Como especificar cabos híbridos de fibra óptica e alimentação para estações de rede móvel em ambientes externos

As estações de rede móvel ao ar livre estão se tornando mais compactas, mais distribuídas e com maior concentração de equipamentos. Em muitas implantações de 4G e 5G, as Unidades Remotas de Rádio (RRUs) ou Cabeças Remotas de Rádio (RRHs) são instaladas próximas à antena, enquanto os equipamentos de banda base, os sistemas de alimentação de corrente contínua, os pontos de distribuição de fibra óptica e os dispositivos de proteção podem ser colocados na base da torre, dentro de um gabinete externo ou em uma sala de equipamentos próxima.

Essa estrutura apresenta um desafio prático de cabeamento: o equipamento de rádio remoto necessita tanto de transmissão de sinal óptico quanto de fornecimento estável de energia CC, mas o trajeto do cabo já pode estar sobrecarregado com cabos de alimentação, cabos de aterramento, cabos de controle, braçadeiras e acessórios de proteção contra intempéries. É possível instalar cabos de fibra óptica e cabos de alimentação separadamente, mas isso pode aumentar o tempo de instalação, o peso dos cabos, a complexidade do traçado e a dificuldade de manutenção.

A cabo híbrido de fibra óptica, também conhecido como cabo híbrido de fibra óptica e energia, combina fibras ópticas e condutores de energia de cobre em uma única estrutura de cabo. Para estações de rede móvel em ambientes externos, ele pode ajudar empreiteiras de telecomunicações, integradores de rede e equipes de instalação de torres a simplificar o cabeamento da RRU, mantendo os caminhos de sinal e energia organizados.

No entanto, o cabo híbrido de fibra óptica e energia elétrica não deve ser especificado apenas com base no número de fibras ou no diâmetro do cabo. Uma especificação confiável deve levar em consideração a arquitetura do local, a distância de alimentação, a queda de tensão, o tamanho do condutor, o material do revestimento, a estrutura da armadura, a resistência à tração, o raio de curvatura, o método de terminação e a exposição ao ar livre a longo prazo. Este artigo explica como especificar cabos híbridos de fibra óptica e energia para locais de redes móveis ao ar livre, sob a perspectiva da engenharia e do suprimento.

1. Entenda primeiro o layout do local da rede móvel ao ar livre

O projeto correto do cabo híbrido começa com o layout do local. Os locais de redes móveis ao ar livre não são todos iguais. Uma estação base instalada no telhado, um local de RRU montado em torre, uma small cell montada em poste e uma conexão em gabinete externo podem, todos, exigir estruturas de cabos diferentes.

Em uma arquitetura típica de RRU, as fibras ópticas transportam sinais de dados entre os equipamentos do lado da banda base e os equipamentos de rádio remotos, enquanto os condutores de cobre fornecem energia em corrente contínua à unidade de rádio. A SOCTFiber’s Solução de estação base O conteúdo explica que o cabo de fibra óptica desempenha um papel fundamental na interconexão de estações base, na transmissão BBU/PTN e nos sistemas de estações base de comunicação remotas. Isso faz com que a escolha do cabo seja uma questão de confiabilidade, e não apenas uma compra de material.

Antes de escolher um modelo de cabo, verifique o trajeto real:

• O cabo está instalado verticalmente em uma torre?
• O cabo está passando de um gabinete externo até o equipamento do lado da antena?
• O trajeto passa por uma bandeja de cabos, um conduíte, um duto, uma entrada na parede ou um suporte no telhado?
• O cabo ficará exposto à luz solar, à chuva, ao vento, ao gelo, à vibração ou a impactos mecânicos?
• O local foi construído recentemente, modernizado ou modificado a partir de uma estação base antiga?
• O responsável pelo projeto exige proteção blindada, revestimento retardante de chamas, resistência aos raios UV ou práticas específicas de aterramento?

Essas respostas determinam se o cabo deve utilizar revestimento de PE, blindagem com fita de aço, elemento de reforço de FRP, materiais de bloqueio de água, isolamento especial do condutor ou impressão personalizada no cabo. Se o trajeto do cabo for mal interpretado desde o início, o cabo selecionado pode ser difícil de instalar ou apresentar falta de confiabilidade após um longo período de uso ao ar livre.

