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1 Worauf kommt es an beim LWL-Kabel?Eine Hilfestellung zur richtigen Auswahl von Lichtwellenleiter-Kabeln Optische bertragungseigenschaften Mantelwerkstoffe Bewehrung Kabelseele Res meeWas macht ein Kupfer-Datenkabel zu einem High-Performance Kabel? Elektrische Performance Mechanische PerformanceIn der Vergangenheit wurde bei der Planung von passiven Verkabelungsstrukturen das Hauptaugenmerk auf die Kupferdatenleitung gelegt - Kategorie 5, 6 oder 7. Hier waren die Leistungsgrenzen der Datenleitungen mit den maximalen bertragungs-frequenzen immer klar vor Augen. Die Frage der Zukunftssicherheit stellte sich mit jedem neuen anspruchsvolleren Datendienst. Der Lichtwellenleiter wurde als potenti-elles bertragungsmedium eingesch tzt, dessen M glichkeiten in naher Zukunft nie und nimmer ausgesch pft werden w rde. Mit den Multi-Gigabit-Applikationen, die in Unternehmen bereits Anwendung finden oder diskutiert werden, steigt jedoch erkenn-bar das Bewu tsein, sich mehr und mehr mit den Anforderungen an LWL-Kabeln ausein-anderzusetzen.

2 Zudem wissen wir heute ber das Langzeitverhalten von Glasfaserkabel einiges mehr. Diese Erfahrung appelliert an alle Entscheider, eine LWL-Konstruktion ent-sprechend ihrer Applikation auszuw hlen, die einen weit h heren Investitionsschutz fordert wie f r Kupferdatenleitungen. Im Telekomsegment und im Backbone von loka-len Netzwerken ist der Anspruch an einen Nutzungszeitraum von mindestens 20 bis 25 Jahren nicht bertrieben. Im Anschlu soll beleuchtet werden, welche Kriterien ange-setzt werden m ssen, dieser langfristigen Nutzung der LWL-Verbindungen gerecht zu werden. Im Fokus stehen deshalb vor allem die Charakteristika der optischen Fasern und das Design des Kabels selbst. Denn die geeig-nete Konstruktion ist entscheidend f r die Erhaltung der optischen bertragungspara-meter w hrend der Installation des Kabels und im verlegten Zustand ber Jahre. Worauf kommt es an beim LWL-Kabel?

3 Eine Hilfestellung zur richtigen Auswahl von Lichtwellenleiter-KabelThemenLEONI Die optische Qualit t des Lichtwellenleiters wird im wesentli-chen durch zwei Parameter bestimmt: D mpfung und Bandbreite. Diese bertragungsparameter werden immer f r zwei Arbeitswellen-l ngen (optische Fenster) spezifiziert: Multimode G50 und G62,5/125 m 850 und 1300 nmSinglemode E9/125 m 1310 und 1550 nmDas D mpfungsverhalten beschreibt die Abschw chung des einge-speisten Lichtsignals ber die Faser und wird als D mpfungsbelag in dB/km angegeben. Die Bandbreite ist ein Ma f r das Dispersionsver-halten des LWL und wird in MHz*km ausgewiesen, bei Singlemode-Fasern ist es der Dispersionskoeffizient in ps/nm*km. Aufgrund der Dispersion wird l ngs eines LWL ein Lichtimpuls immer breiter, wodurch die maximale Impulsfrequenz - bertragungskapa-zit t - begrenzt wird. Beide optischen Eigenschaften sind ann hernd linear abh ngig von der L nge der Faser, wird eine Faser mit der L nge von 1 km in der Mitte geschnitten, ist das Ergebnis eine Halbie-rung der D mpfung und mindestens eine Verdopplung der LWL mit einem Bandbreite-L ngen-Produkt von 1200 MHz*km begeistert mit einer nutzbaren Bandbreite von 2,4 GHz auf 500 m.

