Vezelkabel

In de hedendaagse bouw- en installatietechniek vormt de vezelkabel de ruggengraat van de digitale infrastructuur. Waar traditionele koperbekabeling kampt met beperkingen in bandbreedte en gevoeligheid voor elektromagnetische storingen, transporteert glasvezel data over enorme afstanden zonder noemenswaardig verlies. Op de bouwplaats kom je ze tegen van de meterkast in een rijtjeswoning tot de complexe patchruimtes in datacenters. De installatie vraagt om een andere mentaliteit dan het trekken van standaard elektrakabels; glas is immers bros. Een kleine knik of te veel trekkracht tijdens het verwerken kan de interne glaskern onzichtbaar beschadigen, waardoor de verbinding direct onbruikbaar wordt. Het is precisiewerk in een ruwe omgeving.

De fysieke realisatie van een glasvezelnetwerk begint bij de aanleg van kabelwegen of het plaatsen van lege buisinfrastructuren. In de civiele techniek en grootschalige utiliteitsbouw worden vezelkabels vaak door middel van perslucht in microducts ingeblazen. De kabel zweeft op een luchtkussen. Deze methode minimaliseert mechanische spanning. Bij kortere trajecten binnen gebouwen vindt handmatige invoer plaats. Hierbij fungeert de trekontlasting in de kabel als buffer voor de kwetsbare glaskern. Het strikt naleven van de voorgeschreven buigradius is essentieel. Te scherpe bochten veroorzaken direct signaalverlies of permanente breuken.

Aan de eindpunten volgt de terminatie. De installateur verwijdert de buitenmantel en stript de individuele vezels tot op de glaskern. De verbinding tussen twee vezels komt doorgaans tot stand via fusielassen. Twee uiteinden versmelten onder een gecontroleerde elektrische boog tot één ononderbroken glaslijn. Nauwkeurige uitlijning is hierbij het enige dat telt. Na het lassen wordt de verbinding beschermd in een lascassette of patchpaneel. Het proces eindigt met een verificatiemeting. Lichtpulsen worden door de vezel gestuurd om de dempingswaarden en eventuele reflecties in kaart te brengen. Meten is weten. Afwijkende waarden duiden vaak op microscopische vervuiling op de connectoren of fysieke stress op de kabel.

De optische kern

In de kern van de techniek maken we een strikt onderscheid tussen singlemode en multimode vezels. Dit verschil is cruciaal voor het ontwerp van de installatie. Singlemode-vezels (OS1, OS2) hebben een extreem kleine kern van ongeveer 9 micrometer. Licht reist hier in één rechte lijn doorheen. Dit minimaliseert signaalvervaging over enorme afstanden. Het is de standaard voor telecomnetwerken en backbones tussen locaties. Multimode (OM3, OM4, OM5) werkt met een grotere kern van 50 of 62,5 micrometer. Licht reflecteert hierbij onder verschillende hoeken tegen de wanden van de kern. Dit beperkt de reikwijdte tot enkele honderden meters, maar de benodigde zendapparatuur is aanzienlijk goedkoper. In utiliteitsprojecten en datacenters is multimode de norm voor interne netwerken.

Bescherming en mechanische opbouw

De mantel bepaalt waar de kabel mag liggen. Inpandig gebruiken we tight buffer kabels. Hierbij zit een dikke beschermlaag direct om de vezel, wat de kabel flexibel en makkelijk hanteerbaar maakt voor montage in patchkasten. Voor buitentoepassingen en grondwerk is de loose tube constructie superieur. De vezels liggen los in een met gel gevulde buis. Deze gel blokkeert vocht en geeft de vezels ruimte om uit te zetten of te krimpen bij temperatuurwisselingen zonder dat er mechanische spanning ontstaat.

• Grondkabel: Voorzien van een PE-buitenmantel en vaak een staalmantel of glasgaren-wapening tegen knaagdieren.
• Brandveilige kabel: Binnenkabels moeten voldoen aan de CPR-regelgeving (Construction Products Regulation), vaak uitgevoerd als LSZH (Low Smoke Zero Halogen) om bij brand giftige gassen te voorkomen.
• Microkabels: Extreem dunne kabels, specifiek ontwikkeld om met hoge snelheid in dunne microducts geblazen te worden.

Prefab en hybride oplossingen

Soms is snelheid alles. Prefab glasvezelkabels worden in de fabriek al voorzien van connectoren en getest. Geen gedoe met fusielassen op een stoffige bouwplaats. Uitrollen, inpluggen, klaar. Daarnaast zien we de opkomst van hybride kabels. Deze combineren optische vezels met kopergeleiders in één mantel. Ideaal voor Remote Radio Units of camera-installaties waarbij zowel data als voeding (Power over Ethernet-principe) over grote afstand nodig zijn. Het voorkomt dubbel werk in de kabelgoot.

Stel je een nieuwbouwwijk voor waar oranje mantelbuizen uit de zwarte grond steken. Dit is het domein van de civiele techniek. Een monteur koppelt een compressor aan de buis en blaast een flinterdunne vezelkabel met hoge snelheid naar binnen; de kabel 'vliegt' als het ware op een bed van lucht naar de meterkast verderop. In de woning zelf eindigt dit proces in een compact wit kastje, het glasvezelmodem. Hier zie je de kwetsbaarheid: de kabel wordt met een ruime boog naar binnen geleid, want een knik betekent een direct einde aan de dataoverdracht.

