Glasfaser-Bandkabel steigern die Konnektivität in Netzwerken mit hoher Dichte

In den heutigen datengesteuerten Kommunikationsnetzwerken, in denen jede Glasfaser riesige Datenmengen transportiert, ist die effiziente Verwaltung dieser Fasern bei hoher Dichte zu einer entscheidenden Herausforderung geworden. Die Glasfaserbandtechnologie erweist sich als Schlüssellösung für diese Herausforderung und revolutioniert die optische Kommunikationslandschaft durch ihr kompaktes Design und ihre effiziente Konnektivität.

Ein Glasfaserband, wie der Name schon sagt, besteht aus mehreren optischen Fasern, die parallel angeordnet und mit einer gemeinsamen Acrylatbeschichtung (allgemein als Matrixmaterial bezeichnet) verbunden sind. Standardkonfigurationen umfassen Bänder mit 2, 4, 6, 8, 10 oder 12 Fasern, wobei neue Designs 16-Faser-Anordnungen untersuchen. Diese kompakte Struktur erhöht die Packungsdichte innerhalb von Kabeln erheblich und legt den Grundstein für optische Netzwerke mit höherer Kapazität und höherer Leistung.

Der Herstellungsprozess erfolgt typischerweise in zwei aufeinanderfolgenden Schritten. Zuerst erhält jede einzelne Faser eine dünne UV-härtbare Beschichtung zur Identifizierung. Im zweiten Schritt durchlaufen die Fasern eine Form, in der sie die gemeinsame Acrylatbeschichtung erhalten, bevor sie unter UV-Licht ausgehärtet werden. Das fertige Produkt besteht aus Glasfasern, die von mehreren Schutzschichten umgeben sind: Primärbeschichtung (sowohl erste als auch zweite Schicht), Farbbeschichtung und das Bandmatrixmaterial.

Fasern, die für Bandanwendungen konzipiert sind, erfordern speziell formulierte Primär- und Farbbeschichtungen, um alle technischen Anforderungen zu erfüllen, einschließlich einfachem Abisolieren und Trennen. Industriestandards entwickeln sich weiter in Richtung der Reduzierung der nominalen Beschichtungsdurchmesser, mit dem Ziel, Faserdurchmesser von nahezu 250 μm nach dem Färben beizubehalten.

Die Geschichte der Glasfaserbandanwendungen reicht bis ins Jahr 1977 mit dem Chicago Lightwave-Projekt von AT&T zurück. In den letzten Jahren hat das Interesse wieder zugenommen, da die Kabelfaseranzahl weiter zunimmt. Während es in Europa relativ neu ist, haben mehrere Länder bereits mehrere Jahre Betriebserfahrung mit dieser Technologie.

Die Hauptvorteile von Glasfaserbändern sind die hohe Kabelpackungsdichte und das Massen-Fusionsspleißen. Alle Fasern in einem Band können gleichzeitig abisoliert und in einem einzigen Arbeitsgang gespalten und dann in einem Vorgang miteinander verbunden werden. Alternativ können Glasfaserbänder mit MT-Steckern abgeschlossen werden.

Zwei grundlegende Bandtypen dominieren den Markt: die verkapselte Struktur und die randgebundene Struktur. Das verkapselte Design bietet eine größere mechanische Robustheit. Einige Anwendungen schlagen sogar vor, Glasfaserbänder als direkte Verbindungskabel ohne zusätzliche Schutzummantelung zu verwenden, beispielsweise für die Computer-Backplane-Verkabelung. Diese Anwendungen können unterschiedliche mechanische Eigenschaften und Teststandards im Vergleich zu herkömmlichen Kabeldesigns erfordern.

Obwohl Multimode-Glasfaserbänder existieren, konzentriert sich dieser Artikel hauptsächlich auf Singlemode-Anwendungen, die die Mehrheit der aktuellen Glasfaserbandeinsätze darstellen.

