Un cavo in fibra ottica con nucleo scanalato utilizza una struttura con nucleo scanalato per organizzare e proteggere singole fibre ottiche, fasci di fibre o nastri. Invece di posizionare le fibre all'interno di tubi sciolti separati, le fibre sono posizionate in fessure formate attorno a un nucleo cilindrico che solitamente incorpora un elemento di rinforzo centrale metallico o non-metallico. Questa struttura può fornire un pacchetto meccanico robusto per applicazioni di rete in condotti, tunnel, interrate dirette e ad alto numero di fibre{5}} quando la progettazione del cavo è adattata alle condizioni di installazione.
Il concetto di base-a fessura è riconosciuto inITU-T L.100 per cavi in fibra ottica per condotti e tunnelEITU-T L.101 per cavi in fibra ottica direttamente interrati. Entrambi descrivono fibre ottiche o nastri di fibre posizionati in fessure elicoidali o a oscillazione inversa (SZ) su un nucleo cilindrico, tipicamente con un elemento di rinforzo centrale.
Che cos'è un cavo in fibra ottica con nucleo scanalato?
In un cavo con anima-asolata, l'anima è generalmente prodotta da un materiale polimerico adatto e formata con fessure elicoidali o SZ che avanzano longitudinalmente. In queste fessure vengono inserite fibre ottiche, fasci di fibre o nastri. La geometria della scanalatura aiuta a mantenere le fibre in posizioni definite fornendo allo stesso tempo spazio per la lunghezza in eccesso controllata delle fibre e piccoli movimenti relativi all'interno del cavo.
A differenza di acavo in fibra ottica a tubo sciolto, le fibre non sono protette principalmente da singoli tubi tampone. Invece, il nucleo scanalato stesso diventa una parte importante della struttura meccanica interna del cavo. A seconda dell'applicazione, il cavo completo può includere anche materiali-bloccanti, elementi di rinforzo, nastri, armature e una o più guaine esterne.
Per i progetti basati su nastro-, gli slot possono ospitare più nastri in fibra e supportare costruzioni compatte ad alto numero-. Un tipico esempio di prodotto è acavo con nucleo-a fessura a nastro.
Come viene costruito un cavo con nucleo scanalato
- Membro della forza centrale:solitamente metallico o non-metallico, aiutando il cavo a resistere ai carichi di trazione e a mantenere la stabilità strutturale.
- Nucleo polimerico scanalato:un nucleo cilindrico formato con fessure elicoidali o SZ. Il materiale esatto, le dimensioni e la geometria della fessura dipendono dal design del cavo.
- Fibre o nastri ottici:posizionati direttamente nelle fessure anziché all'interno di tubi sciolti separati.
- Materiali-che bloccano l'acqua:filati, nastri, composti o altri materiali possono essere utilizzati per limitare la migrazione longitudinale dell'acqua.
- Strati protettivi:guaina, armatura e altri elementi protettivi vengono selezionati in base ai requisiti di conduttura, tunnel, immersione diretta-interrata o altri requisiti di installazione.
L'uso dell'armatura non è un requisito intrinseco di ogni cavo con nucleo-asolato. La resistenza allo schiacciamento, le prestazioni alla trazione, il diametro del cavo e la protezione ambientale dipendono dalla struttura completa del cavo piuttosto che dal solo nucleo scanalato.
Vantaggi principali dei cavi in fibra ottica con nucleo scanalato
1. Protezione meccanica contro la pressione esterna
Uno dei motivi per posizionare le fibre all'interno delle fessure è ridurre il trasferimento diretto della pressione esterna alle fibre ottiche. ITU-T L.100 e L.101 descrivono entrambi la disposizione del nucleo scanalato-in questo contesto. Nella progettazione pratica del cavo, l'anima scanalata collabora con la guaina, l'armatura dove utilizzata, le dimensioni del cavo e altri elementi strutturali per ottenere le prestazioni di schiacciamento richieste.
