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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Cabos ópticos de comunicação de produção estrangeira. Data de referência
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Materiais de referência Os cabos ópticos domésticos foram discutidos na Rádio nº 10, 1997. Este artigo é dedicado aos cabos fabricados no exterior, que são amplamente utilizados nas linhas de comunicação russas. Tal como no artigo anterior, são aqui utilizados dados do livro de I. S. Goldfarb “Development of Optical Cable Technology” (CNTI “Informsvyae”, 1996), bem como prospectos de diversas empresas para 1997. Agora, no mundo, existem dezenas de empresas envolvidas na produção de cabos ópticos (OC) para uma ampla variedade de finalidades. Aqui consideramos cabos usados em sistemas de comunicação de fibra óptica local, de zona e de tronco. Os cabos ópticos mais utilizados são do tipo trançado com uma única camada. Todos eles, assim como os domésticos, são caracterizados pelos mesmos parâmetros: coeficiente de atenuação a (dB/km) para a janela de transparência correspondente, número de fibras no OC, tipo de fibras - monomodo ou multimodo, gravidade específica (kg/km). força de tração admissível em newtons (N). compressão transversal, raio de curvatura mínimo permitido (mm), comprimento face a face, faixa de temperatura operacional. Atualmente, 90% dos OCs produzidos no mundo consistem em fibras ópticas monomodo (OF). Isto é devido a isso. que as fibras ópticas monomodo modernas são mais baratas que as fibras ópticas multimodo e, além disso, as fibras ópticas com fibras monomodo têm menor atenuação linear e maior largura de banda. Este último é especialmente importante com velocidades e volumes de transferência de informações em rápido crescimento. Todos os cabos do tipo trançado com camada única são caracterizados pela presença de núcleo e revestimentos protetores. Dentro de cada tubo de polímero existe uma (ou mais) fibra óptica. O tubo junto com a(s) fibra(s) forma(m) um módulo. Vários materiais são utilizados para o núcleo e a haste central, por exemplo. em alguns projetos podem conter elementos metálicos, em outros podem ser feitos sem eles. Na tabela 1 mostra os principais parâmetros do OK com uma camada de camada única e uma fibra no módulo.
O cabo óptico da General Cabel Company contém oito módulos, cada um contendo uma fibra livre. A seção transversal deste cabo é mostrada na Fig.
A haste central de polímero é fixada com fitas de poliéster. Os módulos são fixados e protegidos por uma casca de polietileno com fios de kevlar, sobre ela é enrolada uma camada de fibras de reforço que, por sua vez, é recoberta por uma casca externa, também com fios de kevlar. Os cabos desta empresa operam na segunda e terceira janelas de transparência com atenuação de 0.35..D5 dB/km e 0.2..DE dB/km, respectivamente. suas dispersões são 3,5 ps/nm.km e 2,5 ps/nm.km, respectivamente. A tabela mostra que o OK das demais empresas está próximo do descrito acima. A principal diferença está nos materiais utilizados nos elementos de reforço e proteção. Nos cabos ópticos da empresa finlandesa Nokia (design Fzoniu), o elemento de reforço central consiste em fibras resistentes envoltas em polietileno de baixa densidade. Os módulos também são revestidos por uma camada de fibras sintéticas de alta resistência à tração impregnadas com um composto especial. O invólucro protetor externo é feito de polietileno. O diâmetro externo do cabo é de 12 mm O cabo óptico da mesma empresa finlandesa, desenhado por Ffzohbmu, possui seis módulos ópticos e dois enchimentos, ao mesmo tempo que a fita de aluminoetileno é utilizada como barreira à prova de umidade. A Nokia também produz designs OK Fzohbmpmu. em que são utilizadas camadas de armadura feitas de fios de aço redondos galvanizados. A bainha externa do cabo é feita de polietileno. O diâmetro do cabo é de 17,5 mm, seu peso específico é de 470 kg/km. Este cabo é projetado para ser colocado diretamente no solo. Os cabos ópticos da empresa alemã SEL não possuem elementos de reforço metálicos, mas com diâmetro externo de 12 mm podem suportar uma força de tração de 2500 N. Isso se explica pelo fato de serem utilizados elementos de reforço adicionais na bainha de polietileno. Os cabos listados possuem um coeficiente de atenuação na segunda janela de transparência de 0.35...0.5 dB/km. no terceiro - 0.2..DZ dB/km e dispersão - 3.5...6 ps/nm.km e 2,5...3 ps/nm.km, respectivamente. Eles são projetados para operar na faixa de temperatura de -40 a +70°C. Para aumentar o rendimento dos cabos ópticos e melhorar sua confiabilidade, muitas empresas começaram a produzir cabos com camadas de camada única e diversas fibras ópticas livres, o que contribuiu para o uso de um revestimento protetor durável de epóxi acrilato nas próprias fibras ópticas. Na tabela A Tabela 2 mostra os principais parâmetros do OC, cada módulo contendo dois ou mais OBs.
