200-Mikron-Faser treibt optische Hochdichtekabel voran

Die Glasfaserkommunikationsindustrie durchläuft eine transformative "Verschlankungs"-Revolution. Jahrzehntelang blieben die Kerndimensionen von Singlemode-Fasern mit 8-10 Mikrometern für den Kern, 125 Mikrometern für den Manteldurchmesser und 250 Mikrometern für die Beschichtungsdicke standardisiert. Diese Standardisierung hat die Interoperabilität und Konsistenz in optischen Netzwerken erheblich erleichtert. Da Netzwerke jedoch eine höhere Bandbreite und kompaktere Designs fordern, ist eine neue Generation von 200-Mikron-beschichteten Singlemode-Fasern entstanden, die Telekommunikationsbetreibern flexiblere Lösungen für den Einsatz optischer Netzwerke bietet.

Aktuelle Hochleistungsnetzwerke zeigen zwei Haupttrends: eine steigende Nachfrage nach Kabeln mit geringer Faseranzahl, die einzelne Benutzer oder Gebäude verbinden, und einen steigenden Bedarf an Kabeln mit hoher Faseranzahl für die Masseninformationsverteilung. Insbesondere in der letztgenannten Kategorie steigt die Faseranzahl weiter an, wobei einige Kabel jetzt über 500 Fasern enthalten.

Obwohl die Erweiterung von Kabeldesigns unter Verwendung bestehender Technologie der bevorzugte Ansatz bleibt, wird dies in räumlich begrenzten Leitungen unpraktisch. Da Leitungen typischerweise vor der Kabelverlegung mit festen Abmessungen installiert werden, stehen Netzwerkbetreibern zwei Möglichkeiten zur Auswahl: die Begrenzung der Faseranzahl auf bestimmten Verbindungen oder die Einführung neuer, kleinerer Kabeldesigns.

Wenn bestehende Leitungen in kleinere Mikrorohre unterteilt werden, bieten Mikrokabel wirtschaftliche Vorteile, indem sie kostspielige Tiefbauprojekte und Genehmigungsverfahren der lokalen Behörden vermeiden. Die Entwicklung von Mikrokabeln hat die Faserdichte innerhalb weniger Jahre verdoppelt. Während sowohl traditionelle als auch neue Designs 288 Fasern enthalten können, schrumpft der Durchmesser von 14 mm auf 9,6 mm - eine Reduzierung um 36 %, die durch 200-Mikron-beschichtete Fasern ermöglicht wird.

Die Entwicklung von Mikrokabeln resultiert aus innovativen Designansätzen und Materialien. Zu den wichtigsten Verbesserungen gehören die Platzierung von Fasern in kleineren Pufferrohren und die Konstruktion von Kabeln zum Einblasen anstatt zum Einziehen in Leitungen.

Neue ITU-T G.657-Fasern und fortschrittliche Beschichtungen ermöglichen eine höhere Packungsdichte bei gleichzeitiger Einhaltung der Industriestandards für Druckfestigkeit und Tieftemperaturleistung. Da die Einblasinstallation in Europa zur bevorzugten Einsatzmethode wird, verringert sich der Bedarf an Zugentlastungselementen in Kabeldesigns. Diese Entwicklungen ermöglichen zusammen die neueste Generation kompakter Mikrokabel.

Die Ergebnisse zeigen bemerkenswerte Fortschritte in der Faserdichte. Wo 48-Faser-Kabel einst Durchmesser von über 10 mm erforderten, bieten moderne Designs jetzt Platz für 288 Fasern in Kabeln unter 10 mm - Errungenschaften, die durch 200-Mikron-beschichtete Fasern ermöglicht wurden.

Die aktuelle ISO/IEC 60793-2-50-Spezifikation für Singlemode-Fasern listet 200-Mikron-beschichtete Fasern als alternative Beschichtungsgröße auf. IEC-Arbeitsgruppen kamen nach der Überprüfung umfangreicher Branchendaten zu dem Schluss, dass 200 Mikrometer eine praktikable Abmessung für beschichtete Singlemode-Übertragungsfasern darstellen, die eine Standardisierung wert ist.

