Glasfaser spleißen

Spleißen bezeichnet das dauerhafte Verbinden zweier Lichtwellenleiter, sodass das Licht mit möglichst geringem Verlust von der einen Faser in die andere übertritt. Anders als eine Steckverbindung ist ein Spleiß nicht lösbar. Er wird überall dort eingesetzt, wo eine Verbindung dauerhaft, verlustarm und mechanisch unauffällig sein soll: im Hausanschluss, in Verteilerschränken, bei der Reparatur beschädigter Strecken und beim Anschluss vorkonfektionierter Pigtails an ein verlegtes Kabel.

Der Kern der Aufgabe ist ein Größenvergleich. Der lichtführende Kern einer Singlemode-Faser hat einen Durchmesser von etwa neun Mikrometern, ein menschliches Haar misst rund siebzig. Zwei solche Kerne müssen so genau aufeinandertreffen, dass der Versatz deutlich unter einem Mikrometer bleibt. Alles, was in diesem Artikel an Werkzeug und Sorgfalt beschrieben wird, dient allein diesem Ziel.

Die zwei Verfahren

Fusionsspleiß

Beim Fusionsspleiß werden die beiden Faserenden mit einem Lichtbogen aufgeschmolzen und miteinander verschweißt. Das Gerät richtet die Fasern zuvor automatisch zueinander aus, entweder anhand der Mantelkontur oder, bei hochwertigen Geräten, anhand des tatsächlichen Kernverlaufs. Letzteres heißt Kernausrichtung und ist bei Singlemode-Fasern der Standard.

Ein sauber ausgeführter Fusionsspleiß erreicht typischerweise eine Dämpfung von 0,02 bis 0,1 dB. Die Verbindung ist mechanisch so fest wie die Faser selbst und altert nicht. Der Nachteil liegt beim Gerät: Ein brauchbares Spleißgerät mit Kernausrichtung kostet im Neupreis mehrere tausend Euro, dazu kommen Faserbrecher, Absetzwerkzeug und Verbrauchsmaterial.

Mechanischer Spleiß

Beim mechanischen Spleiß werden die vorbereiteten Faserenden in einer Hülse zusammengeführt und dort fixiert. Der verbleibende Spalt wird mit einem Gel gefüllt, dessen Brechungsindex dem des Faserkerns entspricht, damit an der Übergangsstelle möglichst wenig Licht reflektiert wird.

Die Dämpfung liegt mit 0,1 bis 0,3 dB spürbar höher, und der Anschluss ist auf lange Sicht empfindlicher, weil das Gel altert und die Klemmung nachgeben kann. Dafür braucht es kein Spleißgerät. Für eine schnelle Instandsetzung, für Messaufbauten oder für einzelne Verbindungen im Heimbereich ist der mechanische Spleiß deshalb eine legitime Wahl.

Wann welches Verfahren

Kriterium	Fusionsspleiß	Mechanischer Spleiß
Dämpfung	0,02 bis 0,1 dB	0,1 bis 0,3 dB
Rückflussdämpfung	sehr gut	mäßig
Haltbarkeit	dauerhaft	begrenzt, Gel altert
Werkzeugkosten	hoch	gering
Zeit je Verbindung	2 bis 3 Minuten	etwa 5 Minuten
Typischer Einsatz	Hausanschluss, Verteiler, Backbone	Reparatur, Provisorium, Labor

Ablauf in sechs Schritten

1. Kabel öffnen und absetzen. Der Außenmantel wird auf der benötigten Länge entfernt, Zugentlastung und Beilaufelemente werden freigelegt. Bei Bündeladerkabeln wird zusätzlich die Ader geöffnet und das Füllgel entfernt.
2. Faser reinigen. Die 250-Mikrometer-Beschichtung wird mit einem Absetzwerkzeug abgezogen, danach wird die blanke Faser mit fusselfreiem Tuch und Isopropanol gereinigt. Jeder Rückstand landet später im Lichtbogen.
3. Faser brechen. Der Faserbrecher ritzt die Faser an und bricht sie kontrolliert. Die Bruchfläche muss plan und rechtwinklig sein. Ein schräger Bruch ist die häufigste Ursache für schlechte Spleißwerte und lässt sich mit bloßem Auge nicht erkennen, das Spleißgerät zeigt ihn im Kamerabild.
4. Schutzhülse aufschieben. Der Spleißschutz wird vor dem Verschweißen über eine der beiden Fasern geschoben. Wer das vergisst, darf den fertigen Spleiß wieder auftrennen. Das passiert Anfängern zuverlässig einmal.
5. Spleißen. Die Fasern werden in die Halter eingelegt, das Gerät richtet aus, prüft die Bruchflächen und zündet den Lichtbogen. Anschließend führt es einen Zugtest durch und schätzt die Dämpfung.
6. Schützen und ablegen. Die Schutzhülse wird über die Spleißstelle geschoben und im Ofen des Geräts geschrumpft. Danach wird die Faser mit dem vorgeschriebenen Biegeradius in die Spleißkassette eingelegt.

Realistische Erwartungen an die Messwerte

Die vom Spleißgerät angezeigte Dämpfung ist eine Schätzung aus dem Kamerabild, keine Messung. Sie ist nützlich, um einen misslungenen Spleiß sofort zu erkennen, taugt aber nicht als Abnahmewert.

