Schutzgeheimnisse in Telekommunikationsinfrastrukturleitungen: Glasfaserkabelschutz

Schutztechnologien für Telekommunikationsinfrastruktur: Schutz von Glasfaserkabeln

In der heutigen digitalen Welt bilden Glasfasernetze das Rückgrat des Datenverkehrs. Sie ermöglichen die Kommunikation mit Lichtgeschwindigkeit, sind jedoch gleichzeitig äußerst empfindlich gegenüber mechanischen Einwirkungen. Die Fähigkeit dieser Kabel, die Glasfasern von der Dicke eines menschlichen Haares enthalten, über Jahrzehnte hinweg einen unterbrechungsfreien Betrieb unter der Erde zu gewährleisten, hängt unmittelbar von der Auswahl der Telekommunikationsschutzrohre und den eingesetzten Schutztechnologien ab. Der Schutz kostspieliger Investitionen in Erd- und Verlegearbeiten erfordert mehr als nur die unterirdische Verlegung von Kabeln von einem Punkt zum anderen. Ebenso wichtig ist es, die Kabel vor Grundwasser, hohen Verkehrslasten, seismischen Bewegungen und mechanischen Belastungen während der Installation zu schützen.

1. Mikrorohrtechnologie (Microduct) in Glasfasernetzen

Während in herkömmlichen Infrastruktursystemen üblicherweise ein einzelnes Kabel durch ein großes Rohr geführt wird, setzt die Mikrorohrtechnologie (Microduct) neue Maßstäbe in modernen Telekommunikationsnetzen. Mikrorohre mit kleinem Durchmesser, die aus flexiblem Polyethylen hoher Dichte (HDPE) hergestellt werden, ermöglichen eine maximale Ausnutzung des verfügbaren Innenraums bestehender Hauptschutzrohre. Diese Technologie ermöglicht die Installation von Glasfaserkabeln innerhalb der Rohre mithilfe von Druckluft durch ein Verfahren, das als Kabeleinblasen (Air-Blowing) bezeichnet wird. Da keine mechanische Zugkraft auf das Kabel ausgeübt wird, wird das Risiko einer Beschädigung der Glasfasern während der Installation auf ein Minimum reduziert.

Dank ihrer modularen Bauweise bieten Mikrorohrsysteme auch erhebliche langfristige Investitionsvorteile. Durch die unterirdische Verlegung mehrerer Mikrorohrbündel im Rahmen einer einzigen Baumaßnahme können ungenutzte Kanäle für zukünftige Kapazitätserweiterungen bereitgehalten werden. Wenn ein neuer Teilnehmeranschluss oder eine zusätzliche Leitung erforderlich ist, können neue Glasfaserkabel innerhalb weniger Minuten in die freien Kanäle eingeblasen werden, ohne dass zusätzliche Erdarbeiten notwendig sind. Ihre kompakte Bauweise ermöglicht eine hohe Kanalkapazität selbst in schmalen Gräben und reduziert insbesondere bei städtischen Infrastrukturprojekten die Kosten für Aushub und Verfüllung erheblich.

2. Innenwandgestaltung zur Reduzierung der Reibung bei der Kabelverlegung

Eine der wichtigsten Phasen bei der Installation von Glasfaserinfrastrukturen ist das Einbringen der Kabel in die Schutzrohre. Über Entfernungen von mehreren Hundert Metern erschwert die Reibung zwischen dem Außenmantel des Kabels und der Innenfläche des Rohres die Kabelverlegung und kann die Anwendung übermäßiger Zugkräfte erforderlich machen. Moderne Telekommunikationsschutzrohre werden daher mit speziell entwickelten Innenwandstrukturen hergestellt, um diese Herausforderung zu bewältigen.

Längs verlaufende Mikrokanäle, auch als gerippte Innenflächen (Ribbed Inner Surfaces) bezeichnet, erstrecken sich über die gesamte Länge der Rohrinnenwand. Sie minimieren die Kontaktfläche zwischen dem Kabel und der Rohroberfläche und reduzieren dadurch unmittelbar den Reibungskoeffizienten. Dank dieser technischen Eigenschaft können Kabel in einem einzigen Arbeitsgang über deutlich größere Entfernungen verlegt werden, wodurch der Bedarf an Zwischenzugangskammern und Kontrollschächten erheblich reduziert wird.

