Tudo o que você precisa saber sobre cabos de fibra óptica- Ningbo Goshining Communication Technology Co., Ltd

O que o cabo de fibra óptica faz?
Cabo de fibra óptica é um meio de comunicação que utiliza ondas de luz para transmitir informações em fibras ópticas e é amplamente utilizado em sistemas de comunicação modernos. Não só apresenta vantagens técnicas significativas, mas também apresenta grande valor em aplicações práticas. A seguir irá elaborar sobre o papel dos cabos de fibra óptica sob vários aspectos.

1. Transmissão de dados em alta velocidade
Uma das principais vantagens dos cabos de fibra óptica é a sua taxa de transmissão extremamente alta. Em comparação com os cabos de cobre tradicionais, os cabos de fibra óptica usam sinais ópticos em vez de sinais elétricos para transmissão de dados, para que possam atingir largura de banda no nível de GHz, excedendo em muito as limitações dos cabos de cobre. Isso significa que uma grande quantidade de dados pode ser transmitida simultaneamente em cabos de fibra óptica, como aplicações de alta largura de banda, como vídeo HD, streaming de vídeo 4K/8K, realidade virtual (VR), realidade aumentada (AR), etc.

Além disso, a velocidade de transmissão dos cabos de fibra óptica é próxima da velocidade da luz (cerca de 3×10⁸ m/s), tornando a transmissão de dados quase não afetada por atrasos, o que é muito adequado para cenários de aplicação com requisitos extremamente elevados em tempo real, como jogos online, telemedicina, transações financeiras, etc.

2. Transmissão de longa distância
Outra característica notável cabos de fibra óptica são suas características de baixa perda. Como a perda de propagação dos sinais ópticos nas fibras ópticas é muito baixa, eles podem ser transmitidos por distâncias mais longas sem amplificação frequente do sinal. Isso torna os cabos de fibra óptica muito adequados para comunicações de longa distância, como conexões de rede backbone entre cidades e países.

Em contraste, os cabos de cobre geralmente só podem ser transmitidos com eficácia dentro de um alcance de dezenas de quilômetros devido à rápida atenuação do sinal, enquanto as fibras ópticas podem facilmente atingir distâncias de transmissão de centenas de quilômetros ou mesmo milhares de quilômetros, melhorando significativamente a eficiência da comunicação e a cobertura da rede.

3. Interferência anti-eletromagnética
Uma característica importante dos cabos de fibra óptica é a sua capacidade de resistir à interferência eletromagnética. Como as próprias fibras ópticas são feitas de vidro e não são condutoras, elas não são afetadas por campos eletromagnéticos como os cabos de cobre. Isso torna os cabos de fibra óptica mais estáveis e confiáveis em ambientes com forte interferência eletromagnética (como perto de instalações de energia de alta tensão, ambientes de controle industrial, hospitais, etc.).

Esta característica é particularmente importante para sistemas de comunicação que necessitam de elevada fiabilidade (como comunicações militares, transmissão de imagens médicas, automação industrial, etc.), garantindo a continuidade e precisão da transmissão de dados.

4. Alta segurança
As propriedades físicas dos cabos de fibra óptica também lhes conferem uma vantagem natural na segurança da informação. Como a fibra óptica não é condutora e os sinais ópticos não são facilmente interceptados por dispositivos externos, os cabos de fibra óptica são mais difíceis de serem interceptados ou monitorados ilegalmente do que os cabos de cobre. Isso torna os cabos de fibra óptica amplamente utilizados em áreas sensíveis, como governo, finanças e militar, para garantir a segurança da transmissão de dados.

Além disso, os sinais dos cabos de fibra óptica são invisíveis, portanto, mesmo que alguém tente observar o interior da fibra óptica a olho nu, não consegue obter o conteúdo da transmissão, o que aumenta ainda mais a sua segurança.

5. Ampla gama de aplicações
A faixa de aplicação de cabos de fibra óptica é muito amplo, abrangendo quase todos os campos modernos das comunicações e das tecnologias da informação. Incluindo especificamente:

Rede da operadora de telecomunicações: usado para construir uma rede backbone nacional ou regional para fornecer acesso à Internet de alta velocidade.
Provedor de serviços de Internet (ISP): Fornece serviços de fibra para casa (FTTH) para residências e empresas.
Televisão a cabo (CATV): Usado para transmitir sinais de vídeo de alta definição.
Centro de dados: Usado para conectar servidores, switches e dispositivos de armazenamento para obter troca de dados em alta velocidade.
Indústria médica: Utilizado para diagnóstico remoto, orientação cirúrgica e transmissão de imagens médicas.
Automação industrial: Usado para transmissão e controle de dados em alta velocidade dentro da fábrica.
Militar e defesa: Usado para comunicações confidenciais e sistemas de comando.
Transporte e Energia: Usado para comunicação em redes inteligentes, monitoramento de tráfego e sistemas de gerenciamento de energia.

