Cables ópticos microempaquetados de alta densidad fabricados en China

Con el rápido desarrollo de la tecnología de la información, los sistemas de cable de fibra óptica se han vuelto cada vez más críticos en las comunicaciones modernas. Como nuevo tipo de estructura de cable óptico compacto, los cables microempaquetados presentan notables ventajas en cuanto a eficiencia espacial, reducción de costes de instalación y mejora de las prestaciones de transmisión. En este artículo se investigan las innovaciones en el proceso de fabricación de cables ópticos microempaquetados para reducir costes y mejorar la eficiencia. Mediante el examen de la selección de materiales, el diseño estructural, las técnicas de fabricación y los métodos de instalación, se analizan las vías efectivas y el potencial de optimización de costes, aportando valiosas ideas a la industria de la comunicación por fibra óptica.

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I. Antecedentes de la investigación

Como uno de los principales medios de transmisión en las redes de comunicación modernas, la tecnología de fibra óptica desempeña un papel vital en la consecución de sistemas de alto rendimiento y rentables. Con la continua expansión y densificación de las redes de comunicación, los requisitos de capacidad de los cables, tamaño físico y comodidad de instalación han aumentado considerablemente. Gracias a su estructura única y a sus ventajas de rendimiento, los cables ópticos microempaquetados ofrecen una solución eficaz a estas nuevas demandas.

En un mercado tan competitivo como el actual, minimizar los gastos de capital y de explotación, mejorando al mismo tiempo la eficiencia global del despliegue de la red, se ha convertido en un factor esencial para la sostenibilidad y el crecimiento de las empresas. Así pues, la investigación sobre la innovación de los procesos de microcableado para reducir costes y mejorar la eficiencia tiene una gran importancia práctica.

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II. Soluciones de diseño de productos

Los cables ópticos microempaquetados son productos compactos de alta densidad diseñados para situaciones específicas que requieren una integración intensiva de la fibra. Se suelen clasificar en cuatro tipos principales: Microcables al aire, Cables agrupados para micromódulos, Cables compuestos de cubierta + micromódulo, y Cables blindados con haz de fibras. En las secciones siguientes se describen las soluciones de diseño para cada tipo.

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Solución 1: Microcables al aire

Los microcables soplados por aire pueden alcanzar 864 fibras con un diámetro exterior de 9,8 ± 0,3 mm, utilizando Fibras de 200 μm o 180 μm, dispuestos en Tubos de 24 o 36 fibras. El diseño compacto garantiza una alta densidad, y la funda suele ser de PE o nailon.

La tecnología de soplado de aire utiliza aire comprimido para impulsar los cables en microconductos, lo que permite una expansión de la red de alta densidad, escalable y eficiente en términos de espacio. Esta solución es especialmente ventajosa en entornos urbanos, donde el espacio para conductos es limitado y la demanda fluctúa.

Características clave de alta densidad

1. Alta densidad de fibra: Los subconductos reutilizables maximizan la ocupación de los conductos.
2. Despliegue escalable: Los operadores pueden soplar cables de microtubos sueltos por fases en función de la demanda de ancho de banda.
3. Ahorro de recursos en conductos: Su menor diámetro y peso permiten un mayor número de fibras con un menor uso de conductos.
4. Excepcionales métricas de densidad de fibra:
   • Densidad monotubo > 14,17 fibras/mm²
   • Microcable trenzado SZ densidad > 8,47 fibras/mm²
5. Alta eficacia de instalación: Rápida velocidad de soplado y larga distancia de soplado.
6. Gran adaptabilidad al entorno: Excelente resistencia al aplastamiento y a la flexión.
7. Relación coste-eficacia: Menores costes de sistema e instalación que los cables interiores tradicionales.
8. Tubos sueltos compuestos especiales: Reduce la contracción a baja temperatura y mejora la estabilidad del cable.

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Solución 2: Cables agrupados para micromódulos

Este producto admite hasta 288 fibras, utilizando Fibras de 200 μm o 180 μm, Cada micromódulo contiene 24 ó 36 fibras con búfer apretado. Los módulos pueden ser de hebra SZ o alineados longitudinalmente, con un Chaqueta exterior LSZH. Esta estructura ofrece una densidad de módulos superior.

La tecnología de micromódulos organiza las fibras dentro de tubos en miniatura para maximizar la densidad de fibras y la flexibilidad de enrutamiento, ideal para centros de datos, redes metropolitanas y redes de acceso.

Ventajas de coste y eficiencia

1. Ahorro de espacio: El diámetro reducido y el diseño ligero optimizan el uso del conducto.
2. Alta eficacia de instalación: Compatible con la instalación por soplado de aire para un despliegue semiautomático.
3. Respetuoso con el medio ambiente: Reducción significativa del uso de compuesto de relleno.
4. Material flexible: Los micromódulos de TPE son blandos y fáciles de romper para una manipulación más rápida.
5. Rendimiento de flexión mejorado: Menor riesgo de rotura de fibras inducida por la flexión del micromódulo.
6. Larga vida útil: Baja retracción y sin protrusión de fibras ni fugas de gel.
7. Ampliación escalable de la red: Los futuros cables se pueden soplar en las vías existentes para una inversión escalonada.
8. Preparación para la normalización: La estandarización de los diseños con un número de fibras ultraelevado facilita las pruebas y la implantación.

