Aufbau eines Lichtwellenleiter-Kabels

Bild 1: Aufbau eines Lichtwellenleiter; Bildquelle: Draka

Die Kabelkonstruktion soll den LWL vor mechanischen, thermischen und chemischen Einwirkungen sowie vor dem Eindringen von Feuchtigkeit schützen (Bild 1). Für den Fachmann ist es daher wichtig, sich mit den grundsätzlichen Eigenschaften dieser Kabelart auszukennen.

Besonders bei Innenkabeln soll im Brandfall die Brandausbreitung, die Rauchentwicklung sowie die Bildung toxischer und korrosiver Gase durch den Kabelmantel verhindert werden. Teilweise wird durch den Kabelaufbau sogar ein Funktionserhalt im Brandfall realisiert. Die Kabeleigenschaften werden geprüft und im Datenblatt angegeben bezüglich:

  • Zugfestigkeit
  • Querdruck- und Schlagfestigkeit
  • Schlagfestigkeit
  • Wiederholte Biegung/Schleppkettentauglichkeit
  • Kabelbiegung und Kabeltorsion
  • Längswasserdichtigkeit durch Gelfüllung oder
  • Quellvlies
  • Temperaturbereich (für Lagerung, Verlegung u. Betrieb)
  • Verbissfestigkeit durch metallischen oder nichtmetallischen Nagetierschutz
  • Brandverhalten, z. B. raucharm (LS), halogenfrei (0H), flammwidrig (FR), nicht korrosiv (NC).

Kabel, die in Gebäuden fest verbaut werden, fallen unter die Bauproduktenverordnung (BauPVO). Bezüglich ihres Brandverhaltens werden sie nach europäischen Prüf­normen getestet und den EU-Brandverhaltensklassen eingeordnet. LWL-Kabel erfüllen die im Datenblatt spezifizierten Anforderungen an die Übertragungseigenschaften (insbesondere Dämpfung und PMD) wenn bei der Verlegung die gültigen Normen/Verlegevorschriften z.B. nach DIN VDE 0800-174-4 beachtet werden.

Kabelaufbau

Einige Fachbegriffe für die Verseilelemente eines Kabels sollen anhand eines LWL-Kabels mit verseilten Bündeladern, das in Bild 2 dargestellt ist, erläutert werden. Als Kabelseele bezeichnet man dabei die Gesamtheit der im Kabel vorhandenen Verseilelemente mit den Stütz- und Zugelementen und der über diesen Elementen ­liegenden Bewicklung.

Bild 2: Verseilelemente im Bündeladerkabel

Zentrales Stützelement

Zur Erhöhung der mechanischen Stabilität eines LWL-Kabels werden die LWL-Bündeladern um ein Zentralelement (Stahldraht oder GFK-Element) als Kern des Kabels verseilt, wobei das Zentralelement sowohl zur Stützung (Knickschutz) als auch Zugentlastung dienen kann. Bei modernen hochfaserigen Bündeladerkabeln sind die Bündeladern meist farbig ausgeführt und in einer normkonformen Farbreihenfolge z.B. nach VDE 0888 angeordnet (s. a. Abschnitt »Farbcodierung der Adern«).

Bild 3: Umkehrpunkt in der SZ-Verseilung von Bündeladern

In alten LWL-Bündeladerkabeln findet man oft nur eine rote Bündelader als Zählader, alle anderen Adern sind in der gleichen Farbe, z. B. Gelb bei der Befüllung mit Einmodenfasern (SMF) eingefärbt. Bei der Verseilung von Bündeladern um das Zentralelement kommt die SZ-Verseilung zum Einsatz. In Bild 3 ist der Umkehrpunkt, der auch Wendepunkt genannt wird, zu sehen. Der Wendepunkt tritt bei dem dargestellten Kabel alle 80cm auf. Das dargestellte Kabel hat eine Zählader (1 = Rot) und eine Richtungsader (2 = Schwarz). Alle anderen Adern sind gelb eingefärbt. Gründsätzlich kann jeder Glasfasertyp in den Kabelaufbau eingebaut werden. Daher haben Kabelhersteller ein Datenblatt für den Kabelaufbau und separate Datenblätter für die Spezifikation der Faserdaten.