2. Definir a aplicação: RRU, RRH, Small Cell ou gabinete externo

O cabo híbrido de fibra óptica e energia é comumente utilizado em situações em que a transmissão óptica e o fornecimento de energia precisam seguir o mesmo trajeto. Em redes móveis externas, as aplicações mais comuns incluem:

• Conexão com RRU ou RRH instalada na torre
• Gabinete externo da estação base para equipamentos do lado da antena
• Implantação de estações base móveis em telhados
• Estação de pequena célula montada em poste
• Projeto de atualização da unidade de rádio remota
• Estação de comunicação móvel temporária ou de implantação rápida
• Conexão de equipamentos de rádio distribuídos em ambientes externos

A aplicação deve ser descrita com clareza na solicitação de cotação. Por exemplo, “conexão de RRU externa em torre de telecomunicações” é muito mais útil do que “cabo híbrido para telecomunicações”. A primeira descrição indica ao fornecedor que o cabo pode precisar de revestimento para uso externo, resistência à instalação vertical, controle de flexão, resistência às intempéries e separação prática entre a fibra óptica e o condutor de energia nos pontos de terminação.

Se o projeto também incluir trajetos aéreos entre postes ou instalação ao ar livre em grandes vãos, pode ser necessário comparar o trajeto do cabo híbrido com Cabo ADSS, conduto e cabo aéreo, ou outras opções de cabos de fibra óptica para uso externo. O cabo híbrido é geralmente escolhido para a conexão local entre os equipamentos de alimentação/sinal e os equipamentos do lado do rádio, enquanto outros tipos de cabos para uso externo podem ser utilizados para rotas de backbone ou distribuição.

3. Escolha a quantidade adequada de fibras para a capacidade atual e futura

A contagem de fibras é um dos primeiros parâmetros sobre os quais os compradores perguntam, mas ela deve ser selecionada de acordo com o número de unidades de rádio ativas, o plano de redundância da rede, a necessidade de fibras sobressalentes e a margem para futuras atualizações.

Para estações de rede móvel ao ar livre, as quantidades comuns de fibras incluem 2 núcleos, 4 núcleos, 6 núcleos, 12 núcleos e 24 núcleos. Uma conexão de RRU pequena pode não exigir muitas fibras ativas, mas as fibras sobressalentes costumam ser úteis para manutenção, redundância ou expansão futura. Substituir um cabo de torre posteriormente é muito mais caro do que selecionar uma quantidade razoável de fibras sobressalentes desde o início.

Ao redigir a especificação, inclua tanto a contagem de fibras quanto o tipo de fibra. Para aplicações em estações base de telecomunicações, é comum o uso da fibra monomodo G.652D. Caso o projeto exija G.655D, G.657, OM1, OM2 ou outro tipo de fibra, isso deve ser claramente indicado nos requisitos do pedido.

Exemplo:

Cabo híbrido de fibra óptica e alimentação com fibra monomodo G.652D de 12 núcleos para conexão de RRU em ambiente externo, com fibras sobressalentes reservadas para manutenção e futura expansão do equipamento de rádio.

4. Selecionar o tamanho do condutor de cobre com base no fornecimento de energia em corrente contínua

O condutor de cobre é a parte do cabo híbrido que tem maior probabilidade de causar problemas no projeto caso não atenda às especificações. As fibras ópticas podem transmitir corretamente, mas se a seção transversal do condutor for muito pequena para a carga e a distância, a queda de tensão pode afetar a estabilidade do equipamento.

Os equipamentos de rádio móveis para uso externo costumam utilizar alimentação em corrente contínua. Quanto maior for o comprimento do trajeto do cabo e quanto maior for a corrente, mais importante se torna a escolha do calibre do condutor. Um trajeto curto no telhado e um trajeto longo na torre não devem, automaticamente, utilizar o mesmo calibre de cobre.

