EuroWire March 2015

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Technischer artikel
März 2015 92
[Private communications Patrick Faye of
CRU.] G.657-Faser werden wegen deren
überlegenen Makrobiegeleistung verlegt.
Ein weiterer Vorteil der G.657-Faser ist die
verbesserte Leistung der Mikrobiegung,
dank welcher die Fasern den
Verkabelungsbedingungen gegenüber
weniger empfindlich sind.
Eine andere Schlüsselentwicklung im
Bereich Lichtwellenleiter ist die Verlegung
von Mikrobiegung unempfindliche
Beschichtungen[1]. Diese neue
Generation der Beschichtungen des
Lichtwellenleiters zeigt eine zwei- bis
vierfache Verlust-Minimierung dank der
Mikrobiegung, im Vergleich zu denen, die
fünf bis zehn Jahren zuvor verlegt wurden.
Diese zwei Verbesserungen gegenüber
dem Lichtwellenleiter haben gemeinsam
einen großen Einfluss auf die beobachtete
Kabeldämpfung, auch unter aggressiven
Bedingungen. Die überlegenen Faser- und
Beschichtungseigenschaften können den
Einfluss eines schwachen Kabelaufbaus
bzw. Verlegung„verbergen“.
Wenn Lichtleitkabel mit Einsatz
traditioneller G.652-Faser bei hoher
Restverformung an der Faser verlegt
werden, kann oft eine höhere Dämpfung
beobachtet werden. Daher wird der
Kabelhersteller aufgefordert, die
Verformung in der Faser zu prüfen,
um zuzusichern, dass das Kabel die
Qualifizierungsanforderungen erfüllen
kann.
Werden G.657-Fasern mit Mikrobiegung-
unempfindlichen Beschichtungen für den
gleichen Kabelaufbau eingesetzt, so wird
sich die gemessene Dämpfung verbessern
und derselbe Kabelaufbau könnte diese
optischen Anforderungen bestehen.
Das Endresultat nach dem Einsatz von
G.657-Fasern besteht darin, dass das Kabel
diese Qualifizierungsprüfung bestehen
wird. Dennoch könnte nach der Verlegung
die höhere Faserverformung ein Risiko für
die Langzeitzuverlässigkeit darstellen.
Kurzgefasst, bei einem passenden
Kabelaufbau sind G.657-Fasern und
Mikrobiegungsbeschichtungen ein
beträchtlicher Vorteil für die optischen
Leistungen des verlegten Kabels. Bei
einem nicht passenden Kabelaufbau
können dagegen die verbesserten
Lichtwellenleiter die Aspekte der
Verformung dem Endbenutzer verbergen,
was wiederum ein Risiko für die
mechanische Langzeitzuverlässigkeit
darstellen könnte.
2.4 Kostensenkung durch Material-
Minimierung im Kabel und
Reduzierung der Aufbaugrenzen
Viele Freileitungskabel werden mit Null-
Prozent-Verformung im Lichtwellenleiter
entworfen.
Durch einen erhöhten Kostendruck
werden Konstrukteure gefordert die
Materialkosten zu senken.
Wenn die Verstärkungselemente um den
Lichtwellenleiter beseitigt werden, beginnt
der Lichtwellenleiter ein Teil der axialen
Verformung aufzunehmen, die traditionell
von den Verstärkungselementen des Kabels
aufgenommen wird. Der Konstrukteur kann
die verschiedenen Verkabelungsnormen
berücksichtigen und sehen, dass die
höchste zulässige Langzeitverformung 20
Prozent des geprüften Niveaus entspricht.
Faktisch ist hier die Kabelindustrie von
einer weit verbreiteten Aufbaupraxis,
in der vom Lichtwellenleiter nach
der Installation keine Verformung
getragen wurde, auf eine Aufbaupraxis
übergegangen, in der eine Verformung
bis zu 20 Prozent des geprüften Niveaus
zugelassen wird. Die lange Geschichte der
zuverlässigen Kabelleistung mit diesem
Verformungsniveau scheint sich als
richtige Entscheidung zu bestätigen.
2.5 Mit höheren Werten als 1,38GPa
(200kpsi) geprüfte Faser sind nun
erhältlich
Im vorherigen Abschnitt wurde gezeigt,
dass die Materialkosten reduziert werden
können, indem die Verformung im
Lichtwellenleiter zugelassen wird. Für
traditionelle Lichtwellenleiter, die bei
0,69GPa (100kpsi) geprüft werden, beträgt
die höchste zugelassene Verformung
in der Faser bei der 20-Prozentgrenze
0,14GPa. Ein Konstrukteur könnte den
Einsatz einer Faser auswählen, die mit
höheren Werten getestet wurde, wie z.
B. eine bei 1,38GPa (200kpsi) geprüfte
Faser, bei der 20-Prozentgrenze, und die
zugelassene Verformung in der Faser
nach der Installation würde sich hier auf
0,28GPa erhöhen.
Das würde weitere Materialreduzierungen
im Lichtleitkabel ermöglichen, indem
eine höhere Kabelverformung zugelassen
werden würde, bis ein doppelter
Verformungswert im Lichtwellenleiter
erzielt wird. Das Endresultat könnte ein
Lichtleitkabel mit niedrigeren Kosten sein.
2.6 Kombinierter Einfluss der
geänderten Aufbaukriterien bei
Lichtleitkabel
Zusammengefasst kann sich aus all
diesen Trends ein Szenario ergeben, das
für den Service-Provider nicht optimal
sein könnte. Die Verformung in den
Fasern, die mit den üblichen Kriterien
zugelassen wird, ist höher, jedoch hat
diese Verformung keinen Einfluss auf
die Dämpfung dank dem Einsatz der
G.657-Faser. Das Endresultat könnte
ein Lichtleitkabel sein, das mit einer bis
zu 0,28GPa Langzeitverformung am
Lichtwellenleiter verlegt wird.
Inzwischen bleibt die Erwartung,
dass Fasern über 30 Jahre lang ohne
zu brechen fortbestehen werden.
Diese Situation testet die Grenzen der
Zuverlässigkeitstheorie und sollte näher
betrachtet werden, bevor sie umgesetzt
wird.
3 Ursprung des
aktuellen
zugelassenen
Verform-
ungskriteriums
Die derzeitige Faustregel die beim
Kabelaufbau berücksichtigt wird, ist eine
maximale zugelassene Verformung von
20 Prozent des geprüften Niveaus. Dieses
Kriterium stammt aus der Studie über die
Zuverlässigkeit, die in den 90iger Jahre
durchgeführt wurde[2,3].
In dieser Studie zeigen die Autoren, dass
die Langzeitleistungen mit der geprüften
Log (Ausfallwahrscheinlichkeit)
Log (Spannung)
äußerer Bereich II
inhärenter Bereich I
▼ ▼ Abbildung 1: Ausfallwahrscheinlichkeit für über 100km Faser, bei 10mMesslängen geprüft