In een industriële fabriekshal, waar zware elektromotoren en hoogspanningskabels voor enorme elektromagnetische ruis zorgen, is de vezelkabel de stille kracht. Terwijl traditionele koperkabels hier zware afscherming nodig hebben om storingen te voorkomen, ligt de vezelkabel stoïcijns in dezelfde draadgoot als de vermogenskabels. Licht is immers immuun voor magnetisme. Geen bitverlies. Geen storingen. De verbinding met de PLC-besturing blijft stabiel, ongeacht de activiteit op de werkvloer.

Binnen een datacenter herken je de types direct aan de kleurcodering van de patchkabels. Een woud van aqua-kleurige kabels duidt op multimode verbindingen tussen servers in hetzelfde rack. De felgele kabels daarentegen vormen de singlemode backbones naar de buitenwereld. Hier is precisie heilig. Eén microscopisch stofje op een connector, vaak niet groter dan een huidcel, kan een volledige 100Gb-verbinding platleggen. Het is chirurgie op de vierkante millimeter in een omgeving vol koelventilatoren.

Vezelkabels die permanent in bouwwerken worden aangebracht, vallen onder de Europese Construction Products Regulation (CPR). Deze regelgeving classificeert kabels op basis van hun brandgedrag. In Nederland vertaalt de NEN 8012 dit naar specifieke brandklassen zoals Bca, Cca en Dca. De keuze voor de klasse hangt direct samen met het risicoprofiel van de ruimte. Rookontwikkeling (s), brandende vallende deeltjes (d) en de zuurgraad van gassen (a) zijn hierbij de kritieke parameters. In vluchtwegen gelden de strengste eisen. Een onjuiste classificatie kan leiden tot afkeur bij oplevering. Het BBL (Besluit Bouwwerken Leefomgeving) vormt hierbij de juridische basis voor de brandveiligheidseisen in de gebouwde omgeving.

Buiten de gebouwschil, in de civiele techniek, dicteert de Wet informatie-uitwisseling bovengrondse en ondergrondse netten (WIBON) de kaders. Wie vezelkabel in de grond legt, is een netbeheerder. Registratie is verplicht. Voordat de schep de grond in gaat, moet een graafbericht (KLIC-melding) worden gedaan bij het Kadaster. Dit voorkomt graafschade aan andere infrastructuur. Het is een administratief proces met fysieke gevolgen. Voor de kwaliteit van de aanleg zelf zijn de normen uit de NEN-EN 50174-reeks bepalend. Deze Europese standaarden beschrijven hoe de installatie gepland en uitgevoerd moet worden om elektromagnetische interferentie te vermijden en de integriteit van de vezel te waarborgen.

Licht vangen in een straal. Het begon bij water. Daniel Colladon toonde in 1841 al aan dat licht een gebogen waterstroom volgt door totale interne reflectie, een simpel natuurkundig principe dat pas ruim een eeuw later zijn ware potentie zou onthullen in de laboratoria van Standard Telephones and Cables. Charles Kao en George Hockham zagen de toekomst in glas. In 1966 stelden zij dat glasvezel de wereld zou verbinden, mits de onzuiverheden in het materiaal drastisch werden gereduceerd om de demping onder de kritieke grens van 20 decibel per kilometer te krijgen. De industrie was destijds sceptisch. Glas was simpelweg te 'vies'.

De doorbraak kwam in 1970. Onderzoekers bij Corning Glass Works slaagden erin een vezel van gesmolten silica te produceren die deze magische grens doorbrak, een technische triomf die de weg vrijmaakte voor de vervanging van logge koperkabels door flinterdunne glasdraden. In 1988 ging de TAT-8 live. Dit was de eerste trans-Atlantische glasvezelkabel en hij bewees dat enorme hoeveelheden data zonder vertraging over de oceaanbodem getransporteerd konden worden, wat het einde betekende voor de dominantie van satellietverbindingen en koperen coax-systemen voor intercontinentaal verkeer.

Rond de eeuwwisseling bereikte de vezel de bebouwde kom. Waar glasvezel aanvankelijk alleen de 'backbone' tussen centrales vormde, startte kort daarna de opmars naar de eindgebruiker via Fiber to the Home (FTTH) projecten. Een enorme transitie. Oude koperen ADSL-netwerken voldeden niet meer aan de eisen van de moderne tijd en de bouwsector moest zich aanpassen aan een nieuwe realiteit van kwetsbare infrastructuren en precisiewerk in de meterkast. Glas is nu de standaard. Het is een nutsvoorziening geworden die net zo essentieel wordt geacht als water of elektriciteit, waarbij de historische verschuiving van elektron naar foton de fundering legt voor alles wat we vandaag de dag digitaal bouwen.

• https://www.fastcabling.com/nl/2022/09/19/hoe-kies-je-de-juiste-glasvezelkabels/
• https://www.honecable.com/nl/optische-kabel-vs-elektrische-kabel-wat-zijn-de-verschillen/
• https://yingdapc.com/nl/what-is-fiber-optic-cable/
• https://www.optic-electric.com/260.html
• https://nl.wikipedia.org/wiki/Optische_vezel
• https://www.trumpf.com/nl_NL/oplossingen/toepassingen/optische-gegevensoverdracht/
• https://www.eurofiber.com/nl-nl/lifeline/kwaliteitsnetwerk/wat-is-glasvezel-internet-en-hoe-werkt-het