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FTTH nutzt Glasfasertechnologie, um die Kommunikation in Haushalten zu verbessern. FTTH steht für Fiber to the Home (Glasfaseranschluss bis ins Haus), und viele Experten gehen davon aus, dass FTTH-Kabel die herkömmlichen Kupferkabel bald ersetzen werden. FTTH umfasst verschiedene Komponenten. Das FTTH-Flachkabel wird üblicherweise auch als Innenkabel bezeichnet. Weitere Bestandteile der Technologie sind Instrumentierungskabel und Kabelverschraubungen. Im Folgenden geben wir eine kurze Einführung in den Kabelaufbau und den Unterschied zwischen Loose-Tube- und Tight-Buffer-Kabeln.
Optische Kabelkonstruktion
Der Kern ist der hochbrechende Mittelteil einer Glasfaser, durch den Licht übertragen wird. Der Standardkerndurchmesser für Telekommunikationsfasern (SMF) liegt zwischen 8 m und 10 m, während der Standardkerndurchmesser für Multimodefasern (MMF) zwischen 50 m und 62,5 m liegt. Der Durchmesser des Mantels, der jeden dieser Kerne umgibt, beträgt 125 m. In frühen Anwendungen wurden Kerndurchmesser von 85 m und 100 m verwendet, sind heute aber unüblich. Kern und Mantel werden als ein einziges, massives Glasbauteil mit leicht unterschiedlicher Zusammensetzung und unterschiedlichen Brechungsindizes hergestellt. Der dritte Abschnitt einer Glasfaser ist die äußere Schutzschicht, die sogenannte Schutzschicht. Diese besteht typischerweise aus einem UV-härtenden Acrylat, das während des Herstellungsprozesses aufgetragen wird, um die Faser physikalisch und vor Umwelteinflüssen zu schützen. Die Schutzschicht kann auch aus einer oder mehreren Schichten Polymer, nicht porösen Hartelastomeren oder Hochleistungs-PVC bestehen. Die Schutzschicht besitzt keine optischen Eigenschaften, die die Lichtausbreitung im Glasfaserkabel beeinflussen könnten. Während der Installation wird diese Beschichtung vom Kabelmantel entfernt, um den ordnungsgemäßen Anschluss an ein optisches Übertragungssystem zu ermöglichen. Die Größe der Beschichtung kann variieren, die Standardgrößen sind jedoch 250 µm und 900 µm. Die 250-µm-Beschichtung benötigt weniger Platz bei größeren Außenkabeln. Die 900-µm-Beschichtung ist größer und eignet sich besser für kleinere Innenkabel.
Glasfaserkabel bestehen aus drei Materialarten:
• Glas
• Plastik
• Kunststoffummanteltes Siliciumdioxid (PCS)
Diese drei Kabeltypen unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Dämpfung. Die Dämpfung wird hauptsächlich durch zwei physikalische Effekte verursacht: Absorption und Streuung. Absorption führt zur Energieentnahme bei der Wechselwirkung zwischen dem sich ausbreitenden Licht (Photonen) und den Molekülen im Kern. Streuung lenkt Licht aus dem Kern in den Mantel um. Bei der quantitativen Betrachtung der Dämpfung eines Glasfaserkabels wird der Betrieb bei einer bestimmten optischen Wellenlänge, einem sogenannten Fenster, angegeben, bei dem die Dämpfung minimal ist. Die gängigsten Wellenlängen mit maximaler Dämpfung sind 780 nm, 850 nm, 1310 nm, 1550 nm und 1625 nm. Der Bereich um 850 nm wird als erstes Fenster bezeichnet (da er ursprünglich für die damalige LED- und Detektortechnologie verwendet wurde). Der Bereich um 1310 nm wird als zweites Fenster und der Bereich um 1550 nm als drittes Fenster bezeichnet.
Glasfaserkabel
Glasfaserkabel weisen die geringste Dämpfung auf. Ein reines Glasfaserkabel besteht aus einem Glaskern und einem Glasmantel. Dieser Kabeltyp ist mit Abstand am weitesten verbreitet. Er ist bei Netzwerkinstallateuren besonders beliebt und derjenige, mit dem Installateure die meiste Erfahrung haben. Das in Glasfaserkabeln verwendete Glas ist hochreines, hochtransparentes Siliziumdioxid oder Quarzglas. Während der Herstellung von Glasfaserkabeln werden dem reinen Glas gezielt Verunreinigungen beigemischt, um die für die Lichtleitung erforderlichen Brechungsindizes zu erzielen. Germanium, Titan oder Phosphor werden hinzugefügt, um den Brechungsindex zu erhöhen. Bor oder Fluor werden hinzugefügt, um den Brechungsindex zu verringern. Andere Verunreinigungen können nach der Herstellung im Glasfaserkabel verbleiben. Diese Restverunreinigungen können die Dämpfung erhöhen, indem sie Licht streuen oder absorbieren.
Kunststoff-Glasfaserkabel
Kunststoff-Glasfaserkabel weisen die höchste Dämpfung aller drei Kabeltypen auf. Sie bestehen aus einem Kunststoffkern und einem Kunststoffmantel und sind relativ dick. Typische Abmessungen sind 480/500 µm, 735/750 µm und 980/1000 µm. Der Kern besteht in der Regel aus Polymethylmethacrylat (PMMA), das mit einem Fluorpolymer beschichtet ist. Kunststoff-Glasfaserkabel wurden ursprünglich für die Automobilindustrie entwickelt. Die höhere Dämpfung im Vergleich zu Glas ist bei den in Gebäudenetzwerken oft erforderlichen kurzen Kabelstrecken in der Regel kein großes Problem. Der Kostenvorteil von Kunststoff-Glasfaserkabeln ist für Netzwerkplaner bei Budgetentscheidungen von Interesse. Kunststoff-Glasfaserkabel sind jedoch entflammbar. Daher eignen sie sich möglicherweise nicht für alle Umgebungen und erfordern besondere Vorsicht bei der Verlegung in Kabelkanälen. Ansonsten gelten Kunststofffasern als äußerst robust, mit einem engen Biegeradius und hoher Widerstandsfähigkeit.