6. Suporte para múltiplas tecnologias de comunicação
Com o desenvolvimento contínuo da tecnologia de comunicação, os cabos de fibra óptica tornaram-se uma infra-estrutura importante para a próxima geração de tecnologias de comunicação (como 5G, 6G, IoT, comunicação quântica, etc.). Por exemplo:

Rede 5G: Embora o 5G dependa principalmente de comunicação sem fio, suas redes backhaul e fronthaul entre estações base ainda usam muitos cabos de fibra óptica.

Internet das Coisas (IoT): Cabo de fibra ópticas fornecem uma garantia de comunicação de alta velocidade e baixa latência entre dispositivos massivos.

Comunicação quântica: Os cabos de fibra óptica são a base para a realização da distribuição quântica de chaves (QKD), estabelecendo as bases para o desenvolvimento da futura Internet quântica.

A flexibilidade e escalabilidade dos cabos de fibra óptica permitem-lhes adaptar-se à evolução contínua das futuras tecnologias de comunicação.

7. Proteção ambiental e economia de energia
Cabo de fibra ópticas também têm certas vantagens ambientais durante a fabricação e uso. Em primeiro lugar, as matérias-primas dos cabos de fibra óptica são principalmente vidro de quartzo e bainhas de plástico, e o seu processo de produção tem menos impacto no ambiente do que os cabos de cobre. Em segundo lugar, as características de baixas perdas dos cabos de fibra óptica significam que é necessária menos energia durante a transmissão, reduzindo assim o consumo de energia e as emissões de carbono.

Além disso, a maior vida útil dos cabos de fibra óptica reduz a frequência de substituição, o que também ajuda a poupar recursos e a proteger o ambiente a longo prazo.

Quais partes inclui a estrutura dos cabos de fibra óptica? Como essas peças afetam seu desempenho?
A estrutura de cabos de fibra óptica inclui principalmente as seguintes peças: núcleo do cabo, elementos de reforço e bainha. Cada uma dessas peças tem funções diferentes em cabos de fibra óptica e tem um impacto importante no desempenho dos cabos de fibra óptica.

1. Núcleo do cabo
O núcleo do cabo é a parte central do cabo de fibra óptica e consiste em uma ou mais fibras ópticas. A própria fibra óptica consiste em um núcleo, um revestimento e um revestimento.

Núcleo de fibra: É o canal de transmissão do sinal luminoso, geralmente feito de vidro ou plástico com alto índice de refração. Seu diâmetro determina o tipo de fibra óptica (monomodo ou multimodo). O diâmetro do núcleo da fibra óptica monomodo é pequeno (cerca de 8,3 a 10 mícrons) e é adequado para transmissão de longa distância; o núcleo da fibra óptica multimodo é maior (cerca de 50 a 62,5 mícrons) e é adequado para aplicações de curta distância e alta largura de banda.

Revestimento: Material de baixo índice de refração ao redor do núcleo, usado para confinar o sinal óptico dentro do núcleo através do princípio da reflexão interna total, garantindo uma transmissão eficiente do sinal óptico.

Revestimento: Fornece proteção mecânica para evitar que o núcleo e o revestimento sejam afetados por tensões externas ou desgaste.

O projeto estrutural do núcleo do cabo afeta diretamente o desempenho de transmissão da fibra óptica. Por exemplo, o arranjo das fibras ópticas no núcleo do cabo (como torção de camada, esqueleto, tubo de feixe ou fita) afetará o desempenho de flexão e a resistência à pressão lateral da fibra óptica.

2. Elementos de reforço
Elementos de reforço são usados para aumentar a resistência mecânica dos cabos de fibra óptica para que possam suportar forças externas, como tensão e pressão lateral durante a instalação e assentamento. Os materiais de reforço comuns incluem fio de aço, fio de aramida (Kevlar) e plástico reforçado com fibra de vidro (FRP).

Elemento de reforço central: Geralmente localizado no centro do núcleo do cabo para suportar a tensão.

