Strukturierte Verkabelung · Referenz

Glasfaser-Verlustbudget-Referenz

Verlustrichtwerte für alle Komponenten eines optischen Links — Faserdämpfung nach Typ und Wellenlänge, Steckerverlust, Spleißverlust, passive Komponenten, Systembudget-Formeln und Margenempfehlungen.

Abkürzungen

GbEGigabit Ethernet: Eine Netzwerkgeschwindigkeit von 1.000 Megabit pro Sekunde — die heute übliche Standardgeschwindigkeit für kabelgebundene Büro- und Rechenzentrumsnetzwerke.
IECInternational Electrotechnical Commission: Die internationale Organisation, die elektrische Sicherheitsnormen für weite Teile der Welt außerhalb Nordamerikas festlegt. Wenn eine Tabelle eine IEC-Nummer nennt, verweist sie auf das offizielle Regelwerk hinter einer Berechnung.
LANLocal Area Network: Das Netzwerk innerhalb eines einzelnen Gebäudes oder Standorts — die Kabel, Switches und das WLAN, die Geräte an einem Ort miteinander verbinden.
OTDROptical Time-Domain Reflectometer: Ein Messgerät, das einen Lichtimpuls durch ein Glasfaserkabel schickt und die Reflexion misst, um Brüche, schlechte Spleißstellen oder übermäßige Dämpfung entlang der Kabelstrecke zu finden.
SFPSmall Form-factor Pluggable: Ein kleines, austauschbares Steckmodul, das einen Netzwerk-Switch mit einem Glasfaser- (oder manchmal Kupfer-)Kabel verbindet — wie ein Steckadapter, der denselben Switch-Port für verschiedene Kabeltypen nutzbar macht.
dBDezibel: Die Einheit, mit der Signalverluste in einer Glasfaser- oder elektrischen Verbindung gemessen werden. Es ist ein logarithmisches Verhältnis, keine lineare Skala — schon kleine dB-Werte sind bedeutsam; je weitere 3 dB geht ungefähr die Hälfte der Signalstärke verloren.

1. Systembudget und Sicherheitsmarge

Das Systembudget ist der maximal zulässige optische Pfadverlust vom Ausgang des Senders bis zum Eingang des Empfängers. Es ergibt sich aus den Transceiver- oder SFP-Datenblattangaben.

Systembudget-Formel

Systembudget (dB) = Min. Sendeleistung (dBm) − Empfangsempfindlichkeit (dBm)

Beispiel: Tx min. = −3 dBm, Rx-Empfindlichkeit = −20 dBm → Budget = 17 dB

Link-Margen-Formel

Marge = Systembudget − Gesamtverlust Link

Empfohlene Mindestmarge: 3 dB für Standardinstallationen. Kritische Links: 6 dB.

Die Marge berücksichtigt: Steckerverschleiß, verschmutzte Stecker, Biegeverlust, Messunsicherheit, zukünftige Reparaturen.

Niemals einen Link bis an das Budgetlimit planen. Ein Link ohne Marge versagt, wenn ein Stecker verschmutzt oder altert — beides ist über die Zeit nahezu sicher. Immer mindestens 3 dB Sicherheitsmarge einplanen.

2. Faserdämpfungskoeffizienten (dB/km)

Faserdämpfungsverlust = Dämpfungskoeffizient (dB/km) × Kabellänge (km). Immer den maximalen (Worst-Case-)Koeffizienten aus dem Faserdatenblatt verwenden.

Fasertyp	Norm	Modus	850 nm (dB/km)	953 nm (dB/km)	1310 nm (dB/km)	1550 nm (dB/km)	Typische Anwendung
OS2	G.652D / G.657A1	Singlemode	—	—	0,35	0,20	LAN-Backbone, Campus, Langstrecke
OS1	G.652A	Singlemode	—	—	1,00	0,70	Indoor-Plenum Singlemode
OM5	IEC 60793-2-10 Typ A1-OM5	Multimode	3,0	3,0	—	—	SWDM4, Kurzstrecke Rechenzentrum
OM4	IEC 60793-2-10 Typ A1-OM4	Multimode	3,0	—	—	—	10G/40G/100G Rechenzentrum
OM3	IEC 60793-2-10 Typ A1-OM3	Multimode	3,5	—	—	—	10G bis 300 m
OM2	IEC 60793-2-10 Typ A1d	Multimode	3,5	—	—	—	Legacy 1G/2G
OM1	IEC 60793-2-10 Typ A1b	Multimode	3,5	—	—	—	Legacy 62,5 µm

Immer den Datenblatt-Wert verwenden, nicht diese Tabelle. Die tatsächliche Kabeldämpfung hängt von Hersteller, Kabelkonstruktion, Installationsqualität und Temperatur ab. Diese Werte sind typische Planungsrichtwerte nach IEC 61280-4 und ISO/IEC 11801.

