Caja de empalme de fibra óptica para exteriores con cierre de empalme sellado para conexión de cable óptico
Como dispositivo fundamental para garantizar la seguridad de las conexiones de cables ópticos en redes de comunicación de fibra óptica, las cajas de empalme de fibra óptica desempeñan un papel fundamental como "guardianes" en la cadena de transmisión de señales ópticas. No solo deben garantizar la seguridad física de las uniones de fibra óptica, sino también la transmisión estable de señales ópticas en entornos complejos. Sus características paramétricas abarcan múltiples dimensiones, desde la capacidad básica hasta la adaptabilidad a entornos complejos, y cada parámetro afecta directamente los escenarios aplicables y el rendimiento operativo del dispositivo. A continuación, se ofrece un análisis exhaustivo y profundo de sus características paramétricas desde diversas perspectivas clave.
Especificaciones de capacidad: satisfacer diversas necesidades de conexión de red
La especificación de capacidad es uno de los parámetros más fundamentales e importantes de las cajas de empalme de fibra óptica. Se define directamente por el número de núcleos de fibra que el dispositivo puede alojar y sirve como indicador principal para medir su capacidad de carga. Ante el rápido desarrollo de las redes de fibra óptica actuales, las diferentes escalas de redes de comunicación presentan requisitos de capacidad muy variables para las cajas de empalme de fibra óptica, lo que da lugar a un sistema rico y diverso de especificaciones de capacidad en el mercado.
Las especificaciones básicas de capacidad comunes incluyen 12, 24, 48 y 96 núcleos, ampliamente utilizadas en redes pequeñas y medianas, como redes de acceso urbano, redes de campus e intranets empresariales. Por ejemplo, en proyectos de fibra hasta el hogar en comunidades residenciales, se suelen utilizar cajas de empalme de 24 y 48 núcleos para satisfacer las necesidades de conexión de fibra de varios hogares. Para grandes redes troncales, interconexiones de centros de datos y otros escenarios, se requieren cajas de empalme con mayor capacidad, lo que ha dado lugar a productos de 144, 288 núcleos e incluso de mayor capacidad. La caja de empalme de cable óptico GPJ09-5602, lanzada por Changfei Optical Fiber, puede alojar hasta 144 núcleos para fibras trenzadas y la impresionante cifra de 432 núcleos para fibras planas, satisfaciendo plenamente las necesidades de conexión de alta densidad de las redes a gran escala.
El diseño de las especificaciones de capacidad no es una simple acumulación de números, sino que está estrechamente relacionado con el tipo de fibra óptica. Existen diferencias obvias en el cálculo de la capacidad y los métodos de diseño entre las fibras trenzadas y las fibras de cinta. Las fibras trenzadas utilizan una sola fibra óptica como unidad básica, con cada fibra fijada y protegida individualmente por una bandeja de fusión de fibras dentro de la caja de empalme; mientras que las fibras de cinta integran múltiples fibras en una sola unidad de cinta, con especificaciones comunes como 12 núcleos/cinta y 24 núcleos/cinta. Por lo tanto, el cálculo de la capacidad de las cajas de empalme de fibra de cinta se determina generalmente multiplicando el número de cintas por el número de núcleos por cinta. Por ejemplo, una caja de empalme de fibra de cinta de 288 núcleos puede alojar 24 cintas de fibras de cinta de 12 núcleos o 12 cintas de fibras de cinta de 24 núcleos. Este diseño de capacidad diferenciado permite que las cajas de empalme se adapten con flexibilidad a las necesidades de conexión de diferentes tipos de cables ópticos, mejorando la versatilidad y la practicidad del dispositivo.
Con la continua expansión de las redes de fibra óptica, el diseño modular de capacidad se ha convertido en una importante tendencia de desarrollo en las cajas de empalme de fibra óptica modernas. Muchos fabricantes han lanzado cajas de empalme que permiten ampliar la capacidad mediante la incorporación de bandejas de fusión de fibra o módulos de expansión. Por ejemplo, la caja de empalme expandible de Zhongtian Technology tiene una configuración básica de 48 núcleos y puede ampliarse fácilmente a 96 o incluso 144 núcleos mediante la incorporación de módulos de expansión, lo que reduce considerablemente el coste de sustitución de equipos durante la expansión de la red y prolonga la vida útil del dispositivo.