Antes de escolher o tamanho do condutor, verifique:

• Tensão de operação do equipamento
• Requisito de corrente máxima
• Comprimento do trajeto do cabo em um sentido
• Queda de tensão aceitável
• Número de unidades de rádio com alimentação elétrica
• Se os condutores de energia são compartilhados ou separados
• Temperatura de instalação e condições de agrupamento dos cabos
• Requisitos de projeto elétrico do proprietário do projeto

As opções comuns de condutores para cabos híbridos de fibra óptica e energia elétrica podem incluir 2×1,5 mm², 2×2,5 mm², 2×4,0 mm², 2×5,0 mm², 2×6,0 mm² ou tamanhos personalizados maiores. A opção correta depende da corrente, da tensão, da distância e da queda de tensão permitida. Não é profissional afirmar que um único tamanho de condutor é adequado para todos os locais de RRU.

No que diz respeito às aquisições, a formulação mais segura é:

O tamanho do condutor de cobre deverá ser selecionado de acordo com a corrente da RRU, a tensão CC, o comprimento do trajeto do cabo e a queda de tensão admissível. O fornecedor deverá confirmar as seções transversais disponíveis dos condutores e recomendar a estrutura adequada do cabo com base nos dados do projeto.

Essa formulação evita o risco de encomendar cegamente um cabo que pareça correto, mas que não seja capaz de garantir um fornecimento estável de energia após a instalação.

5. Especificar o revestimento do cabo para uso ao ar livre

As estações de rede móvel ao ar livre expõem os cabos à luz solar, à chuva, à umidade, às variações de temperatura, à vibração causada pelo vento e ao contato mecânico. O revestimento externo deve ser escolhido de acordo com as condições reais do local.

O revestimento externo de PE é comumente utilizado em cabos para uso externo, pois oferece boa resistência à umidade e durabilidade ambiental. Para trajetos instalados em telhados ou torres, a resistência aos raios UV é especialmente importante. Para trajetos em dutos ou que passam por armários, a proteção contra umidade, a resistência à abrasão e a flexibilidade do cabo podem se tornar mais importantes.

Uma especificação clara da capa pode incluir:

• Material da camada externa, como PE
• Requisito de resistência aos raios UV para percursos expostos ao ar livre
• Faixa de temperatura de operação
• Faixa de temperatura de instalação
• Faixa de temperatura para armazenamento e transporte
• Requisitos de cor ou impressão
• Requisito de retardância de chamas caso parte do trajeto passe por áreas internas ou dentro de gabinetes

Não se deve presumir que todos os “cabos para uso externo” sejam iguais. Um cabo instalado dentro de um duto protegido e um cabo fixado em uma torre exposta podem exigir projetos diferentes de revestimento e proteção mecânica.

6. Decida se é necessário usar armadura

A blindagem nem sempre é necessária, mas é importante quando o trajeto do cabo apresenta risco de esmagamento, risco de roedores, impacto mecânico ou condições adversas de instalação. Em projetos de redes móveis, a blindagem costuma ser considerada para trajetos expostos em torres, áreas de gabinetes externos, trechos ao nível do solo e locais onde as atividades de manutenção possam causar danos acidentais aos cabos.

As opções comuns de proteção podem incluir blindagem com fita de aço, fita de aço ondulada, elementos de reforço adicionais ou proteção mecânica específica para o projeto. A estrutura selecionada deve equilibrar proteção, diâmetro do cabo, peso do cabo, desempenho à flexão e facilidade de instalação.

Se o traçado do projeto incluir trechos com instalação direta no solo, talvez seja melhor comparar a exigência com cabo enterrado diretamente estruturas. O cabo híbrido de fibra óptica e energia elétrica pode ser personalizado, mas as condições do trajeto devem ser explicadas com clareza para que o projeto do cabo não apresente proteção insuficiente.

7. Verifique a resistência à tração, o peso do cabo e o raio de curvatura

Um cabo híbrido de fibra e energia contém tanto fibras ópticas quanto condutores de cobre; por isso, costuma ser mais pesado e menos flexível do que um cabo óptico simples. Isso é importante durante a instalação da torre, o tração do cabo, o traçado pelas bandejas e a passagem pelo gabinete.

