Cabos ópticos de alta densidade em microfeixes fabricados na China

Com o rápido desenvolvimento da tecnologia da informação, os sistemas de cabos de fibra ótica tornaram-se cada vez mais críticos nas comunicações modernas. Como um novo tipo de estrutura de cabo ótico compacto, os cabos microagrupados demonstram vantagens notáveis em termos de eficiência de espaço, custos de instalação reduzidos e melhor desempenho de transmissão. Este documento investiga inovações de processo em cabos ópticos microagrupados com o objetivo de reduzir os custos e aumentar a eficiência. Ao examinar a seleção de materiais, a conceção estrutural, as técnicas de fabrico e os métodos de instalação, analisa as vias eficazes e o potencial de otimização dos custos, fornecendo informações valiosas para a indústria das comunicações por fibra ótica.

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I. Antecedentes da investigação

Como um dos principais meios de transmissão nas redes de comunicação modernas, a tecnologia de fibra ótica desempenha um papel vital na obtenção de sistemas de elevado desempenho e económicos. Com a contínua expansão e densificação das redes de comunicação, os requisitos em termos de capacidade dos cabos, dimensão física e conveniência de instalação aumentaram significativamente. Devido à sua estrutura única e às vantagens de desempenho, os cabos ópticos microagrupados oferecem uma solução eficaz para estas novas exigências.

No mercado altamente competitivo de hoje, minimizar o CAPEX e o OPEX e, ao mesmo tempo, melhorar a eficiência geral da implantação da rede tornou-se essencial para a sustentabilidade e o crescimento das empresas. Assim, a investigação sobre a inovação de processos para cabos microagrupados com o objetivo de reduzir os custos e aumentar a eficiência tem um significado prático substancial.

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II. Soluções de conceção de produtos

Os cabos ópticos microagrupados são produtos de cabo compactos e de alta densidade concebidos para cenários específicos que requerem uma integração intensiva de fibras. Eles são tipicamente classificados em quatro tipos principais: Micro-cabos de sopro de ar, Cabos agrupados em micro-módulos, Cabos compostos com bainha + micro-módulo, e Cabos blindados de feixe de fibra. As secções seguintes descrevem as soluções de conceção para cada tipo.

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Solução 1: Micro-cabos com ar insuflado

Os micro-cabos soprados a ar podem atingir até 864 fibras com um diâmetro exterior de 9,8 ± 0,3 mm, utilizando Fibras de 200 μm ou 180 μm, dispostos em Tubos de 24 ou 36 fibras. O design compacto garante uma elevada densidade e a bainha é normalmente feita de PE ou Nylon.

A tecnologia de sopro de ar utiliza ar comprimido para impulsionar os cabos em microdutos, permitindo uma expansão de rede de alta densidade, escalável e eficiente em termos de espaço. Esta solução é particularmente vantajosa em ambientes urbanos onde o espaço das condutas é limitado e a procura flutua.

Principais caraterísticas de alta densidade

1. Elevada densidade de embalagem de fibras: Os subcondutos reutilizáveis maximizam a ocupação das condutas.
2. Implementação escalável: Os operadores podem soprar cabos de microtubos soltos em fases, de acordo com as necessidades de largura de banda.
3. Poupança de recursos nas condutas: O diâmetro mais pequeno e o peso mais leve permitem um maior número de fibras com menos utilização de condutas.
4. Métricas excepcionais de densidade de fibra:
   • Densidade de um tubo > 14,17 fibras/mm²
   • Densidade do micro-cabo com fios SZ > 8,47 fibras/mm²
5. Elevada eficiência de instalação: Velocidade de sopro rápida e longa distância de sopro.
6. Forte adaptabilidade ambiental: Excelente resistência ao esmagamento e desempenho de flexão.
7. Relação custo-eficácia: Custos de sistema e de instalação inferiores aos dos cabos interiores tradicionais.
8. Tubos soltos especiais em compósito: Reduzir a contração a baixa temperatura e melhorar a estabilidade do cabo.

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Solução 2: Cabos agrupados em micro-módulos

Este produto suporta até 288 fibras, utilizando Fibras de 200 μm ou 180 μm, sendo que cada micromódulo contém 24 ou 36 fibras de tampão apertado. Os módulos podem ser de cadeia SZ ou alinhados longitudinalmente, com um Casaco exterior LSZH. Esta estrutura oferece uma densidade de módulos superior.

A tecnologia de micro-módulos organiza as fibras dentro de tubos em miniatura para maximizar a densidade da fibra e a flexibilidade de encaminhamento - ideal para centros de dados, redes metropolitanas e redes de acesso.

Vantagens de custo e eficiência

1. Poupança de espaço: O pequeno diâmetro e o design leve optimizam a utilização da conduta.
2. Elevada eficiência de instalação: Compatível com a instalação por sopro de ar para uma utilização semi-automatizada.
3. Amigo do ambiente: Redução significativa da utilização de massa de enchimento.
4. Material flexível: Os micro-módulos de TPE são macios e facilmente rasgáveis para um manuseamento mais rápido.
5. Melhor desempenho de dobragem: Menor risco de rutura da fibra induzida pela flexão do micro-módulo.
6. Longa vida útil: Baixo encolhimento e nenhuma saliência de fibra ou fuga de gel.
7. Expansão escalável da rede: Os futuros cabos podem ser inseridos nas vias existentes para um investimento faseado.
8. Preparação para a normalização: A normalização de concepções de número de fibras ultra-elevado facilita os testes e a implementação.