Especificaciones de tamaño: Adaptación a diversos entornos de instalación
Las especificaciones de tamaño de las cajas de unión de fibra óptica están estrechamente relacionadas con su ubicación de instalación, capacidad y tipo estructural, mostrando una gran diversidad para garantizar que el dispositivo pueda lograr una instalación estable y un funcionamiento eficiente en varios espacios físicos complejos.
Las cajas de empalme para montaje en rack se utilizan principalmente en lugares que requieren una gestión centralizada, como salas de equipos y centros de datos, y sus tamaños siguen estrictamente los diseños estandarizados. La caja de empalme para montaje en rack de 19 pulgadas es un producto común en el mercado, con un ancho fijo de 19 pulgadas (aproximadamente 482,6 mm). Este tamaño es compatible con los estándares globales de rack para equipos de comunicación, lo que permite la instalación junto con servidores, conmutadores, enrutadores y otros dispositivos en racks estándar, logrando una gestión centralizada y un cableado unificado de los equipos. Su altura varía según la capacidad, incluyendo 1U (44,45 mm), 2U, 3U, etc. Por ejemplo, las cajas de empalme para montaje en rack de 24 núcleos suelen adoptar un diseño de altura de 1U, ocupando poco espacio y siendo adecuadas para instalaciones de alta densidad; mientras que las cajas de empalme para montaje en rack de 96 y 144 núcleos requieren alturas de 2U o 3U para acomodar más componentes de fusión de fibra y estructuras de gestión de fibra. Para mejorar la utilización del espacio, algunos fabricantes han lanzado cajas de conexiones para montaje en rack de 23 pulgadas de ancho, con el ancho aumentado a 23 pulgadas (aproximadamente 584,2 mm), capaces de alojar más núcleos de fibra a la misma altura, satisfaciendo las necesidades de conexión de alta densidad de los grandes centros de datos.
Las cajas de empalme de pared son aptas para su instalación en superficies verticales como paredes y columnas, y su diseño de tamaño se centra en la adaptabilidad del espacio. Estas cajas suelen estar etiquetadas con valores específicos de longitud, anchura y altura. Por ejemplo, la caja de empalme de pared TD-BG-48 de Tongding Interconnection tiene unas dimensiones de 520 × 320 × 150 mm y su diseño compacto facilita su instalación en espacios estrechos como paredes y laterales de edificios. Las cajas de empalme de pared se pueden dividir en horizontales y verticales. Las cajas horizontales tienen una mayor relación longitud-diámetro, como la caja de empalme de cable óptico horizontal SPFC-PH-24M-4/4E de Hong'an Communication, con unas dimensiones de 470 × 240 × 120 mm, ideal para instalación horizontal en pared; las cajas verticales tienen mayores dimensiones en altura, como la caja de empalme de pared vertical de 300 × 200 × 400 mm, ideal para instalación vertical en columna, adaptándose mejor a diferentes distribuciones espaciales.
Las cajas de empalme enterradas se utilizan principalmente en tuberías subterráneas o en escenarios de enterramiento directo, y su diseño de tamaño debe equilibrar el rendimiento de protección y la adaptabilidad del espacio subterráneo. Estos productos adoptan principalmente estructuras cilíndricas o cuadradas. Las cajas de empalme cilíndricas suelen tener un diámetro que varía de 150 mm a 300 mm y una altura (longitud) que varía de 300 mm a 600 mm. Por ejemplo, la caja de empalme enterrada tipo tapa GJS-7001 de Changfei Optical Fiber tiene dimensiones de 435 × 190 mm (alto × ancho), que puede coincidir con el diámetro interior de las tuberías subterráneas para facilitar la instalación y el tendido. Las cajas enterradas cuadradas se centran más en la resistencia a la presión, con tamaños principalmente de 350 × 350 × 200 mm, 500 × 400 × 250 mm, etc. Su diseño plano puede reducir la profundidad de enterramiento, reducir la dificultad de construcción y mejorar la resistencia a la presión del dispositivo.
Los tamaños de las cajas de empalme para entornos especiales se diseñan a medida según los requisitos específicos de cada escenario. Por ejemplo, las cajas de empalme utilizadas para cables ópticos submarinos tienen carcasas más grandes y un espesor de pared significativamente mayor para soportar la enorme presión de las profundidades marinas, con diámetros de hasta 500 mm y longitudes superiores a 1000 mm. Por otro lado, las cajas de empalme utilizadas en espacios estrechos, como minas y túneles, adoptan diseños miniaturizados, con algunos productos con tamaños controlados entre 200 × 150 × 100 mm para adaptarse a la instalación en espacios reducidos.
