EuroWire March 2015

Technischer artikel

Kriterien für die Langzeitzuverlässigkeit von Kabelaufbauten Von David Mazzarese, Mike Kinard und Kariofilis (Phil) Konstadinidis, OFS, Norcross, Georgia, USA

Übersicht In diesem Artikel werden die aktuellen Anforderungen für die zulässige Achslast an Lichtleitkabeln untersucht. Bewiesen wird, dass das in vielen Normen von Lichtleitkabeln angegebene aktuelle Kriterium – bzw. dass die zulässige Langzeitlast unter 20 Prozent der geprüften Spannung (Proof-Test) sein sollte – in einigen Fällen optimistisch zu betrachten wäre. Empfohlen wird dagegen ein neues Kriterium, bzw. dass die Langzeitlast bei 0,14GPa (20kpsi) standardisiert wird. 1 Einleitung Bei Freileitungskabeln gibt es eine Reihe von widersprüchlichen Anforderungen beim Aufbau, die optimiert werden müssen. Eine Zielsetzung besteht darin, die Verformung in den Lichtwellenleitern zu minimieren. Eine zweite Zielsetzung liegt in der Minimierung des Kabeldurchmessers, um die Wind- und Eislast zu reduzieren. Eine dritte besteht darin, den Durchhang je Mastabstand zu minimieren. Dem Kabel hinzugefügtes Aramid-Garn minimiert die Verformung und den Durchhang, jedoch erhöht sich durch das hinzugefügte Material der Kabeldurchmesser, das wiederum die Wind- und Eislast steigert. Eine Schlüsselvariable bei der Optimierung dieser Parameter ist die zulässige Verformung im Lichtwellenleiter. Eine verbreitete Faustregel, die jahrelang eingesetzt wurde, liegt darin, höchstens 20 Prozent der geprüften Spannung (Proof-Test) als Langzeitverformung in den Lichtwellenleitern im Kabel zuzulassen. Dieses Kriterium erscheint in vielen der aktuellen Normungsunterlagen und hat sich als angemessen erwiesen für die aktuelle Generation von Kabeln, die mit einer bei 0,69GPa (100kpsi) geprüften Faser hergestellt werden.

Dieses Kriterium, das entwickelt wurde um eine 30-jährige mechanische Zuverlässigkeit zu bieten und auf der ausgezeichneten allgemeinen Zuverlässigkeitsleistung der verlegten Freileitungskabel basiert, erweist sich als aussagekräftig. Bei Kabeln, die fast bei deren Grenzen im Aufbau entwickelt wurden, ist es beachtenswert diese Grenzen sowie die Faustregeln, die im Kabelaufbau eingesetzt werden, zu erforschen, um somit sicherzustellen, dass zukünftig die verlegten Lichtleitkabel eine ähnliche oder bessere Zuverlässigkeit im Vergleich zu deren Vorgängern bieten.

ein die Langzeitzuverlässigkeit entstehen könnte, wenn diese nicht richtig durchgeführt werden. 2.2 Verlegung von Kabeln mit höheren Faserzahlen Viele Freileitungskabel fallen unter die Drop-Kabel-Kategorie. Diese kleinen Kabel binden das Zugangsnetz an den individuellen Wohnstätten. In der Regel handelt es sich dabei um Kabel mit niedriger Faserzahl. Mit Ausnahme dieser Drop-Kabel, besteht dennoch eine allgemeine Tendenz der Verlegung von Kabeln mit höherer Faserzahl. Das ergibt sich durch die hohen Kosten der Wegerechte und bei der Installation. Bei zahlreichen Kabeln mit höherer Faserzahl, kommt die Hälfte des Gewichts des Lichtleitkabels aus den Lichtwellenleitern. Ein höheres Gewicht fordert eine höhere Spannung im Kabel, um den Kabeldurchhang zu minimieren. Aramid-Garne und Glasfaserverbundstoffe (FRP - Faserverstärktes Polymer) werden eingesetzt, um den Großteil dieser Last zu tragen, während die restliche Last von den Lichtwellenleitern aufgenommen wird. Darüber hinaus, je mehr Fasern sich in einem Lichtleitkabel befinden, desto größer wird dessen Durchmesser. Kabel mit größerem Durchmesser weisen eine höhere Wind- und Eislast auf, was diese Lage noch weiter erschwert. Infolgedessen haben Kabel mit höherer Faserzahl das Potential für eine höhere Verformung der Lichtwellenleiter. 2.3 Verlegung von G.657-Fasern und Mikrobiegung unempfindliche Beschichtungen Es ist keine Überraschung, dass zahlreicher Verlegungen von G.657-Faser im optischen Netzwerk gesehen werden. Die aktuelle Daten von CRU zeigten, dass über sechs Prozent der heute verlegten Lichtwellenleiter in diese Kategorie fällt. erheblicher Einfluss auf

2 Wirkung der geänderten

Kabelaufbauten auf die Zuverlässigkeit

2.1 Allgemeine Beobachtungen Die Grenzen traditioneller Aufbauten für die Herstellung von Lichtleitkabeln haben sich in den letzten zehn Jahren verändert. Einige dieser Änderungen umfassen: 1 Verlegung von Kabeln mit höheren Faserzahlen 2 Verlegung von Fasern mit niedrigem Makrobiegeverlust (G.657) und Mikrobiegung unempfindliche Beschichtungen 3 Sinken der Kosten durch eine Minimierung des Kabel-Materials und Reduzierung der Grenzen beim Aufbau 4 Mit höheren Werten geprüfte Fasern (1,38GPa [200kpsi]) Diese Änderungen bei den Kabelauf- bautrends können einen Einfluss auf die gesamte Zuverlässigkeit der Lichtleitkabel haben. Jede Änderung wird gesondert betrachtet. Somit wird gezeigt, dass im Falle einer Kombination dieser Änderungen,

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März 2015