Glasfaserbänder haben sich aufgrund von drei wesentlichen Vorteilen weit verbreitet:

• Hohe Packungsdichte: Die Technologie ermöglicht eine dichte Faserintegration in kompakten Räumen und erhöht die Kabelkapazität und die Übertragungseffizienz dramatisch – besonders wichtig für Rechenzentren und Metropolregionen.
• Effiziente Konnektivität: Massen-Spleiß- und Verbindungsmöglichkeiten reduzieren die Installationszeit und -kosten erheblich durch die gleichzeitige Verarbeitung mehrerer Fasern.
• Reduzierte Gesamtbetriebskosten: Obwohl die Materialkosten die der einzelnen Fasern leicht übersteigen können, bietet die Technologie erhebliche Einsparungen bei Installation, Wartung und Verwaltung durch standardisierte Prozesse und Massenoperationen.

Der Markt bietet zwei primäre Bandkonfigurationen, die jeweils für unterschiedliche Anwendungsanforderungen geeignet sind:

• Verkapselte Bänder: Diese zeichnen sich durch eine vollständige Faserverkapselung innerhalb des Matrixmaterials aus, wodurch eine einheitliche Struktur mit überlegener mechanischer Festigkeit und Umweltbeständigkeit entsteht. Ideal für anspruchsvolle Anwendungen wie Langstrecken-Backbone-Netzwerke und Seekabel.
• Randgebundene Bänder: Mit einer Bindung nur entlang der Faserkanten bietet dieses Design eine größere Flexibilität und Biegeleistung, was es für platzbeschränkte Umgebungen wie Rechenzentren und Inneninstallationen vorzuziehen macht.

Um die Zuverlässigkeit zu gewährleisten, werden Glasfaserbänder strengen Tests in Bezug auf mehrere Schlüsselparameter unterzogen:

• Geometrische Abmessungen: Die präzise Kontrolle von Breite, Dicke und Faserabstand gewährleistet die richtige Packungsdichte und Kompatibilität mit Verbindungsschnittstellen.
• Mechanische Eigenschaften: Tests bewerten Zugfestigkeit, Biegeleistung und Schlagfestigkeit, um die Haltbarkeit unter verschiedenen Belastungsbedingungen zu gewährleisten.
• Optische Leistung: Messungen von Einfügedämpfung, Rückflussdämpfung und Polarisationsmoden-Dispersion überprüfen die Übertragungsqualität für Hochgeschwindigkeitsanwendungen.
• Umweltbeständigkeit: Bewertungen der Temperatur- und Feuchtigkeitsbeständigkeit bestätigen die Leistungsstabilität in rauen Betriebsumgebungen.

Da sich die optische Kommunikationstechnologie weiterentwickelt, setzt sich die Innovation von Glasfaserbändern in mehreren Bereichen fort:

• Höhere Dichten: Fortschrittliche Fertigungstechniken und -materialien werden höhere Faseranzahlen innerhalb des gleichen Platzbedarfs ermöglichen.
• Kleinere Bauformen: Kompakte Designs und reduzierte Faserdurchmesser werden Miniaturisierungstrends bei Geräten unterstützen.
• Verbesserte Leistung: Verbesserte Faser- und Beschichtungsmaterialien werden geringere Verluste und höhere Bandbreiten ermöglichen.
• Erweiterte Anwendungen: Eine breitere Akzeptanz in den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Medizin und industrielle Automatisierung wird eine weitere Spezialisierung vorantreiben.

Als Eckpfeiler der hochdichten optischen Konnektivität spielt die Glasfaserbandtechnologie eine zunehmend wichtige Rolle in modernen Kommunikationsnetzwerken. Kontinuierliche Innovationen versprechen, die Fähigkeiten der optischen Kommunikation weiter voranzutreiben und die Entwicklung einer schnelleren, zuverlässigeren und intelligenten digitalen Infrastruktur für die Zukunft zu unterstützen.