Cable óptico sin blindaje, con núcleo reforzado no metálico y trenzado de capa de tubo suelto

Gracias a su excelente rendimiento integral, el cable óptico GYHTY se ha convertido en una infraestructura esencial para la construcción de redes de comunicación modernas. Gracias a las continuas innovaciones en ciencia de materiales y tecnología de la comunicación, el cable óptico GYHTY desempeñará un papel cada vez más crucial en las redes inteligentes, el transporte ferroviario, el internet industrial y otros campos, impulsando el desarrollo de las redes de comunicación hacia una alta velocidad, inteligencia y ubicuidad.

Descripción del Producto

Las fibras ópticas coloreadas se colocan en un tubo holgado de material de alto módulo, que posteriormente se rellena con un gel tixotrópico impermeabilizante. El núcleo del cable contiene un plástico reforzado con fibra de vidrio (PRFV). El tubo holgado (y el cable de relleno) se enrolla alrededor del núcleo de refuerzo central para formar un núcleo circular. Los huecos del núcleo se rellenan con gel impermeabilizante y se extruyen con una funda interior de polietileno. A continuación, se coloca una funda exterior de hilo de aramida, extruida con polietileno, para completar el cable.

Características del producto

El material del tubo suelto tiene buena resistencia a la hidrólisis y alta resistencia.

◆Posee buen rendimiento mecánico y características de temperatura.

◆Los elementos de refuerzo de aramida mejoran la resistencia a la tracción del cable.

◆Relleno de gel tixotrópico dentro del tubo, proporcionando una protección de sellado crucial a las fibras ópticas.

◆La funda de PE tiene una excelente resistencia a la radiación ultravioleta.

◆Núcleo de refuerzo central único no metálico.

Solicitud:Conductos aéreos, enterramiento directo

1. Descripción general

2. Diseño estructural básico y características de los materiales

2.1 Sistema de elementos de fuerza centrales

• Selección de materialesEl plástico reforzado con fibra de vidrio (PRFV) se utiliza como elemento de resistencia principal, con un módulo elástico superior a 100 GPa. Combina la rigidez de los materiales metálicos con las propiedades aislantes de los materiales no metálicos.

• Propiedades mecánicas:La resistencia a la tracción de una sola varilla de FRP es ≥1200 MPa, lo que proporciona una resistencia a la tracción básica para el cable y evita el riesgo de corriente inducida en entornos de alta electricidad.

• Optimización estructural:La superficie de la varilla de FRP está tratada especialmente para formar una estructura trenzada apretada con tubos sueltos circundantes, lo que garantiza una distribución uniforme de la tensión y reduce las pérdidas por microflexión en las fibras ópticas.

2.2 Sistema de protección de fibras y tubos sueltos

• Material de tubo sueltoSe utiliza tereftalato de polibutileno (PBT), con una temperatura de transición vítrea de ≥220°C, manteniendo propiedades mecánicas estables en el rango de temperatura de -40°C a +70°C.

• Mecanismo de protección de la fibra:

• El interior del tubo está lleno de ungüento especial (punto de goteo ≥120 °C), con una viscosidad dinámica de 5000-8000 mPa·s a 25 °C, que amortigua eficazmente los choques mecánicos externos.

• El exceso de longitud de la fibra se controla entre 0,5% y 0,8%, lo que se logra mediante procesos de trenzado precisos, lo que garantiza que la deformación de la fibra sea ≤ 0,05% ante cambios de temperatura.

2.3 Sistema de refuerzo del núcleo y la cubierta del cable

• Estructura del núcleo del cable:

• Los tubos sueltos y los cables de relleno se trenzan alrededor del elemento de resistencia central con un sistema de trenzado SZ, con un paso de trenzado de 20 a 30 veces el diámetro del cable, formando una estructura circular compacta.

• Los huecos en el núcleo del cable se rellenan con hilo bloqueador de agua (capacidad de absorción de agua ≥20 veces su propio peso), con una tasa de bloqueo de agua longitudinal ≤0,1 mL/m, cumpliendo los requisitos de la norma IEC 60794-1.

• Diseño de funda:

• La funda interior está hecha de polietileno de alta densidad (HDPE) con un espesor de ≥1,5 mm y un tiempo de resistencia al agrietamiento por tensión ambiental (ESCR) de ≥1000 horas.