Na Fig. A Figura 2 mostra um desenho em corte transversal de duas marcas de cabos trançados com módulos multifibras produzidos pela empresa francesa Les cables de Lyon. Ambas as modificações contêm seis módulos com seis OBs em cada. A metade esquerda da figura refere-se a OK para colocação em esgoto telefônico, a metade direita - no solo. Em geral, a empresa produz OK com quantidade de módulos de até 12. O diâmetro dos cabos, dependendo da quantidade de módulos, é de 13 a 17,5 mm. O coeficiente de atenuação e dispersão são semelhantes aos descritos acima OK.
Também são fabricados cabos ópticos com fibras ópticas densamente compactadas, que incluem, em particular, os cabos Funs da Nokia. 8 OC deste tipo em torno do elemento de reforço central, seis fibras ópticas com um revestimento protetor são firmemente colocadas ao redor do elemento de reforço central usando um método de torção.O diâmetro do cabo é de 7,5 mm. gravidade específica -45 kg/km, força máxima permitida -2000 N. Cabos deste tipo operam na faixa de temperatura de -5 a +50°C. Esses cabos têm uma vantagem em termos de parâmetros de peso e tamanho em comparação com cabos com fibras soltas no módulo, mas são significativamente inferiores a eles na faixa de temperatura. Junto com os cabos ópticos do tipo enrolado, os cabos ópticos com núcleos perfilados, que são elementos de reforço, se difundiram. Os núcleos dos cabos deste tipo possuem ranhuras longitudinais enroladas em torno de um eixo com um determinado passo. Estão divididos em três grupos: OK com uma fibra óptica colocada em ranhura, com diversas fibras, e também com diversas hastes perfiladas torcidas em torno de uma haste de suporte central. Na Fig. A Figura 3 mostra um desenho em corte transversal de uma das variedades de OK com núcleo perfilado. Cabos de desenho semelhante são produzidos, por exemplo, pelas empresas francesas SAT e Les cables de Lyon.Como pode ser visto na figura, o cabo consiste em um núcleo perfilado com dez ranhuras longitudinais, em cada uma das quais um OB está solto No centro do OC há um cabo de 19 fios de aço com diâmetro de 0.25 mm. O núcleo do perfil com fibras OB nas ranhuras é coberto com fitas de polímero e papel. Sobre as fitas é aplicada uma bainha metálica, que por sua vez é recoberta por uma bainha externa de polietileno. O OK descrito tem um diâmetro externo de 10 mm.
Os parâmetros dos cabos ópticos com núcleo perfilado de diversas empresas são apresentados na Tabela. 3.
