Câble à fibre optique 101 : qu’est-ce que c’est ? Comment ça fonctionne? Comment choisir le bon câble ?
mai 24, 2021
Le câble à fibre optique est fabriqué pour répondre aux spécifications de performances optiques, mécaniques ou environnementales. C’est un câble de communication qui peut être utilisé séparément ou en groupe en utilisant une ou plusieurs fibres optiques dans le câble comme support de transmission.
La structure de base du câble à fibre optique est généralement composée d’une âme de câble, d’un fil d’acier renforcé, d’une charge et d’une gaine, et d’autres composants tels qu’une couche de blocage de l’eau, une couche tampon, un fil métallique isolant, etc. Il n’y a pas de métal tel que l’or, l’argent et dans le câble à fibre optique, et n’a généralement aucune valeur de recyclage.
Histoire du câble fibre
En 1976, le BELL Research Institute des États-Unis a construit le premier système expérimental de communication par fibre optique à Atlanta, en utilisant 144 câbles à fibre optique fabriqués par Western Electric Company. En 1980, le câble à fibres optiques commercial composé de fibres optiques multimodes a commencé à être utilisé dans les lignes interurbaines et quelques lignes interurbaines de la ville. Le câble à fibre optique commercial en fibre optique monomode a commencé à être utilisé sur les lignes longue distance en 1983. En 1988, le premier câble sous-marin à fibre optique transatlantique reliant les États-Unis à la Grande-Bretagne et à la France a été posé avec succès, et bientôt le premier câble à fibre optique sous-marin transatlantique a été construit.
En 1978, la Chine a développé son propre câble à fibre optique de communication, qui adopte une fibre optique multimode et dont la structure centrale est multicouche. Des tests sur le terrain ont été effectués à Shanghai, Pékin et Wuhan. Peu de temps après, il a été utilisé comme ligne interurbaine dans le réseau téléphonique local. Après 1984, il a été progressivement utilisé dans les lignes longue distance et a commencé à utiliser la fibre optique monomode.
Le câble à fibre optique de communication a une plus grande capacité de transmission que le câble en cuivre, avec une longue distance, un petit volume, un poids léger et aucune interférence électromagnétique. Depuis 1976, il est devenu l’épine dorsale de la ligne interurbaine longue distance, de la ligne interurbaine urbaine, de la communication sous-marine offshore et transocéanique, du réseau local et des lignes de transmission de réseau privé, et a commencé à se développer dans le domaine du réseau de distribution de boucle d’utilisateur urbain à large bande. réseau numérique à intégration de services fournit des lignes de transmission.
Fabrication de câble optique
Le processus de fabrication du câble à fibre optique est généralement divisé en les processus suivants :
Sélection de fibre optique. Sélectionnez la fibre optique avec d’excellentes caractéristiques de transmission et une tension qualifiée.
Teinture de fibre optique. Un chromatogramme complet standard doit être utilisé pour l’identification, qui ne doit pas s’estomper ou migrer à haute température.
Extrusion. Utilisation d’un module d’élasticité élevé et d’un plastique à faible coefficient de dilatation à extruder dans un tube de certaine taille, et placez la fibre optique dans le composé de remplissage étanche à l’humidité et à l’eau. Conservez-le ensuite pendant plusieurs jours (pas moins de deux jours).
Échouage. Plusieurs tubes libres de fibres optiques extrudées sont toronnés avec l’unité de renforcement.
Gaine extérieure. Ajoutez une couche de gaine à l’âme du câble à fibres optiques toronné.
Structure de câble
Le câble à fibre optique est composé de trois parties : l’âme du câble, les éléments de renforcement et la gaine. Deux types de structure de noyau de câble sont la structure à noyau unique et la structure à noyaux multiples. Pour le type de câble multiconducteur, nous pouvons séparer avec un tube unitube et un tube libre toronné. Il existe deux types de structure renforcée : blindée et non blindée. La gaine peut avoir une densité et un matériau différents selon l’environnement d’application. Il existe une couche de blocage de l’eau, une couche tampon, un fil métallique isolé et d’autres composants selon les besoins.
