Zaawansowane włókno 200 mikronów dla światłowodów o dużej gęstości

Branża komunikacji światłowodowej przechodzi transformacyjną rewolucję „odchudzającą”. Przez dziesięciolecia wymiary rdzenia włókien jednomodowych pozostawały ustandaryzowane i wynosiły 8–10 mikronów dla rdzenia, 125 mikronów dla średnicy płaszcza i 250 mikronów dla grubości powłoki. Ta standaryzacja znacznie ułatwiła interoperacyjność i spójność w sieciach optycznych. Ponieważ jednak sieci wymagają większej przepustowości i bardziej kompaktowych konstrukcji, pojawiła się nowa generacja światłowodów jednomodowych z powłoką o grubości 200 mikronów, oferująca operatorom telekomunikacyjnym bardziej elastyczne rozwiązania w zakresie wdrażania sieci optycznych.

Obecne wdrożenia sieci o wysokiej wydajności ujawniają dwa główne trendy: rosnące zapotrzebowanie na kable o małej liczbie włókien łączących indywidualnych użytkowników lub budynki oraz rosnące zapotrzebowanie na kable o dużej liczbie włókien do masowej dystrybucji informacji. Szczególnie w tej drugiej kategorii liczba włókien stale rośnie, a niektóre kable zawierają obecnie ponad 500 włókien.

Chociaż preferowanym podejściem pozostaje rozszerzanie projektów kabli przy użyciu istniejącej technologii, staje się to niepraktyczne w przypadku przewodów o ograniczonej przestrzeni. Ponieważ przed rozmieszczeniem kabli zwykle instaluje się przewody o stałych wymiarach, operatorzy sieci mają do wyboru dwie możliwości: ograniczyć liczbę włókien na określonych łączach lub przyjąć nowe, mniejsze konstrukcje kabli.

Kiedy istniejące przewody zostaną podzielone na mniejsze mikrorurki, mikrokable oferują korzyści ekonomiczne, ponieważ pozwalają uniknąć kosztownych projektów inżynierii lądowej i procesów zatwierdzania przez władze lokalne. Ewolucja mikrokabli spowodowała podwojenie gęstości włókien w ciągu zaledwie kilku lat. Chociaż zarówno tradycyjne, jak i nowe konstrukcje mogą zawierać 288 włókien, średnica zmniejsza się z 14 mm do 9,6 mm, co stanowi redukcję o 36% dzięki włóknom powlekanym o grubości 200 mikronów.

Ewolucja mikrokabli wynika z innowacyjnych podejść projektowych i materiałów. Kluczowe ulepszenia obejmują umieszczenie włókien w mniejszych rurach buforowych i zaprojektowanie kabli tak, aby były wdmuchiwane, a nie wciągane do przewodów.

Nowe włókna ITU-T G.657 i zaawansowane powłoki umożliwiają większą gęstość upakowania przy jednoczesnym zachowaniu standardowej w branży odporności na zgniatanie i wydajności w niskich temperaturach. Ponieważ instalacja wdmuchiwana staje się preferowaną metodą wdrażania w Europie, zapotrzebowanie na elementy wzmacniające w konstrukcjach kabli maleje. Wszystkie te osiągnięcia wspólnie umożliwiły stworzenie najnowszej generacji kompaktowych mikrokabli.

Wyniki pokazują niezwykły postęp w gęstości włókien. Tam, gdzie kiedyś kable 48-włóknowe wymagały średnicy przekraczającej 10 mm, nowoczesne konstrukcje pozwalają obecnie na zastosowanie 288 włókien w kablach o średnicy poniżej 10 mm – osiągnięcie to było możliwe dzięki włóknom powlekanym o grubości 200 mikronów.

Aktualna specyfikacja światłowodu jednomodowego ISO/IEC 60793-2-50 wymienia włókno powlekane o grubości 200 mikronów jako alternatywny rozmiar powłoki. Grupy robocze IEC, po zapoznaniu się z obszernymi danymi branżowymi, doszły do ​​wniosku, że 200 mikronów stanowi praktyczny wymiar powlekanych włókien transmisyjnych jednomodowych, warty standaryzacji.

Testy terenowe potwierdzają, że włókna o grubości 200 mikronów dobrze sprawdzają się w przypadku istniejących narzędzi i praktyk. Standardowe narzędzia do usuwania izolacji skutecznie usuwają powłoki akrylowe, odsłaniając to samo 125-mikronowe włókno gołe, co tradycyjne 250-mikronowe włókna powlekane, umożliwiając identyczne procedury rozszczepiania i łączenia. Badania nie wykazują różnicy w stratach w splocie pomiędzy podobnymi i odmiennymi kombinacjami włókien:

W przypadku złączy jednowłóknowych włókna 200 mikronów poddawane są oplotowi przed zakończeniem, co ma znikomy wpływ na wydajność. Jednakże pojawiają się znaczące różnice w zastosowaniach taśm i złączy MPO, gdzie powłoka wpływa na odstępy między włóknami i łączenie grup.

Jedna ze strategii dalszego zmniejszania rozmiaru polega na pakowaniu większej liczby włókien do rurek buforowych. Na przykład 24 pasma włókna 200-mikronowego zajmują przestrzeń porównywalną z 12 tradycyjnymi włóknami. Chociaż zwiększa to gęstość upakowania, potencjalne skutki mikrozgięć można złagodzić za pomocą niewrażliwych na zginanie włókien G.657.

Długoterminowa niezawodność pozostaje najważniejsza w sieciach optycznych, gdzie koszty kabli i komponentów stanowią zazwyczaj mniej niż 20% całkowitej inwestycji. Przy znacznie wyższych kosztach instalacji i okresach zwrotu często przekraczających dekadę, zastosowane światłowody muszą utrzymywać wydajność przez cały cykl życia sieci.

Niezawodność obejmuje zarówno aspekty optyczne, jak i mechaniczne. Niezawodność optyczna zapewnia dostępność sygnału i stabilną pracę, ocenianą na podstawie testów starzenia, odporności na zgniatanie i cyklicznych zmian temperatur. Niezawodność mechaniczna koncentruje się na integralności fizycznej, przy czym wytrzymałość włókna zwykle przekracza 500 kpsi pomimo potencjalnych defektów.

Trzydziestoletnie doświadczenie potwierdza, że ​​powłoki akrylowe o grubości 62,5 mikrona odpowiednio chronią włókna. Powłoki o grubości 200 mikronów wykazują porównywalną wydajność i obecnie stosuje je wielu usługodawców.

Jakość włókien znacznie się poprawiła od czasu ich pierwszego wdrożenia, a postęp w zakresie syntetycznych powłok kwarcowych i polimerowych przyczynił się do powstania doskonałych produktów. Testy niezawodności potwierdzają, że włókna powlekane o grubości 200 mikronów mogą zapewnić 30 lat pracy w terenie, spełniając wszystkie wymagania Telcordia GR-20.

Wytrzymałość na rozciąganie stale przekracza 600 kpsi, nawet w rygorystycznych testach osiowych na długości 10 metrów. Dynamiczne badanie zmęczenia daje n_Dwartości >20 zarówno dla próbek starszych, jak i niestarzonych.

Dostępność włókien jednomodowych z powłokami o grubości 200 mikronów stanowi znaczny postęp, oferując o 36% mniejsze przekroje poprzeczne w celu zmniejszenia średnicy mikrokabla. Światłowody te zapewniają niezawodne rozwiązania do wdrażania kabli o dużej liczbie przewodów w zatłoczonych przestrzeniach kablowych, przy jednoczesnym zachowaniu zgodności z istniejącą infrastrukturą i praktykami.