Blindelemente werden eingesetzt, um einen runden Kabelaufbau zu erhalten. Bei den heute üblichen hoch­faserigen Bündeladerkabeln sind allerdings nur selten Blind­elemente erforderlich. Es folgen eine Bewicklung, das Einbringen von Zugentlastungselementen und falls erforderlich ein Nagetierschutz. Abschließend werden die Verseilelemente von einem Kabelmantel umgeben. Das Material für den Kabelmantel wird auf die Anforderungen am Einsatzort angepasst.

Adermanteltypen (Sekundärcoating, buffer)

Für den Aufbau von LWL-Kabeln werden verschiedene Adertypen verwendet, um die Glasfaser mit dem Primärcoating Φ 250 μm vor mechanischen Belastungen zu schützen. Die zur Kennzeichnung verwendeten Kurzzeichen zeigt Tabelle.

Tabelle: Kennzeichnung von LWL-Kabeln nach DIN-VDE 0888-100-1-1 (Auszug)

Bündelader B (loose tube, LT)

Bild 4: Bündelader mit 12 Einzelfasern

Meist werden 12, teilweise bis zu 24 Fasern in einer gemeinsamen Hülle geführt (Bild 4). Maxibündeladern können auch mehr Fasern enthalten. Durch eine Faserüberlänge von etwa 1% in der Bündelader wird eine Kraftentkopplung erzielt, wodurch bei Einwirkungen von Zugkräften, Temperaturschwankungen oder Biegungen keine Belastungen auf die Fasern wirken.

Die Gelfüllung von Bündeladern (D) verhindert das Eindringen von Wasser und realisiert auch die Längswasserdichtigkeit der Ader.

Vollader (V) als Festader (tight buffer, TB)

Bei der Vollader ist der Adermantel direkt bzw. nur getrennt durch eine dünne Gleitschicht aus Silikon auf das Primärcoating aufgebracht. Festadern sind konzipiert für die Stecker-Direktmontage. Festadern sind oft nicht besonders gut geeignet für die Herstellung von Spleißverbindungen, die mit Krimpspleißschutz geschützt werden sollen, da sie nur in sehr kurzen Stücken (10 … 20mm) abgesetzt werden können.

Vollader (V) als Kompaktader (semi-tight buffer, STB)

Bei der Kompaktader sind Primär- und Sekundärcoating durch eine Gelschicht zur Gewährleistung der Längswasserdichtigkeit voneinander getrennt. Das Sekundärcoating, die 900-µm-Vollader ist bei der Ausführung als Kompaktader bei der Montage leicht und in langen ­Stücken von 1 m bis 2 m Länge absetzbar.

Kabelkennzeichnung nach DIN-VDE 0888

In der Normenreihe DIN VDE 0888 werden die Anforderungen an LWL-Kabel für verschiedene Anwendungsbereiche spezifiziert. Zur Kennzeichnung der Aufbauelemente von LWL-Kabeln sind dort Kurzzeichen fest­gelegt, die von der Kabelindustrie, Anwendern und ­Planern verwendet werden. Die Tabelle erläutert die wichtigsten davon.

Farbcodierung der Adern

Die Zuordnung der Fasern in einer Bündelader oder Zuordnung der Adern in einem LWL-Kabel erfolgt durch Einfärbung gemäß DIN IEC 60304 mit 12 Farben. In LAN-Datennetzen sind für die Nummerierung der ­Fasern der Farbcode nach DIN VDE 0888-100-1 und in internationalen Projekten der Bellcore-Farbcode nach Telcordia ANSI/TIA/EIA-568 üblich (Bild 5). Einige ­Betreiber von Telekommunikationsnetzen haben eigene Farbcodes für das Auflegen von Fasern und Adern bei der Installation.

Bild 5: Farbreihenfolgen für das Auflegen von LWL-Fasern und Adern – links der Farbcode nach DIN EN 60794-1-1 (VDE 0888-100-1), rechts der Farbcode nach Bellcore (Telcordia) ANSI/TIA/EIA-598

Befinden sich 24 Fasern in einer Bündelader, so beginnt die Farbfolge von vorn und die Fasern 13 bis 24 werden mit einer schwarzen Ringsignierung versehen. Anstelle der Faserfarbe »Schwarz« wird die Faser 22 »transparent mit einem schwarzen Ring« verwendet.

Autor

Werner Stelter, LWL-Seminare am BFE Oldenburg

Quelle und Bildquelle: www.elektro.net