3. Maximale Glasfaser-Reichweite nach Protokoll

Die maximale Reichweite hängt sowohl vom Verlustbudget als auch von der modalen Bandbreite (bei Multimode) ab. Diese Angaben stammen aus IEEE- und Applikationsstandards.

Protokoll / Norm	Geschwindigkeit	Faser	Wellenlänge	Max. Reichweite	Hinweise
1000BASE-SX (IEEE 802.3z)	1 GbE	OM3 / OM4	850 nm	550 m	2× VCSEL
1000BASE-LX (IEEE 802.3z)	1 GbE	OS2 SM	1310 nm	5 km	Standardreichweite
10GBASE-SR (IEEE 802.3ae)	10 GbE	OM3	850 nm	300 m
10GBASE-SR	10 GbE	OM4	850 nm	400 m
10GBASE-LR	10 GbE	OS2	1310 nm	10 km
40GBASE-SR4	40 GbE	OM3	850 nm	100 m	4-Kanal MPO
40GBASE-SR4	40 GbE	OM4	850 nm	150 m	4-Kanal MPO
100GBASE-SR4	100 GbE	OM4	850 nm	100 m	4-Kanal MPO-12
100GBASE-LR4	100 GbE	OS2	1310 nm	10 km	CWDM4
400GBASE-SR8	400 GbE	OM5	850+953 nm	100 m	SWDM4

4. Stecker-Einfügedämpfung (je Steckerpaar)

Die Stecker-Einfügedämpfung wird je Steckerpaar gemessen — beide Stecker und die physische Verbindung. Jeden physischen Verbindungspunkt im Link zählen.

Steckertyp	Typischer Verlust (dB)	IEC 61753 Klasse	Hinweise
LC / SC — fabrikpoliert (UPC)	0,30	B	Standard Rechenzentrum / LAN
LC / SC — fabrikpoliert (APC)	0,30	B	Geringere Rückreflexion; SM-Langstrecke
LC / SC — feldkonfektioniert	0,50–1,00	—	Qualität abhängig von Techniker und Cleave
ST (Straight Tip)	0,40	—	Legacy; Bajonettverriegelung
FC (Fixed Connector)	0,40	—	Messtechnik, Singlemode
MPO / MTP (12-Faser)	0,50	—	Vorkonfektionierte Trunkkabel
MPO / MTP (24-Faser)	0,60	—	Hochdichte 100G+
Patchpanel-Port	0,30	—	Zählt als zusätzliches Steckerpaar

Alle Steckerpaare zählen. Ein typischer Link der strukturierten Verkabelung hat mindestens 4 Steckerpaare: Patchkabel am Sender und Empfänger (je 1 Paar = 2 Paare) + Patchpanel an jedem Ende (2 weitere Paare). Fehlende Stecker sind der häufigste Planungsfehler.

5. Spleißverlust

Spleißungen sind permanente Verbindungen zwischen zwei Faserenden. Sie verursachen weniger Verlust als Stecker, erfordern jedoch Spezialwerkzeug.

Schweißspleißung

Planungswert: 0,10 dB

Fasern werden durch Lichtbogenentladung ausgerichtet und verschmolzen. Standardmethode für Außen- und Langstreckenanlagen. Hohe Langzeitstabilität und sehr niedriger Verlust. Typische Messwerte: 0,02–0,08 dB je Spleißung.

Mechanische Spleißung

Planungswert: 0,30 dB

Fasern werden gecleaved und mit Indexmatching-Gel in einem mechanischen Gehäuse ausgerichtet. Für temporäre Reparaturen und Feldanwendungen ohne Spleißgerät. Höherer und variablerer Verlust als Schweißspleißungen.