Elemento de reforço periférico: Localizado próximo à bainha para aumentar a resistência à compressão e flexão.

A seleção e disposição dos elementos de reforço afetam diretamente as propriedades mecânicas dos cabos de fibra óptica. Por exemplo, em um ambiente de forte interferência eletromagnética, elementos de reforço não metálicos (como fios de aramida) podem evitar interferência eletromagnética e melhorar a estabilidade da transmissão do sinal.

3. Bainha
A bainha é a camada mais externa do cabo de fibra óptica, que é utilizada para proteger a estrutura interna do ambiente externo. A bainha é geralmente composta por uma bainha interna e uma bainha externa.

Bainha interna: Geralmente feito de polietileno (PE) ou cloreto de polivinila (PVC), é utilizado para evitar umidade e fornecer proteção mecânica preliminar.

Bainha externa: Diferentes materiais podem ser selecionados de acordo com o ambiente de instalação. Por exemplo, a bainha externa LAP feita de fita de alumínio e polietileno é adequada para assentamento direto no sepultamento, enquanto a armadura de fio de aço é usada em cenas que exigem maior resistência à pressão.

O material e o design estrutural da bainha têm uma influência importante na resistência à corrosão, resistência à temperatura, retardamento de chama e resistência UV do cabo de fibra óptica. Por exemplo, alguns materiais de revestimento têm boas propriedades retardantes de chama e são adequados para locais com elevados requisitos de proteção contra incêndio.

A influência de cada parte no desempenho de cabo de fibra óptica
Desempenho de transmissão: A estrutura e o material do núcleo do cabo afetam diretamente a eficiência de transmissão do sinal óptico. Por exemplo, a fibra monomodo tem um núcleo menor e é adequada para transmissão de longa distância, enquanto a fibra multimodo tem um núcleo maior e é adequada para aplicações de alta largura de banda em curtas distâncias.

Propriedades mecânicas: O design dos elementos de reforço e da bainha determina as propriedades mecânicas do cabo de fibra óptica, como resistência à tração, resistência à compressão e resistência à flexão. Por exemplo, a escolha dos elementos de reforço afetará a aplicabilidade do cabo de fibra óptica em instalações aéreas, enterramento direto ou assentamento de tubulações.

Adaptabilidade ambiental: O material e a estrutura da bainha determinam a durabilidade do cabo de fibra óptica em diferentes ambientes. Por exemplo, alguns materiais de revestimento têm boa resistência à corrosão e aos raios UV, que são adequados para ambientes externos ou agressivos.

Conveniência de instalação: O projeto estrutural do núcleo do cabo (como tipo camada torcida, tipo esqueleto) e a disposição dos elementos de reforço afetarão a dificuldade de instalação e flexibilidade do cabo de fibra óptica. Por exemplo, a estrutura de camada torcida é fácil de dobrar e conectar, enquanto a estrutura do esqueleto é mais adequada para fiação de alta densidade.

O design estrutural do cabo de fibra óptica é a chave para o seu desempenho. O núcleo do cabo, os elementos de reforço e a bainha têm funções diferentes e, juntos, determinam o desempenho de transmissão, as propriedades mecânicas e a adaptabilidade ambiental do cabo de fibra óptica. Ao selecionar e projetar adequadamente essas peças, é possível garantir que os cabos de fibra óptica possam alcançar uma transmissão de dados eficiente e estável em vários cenários de aplicação.

Como escolher um cabo de fibra óptica para um ambiente específico? Por exemplo, que tipo deve ser usado para instalação suspensa, subterrânea ou interna?
A escolha de um cabo de fibra óptica para um ambiente específico precisa ser determinada com base no ambiente de instalação, cenário de aplicação e necessidades específicas. A seguir estão recomendações de seleção de cabos de fibra óptica para diferentes ambientes de instalação (como aéreo, subterrâneo ou interno):

1. Instalação aérea
A instalação suspensa geralmente é usada ao ar livre, especialmente em cenários onde postes ou torres existentes precisam ser utilizados. Este método de instalação é adequado para comunicações de longa distância entre áreas rurais e cidades e cenários que exigem uma posição de instalação elevada.

Tipo recomendado: cabo óptico autossustentável (como ADSS, OPGW).

Recursos:
ADSS (Cabo Autoportante Totalmente Dielétrico): Cabo óptico autoportante não metálico, adequado para instalação aérea, com boa resistência ao vento, resistência ao gelo e resistência aos raios UV.