4 Da bei der Daten bertragung ber Glas keine Komprimierung der digita-len Signale wie ber Kupfer erfolgt, sind Bandbreite und bertra-gungsgeschwindigkeit gleich zu setzen: Hz = dem Bandbreite-L ngen-Produkt hat mit dem Beginn des Giga-bit-Zeitalters eine weitere Eigenschaft der Multimode-Fasern an Bedeutung gewonnen. Die garantierte Gigabit-L nge in m wird mittels einem speziellen Me verfahren gem. FOTP 204 ermittelt. Messungen haben gezeigt, da ein hohes Bandbreite-L ngen-Produkt nicht zwin-gend gleichzeitig eine gro e Gigabit-Distanz gew hrleistet (s. Bild 1). Es empfiehlt sich diese Angabe beim Kabelhersteller abzufordern, damit bei der Migration des LWL-Netzwerkes auf Gigabit-Ethernet b se berraschungen ausgeschlossen werden k nnen. Bei der Projektierung von LWL-Kabelanlagen m ssen die drei beschrie-benen wichtigsten bertragungstechnischen Parameter ins Kalk l gezogen werden.

5 Nat rlich ist es nicht immer erforderlich h chste Anforderungen an die optischen bertragungsparameter der Fasern zu stellen. Vor allem im Sekund r- und Terti rbereich einer strukturierten Verkabelung werden meist L ngen von 400 m nicht berschritten. Oft ist in diesen F llen eine geringere Spezifikation ausreichend, ohne Leistungseinbu en oder einen Verlust der Investitionssicherheit in Kauf nehmen zu m ssen. Bei Pigtails oder Patchkabeln ist die Bandbreite oder D mpfung zweifelsohne kein Kriterium zur Beurteilung der opti-schen Qualit t mehr. Mit Strecken von bis zu 10 m verf gen diese Kabel ber eine fast unendliche Bandbreite und die D mpfung wird durch die Stecker begrenzt und nicht durch die Faser dazwischen. overfilled[MHz/km]350030000,51,01,52,02, 53,03,54,002500200015001000500restricted [km]Am D mpfungsbudget knabbern also vor allem die Verluste an den Schnittstellen.

6 Der Flaschenhals der bertragungskapazit t von LWL-Verkabelungen ist das geb udeverbindende Streckenkabel und nicht das Kabel im Anschlu - und Terti rbereich. Denn im Backbone-Kabel schrumpft die Bandbreite mit der L nge der Regeneratorfeldl nge (Strecke zwischen zwei aktiven Komponenten). Wird dieser Ansatz-punkt in die Planung von LWL-Kabeln mit einbezogen, wird kostenbewu t gedacht, denn eine niedrigere Spezifikation kann eine Einsparung bis zu 20 % beim Kabel dem heute rasenden Fortschritt der Informationswelt hat unter anderem die Frage nach dem richtigen Fasertyp und somit nach ausrei-chender bertragungskapazit ten an Wichtigkeit gewonnen. Im Muti-mode-Bereich liegt die Antwort auf der Hand. Die 50 m ist der 62,5 m Faser in allen technischen Belangen deutlich berlegen. In dem kleineren optischen Kern breiten sich weit weniger diskrete Moden aus, wodurch geringere D mpfungen, h here Bandbreiten und gr ere Gigabit-Distanzen resultieren.

7 Unter dem wirschaftlichen Gesichts-punkt betrachtet, ist der Meterpreis f r 50 m Kabel sogar niedriger. Mit der n chsten Entwicklungsstufe, hin zu 10 Gbit/s ber Wellenl n-gen-Multiplexing, gewinnt die Singlemode-Faser an Bedeutung. Mit nur einer Mode sind sehr gro e Reichweiten und fast unbegrenzte Bandbreiten m glich. Die Herstellung der E9/125 ist einfacher und somit der Preis noch g nstiger als der einer Multimode-Faser. Eine m gliche L sung f r zukunftssichere LWL-Anlagen k nnten also Hybridkabel sein, die mit Multimode- und Singlemode-Fasern ausge-stattet Aufgabe eines Kabelherstellers ist es nun, die Fasern durch den Ver-kabelungsprozess entsprechend gut zu sch tzen, damit die optischen Wer te ber einen gro en Zeitraum stabil bleiben. Die Konstruktion des Kabels selbst ist ausschlaggebend f r die Lebensdauer und mu zul s-sige Umwelteinfl e abwehren. Dar ber hinaus werden heute h chste Anforderungen bez glich des Brandverhaltens f r den Inhouse-Bereich gestellt.

