Caja de distribución de cable óptico para exteriores para integración de cuatro redes y aplicaciones de división de fibra óptica
I. Parámetros de especificación de capacidad: adaptación a los requisitos de densidad de fibra en diferentes escenarios
Los parámetros de capacidad de la caja de distribución de fibra óptica determinan directamente la cantidad de fibras ópticas que puede transportar y la escala de conexión. Deben ajustarse con precisión a los requisitos de número de núcleos de fibra del escenario de aplicación, incluyendo principalmente los siguientes indicadores principales:
1. Capacidad del núcleo de fibra
Especificaciones básicas: Las capacidades comunes incluyen 8 núcleos, 12 núcleos, 16 núcleos, 24 núcleos, 36 núcleos, 48 núcleos, 72 núcleos, 96 núcleos, 144 núcleos, 288 núcleos, etc. Algunas cajas de gran escala pueden admitir 576 núcleos o más.
8-24 núcleos: adecuado para familias, pequeñas oficinas o unidades de pasillo para satisfacer las necesidades de acceso a fibra de una pequeña cantidad de usuarios;
48-144 núcleos: se utilizan principalmente en salas de computadoras comunitarias y salas de computadoras de empresas de tamaño mediano para admitir la agregación de múltiples usuarios o conexiones entre dispositivos;
288 núcleos y más: se utiliza principalmente en centros de comunicación y áreas centrales de centros de datos para adaptarse a la gestión centralizada de enlaces de fibra óptica de alta densidad.
Lógica de diseño: La capacidad del núcleo se determina por el número de bandejas de empalme por fusión y módulos de distribución en la caja. Por ejemplo, una caja de 12 núcleos suele estar equipada con una bandeja de empalme por fusión de 12 núcleos, y una caja de 48 núcleos está equipada con cuatro bandejas de empalme por fusión de 12 núcleos (o dos bandejas de empalme por fusión de 24 núcleos) para garantizar que cada núcleo de fibra disponga de un espacio independiente para el empalme por fusión y el almacenamiento.
2. Número de puertos adaptadores
Relación de coincidencia: El número de puertos adaptadores corresponde al número de núcleos de fibra, uno a uno (o con redundancia reservada de 1:1,2). Por ejemplo, una caja de 24 núcleos debe contar con 24 o 28 puertos adaptadores para permitir la conexión activa de puentes de fibra óptica.
Tipos de puerto: Admite interfaces comunes como SC, LC, ST, FC y MT-RJ. Entre ellas, las más utilizadas son SC (cuadradas) y LC (miniaturizadas). Las interfaces SC son fáciles de conectar y desconectar, ideales para exteriores. Las interfaces LC tienen solo la mitad del tamaño de las SC, lo que las hace aptas para cableado de alta densidad (por ejemplo, una caja de 1U de altura en un centro de datos puede integrar 48 puertos LC).
3. Capacidad de la bandeja de empalme por fusión
La bandeja de empalme por fusión es un componente esencial para el empalme de fibra óptica. La capacidad de una sola bandeja suele ser de 12 o 24 núcleos, y algunas cajas pequeñas utilizan bandejas de empalme por fusión de 6 núcleos. Por ejemplo, una caja de 96 núcleos debe estar equipada con 8 bandejas de empalme por fusión de 12 núcleos (o 4 bandejas de empalme por fusión de 24 núcleos), y estas bandejas deben ser volteables o desmontables para facilitar las operaciones de empalme por fusión in situ.
El radio de almacenamiento de la bandeja de empalme de fusión debe ser ≥ 40 mm para garantizar que la pérdida de flexión de la fibra en el punto de empalme de fusión sea ≤ 0,1 dB, evitando así la atenuación de la señal causada por una flexión excesiva.
II. Parámetros de rendimiento óptico: indicadores clave para garantizar la calidad de la transmisión de la señal
El rendimiento óptico de la caja de distribución de fibra óptica afecta directamente la eficiencia de transmisión y la estabilidad de las señales ópticas, que se miden principalmente por los siguientes indicadores:
1. Pérdida de inserción
Definición: El valor de atenuación de potencia de una señal óptica al pasar a través de conectores, puntos de empalme por fusión y adaptadores dentro de la caja, en dB.