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Solução 3: Cabos compostos com bainha + micro-módulo

Estes cabos suportam até 864 fibras, com micro-módulos no interior e uma bainha exterior de LSZH ou PE. Cada módulo contém 12 ou 24 fibras (200 μm).

Esta conceção híbrida aumenta significativamente a densidade de empacotamento de fibras sem aumentar o diâmetro exterior.

Vantagens

1. Maior densidade de fibras: Mais fibras numa secção transversal limitada.
2. Otimização do espaço das condutas: Reduz o aluguer de condutas e os custos de construção.
3. Instalação eficiente: A instalação automatizada ou semi-automatizada reduz a intensidade do trabalho.
4. Custos de manutenção mais baixos: Menos pontos de junção devido à maior densidade.

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Solução 4: Cabos blindados com feixe de fibra

Estes cabos agrupam 12 fibras por grupo, O tubo é enrolado com fio de poliéster, utilizando uma compensação passiva. A capacidade máxima do tubo atinge 72 ou 96 fibras. As combinações com código de cores (até 66 variações) melhoram a identificação e aumentam a densidade da embalagem.

Os cabos blindados com feixe de fibra são concebidos para ambientes difíceis que exigem resistência a roedores, proteção contra a humidade e robustez mecânica.

Vantagens

1. Maior durabilidade e fiabilidade: A blindagem aumenta a resistência aos danos mecânicos e à humidade.
2. Adaptado para ambientes agressivos: Adequado para leitos de rios, túneis, fundos marinhos e outras condições exigentes.
3. Reserva reduzida de fibras: O design eficiente minimiza o armazenamento desnecessário de folgas.
4. Maior eficiência de instalação: Implementação mais rápida com custos de mão de obra reduzidos.
5. Expansão faseada da capacidade: Podem ser sopradas fibras adicionais nos tubos-mãe, conforme necessário.
6. Produção normalizada: Melhora a eficiência do fabrico e reduz o custo unitário.
7. Excelente desempenho à tração: A blindagem permite a instalação aérea a longa distância e diretamente enterrada.
8. Vantagens de custo a longo prazo: A menor manutenção compensa o investimento inicial ligeiramente mais elevado.

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III. Caraterísticas técnicas e vantagens

As inovações de processo dos cabos ópticos microagrupados proporcionam múltiplas vantagens técnicas:

1. Elevada densidade de fibras com um diâmetro mais pequeno
   Exemplo: Corning MiniXtend® HD usando Fibra SMF-28® Ultra 200 fornece 288 fibras com um diâmetro 20% mais pequeno do que os micro cabos normais.
2. Tecnologia FastAccess® para uma entrada rápida
   Elimina os fios aglutinantes e os materiais de bloqueio de água, aumentando a velocidade de acesso em 70%, reduzindo o risco de danos nos tubos.
3. Capacidade de instalação por sopro de ar
   Permite a implantação sem valas, reduzindo significativamente os custos de engenharia civil e a perturbação urbana.
4. Poupança de custos
   Tamanho mais pequeno = ocupação reduzida das condutas + custos de instalação e manutenção mais baixos.
5. Actualizações tecnológicas fáceis
   Permite a expansão incremental da rede sem substituir todo o sistema de cabo.
6. Excelente desempenho ambiental
   Mantém um funcionamento estável em temperaturas extremas e ambientes com elevada humidade.
7. Tecnologia de instalação de micro-valas
   Permite a implantação da rede mesmo em áreas com não há recursos de condutas existentes, reduzindo drasticamente os custos de engenharia civil.
8. Inovações de processo
   Incluem o fabrico optimizado, a otimização do fluxo de trabalho, a gestão de processos digitais, a conceção baseada em modelos e a validação de processos baseada em simulações.

De um modo geral, as inovações na conceção de cabos ópticos com microfeixes aumentam significativamente a eficiência da implantação da rede e reduzem o custo total de propriedade.

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IV. Conclusão

A inovação de processos em cabos ópticos microagrupados tem uma importância significativa e oferece um vasto potencial de aplicação para reduzir os custos e melhorar a eficiência. Optimizando os materiais, inovando a conceção estrutural, melhorando as técnicas de fabrico e avançando nos métodos de instalação, a indústria pode reduzir eficazmente o CAPEX e o OPEX, melhorando simultaneamente o desempenho da rede.

Apesar de existirem desafios como estrangulamentos técnicos, lacunas na normalização e barreiras à aceitação pelo mercado, estes podem ser resolvidos através de um maior investimento em I&D, da aceleração da normalização da indústria e de uma maior divulgação no mercado.

Com o progresso tecnológico contínuo e a procura crescente, espera-se que os cabos ópticos microagrupados desempenhem um papel cada vez mais importante nas redes de comunicação ótica da próxima geração, contribuindo para a construção de infra-estruturas de comunicação de alta velocidade, fiáveis e rentáveis.