Type de câble à fibre
Selon les différentes performances de transmission, la distance et le but, le câble à fibre optique peut être divisé en câble à fibre optique utilisateur, câble à fibre optique téléphonique local, câble à fibre optique longue distance et câble à fibre optique sous-marin.
Selon les différents types de fibre optique utilisés dans le câble à fibre optique, il peut être divisé en câble à fibre optique monomode et câble à fibre optique multimode.
Selon le nombre de noyaux de fibre dans le câble à fibre optique, il peut être divisé en câble à fibre optique simplex et câble à fibre optique duplex.
Selon les différentes méthodes de configuration de renforcement, le câble à fibre optique peut être divisé en câble à fibre optique à composant de renforcement central, câble à fibre optique à composant de renforcement distribué, câble à fibre optique à composant de renforcement de gaine et câble à fibre optique à gaine externe complet.
Selon les différentes conditions du conducteur et du support de transmission, le câble à fibres optiques peut être divisé en tous les câbles à fibres optiques diélectriques, les câbles à fibres optiques ordinaires et les câbles à fibres optiques intégrés (principalement utilisés pour la ligne de communication de réseau spécial ferroviaire).
Selon différentes méthodes de pose, le câble à fibre optique peut être divisé en câble à fibre optique pour conduit, câble à fibre optique à enfouissement direct, câble à fibre optique aérien et câble à fibre optique sous-marin.
Selon la structure différente, le câble à fibre optique peut être divisé en câble plat, câble multicouche, câble squelette, câble blindé et câble utilisateur haute densité.
Type de connexion
Les principaux types de connexion par câble à fibre optique sont la connexion permanente, la connexion d’urgence et la connexion d’activité.
Connexion permanente par fibre optique (également appelée fusion)
A ce propos, les points de connexion de deux fibres optiques sont fusionnés et connectés au moyen d’une décharge. Il est utilisé en liaison longue distance, en liaison fixe permanente ou semi-permanente. La principale caractéristique de cette connexion est que l’atténuation de la connexion est la plus faible parmi tous les types de connexion, dont la valeur typique est de 0,01 à 0,03 dB/point. Mais un équipement spécial (machine d’épissage par soudage par fusion) et du personnel professionnel sont nécessaires pour fonctionner lors de la connexion, et le point de connexion a également besoin d’un boîtier spécial à protéger.
Connexion d’urgence (également appelée fusion à froid)
La connexion d’urgence utilise principalement des méthodes mécaniques et chimiques pour fixer et lier deux fibres optiques ensemble. La principale caractéristique de cette méthode est que la connexion est rapide et fiable, et l’atténuation typique de la connexion est de 0,1 ~ 0,3 dB/point. Mais l’utilisation à long terme du point de connexion sera instable et l’atténuation augmentera considérablement, de sorte qu’il ne pourra être utilisé que dans un court laps de temps en cas d’urgence.
Connexion d’activité
La connexion mobile est un type de connexion de stations ou de stations avec des câbles à fibres optiques à l’aide de divers dispositifs de connexion à fibres optiques (connecteurs et adaptateurs). Ce type de connexion est flexible, simple, pratique et fiable. Il est souvent utilisé dans le câblage des réseaux informatiques dans les bâtiments. L’atténuation typique est de 1dB/joint.
Comment choisir un câble à fibre optique
Outre le nombre de noyaux de fibres et de types de fibres optiques, la gaine extérieure doit être sélectionnée en fonction de l’environnement d’application.
lorsque le câble optique extérieur est enterré directement, le câble à fibre optique blindé doit être sélectionné. Lorsqu’il est posé au-dessus de la tête, le câble avec deux fils de renfort ou plus peut être sélectionné.
Lors de la sélection des câbles à fibres utilisés dans les bâtiments, les caractéristiques de retardateur de flamme, de poison et de fumée doivent être prises en compte. Le plénum peut être utilisé dans les canalisations ou les zones de ventilation forcée. Ignifuge, non toxique et sans fumée (câble montant) est nécessaire dans un environnement exposé.