3. Widerstandsfähigkeit von Schutzrohren gegenüber äußeren Belastungen und Druckbeanspruchungen

Unterirdische Telekommunikationsnetze sind zahlreichen äußeren Einflüssen ausgesetzt. Dazu gehören hohe Erdlasten, Schwerlastverkehr an Straßen- und Autobahnquerungen, Grundwasserdruck, Beschädigungen durch scharfkantige Steine sowie Schäden durch Nagetiere. Die Beibehaltung der kreisförmigen Rohrgeometrie und die Vermeidung einer Ovalisierung unter diesen anspruchsvollen Bedingungen schützen die empfindlichen Glasfaserkabel im Rohrinneren vor Quetschungen und den daraus resultierenden Signalverlusten.

Dank hochfester Rohstoffe und einer speziell entwickelten Außengeometrie verteilen Telekommunikationsschutzrohre vertikale Belastungen durch kontrollierte Verformung auf den umgebenden, verdichteten Boden. Die flexible und widerstandsfähige Polyethylenstruktur passt sich Bodenbewegungen, Setzungen und seismischen Einwirkungen an, ohne zu brechen oder Risse zu bilden. Dadurch wird eine zuverlässige Betriebsdauer von mindestens 50 Jahren ermöglicht.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Welche Kunststoffrohre werden in Telekommunikationsinfrastrukturprojekten eingesetzt?

Abhängig von den Bodenverhältnissen, der Verlegetiefe und der erforderlichen Netzkapazität werden unterschiedliche Arten von Kunststoffrohren ausgewählt. Für überregionale Hauptnetze, Querungen mittels Horizontalspülbohrverfahren (HDD) sowie Anwendungen mit direkter Erdverlegung werden häufig glattwandige HDPE-Kabelschutzrohre aus PE80 und PE100 eingesetzt. Diese Rohre zeichnen sich durch ihre hohe Flexibilität und Druckbeständigkeit aus. In städtischen Netzen mit hohen Verkehrslasten, bei Straßenquerungen und in Bereichen mit geringer Verlegetiefe kommen hingegen doppelwandige, gewellte Kabelschutzrohre zum Einsatz. Diese verfügen über eine profilierte Außenstruktur zur Erhöhung der Ringsteifigkeit sowie eine glatte Innenfläche.

Bei Hauptnetzprojekten, in denen mehrere Netzbetreiber dieselbe Trasse nutzen oder redundante Verbindungen erforderlich sind, werden Mehrfachrohrsysteme bevorzugt, die aus zwei, drei oder vier miteinander verbundenen Rohren bestehen. Für Glasfaseranschlüsse bis ins Haus (Fiber to the Home – FTTH) sowie für Anwendungen zur Kapazitätserweiterung durch die Unterteilung bestehender Rohrsysteme stellen dünnwandige Mikrorohre, die einzeln oder in Bündeln erhältlich sind, eine ideale Lösung dar.

Welche Vorteile bieten mehrkanalige Schutzrohre für Glasfaserkabel?

Mehrkanalige Telekommunikationsschutzrohre bieten erhebliche technische und wirtschaftliche Vorteile, insbesondere bei großflächigen städtischen Netzwerken und Infrastrukturprojekten entlang von Autobahnen. Diese Systeme ermöglichen die gleichzeitige Verlegung von drei oder vier separaten Schutzkanälen innerhalb eines einzigen Grabens, wodurch sowohl der Arbeitsaufwand als auch die Dauer der Erdarbeiten erheblich reduziert werden. Da jedes der miteinander verbundenen Rohre in einer anderen Farbe hergestellt oder mit charakteristischen Farbstreifen versehen wird, lässt sich in Kontrollschächten deutlich einfacher feststellen, welche Leitung welchem Netzbetreiber oder Versorgungsgebiet zugeordnet ist. Dadurch werden mögliche Verwechslungen vermieden.