Para instalações móveis ao ar livre, verifique os seguintes parâmetros mecânicos antes de aprovar o cabo:

• Resistência à tração de curto prazo durante a instalação
• Resistência à tração a longo prazo após a fixação
• Raio mínimo de curvatura durante a instalação
• Raio mínimo de curvatura após a instalação
• Diâmetro do cabo
• Peso do cabo por quilômetro
• Resistência ao esmagamento
• Resistência ao impacto
• Braçadeiras ou acessórios de fixação adequados

Isso é especialmente importante para trajetórias de RRU montadas em torres. Se o raio de curvatura for muito apertado próximo à unidade de rádio ou à entrada do gabinete, as fibras ópticas podem sofrer tensão. Se o cabo for muito pesado, os pontos de fixação e as braçadeiras devem ser planejados com cuidado. Se o cabo for puxado por um duto ou bandeja, a força de tração deve permanecer dentro do limite nominal do cabo.

A SOCTFiber também oferece acessórios para fibra óptica, que são úteis no planejamento da fixação, suspensão, ancoragem e suporte à instalação de cabos para a construção de redes ao ar livre.

8. Planeje a terminação de fibra e energia antes de fazer o pedido

Um cabo híbrido não é apenas um tambor de cabo. Ele precisa ser terminado, protegido, identificado, testado e mantido. Muitos problemas no local de instalação não ocorrem no meio do cabo, mas nos pontos de terminação, onde os elementos de fibra óptica e de alimentação precisam ser separados e conectados.

Antes de fazer o pedido, confirme:

• As fibras ópticas serão emendadas por fusão ou conectadas?
• Que tipo de conector é necessário?
• É necessário um conjunto pré-montado?
• Como os condutores de cobre serão descascados e conectados?
• Há espaço suficiente dentro do gabinete ou da caixa de terminais?
• Como as seções de fibra óptica e de energia serão separadas com segurança?
• O cabo entrará em uma caixa de emenda, em um ODF, em um gabinete de distribuição ou em uma caixa de terminação?
• É necessária uma identificação especial para manutenção futura?

Caso o projeto necessite de cabos de conexão, conectores, divisores PLC, painéis de conexão ou acessórios para emendas, verifique o conectividade por fibra óptica categoria, juntamente com as especificações do cabo. Se o projeto exigir proteção da fibra em ambiente externo ou no lado do gabinete, o caixa de gerenciamento de fibras A categoria também pode fazer parte da solução completa do site.

Esse pensamento que abrange todo o sistema ajuda a reduzir a incompatibilidade entre o cabo, o conector, o compartimento de emenda, a caixa de distribuição e o trajeto da instalação.

9. Confirmar os documentos de testes e qualidade

Para projetos de telecomunicações e redes externas, a qualidade dos cabos deve ser verificada antes do envio e durante a aceitação no local da obra. O comprador deve solicitar informações básicas sobre os testes e a documentação do produto, de acordo com os requisitos do projeto.

Alguns itens úteis para a inspeção podem incluir:

• Teste de atenuação da fibra
• Teste de continuidade da fibra
• Verificação da resistência do condutor
• Confirmação do diâmetro externo e da estrutura
• Inspeção da aparência da bainha
• Verificação do comprimento do tambor
• Confirmação da impressão do cabo
• Verificação das condições da embalagem

Para compras formais, solicite a ficha técnica, os detalhes da embalagem, o relatório de testes e o desenho da estrutura do cabo quando necessário. Se o projeto tiver normas específicas ou requisitos do operador, informe-os ao fornecedor antes da produção, e não após a entrega.

A linha de produtos da SOCTFiber abrange cabos de fibra óptica, conectividade de fibra óptica, produtos para gerenciamento de fibra, fibra óptica e conexões, o que ajuda os compradores de projetos a coordenar a seleção de cabos e acessórios por meio de um único fluxo de comunicação com o fornecedor.

10. Elabore uma solicitação de cotação completa para um cabo híbrido de fibra óptica e energia elétrica

Uma solicitação de cotação (RFQ) completa ajuda o fornecedor a recomendar o cabo adequado mais rapidamente e reduz o risco de revisões repetidas. Para estações de rede móvel ao ar livre, a RFQ deve incluir informações tanto ópticas quanto elétricas.

