EuroWire March 2015

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Technischer artikel
März 2015 94
OFS
2000 Northeast Expressway
Norcross, Georgia
USA
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Der zweite Fall zeigt, dass dieselbe Faser
bei 40 Prozent des Proof-Test-Niveaus
gehalten wurde. In diesem Fall, würde die
1ppm Ausfallrate in weniger als einem
Jahr erreicht werden. Der dritte Fall ist
eine bei 1,38GPa geprüfte Faser mit einer
Langzeitlast von 20 Prozent des Proof-Test-
Niveaus.
Für diese Reihe von Bedingungen, wird
die 1ppm Ausfallwahrscheinlichkeit
in weniger als sechs Jahren eintreten.
Zu beachten ist, dass die Angaben in
der Tabelle 1 typisch für Fasern in einer
nichtaggressiven Umgebung sind.
Terme wie z. B. Alterung ohne Spannung,
Makrobiegungen, Abrieb und weitere
Faktoren, können die Lebensdauer der
Faser wesentlich reduzieren.
5 Debatte
Die Lebensdauer der Faser ist die
Summe der inhärenten und äußeren
Ausfallwahrscheinlichkeit. Dieser Artikel
befasst sich mit großen Faserlängen unter
Achslast in einem System, in dem der
Fehler von äußeren Fehlern beherrscht
wird.
Die in der Tabelle 1 gezeigten Ergebnisse
heben den Fehler bei gängigen
Anforderungen für Lichtleitkabel hervor,
entsprechend welcher die Langzeitlast
in den Lichtwellenleitern einfach 20
Prozent des Proof-Test-Niveaus ist. Wäre
die Faserbruchrate für die geprüfte
Faser bei 0,69GPa und bei 1,38GPa
gleich, so würden beide Fasern dieselbe
Lebensdauer von 1ppm aufweisen.
Wir wissen, dass dies nicht der Fall ist,
wie aus den Angaben in den Abbildung
1 ersichtlich ist. Wenn diese Erkenntnis in
der Analyse eingeschlossen wird, ändern
sich die Ergebnisse drastisch.
In der Regel liegt die Erwartung der
Langzeitzuverlässigkeit für Lichtleitkabel
darin, dass die Ausfallwahrscheinlichkeit
der Faser 30 Jahre lang unter 1ppm
sein sollte. Unter Verwendung dieses
Kriteriums, kann das in der Tabelle 1
angegebene Beispiel wie nachfolgend
beschrieben, vereinfacht werden:
• eine bei 0,69GPa geprüfte Faser bei 20
Prozent Langzeitlast wird zuverlässige
Leistungen bieten
• eine bei 0,69GPa geprüfte Faser bei
40 Prozent Langzeitlast wird keine
zuverlässige Leistung bieten
• eine bei 1,38GPa-geprüfte Faser bei
20 Prozent Langzeitlast wird keine
zuverlässige Leistung bieten
Obwohl es offensichtlich ist, dass durch
den Proof-Test bei höheren Niveaus die
Leistungen der Kabel wesentlich erhöht
werden, kann der üblicherweise bei
Verkabelungsstandards eingesetzte Wert,
bzw. 20 Prozent des Proof-Test-Niveaus,
zu falschen Erwartungen führen, was die
Langzeitzuverlässigkeit der Lichtleitkabel
betrifft.
6 Empfehlungen
Die in diesem Artikel beschriebenen
Informationen zeigen, dass obwohl 20
Prozent der geprüften Last (Proof-Test)
für eine Langzeitlast im Lichtwellenleiter
ein angemessenes Kriterium für die
Lichtwellenleiter bieten könnte, die bei
0,69GPa oder bei einem niedrigeren
Wert geprüft werden, dieses Kriterium
jedoch eine optimistische Einschätzung
für Lichtwellenleiter sein könnte, die bei
höheren Niveaus geprüft werden.
Derzeit fordern die meisten wichtigsten
Lichtwellenleiter-Standards, einschließlich
jene in ITU-T, IEC und TIA, dass die Faser
bei 0,69GPa geprüft wird. Kabelstandards
in IEC, ICEA und IEEE sollten sich diesem
Kriterium angleichen.
Es wird daher empfohlen, dass die
Unterlagen geändert werden, um einfach
die höchste Langzeitlast von 0,14GPa
(20kpsi) am verkabelten Lichtwellenleiter
nach der Verlegung zu fordern,
unabhängig vom Proof-Test-Niveau.
Eine Anmerkung könnte der
Voraussetzung hinzugefügt werden, in
der steht, dass wenn ein Lichtwellenleiter
mit Proof-Test-Niveaus über 0,69GPa
verlegt wird, höhere Verformungen im
Lichtwellenleiter die Zuverlässigkeit
beeinflussen werden und zwischen dem
Kabellieferant und dem Endbenutzer
abgestimmt werden sollten, und dass
präzisere Faserzuverlässigkeitsmodelle zu
berücksichtigen wären.
7 Schlussfolgerungen
Dieser Artikel hat gezeigt, dass die
modernen Kabelaufbauten die
Aufbaugrenzen für eine zugelassene
Langzeitverformung in Lichtleitkabel
weiter hinausschieben. Mit diesen neuen
Grenzbedingungen, könnte die alte
Faustregel - entsprechend welcher bis
zu 20 Prozent des Proof-Test-Niveaus als
eine Langzeitverformung zugelassen
wurde - nicht mehr angemessen sein.
Eine neue Empfehlung, entsprechend
welcher gefordert wird die Langzeitlast
auf 0,14GPa (20kpsi) einzuschränken, wird
als alternatives Kriterium vorgeschlagen.
Dieses neue Kriterium sollte in
demnächst stattfindenden Revisionen
der Lichtleitkabelstandards einschlossen
werden.
Besonders kritische Aufbauten sind
Kabeltypen mit hoher Verformung, wie
z. Drop-Kabel und Freileitungskabel,
einschließlich Erdungsseile (OPGW) und
Luftkabel (ADSS). n
8 Danksagungen
Ein spezieller Dank geht an Peter Hasløv
(OFS), Hiroshi Nakamura (Furukawa)
und Peter Pondillo (Corning) für deren
hilfreiche Diskussionen über die
Faserlebensdauer.
9 Literatur
[1] Steven R Schmid, et. al, ‘Development and
Characterisation of a Superior Class of Micro
bend Resistant Coatings for Today’s Networks’,
Proceedings of the 58th IWCS, (2009), 72-78
[2] Glaesemann, G S, and Gulati, S T, ‘Design
Methodology for the mechanical reliability of
optical fibre’, Optical Engineering, June 1991, Vol
30 No 6, 709-715
[3] Castilone, Glaesemann G S, and Hanson,
T, NFOEC-2000, 1-9 (August 2000)
[4] IEC TR 62048 Power Law Reliability
Zur Verfügung gestellt wurde diese
Unterlage freundlicherweise während
des 62. International Wire and Cable
Symposium, North Carolina, USA, vom 10.
bis 13. November 2013.