Kunststoffummanteltes Quarzglas (PCS) Glasfaserkabel
Die Dämpfung von PCS-Glasfaserkabeln liegt zwischen der von Glas und Kunststoff. PCS-Glasfaserkabel besitzen einen Glaskern, häufig aus Quarzglas, und einen Kunststoffmantel, üblicherweise ein Silikonelastomer mit niedrigerem Brechungsindex. PCS-Kabel mit Silikonelastomer-Mantel weisen drei wesentliche Nachteile auf: Erstens ist der Mantel sehr plastisch, was die Anbringung von Steckverbindern erschwert. Zweitens ist eine Verklebung nicht möglich. Und drittens ist er in organischen Lösungsmitteln praktisch unlöslich. Diese drei Faktoren tragen dazu bei, dass dieser Glasfaserkabeltyp bei Installateuren nicht besonders beliebt ist. In den letzten Jahren wurden jedoch einige Verbesserungen erzielt.
Das FTTH-Netzwerk (Fiber to the Home) bietet im Vergleich zu den heute weit verbreiteten Technologien deutlich höhere Verbindungsgeschwindigkeiten für Privathaushalte, Mehrfamilienhäuser und Unternehmen. Ein FTTH-Netzwerk besteht aus der Installation und Nutzung von Glasfasern von einem zentralen Zugangspunkt (Access Node) zu den einzelnen Gebäuden. Die Verbindung zwischen Teilnehmer und Zugangspunkt erfolgt über Glasfaser-Patchkabel. Zur schnellen Signalübertragung werden üblicherweise Loose-Tube- und Tight-Buffer-Kabel verwendet, die sowohl für den Innen- als auch für den Außenbereich geeignet sind. Gibt es eine kostengünstige Lösung, die beide Umgebungen im FTTH-Netzwerk unterstützt? Um diese Frage zu beantworten, werden Aufbau und Vergleich von Loose-Tube- und Tight-Buffer-Kabeln im folgenden Artikel erläutert.
Loose-Tube- und Tight-Buffer-Kabel
Der Begriff „Puffer“ in „Tight-Buffer-Kabel“ bezeichnet eine grundlegende Komponente von Glasfaserkabeln und ist die erste Schicht, die den Kabelaufbau bestimmt. Typischerweise besteht ein Glasfaserkabel aus der optischen Faser, dem Puffer, Zugentlastungselementen und einem äußeren Schutzmantel (siehe Abbildung 1). Es gibt zwei grundlegende Kabeltypen: Loose-Tube-Kabel und Tight-Buffer-Kabel. Loose-Tube-Kabel werden überwiegend im Außenbereich eingesetzt, Tight-Buffer-Kabel hingegen hauptsächlich in Gebäuden.
Loose-Tube-Kabel bestehen aus einer Pufferschicht mit einem deutlich größeren Innendurchmesser als der Faserdurchmesser (siehe Abbildung). Dadurch sind die Kabel bei der Identifizierung und Verwaltung der Fasern im System extremen Temperaturschwankungen ausgesetzt. Aus diesem Grund werden Loose-Tube-CST-Glasfaserkabel üblicherweise im Außenbereich eingesetzt. Für FTTH-Außenanwendungen sind Loose-Tube-Kabel in der Regel gelgefüllte Loose-Tube-Kabel (LTGF-Kabel). Diese Kabel sind mit einem Gel gefüllt, das Wasser verdrängt oder abhält und so das Eindringen in das Kabel verhindert. Tight-Buffer-Kabel, bei denen die Pufferschicht an der Faserbeschichtung befestigt ist, haben im Allgemeinen einen kleineren Durchmesser als Loose-Buffer-Kabel (siehe Abbildung 2). Der minimale Biegeradius eines Tight-Buffer-Kabels ist typischerweise kleiner als der eines vergleichbaren Loose-Buffer-Kabels. Daher werden Tight-Buffer-Kabel üblicherweise im Innenbereich eingesetzt.
Loses Pufferkabel
Dicht gepufferte Innen-/Außenkabel, die fachgerecht konstruiert und gefertigt wurden, erfüllen die Anforderungen sowohl für Innen- als auch für Außenanwendungen. Sie vereinen die Designanforderungen herkömmlicher Innenkabel mit Feuchtigkeitsschutz und UV-Beständigkeit und erfüllen somit die Normen für den Außeneinsatz. Dicht gepufferte Innen-/Außenkabel erfüllen außerdem mindestens eine der Normen hinsichtlich Flammschutz und Rauchentwicklung.
Kurz gesagt, FTTH-Kabel revolutionieren unsere Kommunikation und werden schon bald Standard sein. FTTH-Netzwerke lassen sich durch hochwertige Glasfaserkabel wie Patchkabel, Pigtails, MCPs und Breakout-Kabel etc. erweitern. Alle unsere kundenspezifischen Glasfaser-Patchkabel sind als Singlemode 9/125, Multimode 62,5/125 OM1, Multimode 50/125 OM2 und Multimode 10 Gig 50/125 OM3/OM4 erhältlich. Bei Bedarf senden Sie uns bitte Ihre Anfrage.
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