OPGW (fio terra composto de fibra óptica): fio terra aéreo composto de fibra óptica, geralmente usado para linhas de energia, com funções de transmissão de energia e comunicação.

Ao escolher um cabo de fibra óptica para um ambiente específico, é necessário fazer uma configuração razoável com base no cenário e necessidades reais da aplicação. Para instalação suspensa, são recomendados cabos ópticos autoportantes (como ADSS ou OPGW). A vantagem é que eles podem aproveitar ao máximo as linhas de energia existentes ou os recursos das torres de comunicação sem a necessidade de estruturas de suporte adicionais, economizando assim custos e tempo de construção.

Esses cabos ópticos têm boa resistência ao vento, gelo e UV e são adequados para necessidades de comunicação de longa distância e alta largura de banda, especialmente para implantação rápida em áreas rurais ou entre cidades.

2. Instalação subterrânea
A instalação subterrânea é adequada para cenários onde é necessária fiação oculta, como centros de cidades, entre edifícios ou ambientes que precisam evitar interferências externas. Os métodos de instalação subterrânea incluem colocação de tubulações, enterramento direto e construção de microvalas.

Tipos recomendados:
Colocação de tubulações: Utilize cabos ópticos do tipo GYTS ou GYTA, adequados para colocação de tubulações.
Colocação de enterramento direto: Utilize cabos ópticos tipo GYTA53, adequados para enterramento direto no solo.
Colocação de micro-valas: Adequado para instalação subterrânea rasa para reduzir o impacto na estrutura do solo.

Recursos:
Cabos ópticos blindados: como GYTS, GYTA, etc., possuem uma camada de armadura metálica para fornecer proteção mecânica adicional.
Desempenho à prova d'água: os cabos ópticos subterrâneos geralmente têm um design à prova d'água para evitar a penetração de umidade.

Em instalações subterrâneas, cabos ópticos blindados (como GYTS, GYTA, etc.) têm melhores capacidades de proteção física e podem resistir eficazmente à pressão do solo, erosão por umidade e danos físicos externos. São adequados para cenários que exigem alta confiabilidade e estabilidade de longo prazo para garantir a continuidade e segurança dos serviços de comunicação.

3. Instalação interna
A instalação interna é adequada para fiação dentro de edifícios, como data centers, escritórios, residências, etc. Os cabos ópticos internos geralmente não precisam suportar condições ambientais extremas, mas precisam atender a requisitos de segurança, como prevenção de incêndio e retardamento de chamas.

Tipos recomendados:
Cabos ópticos macios não blindados: como GJYXFCH, GJXFH, etc., adequados para fiação vertical e horizontal interna.
Cabos ópticos macios blindados em espiral: como GJYXFA-50, adequados para ambientes internos anti-mordida de rato.

Recursos:
Boa flexibilidade: fácil de conectar em espaços estreitos.
Design retardador de chamas: atende aos padrões de segurança interna para evitar a propagação do fogo.

Na instalação interna, cabos ópticos macios não blindados ou leves (como GJYXFCH, GJXFH, etc.) são fáceis de instalar e adequados para implantação rápida. Eles são adequados para necessidades de cabeamento de alta densidade e curta distância, especialmente para ambientes de escritório, data centers e outros cenários que exigem alta eficiência e flexibilidade de cabeamento.

4. Escolha o tipo de fibra óptica
Ao escolher cabos de fibra óptica , você também precisa considerar o tipo de fibra óptica (monomodo ou multimodo):

Fibra monomodo (SMF): Adequado para comunicações de longa distância e alta largura de banda, como FTTH, interconexão de data center, etc.

Fibra multimodo (MMF): Adequado para requisitos de curta distância e largura de banda média, como redes locais, fiação interna de edifícios, etc.

5. Outras considerações
Fatores ambientais: incluindo temperatura, umidade, radiação ultravioleta, corrosão química, etc., e cabos ópticos com níveis de proteção correspondentes precisam ser selecionados.

Método de instalação: Diferentes métodos de instalação (como sobrecarga, tubulação, enterramento direto) afetarão a seleção dos cabos ópticos, e a estrutura apropriada precisa ser selecionada de acordo com as condições reais.

Custo e manutenção: A instalação aérea tem custo menor, mas a manutenção é relativamente complexa; a instalação subterrânea tem um custo mais elevado, mas a manutenção é mais conveniente.