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Solución 3: Cables compuestos de cubierta + micromódulo

Estos cables admiten hasta 864 fibras, con micromódulos en su interior y una cubierta exterior de LSZH o PE. Cada módulo contiene 12 o 24 fibras (200 μm).

Este diseño híbrido aumenta significativamente la densidad de empaquetamiento de las fibras sin aumentar el diámetro exterior.

Ventajas

1. Mayor densidad de fibras: Más fibras dentro de una sección transversal limitada.
2. Optimización del espacio de los conductos: Reduce los costes de alquiler y construcción de conductos.
3. Instalación eficaz: La instalación automatizada o semiautomatizada reduce la intensidad de la mano de obra.
4. Menores costes de mantenimiento: Menos puntos de empalme gracias a su mayor densidad.

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Solución 4: Cables blindados con haz de fibras

Estos cables agrupan 12 fibras por grupo, envuelto con hilo de poliéster mediante pay-off pasivo. La capacidad máxima del tubo alcanza 72 o 96 fibras. Las combinaciones codificadas por colores (hasta 66 variaciones) mejoran la identificación y aumentan la densidad de empaquetado.

Los cables armados con haz de fibras están diseñados para entornos difíciles que requieren resistencia a los roedores, protección contra la humedad y robustez mecánica.

Ventajas

1. Mayor durabilidad y fiabilidad: El blindaje aumenta la resistencia a los daños mecánicos y a la humedad.
2. Adaptado a entornos difíciles: Adecuado para lechos de ríos, túneles, fondos marinos y otras condiciones exigentes.
3. Reducción de la reserva de fibra: El diseño eficiente minimiza el almacenamiento de holguras innecesarias.
4. Mayor eficacia de la instalación: Despliegue más rápido con costes de mano de obra reducidos.
5. Ampliación gradual de la capacidad: Se pueden soplar fibras adicionales en los tubos madre según sea necesario.
6. Producción normalizada: Mejora la eficacia de la fabricación y reduce el coste unitario.
7. Excelente resistencia a la tracción: El blindaje permite la instalación aérea a larga distancia y directamente enterrada.
8. Ventajas económicas a largo plazo: El menor mantenimiento compensa la inversión inicial ligeramente superior.

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III. Características técnicas y ventajas

Las innovaciones de proceso de los cables ópticos microempaquetados ofrecen múltiples ventajas técnicas:

1. Alta densidad de fibras con menor diámetro
   Ejemplo: Corning MiniXtend® HD utilizando Fibra SMF-28® Ultra 200 proporciona 288 fibras con un diámetro 20% menor que los microcables estándar.
2. Tecnología FastAccess® para una entrada rápida
   Elimina los hilos aglutinantes y los materiales que bloquean el agua, lo que aumenta la velocidad de acceso en 70%, reduciendo el riesgo de daños en los tubos.
3. Capacidad de instalación por soplado de aire
   Permite el despliegue sin zanjas, lo que reduce significativamente los costes de ingeniería civil y los trastornos urbanos.
4. Ahorro de costes
   Menor tamaño = menor ocupación del conducto + menores costes de instalación y mantenimiento.
5. Actualizaciones tecnológicas sencillas
   Permite ampliar la red sin sustituir todo el sistema de cable.
6. Excelente comportamiento medioambiental
   Mantiene un funcionamiento estable en temperaturas extremas y entornos de alta humedad.
7. Tecnología de instalación en microzanjas
   Permite el despliegue de redes incluso en zonas con no existen recursos de conductos, reduciendo drásticamente los costes de ingeniería civil.
8. Innovaciones en los procesos
   Incluyen la fabricación ajustada, la optimización del flujo de trabajo, la gestión de procesos digitales, el diseño basado en modelos y la validación de procesos basada en la simulación.

En general, las innovaciones en el diseño de cables ópticos microempaquetados mejoran significativamente la eficiencia del despliegue de redes y reducen el coste total de propiedad.

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IV. Conclusión

La innovación de procesos en los cables ópticos microenrollados reviste gran importancia y ofrece un amplio potencial de aplicación para reducir costes y mejorar la eficiencia. Optimizando los materiales, innovando en el diseño estructural, perfeccionando las técnicas de fabricación y avanzando en los métodos de instalación, el sector puede reducir eficazmente los gastos de capital y los gastos operativos, al tiempo que mejora el rendimiento de la red.

A pesar de retos como los cuellos de botella técnicos, las lagunas en la normalización y las barreras de aceptación del mercado, éstos pueden abordarse mediante una mayor inversión en I+D, la aceleración de la normalización industrial y una mayor difusión en el mercado.

Con los continuos avances tecnológicos y la creciente demanda, se espera que los cables ópticos microenrollados desempeñen un papel cada vez más importante en las redes de comunicación óptica de próxima generación, contribuyendo a la construcción de infraestructuras de comunicación de alta velocidad, fiables y rentables.