Bei der Übertragung von Licht im Netzwerk kommt es zu einer Verschlechterung des optischen Signals. Komponenten wie Glasfaserleitungen und Anschlüsse dämpfen das Signal. Die Berechnung des Signalverlusts wird besonders wichtig, wenn ein Glasfaser TAP in die Leitung integriert wird. Es muss sichergestellt sein, dass das Signal auch unter ungünstigsten Bedingungen noch ausreichend stark ist, um vom Empfänger korrekt dekodiert werden zu können.

Was ist mit der Split Ratio gemeint?

Das Teilungsverhältnis bestimmt bei einem Fiber TAP den Anteil der Intensität des Licht, der an den Monitor Port bzw. den Netzwerk Port weitergereicht wird.
Beispiel: Bei einem Teilungsverhältnis von 60/40 wird das eintretende Licht mit 60% der Intensität an den Netzwerk Port und mit 40% an den Monitoring Port weitergereicht.

Vorgehen bei der Bestimmung einer geeigneten Split Ratio

1. Im ersten Schritt wird die Differenz zwischen der minimalen Sendeleistung und der minimalen Empfangssensitivität berechnet. Diese ist der maximal tolerierte Leistungsverlust der auf der Strecke eingebüßt werden darf. Wird dieser Wert überschritten, kann es sein, dass das Lichtsignal nicht intensiv genug ist, um es richtig zu dekodieren. Um den Wert zu berechnen, werden Informationen zur Port-Sendeleistung und der Port-Empfangssensitivität benötigt.
    
2. Anschließend wird berechnet wie viel Leistungsverlust tatsächlich im betroffenen Netzwerk auftritt.
   Auch dafür werden Werte benötigt:
   • Verbindungsentfernungen
   • Glasfaser-Typen
   • Anzahl Anschlüsse
   • Port-Typen
      
3. Aus den beiden Werten, die zuvor berechnet wurden, wird abgeleitet wie viel Verlust zusätzlich durch ein Fiber TAP erzeugt werden darf.
    
4. Der maximale Verlust, der durch den TAP erzeugt werden darf, wird mit der Tabelle „TAP-Einspeisungsverlust“ verglichen, um das richtige Teilungsverhältnis zu bestimmen.

Zwei Möglichkeiten, um die Sendeleistung der Ports in Erfahrung zu bringen:

1. Herstellerinformationen eines Beispielhaften 10G-SFPs:
   Sendeleistung: min. -8,2dBm, max. -0.5dBm
   Empfangssensitivität: min. -14.4dBm, max. 0.5dBm
   
   Wie im Beispiel zu sehen ist, besteht eine Differenz zwischen der minimalen und maximal Sendestärke von 7,7dBm. Bei der Empfangssensitivität beträgt die Differenz 14,9 dBm. Dies liegt daran, dass gleichnamige SFPs unterschiedliche Signalstärken haben können. Deshalb wird nur mit dem minimal-Wert gearbeitet, damit die Sendeleistung auch im Worst-Case Szenario noch ausreichend ist. In dem hier aufgeführten Rechenbeispiel wird mit dieser Möglichkeit gearbeitet.
   Die hier skizzierte Bestimmungsmöglichkeit hat seine Berechtigung, ist jedoch eher durch Theorie geprägt.
   
    
2. Sendeleistung/Empfangssensitivität vom Transceiver messen
   Einige Switche verfügen über die Möglichkeit, die Leistung von SFPs zu messen. Dabei gilt es zu beachten, dass Messfehler auftreten und das Ergebnis deshalb mit +/- 2 dBm betrachtet werden sollte. Diese Möglichkeit bestimmt die Sendeleistung der SFPs genauer als die Herstellerangaben.
   Dieser zweite Ansatz ist ein sehr praxisorientierter Ansatz und berücksichtigt aufgrund der Messung im realen Umfeld auch eine mögliche Serienstreuung oder Alterung eines Transceivers. 

Ausgangssituation

1. Berechnung des maximal tolerierten Leistungsverlusts

1.1 Zwischen Netzwerkelement A und B

1.2 Zwischen Netzwerkelement A und Monitoring Gerät

2. Berechnung des Leistungsverlusts, der durch LWL-Strecken und Anschlüsse entsteht

2.1 Zwischen Netzwerkelement A und B

2.2 Zwischen Netzwerkelement A und Monitoring Gerät

Leistungsverlust Anschluss

Leistungsverlust LWL-Strecken

3. Kalkulation des maximal zulässigen Verlust, der durch ein TAP verursacht werden darf

3.1 Zwischen Netzwerkelement A und B

3.2 Zwischen Netzwerkelement A und Monitoring Gerät

4. Bestimmung des idealen Teilungsverhältnisses 

Der maximale Verlust, der durch das TAP erzeugt werden darf, kann jetzt mit der Tabelle "TAP-Einspeiseverlust" verglichen werden. Der Einspeisungsverlust darf den maximalen Verlust nicht überschreiten. Andernfalls kann nicht gewährleistet werden, dass das Signal auch im schlechtesten noch derart stark übertragen wird, dass der Empfänger das Signal einwandfrei dekodieren kann.

Es wird überprüft: Maximaler Verlust durch TAP > TAP-Einspeisungsverlust?

TAP-Einspeisungsverlust

Kurzfassung

Ob nun für die Analyse mit einem Analyzer wie Wireshark oder für eine Sicherheitsbetrachtung mit einem Network Detection and Response - Zugriff auf Datenpakete ist erforderlich. Für zuverlässige Analysen scheidet die Nutzung des SPAN-Ports aufgrund seiner Unzuverlässigkeit aus. 

Egal, ob es eine Verbindung mit Kupferkabel oder mit Glasfaser ist, ein TAP ist die beste Wahl. Bei Glasfaser TAPs muss eine passende Split Ratio ermittelt werden, damit der Produktivbetrieb nicht gestört wird und dennoch Daten für eine Analyse ausgeleitet werden können.

Auch wenn sich das Dämpfungsbudget anhand von Datenblättern der Hersteller berechnen lässt, empfiehlt es sich, die Sendeleistung/Empfangssensitivität vom Transceiver zu messen. Dies kann per CLI oder Webinterface vorgenommen werden und ermöglicht die Berücksichtigung der lokalen Realität für eine belastbare Netzwerkplanung.