Le câble de distribution peut être utilisé dans une distribution verticale dans le bâtiment. Le câble à fibres de rupture peut être utilisé dans le câblage horizontal.
Si la distance de transmission est inférieure à 2 km, un câble à fibre optique multimode peut être sélectionné et un câble à fibre optique à relais ou monomode peut être utilisé sur plus de 2 km.
Qualité du câble
En tant que support de transmission du système de communication à fibre optique, la qualité du câble à fibre optique affecte directement l’ensemble du fonctionnement du réseau de communication. Pour déterminer si un câble à fibre optique est de bonne qualité, nous devrons explorer différentes parties, telles que les fibres optiques, la gaine extérieure et l’élément de résistance, etc. Sur les listes de contrôle et de contrôle de la qualité des câbles à fibres optiques, vous pouvez obtenir tous les détails sur la qualité des câbles.
Limite de traction et d’écrasement
Fiber optic cable type | Allowable tensile (N) | Allowable crush (N/100mm) | ||
---|---|---|---|---|
short-term | long-term | short-term | long-term | |
Duct and non self-supporting | 1500 | 600 | 1000 | 300 |
Direct buried | 3000 | 1000 | 3000 | 1000 |
Special direct buried | 10000 | 4000 | 5000 | 3000 |
Underwater (20000N) | 20000 | 10000 | 5000 | 3000 |
Underwater (40000N) | 40000 | 20000 | 8000 | 5000 |
Construction de câble
La chose la plus importante pour la pose de câbles longue distance est de choisir un chemin approprié. Le chemin le plus court n’est pas forcément le meilleur. La propriété foncière, la possibilité d’érection ou d’inhumation doivent être envisagées. Et lorsque le câble à fibre optique tourne, son rayon de braquage doit être 20 fois plus grand que le diamètre du câble à fibre optique lui-même.
Câble à fibre optique à enfouissement direct
La méthode de suspension est simple et commerciale, largement utilisée dans le monde entier, mais l’ajout et l’agencement des accessoires prennent beaucoup de temps.
La manière aérienne de suspendre le fil messager est plus stable et nécessite moins de travaux d’entretien. Mais un enrouleur spécial est nécessaire.
L’antenne autoportante a des exigences élevées en matière de poteau, difficile à construire et à entretenir, et à un coût élevé.
Un dispositif de guidage doit être ajouté au pôle d’amenée du câble lors de l’installation, et le câble doit être évité de traîner. Lorsque vous tirez sur un câble à fibre optique, essayez de réduire la friction. Chaque pôle doit être laissé avec une section de câble à fibre optique pour l’expansion.
Faites attention à la mise à la terre fiable des objets métalliques dans les câbles à fibres optiques. En particulier dans les zones montagneuses, les zones de réseau électrique à haute tension et les zones d’orage, il y a généralement 3 points de mise à la terre par kilomètre, et des câbles à fibres optiques non métalliques sont même utilisés.
Câble de fibre optique de conduit
Avant la construction, vérifiez l’occupation de la canalisation, nettoyez et placez des tubes secondaires en plastique et placez-les dans la ligne de traction.
La longueur de la mise en page doit être calculée. Et une longueur réservée suffisante doit être fournie. Voir le tableau suivant pour plus de détails :
Natural bending length increase (m/km) | Inner turning length increase (m/hole) | Joints overlapping length (m/side) | Indoor reserved length (m) |
---|---|---|---|
5 | 0.5~1 | 8~10 | 15~20 |
La longueur de pose de chaque fois ne doit pas être trop longue (généralement 2km), et le tirage doit être effectué du milieu vers les deux côtés.
La force de traction ne doit pas être supérieure à 120 kg en général. Et il devrait tirer la partie centrale renforcée du câble à fibre optique. La protection étanche du terminal du câble à fibre optique doit être traitée correctement.
L’entrée et la sortie du câble doivent être équipées d’un dispositif de câble parallèle, et il n’est pas permis de faire glisser directement le câble sur le sol.
Le câble à fibre optique du conduit doit également être mis à la terre de manière fiable.