Ciò rende la costruzione del nucleo-asolato rilevante per le installazioni in cui il carico meccanico deve essere attentamente controllato, compresi alcunicavo in fibra ottica condottoe progettazione di cavi sotterranei.
2. Lunghezza eccessiva della fibra e comportamento termico controllati
La geometria del nucleo scanalato- può essere progettata per mantenere una lunghezza in eccesso controllata delle fibre. Ciò consente un movimento relativo limitato tra le fibre e la struttura circostante del cavo mentre il cavo si espande, si contrae, si piega o subisce carichi di trazione. L'obiettivo della progettazione è mantenere la deformazione e la microflessione delle fibre entro limiti accettabili.
Le prestazioni effettive della temperatura devono essere verificate per il cavo specifico mediante test. L'intervallo di temperatura, le condizioni del ciclo, la variazione di attenuazione e i criteri di accettazione dovrebbero derivare dalla specifica applicabile o dal rapporto di test del prodotto piuttosto che dalla sola categoria del cavo. Per una panoramica più ampia sui metodi di qualificazione, cfrtest su cavi in fibra ottica.
3. Elevato potenziale di-numero di fibre
I moderni design con nuclei-scanalati{1}}basati su nastro possono raggiungere un numero elevato di fibre all'interno di una sezione trasversale-del cavo relativamente compatta. Il vantaggio in termini di densità è particolarmente rilevante quando si utilizzano insieme la tecnologia del nastro flessibile o arrotolabile, la geometria ottimizzata degli slot e fibre di diametro-più piccolo.
Tuttavia, l'elevata densità delle fibre non deve essere trattata come una proprietà automatica di ogni cavo con nucleo-asolato. Il diametro della fibra, il formato del nastro, le dimensioni dello slot, la lunghezza in eccesso della fibra, l'armatura e il design della guaina influiscono tutti sul diametro finale del cavo. Laddove sono necessarie architetture di fusione-di massa- ad alto numero, è disponibile una gamma più ampia dicavo in fibra ottica a nastrobisognerebbe considerare anche i disegni.
4. Opzioni integrate di blocco dell'acqua-
Fili, nastri, composti o altri materiali che bloccano l'acqua- possono essere incorporati nelle fessure o negli strati circostanti dei cavi. L'obiettivo è limitare la penetrazione longitudinale dell'acqua e prevenire la migrazione dell'umidità lungo il nucleo del cavo. L'esatto sistema di blocco dell'acqua- deve essere selezionato e testato in base alle specifiche del cavo e all'ambiente di installazione.
Limitazioni e compromessi tecnici-
Il cavo con nucleo-scanalato non è automaticamente la scelta migliore per ogni rete ottica. Il suo valore dipende dal numero di fibre, dal metodo di installazione, dai requisiti meccanici, dalla strategia di accesso, dal metodo di giunzione, dalla capacità di produzione e dal costo totale del progetto.
- Produzione più specializzata:il mantenimento della geometria delle fessure, della lunghezza in eccesso delle fibre e della stabilità dimensionale del nucleo richiede processi di produzione controllati.
- Il costo del prodotto può essere più elevato:alcuni progetti con nuclei a fessura-di numero elevato o altamente protetti possono costare di più rispetto alle costruzioni più semplici a tubi sciolti-, sebbene il costo di approvvigionamento effettivo dipenda dalle specifiche e dal volume.
- L'accesso e la preparazione differiscono dal cavo-a tubo sciolto:i tecnici necessitano degli strumenti e delle procedure di spelatura corretti per evitare di danneggiare le fibre nelle fessure.
- Le prestazioni dipendono dal design-specifico:le prestazioni di schiacciamento, trazione, temperatura,-blocco dell'acqua e piegatura devono essere verificate rispetto alle specifiche del prodotto effettivo.