O que deve ser prestado atenção ao instalar cabos de fibra óptica?
A instalação de cabos de fibra óptica requer atenção a múltiplos aspectos para garantir seu desempenho e segurança. A seguir estão precauções detalhadas:

Evite alongamento e flexão excessivos: O núcleo do cabo de fibra óptica é feito de vidro e é relativamente frágil, portanto, durante o processo de instalação, evite puxar a própria fibra diretamente e puxe apenas as peças com força (como fios de aramida ou hastes de fibra de vidro). Ao mesmo tempo, evite exceder o raio de curvatura mínimo do cabo para evitar quebrar a fibra.

Manuseie corretamente a extremidade da fibra: Antes da instalação, a extremidade da fibra deve ser processada com ferramentas e técnicas adequadas para garantir sua suavidade e planicidade para evitar perda de sinal causada por extremidades irregulares.

Use lubrificantes apropriados: Ao instalar cabos ópticos em conduítes, lubrificantes compatíveis com o material da capa protetora do cabo óptico devem ser usados para reduzir as cargas de tração e evitar danos à fibra óptica devido ao atrito.

Evite torcer e cruzar: Durante a instalação, deve-se evitar torcer e cruzar o cabo de fibra óptica, principalmente ao rolar para longe do carretel, e torcer a fibra óptica devido à rotação.

Margem de reserva: Após a instalação do cabo óptico, deve-se deixar uma margem apropriada para evitar que o cabo óptico fique muito apertado e para fornecer espaço operacional suficiente quando a emenda for necessária.

Condições ambientais: O ambiente de instalação deve atender aos requisitos de funcionamento do equipamento de fibra óptica e evitar temperaturas ou umidade extremas para não afetar o desempenho e a vida útil da fibra óptica.

Precauções de segurança: Ao instalar cabos ópticos em uma área grande, é recomendado o uso de óculos com função de filtragem infravermelha para evitar que a visualização direta do laser na fibra óptica cause danos aos olhos.

Teste e aceitação: Após a conclusão da instalação, devem ser realizados o comprimento do cabo óptico, perda, conexão do nó e outros testes, utilizando equipamentos como testadores de cabo óptico e OTDR, e os resultados devem ser registrados e comparados com os requisitos do projeto.

Marcação e identificação: Os cabos ópticos e suas emendas devem possuir marcas de identificação, indicar número, modelo e especificações do cabo óptico, etc., para fácil manutenção e gerenciamento.

Operação profissional: A instalação de cabos de fibra óptica devem ser realizados por técnicos experientes para garantir a operação correta e o desempenho ideal.

Seguindo essas precauções, você pode garantir a operação eficiente e suave dos cabos de fibra óptica, reduzir custos de manutenção e prolongar sua vida útil.

Qual é a vida útil e os requisitos de manutenção dos cabos de fibra óptica?
A vida útil e os requisitos de manutenção dos cabos de fibra óptica são fatores-chave para garantir sua operação estável a longo prazo. A vida útil dos cabos de fibra óptica é geralmente entre 20 e 30 anos, ou até mais, dependendo da qualidade de fabricação, do ambiente de instalação e das práticas de manutenção. Para prolongar a vida útil dos cabos de fibra óptica, os seguintes requisitos e precauções de manutenção devem ser seguidos:

Manuseie adequadamente a extremidade da fibra: Antes da instalação, a extremidade da fibra deve ser processada com ferramentas e técnicas adequadas para garantir sua suavidade e planicidade para evitar perda de sinal causada por extremidades irregulares.

Evite torcer e cruzar: Durante a instalação, deve-se evitar torcer e cruzar o cabo de fibra óptica, principalmente ao desenrolar o carretel, e evitar rotação que cause torção da fibra óptica.

Precauções de segurança: Ao instalar cabos ópticos em uma grande área, recomenda-se o uso de óculos com função de filtragem infravermelha para evitar que a visualização direta do laser na fibra óptica cause danos aos olhos.

Marcação e identificação: Os cabos ópticos e suas emendas devem possuir marcas de identificação, e os números, modelos e especificações dos cabos ópticos devem ser indicados para fácil manutenção e gerenciamento.

Operação por profissionais: A instalação de optical fiber cables should be carried out by experienced technicians to ensure correct operation and optimal performance.

Seguindo estes requisitos de manutenção, a operação eficiente e suave do cabos de fibra óptica pode ser garantido, os custos de manutenção podem ser reduzidos e a vida útil pode ser estendida.