A partir dos dados fornecidos fica claro que o maior número de ranhuras possui o OK fabricado pela H0UMA (China) - 12. Isso se tornou possível devido ao aumento do diâmetro da haste do perfil, e o diâmetro do próprio cabo fica no faixa de 12...23 mm. As diferenças nos designs de tais cabos são explicadas pelas condições de instalação. Bem como cabos enrolados. OK com núcleos de perfil pode ser com ou sem elementos de reforço metálico. Sem elementos metálicos com vários OBs na ranhura, são produzidos pelas empresas francesas Les cables de Lyon e SAT, além da australiana Olex Cables e outras. Os cabos com hastes perfiladas torcidas em torno de um suporte central são produzidos por diversas empresas, em particular, a empresa francesa Les cables de Lyon mencionada acima. Possuem hastes perfiladas com dez ranhuras em cada uma. Essas hastes são módulos a partir dos quais são formados núcleos de cabos com 30, 50, 70 e 90 fibras ópticas. Esses módulos formam uma camada de camada única. Em OC com duas camadas de camadas, tais módulos contêm fibras ópticas 120, 150, 160 ou 210. Os designs de OC descritos também são chamados de cabos trançados. Na maioria das vezes eles são usados para serem enterrados. No entanto, várias empresas, em particular a finlandesa Nokia e a sul-coreana SAMSUNG, produzem cabos destinados a serem pendurados em linhas eléctricas. Neste caso, o cabo óptico tipo perfil está localizado dentro do cabo elétrico de potência. A seção transversal de um destes cabos da SAMSUNG é mostrada na Fig. 4. Trata-se de um cabo elétrico de potência constituído por condutores de alumínio, dentro do qual existe um elemento perfilado com quatro ranhuras, cada uma das quais abriga um módulo com seis fibras ópticas
Além dos descritos acima, empresas estrangeiras também produzem cabos ópticos tipo fita. Eles são reforçados pelo invólucro externo, que forma um tubo oco no qual as fibras ópticas são colocadas livremente. Um exemplo é um cabo plano de duas fibras da SAMSUNG (Fig. 5). Os cabos planos também são produzidos pela NTT (Japão) e ATT (EUA). Os cabos ATT consistem em 12 módulos dispostos em fila em um plano, e cada módulo contém 12 fibras ópticas. Também são produzidos cabos planos compostos por 40 ou mais OCs.
Existem outros designs de cabos ópticos. Por exemplo, um deles é um tubo resistente no qual os OMs são colocados livremente, sem torcer. Nesses cabos, os elementos de reforço - fios, hastes, etc. - estão localizados nas paredes do tubo. Esses cabos são produzidos pela ATT, NTT e pela suíça VOLROLL ISOLA. Na Fig. A Figura 6 mostra a seção transversal e a aparência desse cabo produzido por uma empresa suíça.
As estruturas OK indicadas (fita e tubular) destinam-se principalmente à instalação no interior de objetos. No entanto, alguns deles também podem ser utilizados para assentamento no solo. Neste caso, medidas adicionais foram tomadas no projeto do OC para aumentar a resistência, e a cavidade interna onde o OM está localizado é preenchida com uma composição hidrofóbica. Para a emenda de cabos, são produzidos componentes e ferramentas apropriados. A área de emenda é colocada em mangas de cabo. que têm designs diferentes. Os acoplamentos da empresa alemã RXS são mostrados na Fig. 7 e 8.
Para conectar fibras ópticas, as extremidades dos cabos emendados com comprimento de 0.5...1.0 m são liberadas da bainha protetora e de outros elementos auxiliares. O OM também é liberado do invólucro protetor em um comprimento de 20...30 mm. Ao lascar, são obtidas extremidades planas do OB. que são soldados. O OM soldado é inserido em um tubo termorretrátil com uma haste rígida ou colocado em um suporte metálico em forma de V. Eles são então colocados no acoplamento conforme mostrado nestas fotos. Todas as operações para remover o invólucro de contenção estão OK. fibra óptica, obtenção de sua extremidade plana, etc. são feitas por meio de um conjunto de ferramentas colocadas em uma mala (Fig. 9).
Com grandes quantidades de fibras, as bainhas protetoras das fibras geralmente apresentam a mesma cor e, portanto, surgem dificuldades na identificação da fibra desejada. Para resolver este problema, é produzido um dispositivo especial - um identificador. O princípio de funcionamento do dispositivo baseia-se na percepção da radiação da superfície lateral da fibra óptica quando esta é dobrada com um raio de curvatura de 5...6 mm. Na Fig. 10, o mestre que conecta o OF no acoplamento segura tal dispositivo em suas mãos.
Concluindo, notamos que a tecnologia de produção de cabos ópticos, bem como os métodos de emenda dos mesmos, estão em constante aprimoramento. Estão sendo desenvolvidos novos materiais, mais avançados, mais duráveis e resistentes às influências térmicas e químicas, que ao mesmo tempo permitem a criação de OCs de menor diâmetro, peso e custo. A melhoria do OK também é realizada no sentido de aumentar seus comprimentos de construção para 10 km ou mais, e subaquáticos - até 50 km. Autor: O. Sklyarov, Moscou
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