• Se añade una capa de hilo de aramida a la cubierta exterior. La aramida tiene una densidad de 1,44 g/cm³ y una resistencia a la rotura de ≥2800 MPa, lo que aumenta la capacidad de tracción a corto plazo del cable a más de 1500 N.

3. Análisis de parámetros clave de rendimiento

3.1 Rendimiento de transmisión óptica

• Características de atenuación:

• Fibra monomodo (G.652D): Atenuación ≤0,36 dB/km a una longitud de onda de 1310 nm y ≤0,22 dB/km a una longitud de onda de 1550 nm.

• Fibra multimodo (50/125 μm): Atenuación ≤3,0 dB/km a una longitud de onda de 850 nm y ≤1,0 dB/km a una longitud de onda de 1300 nm.

• Características de dispersión:

• El coeficiente de dispersión de la fibra monomodo en una longitud de onda de 1550 nm es ≤18 ps/(nm·km), lo que cumple el requisito de transmisión de 50 km sin relé eléctrico en sistemas de 10 Gbps.

• Longitud de onda de corte:≤1260 nm para fibra monomodo y ≤1480 nm para fibra multimodo, lo que garantiza un modo puro dentro del rango de longitud de onda de trabajo.

3.2 Propiedades mecánicas y mecánicas

• Rendimiento de tracción:

• Fuerza de tracción admisible a largo plazo: 600 N (para cables de 8 a 12 núcleos), fuerza de tracción admisible a corto plazo: 1500 N, cumpliendo con los requisitos de la norma YD/T 901.

• La capa de hilo de aramida extiende la vida útil de la fatiga por tracción dinámica del cable a ≥100.000 ciclos (carga ±20 % de la fuerza de tracción nominal).

• Rendimiento de compresión:

• Presión lateral a largo plazo ≥300 N/100 mm, presión lateral a corto plazo ≥1000 N/100 mm. Puede incrementarse a 2000 N/100 mm mediante la optimización de la estructura blindada con cinta de acero.

• Rendimiento de flexión:

• Radio de curvatura estático: 10 veces el diámetro del cable, radio de curvatura dinámico: 20 veces el diámetro del cable. La pérdida por curvatura a una longitud de onda de 1550 nm es ≤ 0,1 dB (radio de curvatura de 30 mm).

3.3 Desempeño de adaptabilidad ambiental

• Características de la temperatura:

• Rango de temperatura de funcionamiento: -40 °C a +70 °C. Dureza de la vaina (Shore D) ≤75 a -40 °C y tasa de elongación ≥300 % a +70 °C.

• Después de la prueba de ciclo de temperatura (-40 °C a +70 °C, 5 ciclos), el cambio de atenuación de la fibra es ≤0,05 dB/km.

• Rendimiento a prueba de agua:

• Adoptando un diseño de bloqueo de agua de sección completa, sin filtraciones de agua bajo una presión de columna de agua de 1 m durante 8 horas, cumpliendo con el estándar IEC 60794-1-F5B.

• La tasa de absorción de agua del material de la funda es ≤0,01 % (23 °C, 24 horas), lo que evita eficazmente la penetración de agua.

• Rendimiento antienvejecimiento:

• La funda de polietileno pasa la prueba de envejecimiento ultravioleta de 1000 horas (irradiación de lámpara de xenón, 55 °C) con una tasa de retención de resistencia a la tracción de ≥80 %.

4. Escenarios de aplicación y ventajas de ingeniería

4.1 Campos de aplicación típicos

• Sistemas de comunicación de potencia:

• En la comunicación entre subestaciones de 110 kV y superiores, la estructura no metálica evita la interferencia electromagnética y la resistencia de puesta a tierra del cable es ≤10 Ω.

• Cuando se utiliza junto con OPGW (cable de tierra aéreo compuesto de fibra óptica), puede permitir la transmisión de ruta dual de datos de energía y señales de comunicación.

• Sistemas de tránsito ferroviario:

• Cuando se coloca en túneles del metro, el diámetro exterior del cable es ≤12 mm y el peso es ≤150 kg/km, lo que facilita la instalación a lo largo de los soportes de cables.

• En la comunicación ferroviaria de alta velocidad, admite una transmisión estable en entornos de baja temperatura de -40 °C con una tasa de error de bits de ≤1×10⁻¹².