Requisitos estándar:
Pérdida de conexión del adaptador: ≤ 0,3 dB (fibra multimodo), ≤ 0,2 dB (fibra monomodo);
Pérdida de empalme por fusión: ≤ 0,05 dB (fibra monomodo, empalmador de fusión en caliente), ≤ 0,15 dB (fibra multimodo);
Pérdida de enlace general: la pérdida de inserción total de la caja es ≤ 0,5 dB (incluidos todos los puntos de conexión).
Impacto: Una baja pérdida de inserción puede reducir la atenuación de la señal y ampliar la distancia de transmisión. Por ejemplo, si la pérdida de inserción se reduce de 0,5 dB a 0,2 dB, la distancia de transmisión puede aumentarse en unos 5 km a una velocidad de 10 Gbps (fibra monomodo G.652D).
2. Pérdida de retorno
Definición: Relación entre la energía de la señal óptica reflejada hacia la fuente de luz en el punto de conexión y la energía incidente, en dB. Un valor mayor indica una menor reflexión.
Requisitos estándar:
Fibra monomodo: ≥ 50 dB (interfaz SC/LC/UPC), ≥ 60 dB (interfaz de extremo inclinado APC, adecuada para CATV y otros escenarios sensibles a la reflexión);
Fibra multimodo: ≥ 20dB (interfaz ST), ≥ 25dB (interfaz SC).
Impacto: Una alta pérdida de retorno puede evitar que la luz reflejada interfiera con la señal original, especialmente en transmisiones de alta velocidad (como 25 Gbps/100 Gbps), donde las señales reflejadas pueden provocar un aumento en la tasa de errores de bits. Por lo tanto, los centros de datos suelen requerir una pérdida de retorno ≥ 55 dB.
3. Radio de curvatura de la fibra
Radio de Curvatura Estática: El radio de curvatura mínimo cuando las fibras ópticas se enrutan dentro de la caja. Para fibras monomodo, es ≥ 30 mm; para fibras multimodo, es ≥ 25 mm. Si se utilizan fibras insensibles a la curvatura (como G.657A1), se puede reducir a 15 mm (a corto plazo) o 30 mm (a largo plazo).
Radio de curvatura dinámico: el valor permitido para la curvatura temporal de las fibras ópticas durante la instalación o el mantenimiento, generalmente la mitad del radio estático (por ejemplo, el radio de curvatura dinámico de las fibras monomodo es ≥ 15 mm).
Importancia: Una curvatura excesiva causará pérdidas por macrocurvatura. Por ejemplo, si el radio de curvatura de una fibra monomodo es de 10 mm, la pérdida por metro puede alcanzar los 0,5 dB, superando con creces los requisitos estándar. Por lo tanto, se debe diseñar un canal de enrutamiento de fibra dedicado dentro de la caja para estandarizar por completo la ruta de la fibra.
4. Durabilidad del enchufado
La vida útil de los adaptadores y conectores debe ser ≥ 1000 veces, y después de 1000 ciclos de conexión, el cambio en la pérdida de inserción es ≤ 0,2 dB y el cambio en la pérdida de retorno es ≤ 5 dB.
Este indicador asegura la estabilidad del equipo durante la operación y el mantenimiento a largo plazo, especialmente en escenarios como centros de datos donde los enlaces de fibra necesitan ajustarse con frecuencia.
III. Parámetros de la estructura mecánica: Adaptación al entorno de instalación y necesidades de mantenimiento
La estructura mecánica de la caja de distribución de fibra óptica debe considerar la flexibilidad de instalación, la facilidad de uso y la estabilidad estructural. Los parámetros principales incluyen:
1. Dimensiones generales y métodos de instalación
Especificaciones de dimensión:
Montaje en pared: pequeño (como 300 mm × 200 mm × 100 mm, 8-12 núcleos), mediano (450 mm × 350 mm × 150 mm, 24-48 núcleos), grande (600 mm × 500 mm × 200 mm, 72-144 núcleos);
Montaje en rack (estándar de 19 pulgadas): Altura 1U (44,45 mm, interfaz LC de 48-96 núcleos), 2U (88,9 mm, 144-288 núcleos), la profundidad suele ser de 300 mm o 450 mm, adaptándose a la instalación de gabinete estándar;
Montaje en poste (exterior): Diámetro Φ114mm-Φ160mm (adaptable a postes eléctricos o postes de comunicación), altura 500mm-800mm (72-144 núcleos).
