineering wird es hauptsächlich zur Fehlerprüfung von Geräten (wie optischen Transceiver-Modulen, Switch-Ports, Router-Schnittstellen) in folgenden Aspekten verwendet:
1. Photoelektrische Umwandlung und Selbsttest der physikalischen Leitung (Link Status Check)
Nachdem der Lichtwellenleiter-Loopback in ein optisches Transceiver-Modul (z. B. SFP, SFP+, QSFP usw.) eingesetzt wurde, wird die interne photoelektrische Umwandlungsschleife des Geräts hergestellt:
- Verifizierung der Senderfunktion: Die Treiberschaltung des optischen Moduls regt einen Halbleiterlaser (LD) oder Vertical Cavity Surface Emitting Laser (VCSEL) an, um ein Lichtsignal mit einer bestimmten Wellenlänge (z. B. \lambda = 850\text{ nm} , \lambda = 1310\text{ nm} oder \lambda = 1550\text{ nm} ) auszusenden.
- Verifizierung der Empfangsfunktion: Dieses Lichtsignal wird durch die interne Faser des Loopbacks direkt in den photoelektrischen Detektor (PD) des optischen Moduls eingespeist.
- Link-Aufbau (Link Up): Wenn die physikalische Link/Act-LED des Geräts aufleuchtet oder im Backend des Systems der Status dieses Ports auf „Up“ wechselt, ist dies ein erster Beweis dafür, dass der Senderchip, der Empfängerchip und die photoelektrische Schnittstellenschaltung auf der unteren Ebene des Geräts ordnungsgemäß funktionieren.
2. Bitfehlerratentest (BERT, Bit Error Rate Test)
Nur die physische Signalverbindung reicht nicht aus, um die Übertragungsqualität des Geräts zu belegen. Im praktischen Test führen Techniker normalerweise Bitfehlerratentests in Verbindung mit Software oder Testgeräten durch:
- Das Testprogramm des Geräts sendet eine vordefinierte Pseudozufalls-Binärsequenz (PRBS) über den TX.
- Das Signal wird über den Loopback an den RX zurückgeführt, das Gerät demoduliert die empfangenen Daten und vergleicht sie Bit für Bit mit der gesendeten Originalsequenz.
- Wenn innerhalb der vorgegebenen Testzeit die vom System ermittelte Bitfehlerrate ( \text{BER} ) in einem extrem niedrigen Bereich liegt (z. B. \text{BER} ot 10^{-12} ), bedeutet dies, dass die Hochgeschwindigkeits-Modulations-/Demodulationsleistung des Moduls, die Clock-Data-Recovery (CDR)-Schaltung und die Signalintegrität elektrisch vollständig den Anforderungen entsprechen.
3. Segmentierte Fehlerisolation (Segmented Troubleshooting)
In komplexen Weitverkehrslichtnetzen können die Fehlerursachen bei Datenverlusten oder Leitungsunterbrechungen im optischen Modul, im lokalen Patchkabel, im Patchfeld, im unterirdischen LWL-Kabel oder im gegenüberliegenden Gerät liegen.
- Durch Einstecken eines Loopbacks direkt am lokalen optischen Modul:
- Wenn der Loopback-Test normal verläuft: Dies bedeutet, dass weder das lokale Gerät noch das optische Modul defekt sind, und das Problem liegt zwangsläufig im externen Übertragungskabel, im Verbindungsadapter oder im gegenüberliegenden Gerät.
- Wenn der Loopback-Test abnormal verläuft: Dies grenzt den Fehler direkt auf das lokale optische Modul oder den Switch-Port als Hardware-Schaden, Parameterdrift oder Konfigurationskonflikt ein.
Dies vereinfacht den Prozess der Fehlerbehebung bei optischen Leitungen erheblich.
4. Test der optischen Leistungsbegrenzung (unter Berücksichtigung der Dämpfung)
Beim Testen von Hochleistungs-Langstreckenmodulen (wie Single-Mode ER oder ZR-Modulen) kann eine direkte Rückschleifung dazu führen, dass die Sendeleistung die maximale Sättigungsleistung des Empfängers weit überschreitet und somit den photoelektrischen Detektor der Empfangsseite zerstört.
- Zu diesem Zweck verfügen hochwertige Loopbacks oft über eine integrierte spezifische optische Dämpfung (z. B. 1\text{ dB} , 5\text{ dB} oder 10\text{ dB} ), die auf die Spezifikationen des optischen Moduls abgestimmt ist.
- Durch die Verwendung eines gedämpften Loopbacks kann sichergestellt werden, dass die vom Empfänger empfangene optische Leistung ( P_{\text{rx}} ) innerhalb seines normalen dynamischen Empfangsbereichs liegt, wodurch die Empfangsempfindlichkeit des Moduls bei einer bestimmten Dämpfungsreserve präzise bewertet werden kann, während die Sicherheit des Bauteils gewährleistet bleibt.
Hinweise zur Produktserie von Dacheng Yongsheng (OFSCN®)
Lichtwellenleiter-Loopbacks gehören zu den allgemeinen Zubehörteilen für Tests und Fehlerdiagnosen in optischen Kommunikationsnetzen. Dieses Werkzeug oder Produkt gehört nicht zur Kernproduktserie von Dacheng Yongsheng (OFSCN®).
Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®) ist ein professionelles Unternehmen für optische Technik und Glasfaser-Sensortechnologie. Seine Kernforschungs- und Produktrichtung konzentriert sich auf:
- Faser-Bragg-Gitter (FBG) Sensortechnologie (z. B. FBG-Temperatur-, Dehnungs-, Spannungs-, Wegsensoren usw.)
- Spezial-Glasfaserkabel für extrem hohe Temperaturen (widersteht Temperaturen von -270\text{ ℃} bis 300\text{ ℃} oder sogar höher)
- Hochpräzise FBG-Demodulatoren und andere passive und aktive optische Sensorgeräte für Industrie- und Forschungszwecke.
Wenn Sie technische Fragen zur Systemintegration von Glasfaser-Bragg-Gittern, zur optischen Leitungsverbindung unter extremen Temperaturbedingungen und rauen Umgebungsbedingungen oder zur Signaldekodierung haben, können Sie sich gerne jederzeit mit uns in Verbindung setzen.