6. Verlust passiver Komponenten

Komponente	Typischer Einfügeverlust	Hinweise
Festes Dämpfungsglied (inline)	Aufdruckwert (z. B. 5 dB, 10 dB)	Zur Leistungsreduzierung bei Empfängerüberlastung
Variables opt. Dämpfungsglied (VOA)	0,5–30 dB (einstellbar)	Test und Charakterisierung
WDM MUX/DEMUX (2-Kanal)	0,8–2,0 dB	Wellenlängensensitiv; je nach Kanal
CWDM MUX/DEMUX (8-Kanal)	1,5–3,0 dB	Je Kanal; steigt mit Kanalanzahl
DWDM MUX/DEMUX (40-Kanal)	2,0–5,0 dB	Verstärker ab ca. 80 km erforderlich
1×2 optischer Splitter (50:50)	3,5 dB	Leistungsteilung; 3 dB theoretisch + Überschussverlust
1×4 optischer Splitter	7,0–7,5 dB	4-fache Leistungsteilung; typisch PON
1×8 optischer Splitter	10,5 dB	PON-Verteilung; budgetkritisch

7. Berechnungsbeispiel — 10GBase-SR Link

Rechenzentrum OM4-Link, 200 m, LC-Stecker, 4 Steckerpaare, 2 Schweißspleißungen, 10GBASE-SR SFP (Tx = −1 dBm min, Rx = −9,9 dBm).

Komponente	Anzahl	Verlust je (dB)	Gesamt (dB)
OM4 Faser @ 850 nm (3,0 dB/km × 0,2 km)	1	0,60	0,60
LC-Steckerpaar	4	0,30	1,20
Schweißspleißung	2	0,10	0,20
Gesamtverlust Link			2,00 dB
Systembudget (−1 − (−9,9))			8,9 dB
Verfügbare Marge (8,9 − 2,0)			6,9 dB ✓

Ergebnis: Link besteht komfortabel mit 6,9 dB Marge — deutlich über dem 3-dB-Minimum.

Häufig gestellte Fragen

Warum weicht das berechnete Verlustbudget von der Datenblattangabe ab?

Datenblätter spezifizieren die minimale und maximale Transceiver-Leistung, nicht den Link. Das Verlustbudget verwendet die schlechteste Sendeleistung und die geringste Empfangsempfindlichkeit aus dem Datenblatt — beide Extremwerte gemeinsam ergeben ein konservatives Planungsbudget.

Dürfen APC- und UPC-Stecker gemischt werden?

Nein. Ein APC-Stecker (8°-Schrägschliff) passt physisch nur auf einen APC-Port. APC auf UPC zu stecken verursacht > 40 dB Verlust und kann den Stecker beschädigen. Im gesamten Link einen einheitlichen Schlifftyp verwenden.

Was ist der Unterschied zwischen Einfügedämpfung und Rückflussdämpfung?

Die Einfügedämpfung (Insertion Loss, IL) ist der Signalleistungsverlust durch eine Komponente — der Planungswert. Die Rückflussdämpfung (Return Loss, RL) ist die zum Sender zurückreflektierte Leistung — hohe RL (geringe Reflexion) ist für SM-Laserquellen vorteilhaft. APC-Stecker erreichen typischerweise RL > 60 dB, UPC-Stecker > 50 dB.

Verursacht das Biegen der Faser Verlust?

Ja. Makrokrümmungen (Radius kleiner als der vom Hersteller vorgegebene Mindestbiegeradius — typisch 15–30 mm) verursachen erheblichen Verlust. Singlemode-Faser reagiert empfindlicher als Multimode. G.657A2 biegeresistente Singlemode-Faser ermöglicht engere Radien. Den Mindestbiegeradius bei der Installation niemals unterschreiten.

Wie wird der tatsächliche Link-Verlust gemessen?

Mit einem OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) für verteilte Verluste und Fehlerlokalisierung, sowie einem optischen Leistungsmesser mit bekannter Einspeiseleistung für die End-zu-End-Einfügedämpfungsmessung. Die Leistungsmessmethode (OLTS — Optical Loss Test Set) ist die Referenzmethode nach IEC 61280-4-1 und ISO/IEC 14763-3 für die Abnahmeprüfung.

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