• Construcción de redes inteligentes:

• En escenarios de acceso a energía distribuida, la resistencia del cable a los rayos pasa la prueba de impulso de 80 kA con forma de onda de 10/350 μs (voltaje residual ≤2 kV).

• En la automatización de redes de distribución, admite tendidos aéreos no autoportantes bajo líneas aéreas de 10 kV con una luz de ≤50 m.

4.2 Ventajas de la implementación de ingeniería

• Conveniencia en la construcción:

• El diámetro exterior del cable es un 15 % menor que el de los cables GYTS con el mismo número de núcleos, lo que aumenta la utilización de la tubería en un 20 %. La velocidad de tendido con aire comprimido puede alcanzar los 80 m/min.

• La funda de aramida reduce el coeficiente de fricción del cable a ≤0,25, disminuyendo la resistencia a la penetración de la tubería en un 40% en comparación con los cables blindados con cinta de acero.

• Economía de mantenimiento:

• Utilizando cierres de empalme modulares, el tiempo de empalme es ≤30 minutos/núcleo, lo que reduce los costos de mantenimiento en un 30% en comparación con los cables blindados de metal tradicionales.

• Durante un ciclo de vida de diseño de 30 años, el costo del ciclo de vida (LCC) es un 25% menor que el de los cables metálicos.

4.3 Adaptación de escenarios especiales

• Entornos electromagnéticos fuertes:

• La resistencia de aislamiento del cable a tierra es ≥10⁴ MΩ·km y la tensión inducida es ≤10 V bajo un campo eléctrico de 50 Hz, 10 kV.

• El contenido del componente metálico es ≤0,1%, lo que cumple con los requisitos de GB/T 18015.1-2017 para materiales no inflamables.

• Áreas propensas a rayos:

• Cuando se utiliza junto con pararrayos, el sistema de conexión a tierra del cable puede controlar el tiempo de descarga de la corriente del rayo a ≤5 μs.

• La estructura no metálica reduce la probabilidad de que el cable atraiga rayos en un 90%, lo que lo hace adecuado para zonas montañosas y abiertas propensas a la caída de rayos.

5. Estándares y certificaciones de la industria

• Normas nacionales:

• Cumple con la norma YD/T 901-2018 Cables ópticos para exteriores de tipo capa trenzada para comunicación y ha pasado la certificación Telcordia (TLC).

• La resistencia al fuego cumple con los requisitos de nivel B1 de GB/T 19666-2019, con una clasificación de densidad de humo (SDR) ≤15.

• Certificaciones internacionales:

• Obtuvo la certificación UL 1581 con una clasificación de combustión VW-1, cumpliendo con la norma IEC 60794-1-2003.

• Respetuoso con el medio ambiente, pasando la certificación RoHS 2.0 con un contenido de sustancias nocivas como plomo y mercurio ≤0,1%.

6. Tendencias de desarrollo e innovaciones tecnológicas

1. Innovación de materiales:

• Utilizando fibra de basalto para reemplazar parte de FRP, elevando el límite de resistencia de temperatura del cable a +120°C, adecuado para escenarios industriales de alta temperatura.

• Desarrollar materiales de revestimiento nanocompuestos con una tasa de absorción ultravioleta aumentada al 98%, lo que extiende la vida antienvejecimiento a 50 años.

2. Innovación estructural:

• Integración de sensores de fibra óptica en el monitoreo distribuido de temperatura (DTS) con una precisión de medición de temperatura de ±1 °C y una precisión de posicionamiento de ±1 m.

• Adoptando un diseño de microtubo suelto (diámetro interior de 2,5 mm), aumentando la densidad del núcleo a 288 núcleos/12 mm de diámetro exterior para cumplir con los requisitos del fronthaul 5G.

3. Innovación de procesos:

• Aplicación de tecnología de soldadura láser para aumentar la resistencia de unión entre FRP y la funda a 50 N/cm, reduciendo el riesgo de pelado de la interfaz.

• Presentamos un sistema de inspección de visión con inteligencia artificial para mejorar la precisión del control del exceso de longitud de la fibra a ±0,05 %, con una fluctuación de atenuación de ≤0,02 dB/km.