Cavo con nucleo scanalato rispetto a cavo a tubo sciolto
| Punto di confronto | Cavo con nucleo scanalato | Cavo a tubo sciolto |
|---|---|---|
| Disposizione delle fibre | Fibre, fasci o nastri vengono posizionati nelle fessure di un nucleo centrale. | Fibre o nastri vengono posizionati all'interno dei tubi tampone. |
| Principale concetto di protezione interna | Il nucleo scanalato aiuta a organizzare le fibre e a limitare la pressione esterna diretta su di esse. | I tubi tampone forniscono lo spazio che isola le fibre dallo stress esterno. |
| Elevato potenziale di-numero di fibre | Adatto ad alcuni progetti compatti-basati su-numero elevato. | Disponibile anche in design ad alto-numero, ma le dimensioni e la densità del cavo dipendono dalla configurazione del tubo e della fibra. |
| Giunzione | Le versioni a nastro possono supportare la giunzione a fusione di massa. | Può utilizzare la giunzione a fibra singola-o a nastro a seconda del design del cavo. |
| Accesso a metà-span | Dipende fortemente dal design dello slot e dal metodo di preparazione del cavo. | I design dei tubi SZ-sciolti- possono offrire un comodo accesso a metà-campata. |
| Complessità produttiva | Richiede un controllo accurato della geometria della fessura e del posizionamento delle fibre. | Utilizza processi consolidati di estrusione e cordatura di tubi buffer-. |
| Logica di selezione tipica | Considera quando la densità compatta del nastro, la protezione del nucleo scanalato-o obiettivi specifici di progettazione meccanica giustificano la costruzione. | Spesso selezionato come versatile architettura di cavi per esterni-per uso generale. |
In pratica, la scelta dovrebbe basarsi sulle specifiche del progetto piuttosto che su un singolo vantaggio dichiarato. Un progettista di rete dovrebbe confrontare il numero di fibre, il diametro del cavo richiesto, i valori di schiacciamento e trazione, la temperatura operativa, i requisiti di penetrazione dell'acqua, il flusso di lavoro di giunzione, le esigenze di accesso a media campata, il metodo di installazione e il costo del ciclo di vita.
Applicazioni tipiche
Backbone e Reti Metropolitane
I cavi con nucleo-asolato possono essere utilizzati nelle reti di trasmissione metropolitane e dorsali ad alta-capacità dove sono importanti la protezione meccanica, la gestione stabile della fibra o le configurazioni di nastri ad alto-numero. Sono particolarmente rilevanti quando lo spazio del condotto è limitato e il cavo selezionato può fornire il numero di fibre richiesto all'interno del percorso disponibile.
Installazioni di condotte e tunnel
ITU-T L.100 copre i cavi in fibra ottica installati mediante metodi di trazione in applicazioni in condotti e tunnel e include l'anima scanalata come uno degli elementi riconosciuti del cavo. Per questi progetti, la scelta del cavo dovrebbe considerare la tensione di trazione, il raggio di curvatura, i carichi di schiacciamento, la penetrazione dell'acqua e le condizioni di installazione specifiche del tunnel-.
Reti dirette-sepolte
ITU-T L.101 include anche una struttura con nucleo-scanalato per cavi in fibra ottica direttamente interrati. L'interramento diretto espone un cavo alla pressione del suolo e ad altri carichi meccanici e ambientali senza la protezione di un condotto, pertanto la struttura completa del cavo deve essere progettata e qualificata per le condizioni del sito. Per le opzioni di distribuzione correlate, vederecavo in fibra ottica-interrato direttamente.
Considerazioni sull'installazione e la gestione
- Utilizzare strumenti di spellatura e apertura adeguati alla progettazione del cavo e controllare attentamente la profondità di taglio.
- Non dare per scontato che la parete della fessura possa essere tagliata in profondità senza rischi; le fibre possono trovarsi vicino all'area di apertura.
- Seguire il raggio di curvatura minimo specificato dal produttore durante l'installazione e la giunzione.
- Mantenere l'installazione mantenendo la tensione entro il limite nominale del cavo.
- Per progetti diretti-interrati o con-carico elevato, verificare i requisiti di schiacciamento, impatto, penetrazione dell'acqua, temperatura e trazione prima dell'installazione.
- Per i progetti di nastri, confermare l'identificazione prevista del nastro e la procedura di giunzione a fusione-di massa prima della preparazione sul campo.