Belastbar wird es erst mit einer Messung von außen. Üblich sind zwei Verfahren: die Dämpfungsmessung mit Lichtquelle und Pegelmesser, die den Gesamtverlust der Strecke liefert, und die Rückstreumessung mit einem OTDR, die zusätzlich zeigt, an welcher Stelle der Strecke welcher Verlust entsteht. Für eine einzelne Reparatur genügt die erste, für eine abzunehmende Installation wird in der Regel die zweite verlangt.

Ein Praxiswert zur Einordnung: Bei einer üblichen Hausanschlussstrecke mit zwei Steckverbindungen und zwei Spleißen liegt der Gesamtverlust im Normalfall deutlich unter 1 dB. Wer bei einer kurzen Strecke 3 dB misst, hat kein Dämpfungsbudget-Problem, sondern einen Fehler.

Häufige Fehlerquellen

• Verschmutzung. Staub auf der Bruchfläche verbrennt im Lichtbogen und hinterlässt eine Einschlussblase. Das ist mit Abstand die häufigste Ursache für schlechte Werte.
• Schlechter Faserbruch. Eine stumpfe Klinge im Faserbrecher erzeugt schräge oder ausgefranste Bruchflächen. Die Klinge hat eine begrenzte Zahl von Positionen und will regelmäßig weitergedreht werden.
• Vergessene Schutzhülse. Siehe oben.
• Zu enger Biegeradius in der Kassette. Die Faser bricht nicht, aber sie verliert Licht an der Biegung. Der Fehler ist tückisch, weil der Spleiß selbst einwandfrei ist und die Messung trotzdem schlechte Werte zeigt.
• Falscher Fasertyp. Singlemode und Multimode lassen sich verschweißen, die Verbindung ist danach aber unbrauchbar. Farbcodierung und Datenblatt prüfen.

Selbst spleißen oder Fachfirma

Für eine einzelne Verbindung lohnt sich die Anschaffung eines Spleißgeräts nicht. Wer trotzdem selbst arbeiten will, hat drei Wege: einen mechanischen Spleiß, einen Steckverbinder zur Feldkonfektionierung, oder die Miete eines Spleißgeräts. Mietgeräte sind bei technischen Vermietern tageweise erhältlich, üblich sind zwei- bis dreistellige Tagessätze zuzüglich Verbrauchsmaterial und Kaution.

Gegen Eigenarbeit sprechen zwei Punkte. Erstens die Abnahme: Wo ein Netzbetreiber oder ein Auftraggeber ein Messprotokoll verlangt, braucht es ein kalibriertes Messgerät und jemanden, der dafür geradesteht. Zweitens die Gewährleistung: Am Hausanschluss endet die Zuständigkeit des Netzbetreibers an einem definierten Punkt, und Eingriffe davor sind in aller Regel nicht zulässig.

Die Kosten einer Fachfirma richten sich nach Anfahrt, Anzahl der Spleiße und geforderter Dokumentation. Für eine einzelne Reparaturstelle inklusive Anfahrt und Messprotokoll ist mit einem niedrigen dreistelligen Betrag zu rechnen, bei mehreren Fasern in derselben Muffe sinkt der Preis je Spleiß deutlich. Belastbare Zahlen liefert nur ein Angebot, weil der Anfahrtsanteil bei kleinen Aufträgen dominiert.

Reparatur beschädigter Strecken

Ein durchtrenntes Glasfaserkabel wird nicht geklebt und nicht geflickt, sondern gespleißt. Der übliche Weg ist ein Ersatzstück: Die beschädigte Stelle wird großzügig herausgetrennt, ein Kabelabschnitt gleicher Bauart eingesetzt und an beiden Enden gespleißt. Die Spleißstellen kommen in eine Muffe, die gegen Feuchtigkeit und Zug schützt.

Zwei zusätzliche Spleiße bedeuten zusätzliche Dämpfung, im Normalfall unter 0,2 dB zusammen. Bei einer Strecke mit Reserve im Dämpfungsbudget ist das unkritisch. Bei einer bereits knapp bemessenen Strecke kann eine Reparatur sie über die Grenze bringen, deshalb gehört zu jeder Reparatur eine Messung davor und danach.

Vor der Reparatur steht die Ortung. Ein OTDR zeigt die Entfernung zur Bruchstelle vom Einspeisepunkt aus. Bei oberirdisch zugänglichen Kabeln reicht oft der Augenschein, im Erdreich ist die Messung der einzige praktikable Weg.

Sicherheit

Zwei Gefährdungen werden regelmäßig unterschätzt.

Faserreste. Die abgebrochenen Faserenden sind wenige Millimeter lang, glasklar und äußerst spitz. Sie dringen leicht in die Haut ein, sind dort kaum zu finden und wandern. Faserreste gehören ausnahmslos in einen verschlossenen Behälter, nicht in den Hausmüll und nicht auf den Tisch. Am Arbeitsplatz wird nicht gegessen und nicht getrunken.

Optische Leistung. In eine Faser eingespeistes Licht ist unsichtbar, wenn es im Infrarotbereich liegt, und der Lidschlussreflex greift nicht. Nie in ein Faserende oder einen offenen Stecker blicken, solange nicht sicher ist, dass die Strecke abgeschaltet ist. Zur Kontrolle dient ein Faserdetektor, nicht das Auge. Die Grundlagen dazu stehen unter Laserklassen und Laser Sicherheit.

Siehe auch

• LWL und LWL Kabel für die physikalischen Grundlagen und Fasertypen
• Laser Kommunikation zur Übertragungstechnik
• Laserklassen zur Einordnung optischer Strahlungsquellen
• Laser Sicherheit für die allgemeinen Schutzmaßnahmen