Métodos de instalación: Admite montaje en pared (fijado con tornillos de expansión), montaje en poste (fijado con aros de acero inoxidable), montaje superior (suspendido por colgadores de cable óptico), montaje empotrado (orificios reservados en las paredes), etc. Algunas cajas pueden ser compatibles con múltiples métodos de instalación (como el diseño de doble propósito montado en pared + montado en poste).
2. Material de la caja y nivel de protección
Clasificación del material:
Tipo para interiores: plástico de ingeniería ABS (liviano, resistente a la corrosión, de bajo costo), placa de acero laminada en frío (recubrimiento de pulverización de superficie, alta resistencia, adecuado para salas de computadoras);
Tipo para exterior: acero inoxidable (material 304, resistente a la niebla salina, resistente a la oxidación, adecuado para áreas costeras o industriales), material compuesto SMC (plástico reforzado con fibra de vidrio, resistente a los rayos UV, resistente a altas y bajas temperaturas, vida útil ≥ 20 años).
Nivel de protección (Código IP):
Tipo interior: IP30 (protección contra objetos sólidos extraños con un diámetro ≥ 2,5 mm, protección contra salpicaduras de agua), IP40 (protección contra objetos sólidos extraños con un diámetro ≥ 1 mm);
Tipo para exterior: IP65 (completamente hermético al polvo, protección contra chorros de agua a baja presión), IP66 (protección contra chorros de agua a alta presión), IP68 (resistente al agua bajo 1 m durante 30 minutos, adecuado para pozos de tuberías subterráneas).
Suplemento: Las cajas para exteriores también deben tener tres capacidades a prueba de "thddhhh: resistencia a la corrosión (prueba de niebla salina ≥ 1000 horas), resistencia al moho (norma GB/T 2423.16, grado 0 sin crecimiento de moho) y resistencia a roedores y hormigas (protección de malla metálica o tratamiento con agente a prueba de hormigas).
3. Diseño de la estructura interna
Disposición de la zonificación: Es necesario dividir claramente el área de empalme por fusión, el área de distribución y el área de almacenamiento de fibra para evitar interferencias cruzadas. Por ejemplo:
Área de empalme por fusión: Coloque la bandeja de empalme por fusión, facilitando la extracción de la bandeja (algunos modelos pueden llevar la bandeja de empalme por fusión al banco de trabajo para realizar el empalme por fusión para mejorar la eficiencia);
Área de distribución: Instale el panel adaptador, que se puede voltear o extraer para facilitar la conexión y desconexión de puentes;
Área de almacenamiento de fibra: Reserve espacio para almacenar el exceso de fibra. El exceso de fibra debe enrollarse con un radio ≥ 30 mm y fijarse con bridas (se prohíbe el enrollado directo o la extrusión).
Método de apertura y bloqueo de puerta: Los tipos para exterior utilizan cerraduras antirrobo (como cerraduras con llave triangular) y los tipos para interior pueden utilizar hebillas de tipo empuje; el ángulo de apertura de la puerta es ≥ 120° y algunos modelos admiten una apertura completa de 180° para garantizar que el personal de mantenimiento pueda operar los componentes internos sin obstáculos.
Capacidad de carga: Las cajas montadas en rack deben poder soportar una carga estática de ≥ 50 kg (como apilar otros equipos) y las cajas montadas en la pared deben poder soportar una fuerza de tracción de ≥ 30 kg (para evitar caídas).
IV. Parámetros de adaptabilidad ambiental: garantía de funcionamiento estable en condiciones extremas
Las cajas de distribución de fibra óptica deben adaptarse a los entornos climáticos de diferentes regiones, y sus parámetros ambientales determinan directamente la vida útil y la confiabilidad del equipo:
1. Temperatura y humedad de funcionamiento
Rango de temperatura de funcionamiento:
Tipo interior: 0℃~+40℃ (salas de computadoras comunes), -5℃~+55℃ (entornos industriales);
Tipo para exterior: -40℃~+70℃ (desde regiones frías hasta tropicales) y algunos modelos de meseta pueden soportar -50℃~+70℃.