Quando vale la pena scegliere un cavo con anima scanalata?
Vale la pena prendere in considerazione un cavo in fibra ottica con-anima scanalata quando il progetto richiede una combinazione di numero elevato di fibre, geometria compatta del cavo, organizzazione robusta delle fibre e protezione meccanica adatta a condotti, tunnel o ambienti direttamente-interrati. È meno utile selezionare la costruzione semplicemente perché viene descritta come "ad alta affidabilità". L'approccio migliore consiste nel far corrispondere i valori nominali testati del cavo e le caratteristiche di installazione alle condizioni effettive del percorso.
Per l'approvvigionamento, specificare il numero di fibre richiesto, il tipo di fibra, il formato del nastro se applicabile, il diametro esterno del cavo, il grado di trazione, il grado di schiacciamento, l'intervallo di temperature di funzionamento e installazione, i requisiti di penetrazione dell'acqua, il raggio di curvatura, la configurazione della guaina o dell'armatura e gli standard di prova applicabili. Ciò trasforma una preferenza strutturale generale in un requisito ingegneristico verificabile.
Domande frequenti
Cos'è un cavo in fibra ottica con anima scanalata?
È un cavo ottico in cui singole fibre, fasci di fibre o nastri di fibre sono posizionati in fessure elicoidali o SZ formate in un nucleo cilindrico, solitamente attorno a un elemento centrale di rinforzo metallico o non metallico.
Cosa significa nucleo scanalato SZ?
SZ si riferisce allo spiaggiamento oscillante-inverso. Invece di correre ininterrottamente in una direzione elicoidale, il percorso della fessura inverte periodicamente la direzione. Questa costruzione è riconosciuta nelle raccomandazioni ITU-T per i cavi in fibra ottica.
Il cavo con anima scanalata è adatto per l'interramento diretto?
Può essere. ITU-T L.101 include l'anima scanalata come elemento di cavo riconosciuto per cavi in fibra ottica direttamente interrati. L'idoneità dipende ancora dalla struttura completa del cavo e dal fatto che le sue caratteristiche meccaniche e ambientali soddisfino le specifiche del progetto.
Tutti i cavi con nucleo scanalato sono armati?
No. Il nucleo scanalato descrive la disposizione del nucleo interno, non una configurazione obbligatoria dell'armatura. L'armatura, lo spessore della guaina, il sistema-di blocco dell'acqua e altri strati di protezione variano in base al prodotto e all'applicazione.
Il nucleo scanalato è sempre più denso del tubo sciolto?
No. I moderni design con nucleo-a fessura a nastro possono raggiungere una densità di fibra molto elevata, ma la densità finale dipende dal diametro della fibra, dal design del nastro, dalla geometria della fessura, dalla lunghezza in eccesso della fibra, dagli strati protettivi e dal diametro esterno del cavo. Un confronto diretto tra prodotti-a-prodotti è più utile di un'ipotesi a livello di categoria-.
Qual è la differenza principale tra il cavo con anima scanalata e il cavo a tubo sciolto?
La differenza principale sta nel modo in cui le fibre sono organizzate e protette all'interno del cavo. I design con nucleo scanalato- posizionano le fibre o i nastri nelle scanalature all'interno di un nucleo centrale, mentre i design con-tubi sciolti li posizionano all'interno di tubi tampone polimerici con spazio interno per l'isolamento delle deformazioni.
Conclusione
La struttura con nucleo-scanalato è un'architettura collaudata di cavi ottici per applicazioni che richiedono posizionamento controllato delle fibre, protezione meccanica e numero di fibre potenzialmente elevato. Il suo valore ingegneristico è maggiore quando il design completo del cavo viene selezionato in base a requisiti misurabili quali resistenza allo schiacciamento, prestazioni alla trazione, comportamento alla temperatura, penetrazione dell'acqua, diametro del cavo, metodo di giunzione e ambiente di installazione. Per i collegamenti di comunicazione critici, tali caratteristiche verificate sono più significative delle affermazioni generali su prestazioni "superiori".