Câble à fibre optique à enfouissement direct
La profondeur de la tranchée de câbles à fibres optiques directement enterrée doit être excavée conformément aux normes.
Laying section and soil quality | Buried depth (m) |
---|---|
Common soil and hard soil | ≥1.2 |
Gravel soil, semi stone soil, weathered stone | ≥1.0 |
Full stone, flowing sand | ≥0.8 |
Suburbs and towns | ≥1.2 |
Urban sidewalk | ≥1.0 |
Side ditch of highway: Stone (hard stone and soft stone) | Side ditch of highway: Stone (hard stone and soft stone) |
Side ditch of highway: Other soil | 0.8 below the design depth of side ditch |
Road curb | ≥0.8 |
Side ditch of highway: Stone (hard stone and soft stone) | ≥1.2 |
Side ditch of highway: Stone (hard stone and soft stone) | ≥1.2 |
Rivers | According to the requirements of underwater fiber optic cable |
Le conduit peut être posé au-dessus ou percé et encastré là où la tranchée ne peut pas être creusée.
Le fond de la tranchée doit être lisse et ferme. Une partie de sable, de ciment ou de support peut être pré-remplie si nécessaire.
Une traction manuelle ou mécanique peut être utilisée pour la pose, mais une attention particulière doit être portée au guidage et à la lubrification.
Le sol doit être recouvert et compacté dès que possible après la pose.
Câble à fibre optique d’intérieur
Lorsque le câble est posé verticalement, une attention particulière doit être accordée à la portance du câble à fibre optique. Généralement, le câble à fibre optique doit être fixé une fois tous les deux étages.
Un tuyau en plastique avec entrée de protection doit être ajouté lorsque le câble traverse le mur ou le sol. Le tuyau doit être rempli d’un agent de remplissage ignifuge.
Une certaine quantité de tuyaux en plastique peut également être posée à l’avance dans le bâtiment. Lorsque le câble à fibres optiques doit être posé, le câble à fibres optiques peut être installé par traction ou par dépression.
Détection de fibre optique
L’objectif principal de la détection de fibre optique est d’assurer la qualité du système de connexion, de réduire les facteurs de défaillance et de rechercher les points de défaut en cas de défaillance. Il existe de nombreuses méthodes de détection, qui sont principalement divisées en une mesure manuelle simple et une mesure par instrument de précision.
mesure manuelle simple
Cette méthode est généralement utilisée pour détecter rapidement le marche-arrêt de la fibre optique et pour distinguer la fibre lors de la construction. Il est réalisé par une simple source lumineuse entraînant la lumière visible d’une extrémité de la fibre et observant quelle lumière provenant de l’autre extrémité. Bien que cette méthode soit simple, elle ne permet pas de vérifier quantitativement l’atténuation et le point de rupture de la fibre.
mesure d’instrument de précision
L’atténuation de la fibre optique et l’atténuation conjointe peuvent être testées à l’aide d’un wattmètre optique ou d’un OTDR. Et même l’emplacement du point de rupture de la fibre optique peut être mesuré. Cette mesure peut être utilisée pour analyser quantitativement les causes de la défaillance du réseau de fibre optique et évaluer la qualité des produits du réseau.
Précautions
Après avoir reçu le câble à fibre optique, l’utilisateur doit vérifier le certificat du câble à fibre optique et les données optiques ainsi que le câble à fibre optique. Vérifiez le numéro du tambour de câble, le modèle, le numéro de noyau et la longueur, et vérifiez si l’emballage extérieur est endommagé.
Une section de corde de traction doit être utilisée pour se connecter au renfort de câble lors de la pose du câble en fibre. Et il sera fixé avec un manchon de câble ou du ruban adhésif avec la gaine de câble. S’il s’agit d’un câble à fibre optique en gaine, une tête de traction rotative spéciale doit être ajoutée entre la corde de traction et le renfort de câble. Parce qu’il n’est pas permis de tirer directement sur la gaine extérieure du câble à fibre optique pour la traction.