Uma boa solicitação de cotação não precisa ser extensa, mas deve incluir os parâmetros que afetam a estrutura do cabo. Quanto mais claramente forem descritas as condições do local, mais precisamente o cabo poderá ser projetado e cotado.

11. Exemplo de especificação para cabo híbrido de RRU para uso externo

A seguir, apresentamos um exemplo de especificação que pode ser adaptado para um projeto real:

Cabo híbrido de fibra óptica e alimentação para arquitetura RRU de rede móvel em ambiente externo. O cabo deverá incluir fibra óptica monomodo G.652D de 24 núcleos e condutores de cobre para fornecimento de energia CC. A estrutura do cabo deverá ser adequada para instalação em ambiente externo entre o equipamento da estação base e as unidades de rádio remotas. O cabo deve incluir proteção contra infiltração de água, elemento de reforço em FRP ou reforço equivalente, revestimento externo em PE e proteção blindada, se exigido pelo trajeto de instalação. A seção transversal final do condutor deve ser selecionada de acordo com a corrente do equipamento, a tensão CC, o comprimento do trajeto do cabo e a queda de tensão permitida. O cabo deve ser fornecido em bobinas de madeira com impressão clara e documentação de testes.

Se o seu projeto exigir uma referência de produto pronto para uso, a SOCTFiber oferece Cabo híbrido de fibra e energia de 24 núcleos para arquitetura RRU em redes móveis, que foi projetado para aplicações em redes móveis nas quais a transmissão óptica e o fornecimento de energia precisam ser integrados em um único cabo externo.

12. Erros comuns nas especificações que devem ser evitados

Escolher o cabo apenas com base no número de fibras

O número de fibras não define o cabo como um todo. Um cabo híbrido de 12 núcleos e outro cabo híbrido de 12 núcleos podem apresentar diferenças no tamanho dos condutores, nos materiais da bainha, nas estruturas de blindagem, no desempenho à flexão e na durabilidade em ambientes externos.

Ignorando a queda de tensão

A queda de tensão é uma das verificações elétricas mais importantes para o fornecimento de energia à RRU. Um condutor que seja adequado para um trajeto curto pode não ser adequado para um trajeto mais longo, seja por uma torre ou pelo telhado.

Utilização de uma estrutura leve em uma rota ao ar livre de dificuldade elevada

Um cabo exposto às intempéries, à vibração ou ao contato mecânico precisa de proteção adequada para uso externo. Não utilize um cabo leve, do tipo usado em ambientes internos, em locais de redes móveis ao ar livre, a menos que o trajeto esteja totalmente protegido e aprovado pelo projeto.

Esquecendo o espaço de terminação

O cabo híbrido contém elementos de fibra óptica e de alimentação. O ponto de terminação deve ter espaço suficiente para separar, proteger, conectar, identificar e fazer a manutenção de ambas as seções com segurança.

Não compartilhar as condições do local com o fornecedor

O cabo híbrido de fibra óptica e energia elétrica costuma ser específico para cada projeto. Se o fornecedor não souber o comprimento do trajeto, a corrente do equipamento, o método de instalação e as condições de exposição ao ar livre, a cotação poderá estar incompleta ou ser inadequada.

13. Por que trabalhar com a SOCTFiber para cabos híbridos de fibra óptica e energia elétrica

A SOCTFiber fornece cabos de fibra óptica e produtos de conectividade para aplicações em telecomunicações, FTTH/FTTX, data centers, redes externas e estações base. Para instalações de redes móveis externas, a SOCTFiber pode auxiliar os compradores de projetos na seleção de cabos híbridos, opções de número de fibras, análise do tamanho dos condutores, estrutura dos cabos externos, acessórios para cabos e produtos de conectividade relacionados.

Para empreiteiras de telecomunicações e integradoras de rede, isso é útil porque uma estação móvel não é construída apenas com um único cabo. O projeto também pode envolver cabos de conexão, conectores, caixas de emenda, caixas de terminação, gabinetes de distribuição, ODFs, acessórios para cabos e acessórios de instalação. A coordenação desses produtos com um único fornecedor técnico pode reduzir incompatibilidades e melhorar a eficiência das aquisições.