Rango de temperatura de almacenamiento: -40℃~+85℃ (cuando se excede la temperatura de funcionamiento, el equipo debe almacenarse sin energía).
Humedad relativa: 5%~95% (sin condensación). En entornos con alta humedad (como la temporada de lluvias torrenciales en el sur de China), se debe diseñar una ranura para la condensación dentro de la caja para evitar que la humedad entre en contacto directo con las fibras ópticas o los componentes metálicos.
2. Resistencia a la interferencia ambiental
Vibración e impacto:
Vibración: Puede soportar vibración sinusoidal de 10 Hz ~ 55 Hz con una amplitud de 0,35 mm y el cambio en la pérdida de inserción después de la prueba es ≤ 0,1 dB;
Impacto: Puede soportar un impacto de una aceleración de 15 g (duración de 11 ms), sin daños estructurales después de la prueba y con un rendimiento óptico calificado.
Escenario de aplicación: Las cajas exteriores a lo largo de las rutas de tráfico (como ferrocarriles y carreteras) necesitan reforzar el diseño antivibración.
Adaptación de la presión del aire: puede funcionar normalmente en el rango de altitud de 0 a 5000 m (la presión del aire en las áreas de meseta es baja y es necesario garantizar que el rendimiento de sellado de la caja no se vea afectado).
Resistencia a la luz solar y a los rayos UV: las cajas para exteriores deben pasar la prueba de envejecimiento de la lámpara UVB-313 (después de 1000 horas de irradiación, el material no presenta grietas ni decoloración y la tasa de retención de resistencia es ≥ 80%) para evitar que la luz solar a largo plazo haga que la carcasa se vuelva quebradiza.
V. Parámetros de protección de seguridad: garantía de la seguridad del equipo y del personal
Las cajas de distribución de fibra óptica deben cumplir con los requisitos de seguridad eléctrica y estructural, y los parámetros principales incluyen:
1. Aislamiento eléctrico y puesta a tierra
Resistencia de aislamiento: La resistencia de aislamiento entre las partes metálicas de la caja y el dispositivo de conexión a tierra es ≥ 1000 MΩ (probado con voltaje de 500 V CC) para evitar riesgos de fugas eléctricas.
Rendimiento de tensión soportada: Aplique una tensión de 3000 V CC entre el dispositivo de conexión a tierra y las partes metálicas de la caja durante 1 minuto, sin rupturas ni arcos eléctricos, para garantizar que pueda soportar una tensión alta inducida en condiciones de tormenta eléctrica.
Requisitos de conexión a tierra: La caja debe reservar un terminal de conexión a tierra con un área de sección transversal de ≥ 6 mm² y la resistencia de conexión a tierra es ≤ 10 Ω (conectada a la red de conexión a tierra del edificio a través de un cable de conexión a tierra para liberar electricidad estática o corriente de rayo).
2. Resistencia al fuego y retardancia de la llama
El material de las cajas interiores debe cumplir con el estándar retardante de llama UL94 V-0 (en la prueba de combustión vertical, la llama se extingue en 10 segundos y ninguna gota enciende la almohadilla de algodón que se encuentra debajo);
Si bien no existe un requisito obligatorio de retardante de llama para los tipos de exterior, deben tener capacidad de autoextinguirse cuando están lejos del fuego (para evitar la propagación del fuego).
La fibra óptica en sí está hecha de cuarzo (no combustible), pero las piezas de plástico dentro de la caja (como adaptadores y ranuras de enrutamiento de fibra) deben cumplir con los requisitos de resistencia al fuego, especialmente en escenarios con altos niveles de protección contra incendios, como los centros de datos.
3. Resistencia a la corrosión y al envejecimiento
Las piezas metálicas (como cerraduras y tornillos de acero inoxidable) deben pasar la prueba de niebla salina neutra (solución de NaCl al 5 %, ambiente de 35 ℃, sin óxido evidente después de 48 horas de prueba);
Las piezas de plástico deben pasar la prueba de envejecimiento acelerado artificial (temperatura +70℃, humedad 95%, después de 1000 horas de prueba, la tasa de retención de resistencia a la tracción es ≥ 80%).