8 Eine wichtige Funktion hat somit die u erste Schutzh lle des bertragungseigenschaftenBild 1: Experimentell bestimmte Korrelation von konventionell ermittelter Bandbreite und Gigabit-L nge f r Multimode-Fasern G50/125 m (Quelle: Fibre Core Jena)MantelwerkstoffeZur Ummantelung von Glasfaserkabel existieren zwei g ngige Materialien: Polyethylen PE und halogenfreier, flammwidriger Werkstoff (Flame Retardant Non Corrosive). PVC wird in Deutschland aus den bekannten Gr nden als Mantel nicht mehr akzeptiert. PE wird klassisch f r LWL-Au enkabel und das FRNC-Material f r Innenkabel der fortschreitenden Dominanz der Universalkabel im Backbone, die sowohl innen als auch au en verlegt werden k nnen, kam immer mehr die Diskussion auf: wozu berhaupt noch Au enkabel? Universalkabel unterscheiden sich in ihrer Konstruktion zu Au enkabel im gro en und ganzen nur durch ihren halogenfreien, flammwidrigen Mantel.

9 Sie berzeugen durch ihre anerkannten Vorteile, die sich durch den Wegfall der Schnittstellen am Haus bergabepunkt zwischen Au en- und Innenkabel ergeben. Zeitaufwendige und kostenfressende Splei arbeiten k nnen somit umgangen werden. Bedacht mu bei der Verlegung von Universalkabeln jedoch werden, da diese in HDPE-Schutzrohre eingezogen werden m ssen, die zu beiden Geb udeseiten gegen Feuchtigkeitseintritt abgedichtet sind. Denn in einer Eigenschaft unterscheidet sich der FRNC- ganz klar vom PE-Au enmantel. Die halo-Bild 2: Wasserdampfdurchl ssigkeit einer 100 m dicken Platte bei 38 C / 95 % Luftfeuchtigkeit nach 24 hAnhand der Pr fung gem EN 60811-1-3 wurde ber eine Zeitdauer von 14 Tagen eine gravimetrische Wasseraufnahme von 20 g/m2 bei FRNC-Materialien ermittelt. Diese Fakten belegen, da eine absolute Querwasserdichtheit des Kabels nur durch eine Diffusionssperre, sprich Metall (Aluminiumband oder Stahlwellrohr), realisiert werden kann.

10 Genfreie, flammwidrige H lle bietet keinen derartigen Schutz gegen Querwasserdiffusion wie PE. Liegt nun ein Universalkabel permanent im feuchten Erdreich oder sogar in einem wassergef llten Rohr, dringt im Laufe der Zeit Feuchtigkeit (OH--Ionen) in die Kabelseele ein. Eine Wanderung dieser Hydroxidionen in den optischen Kern einer Faser ist ab diesem Zeitpunkt nicht mehr auszuschlie en. Bereits geringste Verunreinigungen der Faser mit OH--Ionen bewirken Lichtverluste, einen irreversiblen D mpfungsanstieg, welches als Alterung der Kabel bezeichnet werden kann. Die Konzentration von 1 ppm (parts per million) f hrt zu einen Anstieg der D mpfung bei 850 nm von 0,1 dB/km. PE bietet einen weit besseren Schutz gegen Querwasserdiffu-sion, so da einer direkten Erdverlegung ohne Bedenken zugestimmt werden kann. Die Kabel werden als querwassergesch tzt ausgewiesen. Ist jedoch bekannt, da PE-Kabel permanent im Wasser liegen, kann die L sung nur eine metallene Bewehrung sein.