7. Casos típicos de ingeniería

1. Proyecto de Interconexión de Subestaciones de 110 kV en la Red Eléctrica del Sur:

• Se instalaron 30 km de cable óptico GYHTY-48B1 mediante un método híbrido de tendido aéreo con tubería. La tasa de error de bits es ≤1×10⁻¹², lo que cumple con los requisitos de transmisión en tiempo real de las señales de protección de relés.

2. Sistema de comunicación del ferrocarril de alta velocidad Pekín-Shanghái:

• Se tendieron 200 km de cable óptico GYHTY-24B1 a lo largo de la vía férrea, lo que permitió una transmisión de 10 Gbps en un entorno de baja temperatura de -40 °C con una fluctuación de ≤0,1 UI.

3. Proyecto de demostración de red inteligente en la nueva área de Xiongan:

• Se utilizó el cable óptico GYHTY-96B6a, que integra la función DTS para el monitoreo de temperatura en tiempo real de las uniones del cable con un tiempo de respuesta de alerta temprana de ≤5 segundos.

8. Operación, mantenimiento y manejo de fallas

1. Puntos de mantenimiento diario:

• Pruebe la resistencia de puesta a tierra del cable (≤10 Ω) y la resistencia de aislamiento (≥10⁴ MΩ·km) trimestralmente.

• Realizar pruebas OTDR anualmente con un umbral de cambio de atenuación de 0,1 dB/km y una precisión de posicionamiento de ±5 m.

2. Manejo de fallas comunes:

• Rotura de fibras:Reparación mediante empalmador de fusión (pérdida de fusión ≤0,05 dB) junto con fundas termorretráctiles, con una duración de ≤30 minutos por punto.

• Daño en la vaina:Reparación mediante parches de reparación especiales (resistencia a la tracción ≥20 MPa), restaurando la resistencia a la presión al 90% de la funda original.

9. Recomendaciones de selección y configuración

1. Selección del número de núcleo:

• Red de acceso: 2-12 núcleos para satisfacer los requisitos de conexión de terminales FTTH.

• Red troncal: 48-288 núcleos para soportar la expansión del sistema DWDM.

2. Adaptación ambiental:

• Áreas de fuerte electricidad: Priorizar el GYHTY reforzado con aramida con un contenido de componentes metálicos de ≤0,1%.

• Áreas húmedas: Adopte una estructura totalmente bloqueadora de agua con una capacidad de absorción de agua de hilo bloqueador de agua ≥20 veces su propio peso.

3. Análisis económico:

• Proyectos a corto plazo: seleccione GYHTY económico (precio unitario de aproximadamente 8 yuanes/metro) para satisfacer las necesidades básicas de comunicación.

• Proyectos a largo plazo: utilizar GYHTY de alta confiabilidad (precio unitario de aproximadamente 12 yuanes/metro) para reducir los costos de mantenimiento.

10. Perspectivas futuras

1. Dirección de la evolución tecnológica:

• Desarrollar la tecnología de multiplexación por división espacial (SDM) para alcanzar la capacidad de un solo cable de 1 Pb/s, lo que respalda la transmisión de velocidad ultraalta en redes 6G.

• Integrar módulos de comunicación de terahercios en la transmisión de fusión inalámbrica por cable óptico con un radio de cobertura de ≤100 m.

2. Áreas de expansión de aplicaciones:

• Comunicación en aguas profundas: a través de la optimización de la armadura (cinta de acero inoxidable de doble capa), soporta una profundidad de presión de 3000 metros, apoyando la construcción de redes de observación submarina.

• Comunicación espacial: utilice vainas resistentes a altas temperaturas (resistencia a temperaturas de +200 °C) para satisfacer los requisitos de interconexión de las estaciones terrestres de satélite en órbita cercana a la Tierra.

Nota:

a. El sufijo Xn en el modelo indica el tipo de fibra seleccionado, consulte la Explicación del modelo de fibra Yangtze para obtener más detalles.

b.La disposición de colores del tubo suelto y las fibras se puede encontrar en el cromatograma.

c.El espesor mínimo de la funda de polietileno es de 1,5 mm.

d.El cable no debe almacenarse en ambientes al aire libre durante más de 6 meses, de lo contrario el carrete puede

   estar dañado.

Este documento es solo de referencia y no puede utilizarse como anexo al contrato. Para obtener información detallada sobre el producto...

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