Se você estiver preparando um pedido de cabo híbrido de fibra óptica e alimentação elétrica, envie à SOCTFiber a quantidade de fibras necessária, o tipo de fibra, o tamanho do condutor ou os dados de potência do equipamento, o comprimento do trajeto, o ambiente de instalação, os requisitos de blindagem, a quantidade e o cronograma de entrega. A equipe poderá ajudar a analisar a estrutura do cabo e recomendar uma especificação adequada para o seu local de rede móvel ao ar livre.

Conclusão

A especificação de um cabo híbrido de fibra óptica e alimentação para estações de rede móvel em ambiente externo exige mais do que apenas selecionar um número de fibras em um catálogo. O cabo deve suportar, simultaneamente, a transmissão óptica, o fornecimento de energia em corrente contínua, a exposição ao ambiente externo, a instalação mecânica e a manutenção futura.

Uma especificação confiável deve definir o layout do local, a aplicação de RRU ou RRH, o número de fibras, o tipo de fibra, o diâmetro do condutor de cobre, os requisitos de queda de tensão, o material do revestimento, a estrutura da blindagem, a resistência à tração, o raio de curvatura, o método de terminação, os documentos de teste e os requisitos de embalagem.

Para arquiteturas de RRU externas, estações base instaladas em telhados, unidades de rádio montadas em torres e conexões de gabinetes externos, um cabo híbrido de fibra e alimentação adequadamente projetado pode simplificar a instalação e melhorar a organização do traçado do cabo. Se você precisar de um cabo personalizado para o seu projeto de rede móvel, a SOCTFiber pode ajudar a adaptar a estrutura do cabo à sua aplicação, ao trajeto de instalação e aos requisitos de aquisição.

Perguntas frequentes: Cabo híbrido de fibra óptica e energia para estações de rede móvel em ambientes externos

O que é um cabo híbrido de fibra óptica e energia elétrica?

O cabo híbrido de fibra óptica e energia elétrica é um cabo que combina fibras ópticas e condutores de cobre para energia elétrica em uma única estrutura. Ele é utilizado em situações em que a transmissão de sinais ópticos e o fornecimento de energia elétrica precisam seguir o mesmo trajeto.

O cabo híbrido de fibra óptica e energia é adequado para estações RRU de 5G?

Sim. O cabo híbrido de fibra óptica e alimentação é adequado para muitos locais com RRU ou RRH de 4G e 5G, nos quais o equipamento de rádio remoto requer tanto transmissão por fibra óptica quanto fornecimento de energia CC. A estrutura do cabo deve ser selecionada de acordo com a carga do equipamento, o comprimento do trajeto e as condições do ambiente externo.

Como devo escolher o calibre do condutor para o fornecimento de energia à RRU?

O tamanho do condutor deve ser selecionado de acordo com a tensão do equipamento, a corrente, o comprimento do trajeto do cabo e a queda de tensão permitida. Trajetos mais longos e requisitos de corrente mais elevados geralmente exigem seções transversais maiores dos condutores de cobre.

Qual é a contagem de fibras normalmente utilizada em cabos híbridos de fibra e energia?

As quantidades comuns de fibras incluem 2, 4, 6, 12 e 24 núcleos. A quantidade correta de fibras depende do número de unidades de rádio, do projeto de redundância, da necessidade de fibras sobressalentes e do plano de expansão futura.

O cabo híbrido de fibra óptica e energia para uso externo precisa de blindagem?

Recomenda-se o uso de blindagem quando o trajeto do cabo apresentar risco de esmagamento, risco de impacto mecânico, risco de roedores ou condições de exposição ao ar livre. Para trajetos protegidos em gabinetes, estruturas não blindadas podem ser suficientes, dependendo do projeto.

É possível personalizar o cabo híbrido de fibra óptica e energia elétrica?

Sim. O cabo híbrido de fibra óptica e energia elétrica pode ser personalizado quanto ao número de fibras, tipo de fibra, tamanho do condutor, material do revestimento, estrutura da armadura, diâmetro do cabo, impressão, comprimento do tambor e requisitos de embalagem.