VI. Parámetros de expansibilidad funcional: Satisfacer las necesidades de actualización de la red
Las cajas de distribución de fibra óptica modernas requieren capacidades de expansión flexibles para adaptarse a la iteración de las arquitecturas de red (como de GPON a XG-PON, 10G-PON). Los parámetros principales incluyen:
1. Compatibilidad del módulo
Integración de divisor óptico: Compatible con divisores ópticos PLC integrados (1:2, 1:4, 1:8, 1:16, 1:32). La pérdida de inserción del divisor debe ser ≤ 7 dB (1:8) o ≤ 10,5 dB (1:16). Reserve ranuras para la instalación del divisor (por ejemplo, en una altura de 1U, se pueden instalar dos divisores 1:16).
Multiplexor por división de longitud de onda (WDM): algunos modelos pueden integrar multiplexores por división de longitud de onda gruesa (CWDM) para soportar la separación de longitud de onda, como 1310 nm/1550 nm, adaptándose a la transmisión de datos y señales CATV en redes FTTH a través de fibra óptica;
Atenuador óptico: reserve una posición de instalación del atenuador (como valores de atenuación fijos de 5 dB, 10 dB) para ajustar la intensidad de la señal óptica (para evitar una sobrecarga en el extremo receptor).
2. Funciones de identificación y gestión
Cada fibra óptica debe estar equipada con un identificador independiente (como una ranura de etiqueta o un grabado láser) para marcar el número de núcleo, la posición del empalme por fusión y la información correspondiente del usuario/equipo;
Algunos modelos inteligentes admiten etiquetas electrónicas (RFID) y la información del enlace de fibra óptica se puede leer a través de terminales portátiles para lograr una gestión digital (adecuado para grandes centros de datos o escenarios de enlaces complejos).
3. Soporte de tipo multifibra
Compatible con fibras monomodo (G.652D, G.657A1/A2), multimodo (OM3, OM4) y resistentes a la flexión (G.657B3). La interfaz del adaptador debe ser compatible con el tipo de fibra (por ejemplo, las interfaces LC multimodo utilizan carcasas beige, mientras que las monomodo utilizan carcasas azul/verde).
VII. Parámetros de adaptación del escenario de aplicación: Diseño específico para satisfacer las necesidades de subdivisión
Los requisitos de parámetros para las cajas de distribución de fibra óptica varían según el escenario. A continuación, se presentan casos de adaptación de parámetros para escenarios típicos:
Escenario de aplicación Parámetros principales Requisitos Modelo recomendado Especificaciones
Distribución de pasillos FTTH de 24 a 48 núcleos, protección IP54, instalación en pared, divisor 1:16 integrado de 450 mm × 350 mm × 150 mm (material SMC)
Gabinete para centro de datos de 96 a 288 núcleos, montaje en rack 1U/2U, interfaz LC, pérdida de retorno ≥ 55 dB, 482,6 mm × 88,9 mm × 300 mm (placa de acero laminada en frío)
Estación base para exteriores de 72-144 núcleos, protección IP65, material de acero inoxidable 304, temperatura de funcionamiento: -40 °C a +70 °C, 600 mm × 500 mm × 200 mm (montaje en poste)
Planta industrial de 48 núcleos, antivibración (10 Hz ~ 55 Hz), resistente a la corrosión, protección IP66 500 mm × 400 mm × 180 mm (material SMC)
Resumen
El diseño de parámetros de la caja de distribución de fibra óptica debe lograr un equilibrio tridimensional entre rendimiento, estructura y entorno: el rendimiento óptico garantiza la calidad de la transmisión de la señal, la estructura mecánica se adapta a las necesidades de instalación y mantenimiento, y los parámetros ambientales garantizan un funcionamiento fiable del equipo en condiciones extremas. A medida que las redes de fibra óptica evolucionan hacia una alta densidad e inteligencia, las cajas de distribución de nueva generación también deben contar con capacidades de expansión modular y gestión digital para satisfacer las necesidades de actualización de 5G, la interconexión de centros de datos (DCI), las ciudades inteligentes y otros escenarios. Al seleccionar un modelo, es necesario ajustar los parámetros según el número de núcleos de fibra, el entorno de instalación, la velocidad de transmisión y otros factores del escenario específico para maximizar la eficiencia del equipo.