Feldtests bestätigen, dass 200-Mikron-Fasern mit vorhandenen Werkzeugen und Verfahren gut funktionieren. Standard-Abisolierwerkzeuge entfernen die Acrylatbeschichtungen effektiv und legen die gleiche 125-Mikron-Blankfaser frei wie herkömmliche 250-Mikron-beschichtete Fasern, wodurch identische Spalt- und Spleißverfahren möglich sind. Untersuchungen zeigen keinen Unterschied im Spleißverlust zwischen ähnlichen oder unähnlichen Faserkombinationen:

Für Einzelfaser-Steckverbinder werden 200-Mikron-Fasern vor der Konfektionierung mit einer Hülse versehen, was sich vernachlässigbar auf die Leistung auswirkt. Bei Band- und MPO-Steckverbinderanwendungen, bei denen die Beschichtung den Faserabstand und das Gruppenspleißen beeinflusst, ergeben sich jedoch erhebliche Unterschiede.

Eine Strategie zur weiteren Größenreduzierung beinhaltet das Packen von mehr Fasern in Pufferrohre. Beispielsweise nehmen 24 Stränge von 200-Mikron-Fasern einen Raum ein, der mit 12 herkömmlichen Fasern vergleichbar ist. Während dies die Packungsdichte erhöht, können potenzielle Mikrobiegungseffekte durch die Verwendung von G.657-biegeunempfindlichen Fasern gemildert werden.

Langzeit-Zuverlässigkeit ist in optischen Netzwerken von größter Bedeutung, wo Kabel- und Komponenten kosten typischerweise weniger als 20 % der Gesamtinvestition ausmachen. Da die Installationskosten deutlich höher sind und die Amortisationszeiten oft mehr als ein Jahrzehnt betragen, müssen die eingesetzten Fasern die Leistung während des gesamten Lebenszyklus des Netzwerks aufrechterhalten.

Zuverlässigkeit umfasst sowohl optische als auch mechanische Aspekte. Optische Zuverlässigkeit gewährleistet die Signalverfügbarkeit und stabile Leistung, die durch Alterungstests, Druckfestigkeit und Temperaturwechsel geprüft wird. Die mechanische Zuverlässigkeit konzentriert sich auf die physikalische Integrität, wobei die Faserfestigkeit trotz potenzieller Defekte typischerweise 500 kpsi übersteigt.

Dreißig Jahre Erfahrung im Feld bestätigen, dass 62,5-Mikron-Acrylatbeschichtungen Fasern ausreichend schützen. Die 200-Mikron-Beschichtungen zeigen eine gleichwertige Leistung, wobei mehrere Dienstanbieter sie jetzt einsetzen.

Die Faserqualität hat sich seit den ersten Einsätzen dramatisch verbessert, wobei Fortschritte bei synthetischem Quarz und Polymerbeschichtungen zu überlegenen Produkten beitragen. Zuverlässigkeitstests bestätigen, dass 200-Mikron-beschichtete Fasern 30 Jahre Feldleistung liefern können und alle Telcordia GR-20-Anforderungen erfüllen.

Die Zugfestigkeit übersteigt selbst bei strengen axialen Tests mit einer Messlänge von 10 Metern durchweg 600 kpsi. Dynamische Ermüdungstests ergeben n _d Werte >20 für gealterte und ungealterte Proben.

Die Verfügbarkeit von Singlemode-Fasern mit 200-Mikron-Beschichtungen stellt einen bedeutenden Fortschritt dar und bietet 36 % kleinere Querschnitte zur Reduzierung des Mikrokabeldurchmessers. Diese Fasern bieten zuverlässige Lösungen für den Einsatz von Kabeln mit hoher Anzahl in überlasteten Leitungsräumen und erhalten gleichzeitig die Kompatibilität mit der bestehenden Infrastruktur und den bestehenden Verfahren.