Dank ihrer speziellen Verbindungskonstruktion können mehrkanalige Rohre in Form von Rohrbunden transportiert werden und sich flexibel an Richtungsänderungen der Trasse anpassen, ohne dass zusätzliche Rohrbögen oder Verbindungselemente erforderlich sind. Während über einen Kanal die aktive Datenübertragung erfolgt, können die übrigen Kanäle bei einem möglichen Ausfall als Reserveleitungen dienen oder für zukünftige Erweiterungen der Netzkapazität bereitgehalten werden.

Warum ist die Glätte der Rohrinnenfläche bei der Verlegung von Glasfaserkabeln wichtig?

Die Glaskerne innerhalb von Glasfaserkabeln weisen bestimmte Belastungsgrenzen gegenüber Zug- und Biegekräften auf. Wenn die Innenfläche des Schutzrohres Unebenheiten, Grate oder ungleichmäßige Übergänge aufweist, können die Kabel während der Installation hängen bleiben und dadurch übermäßigen Zugspannungen ausgesetzt werden. Dies kann zu unsichtbaren Mikrobiegungen (Microbending) in den Glasfasern führen, die eine Beeinträchtigung des optischen Signals und erhöhte Signalverluste entlang der Übertragungsstrecke verursachen.

Eine raue Innenfläche kann zudem den äußeren Schutzmantel des Kabels beschädigen oder abnutzen, während das Kabel über mehrere Hundert Meter durch das Rohr geführt wird. Dadurch kann das Kabel langfristig anfälliger für Feuchtigkeit und eindringendes Wasser werden. Aus wirtschaftlicher Sicht können Glasfaserkabel in Rohren mit glatten und reibungsarmen Innenflächen durch das Einblasverfahren in einem einzigen Arbeitsgang über Entfernungen von bis zu 1.500 Metern verlegt werden. Bei Rohren mit rauen Innenflächen kann sich diese Entfernung hingegen um die Hälfte reduzieren. Kürzere Verlegeentfernungen führen zu einem erhöhten Bedarf an Verbindungskästen, zusätzlichen Kontrollschächten und einer größeren Anzahl von Glasfaser-Spleißverbindungen, die zu zusätzlichen Signalverlusten beitragen können.

Welchen Druck- und Schlagprüfungen werden die Telekommunikationsrohre von Kuzeyboru unterzogen?

Um die Sicherheit von Infrastrukturinvestitionen zu gewährleisten, führt Kuzeyboru in seinen akkreditierten Laboren während sämtlicher Produktionsphasen strenge Qualitätskontrollprüfungen gemäß internationalen Standards durch. Bei Prüfungen der Ringsteifigkeit und Druckbeständigkeit werden Rohrproben mithilfe spezieller Prüfgeräte vertikalen Kräften ausgesetzt, die Erd- und Verkehrslasten simulieren. Die Proben werden bis zum Erreichen eines festgelegten Verformungsgrades zusammengedrückt. Dadurch kann überprüft werden, ob sie den entsprechenden Druckbeständigkeitsklassen beziehungsweise Ringsteifigkeitsklassen wie SN4 und SN8 entsprechen.

Zur Simulation anspruchsvoller Montagebedingungen im Winter sowie der Auswirkungen herabfallender Steine werden Schlagfestigkeitsprüfungen sowohl unter normalen als auch unter niedrigen Temperaturbedingungen durchgeführt. Die Rohrproben werden zunächst bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt konditioniert. Anschließend werden Gewichte aus festgelegten Höhen auf die Proben fallen gelassen, um festzustellen, ob Risse oder Brüche auftreten. Darüber hinaus werden Langzeit-Innendruckprüfungen und hydrostatische Festigkeitsprüfungen durchgeführt, um die Dichtheit der Rohre und die Langlebigkeit des Materials zu bewerten. Zusätzlich werden Zugfestigkeitsprüfungen, Prüfungen der Bruchdehnung sowie Messungen des Reibungskoeffizienten durchgeführt, um die Flexibilität der Rohre bei Anwendungen mit dem Horizontalspülbohrverfahren und die reibungsarmen Eigenschaften ihrer Innenflächen zu überprüfen.