Pour la pose de câbles d’une longueur de 2 km ou plus, il n’est pas permis de les poser du début à la fin en même temps. Le câble à fibre optique doit être placé au milieu de la section et posé en forme de 8 vers les deux extrémités
Lors du déchargement du câble à fibre optique de la voiture, il est préférable d’utiliser un chariot élévateur ou un palan pour placer le câble doucement sur le sol du véhicule
Dans la construction sur le terrain, lors du déchargement du câble à fibre optique du véhicule, il est conseillé de placer une plaque plate entre la plate-forme du véhicule et le sol, formant une pente de 45 degrés et passant par le trou central du tambour de câble à fibre optique avec une corde. Les gens tirent les deux extrémités de la corde sur le véhicule, et le tambour de câble en fibre descend la pente de la planche. Il est strictement empilé et placé horizontalement lors du déchargement. Il est interdit de faire tomber le câble optique verticalement depuis un endroit élevé et de le placer avec un fort impact sur le câble pour causer des dommages.
Lorsque le tambour de câble doit rouler, il doit être enroulé dans le sens de la flèche de rotation indiqué sur le tambour de câble. Et le roulage longue distance n’est pas autorisé.
L’inspection du tambour à câble unique doit être effectuée avant la construction. Tels que la qualité de la gaine extérieure et l’indice d’atténuation
La force de traction maximale du conduit ou du câble aérien ne doit pas dépasser 1 500 N et la tension maximale du câble à fibre optique à enfouissement direct ne doit pas dépasser 3 000 N.
Pendant la construction et la disposition du câble à fibre optique, il est interdit de plier ou de former le câble à un angle droit de 90 degrés. Courbure dynamique (comme pendant la construction), pour les câbles de gaine et d’antenne, le rayon de courbure doit être supérieur à 20 fois le diamètre extérieur du câble à fibre optique. Pour le câble à fibre optique directement enterré, le rayon de courbure doit être supérieur à 25 fois le diamètre extérieur du câble. Lors de la pose, le rayon de courbure de la gaine et du câble aérien doit être supérieur à 10 fois le diamètre de ce câble. Pour le câble à fibre optique directement enterré, le rayon de courbure doit être supérieur à 12,5 fois le diamètre du câble. Ne pliez pas trop le câble à fibre optique pour provoquer une “boucle morte”
La force de traction de la construction du câble à fibres optiques ne doit pas dépasser la force admissible à court terme (conduit et câble aérien : 1500 N) ; Câble fibre optique enterré direct : 3000N ; Câble fibre optique ADSS : 20% RTS. Et il ne doit pas dépasser la force à long terme admissible pendant le fonctionnement et l’utilisation (600N pour le câble de conduit et d’antenne, câble à fibre optique enterré direct 1000N ; câble à fibre optique ADSS : MAT). La construction du câble à fibres optiques doit être effectuée sous la direction des techniciens qualifiés correspondants.
Il est très important de poser les câbles à fibres optiques selon la méthode correcte. Une construction incorrecte entraînera facilement une augmentation de l’atténuation, une durée de vie plus courte, une fibre cassée, une gaine cassée, une fracture de l’armure, etc. Le câble, en particulier le câble d’alimentation, est de grand diamètre et de masse lourde. Il est nécessaire d’utiliser une équerre pour soutenir le tambour de câble lors de sa mise en place. Et faites rouler le tambour de câble tout en tirant sur le câble. S’il s’agit d’un câble lâche sans tambour de câble, il est nécessaire de disposer le câblage après l’avoir redressé. Le personnel du câble doit être équipé d’un talkie-walkie pour rester en contact. Pour s’assurer que lorsque le câble est incapable de bouger, d’autres ne le tireront pas avec une force brute. Nous devons continuer après que le câble à fibre optique se soit lentement redressé. Ceci afin de garantir que nos câbles à fibres optiques “fragiles” sont posés en toute sécurité.
Tony Lau est responsable technique et cofondateur de HOC. Il aime écrire sur le contenu des communications par fibre optique, et se spécialise dans les domaines suivants câbles à fibres optiques, solutions FTTH clés en main, câbles ADSS et réseaux ODN.
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