Tipos estructurales: equilibrio entre protección y conveniencia operativa
El tipo de estructura de las cajas de empalme de fibra óptica influye directamente en su rendimiento de protección, facilidad de mantenimiento y escenarios de aplicación. Actualmente, existen tres tipos principales en el mercado: estructuras cerradas, abiertas e híbridas, cada una con características de diseño y ventajas de aplicación únicas.
La estructura cerrada es la opción preferida para entornos exteriores hostiles, ya que su concepto principal de diseño es bloquear la intrusión de factores ambientales externos a través de la estructura. Las cajas de empalme cerradas suelen adoptar un diseño de sellado integral, con carcasas fabricadas con materiales de alta resistencia, combinadas con anillos de sellado de goma, selladores y otros materiales de sellado para formar múltiples protecciones de sellado. Esta estructura puede bloquear eficazmente la intrusión de polvo, humedad, gases corrosivos y otros factores externos, protegiendo los componentes internos de conexión de fibra de daños y garantizando la transmisión estable de señales ópticas. Por ejemplo, la caja de empalme de cables ópticos cerrada de Changfei Optical Fiber adopta una avanzada tecnología de sellado mecánico, con un nivel de protección IP68, capaz de sumergirse en agua a una profundidad de 2 metros durante largos periodos sin penetración de agua, siendo adecuada para diversos entornos hostiles, como exteriores aéreos, subterráneos y submarinos. La desventaja de la estructura cerrada es que las operaciones de mantenimiento son relativamente complejas y requieren herramientas especiales para abrir la carcasa, por lo que es más adecuada para escenarios con altos requisitos de protección y baja frecuencia de mantenimiento.
La estructura abierta se centra en la comodidad operativa, facilitando al personal de construcción la fusión de fibras, el parcheo, las pruebas y otras operaciones en las fibras internas. Las cajas de unión abiertas suelen tener una cubierta reversible o desmontable, lo que permite abrir el dispositivo sin herramientas especiales. El personal de construcción puede visualizar intuitivamente la disposición y el estado de conexión de las fibras internas, lo que mejora considerablemente la eficiencia de construcción y mantenimiento. Esta estructura suele ser adecuada para entornos interiores relativamente estables, como salas de equipos, centros de datos y otras salas, donde hay poco polvo, baja humedad, pequeñas fluctuaciones de temperatura y requisitos de sellado relativamente bajos. Por ejemplo, la caja de unión de fibra óptica abierta lanzada por Huawei adopta un diseño modular, con bandejas internas de fusión de fibra extraíbles con flexibilidad, lo que facilita la fusión y la gestión de la fibra, y es la preferida por el personal de mantenimiento de salas de equipos. La desventaja de la estructura abierta es su bajo rendimiento de protección, incapaz de bloquear eficazmente la entrada de polvo y humedad externos, por lo que no es adecuada para exteriores o entornos hostiles.
La estructura híbrida es un nuevo diseño estructural emergente en los últimos años que integra las ventajas de las estructuras cerradas y abiertas, mejorando la comodidad operativa y garantizando un rendimiento de protección óptimo. Las cajas de empalme híbridas suelen adoptar una estructura de doble capa: una carcasa protectora exterior cerrada que proporciona protección básica contra el polvo y el agua, y una cavidad de operación interior abierta que facilita la fusión y la gestión de las fibras. Cuando se requieren operaciones de mantenimiento, solo es necesario abrir la carcasa protectora exterior para operar con las fibras internas sin desmontar todo el dispositivo. Esta estructura es adecuada para escenarios con requisitos de protección específicos, pero con necesidades de mantenimiento frecuentes, como armarios de interconexión óptica junto a vías urbanas y cajas de distribución óptica comunitarias.
Métodos de instalación: adaptación a diferentes requisitos de escenarios
Existen diversos métodos de instalación para cajas de empalme de fibra óptica, cada uno adecuado para diferentes escenarios. Su diseño debe considerar plenamente las características y requisitos del entorno de instalación para garantizar un funcionamiento estable y un mantenimiento sencillo del dispositivo.
La instalación mural es un método común, ideal para superficies verticales como paredes y columnas. Las cajas de empalme murales suelen estar diseñadas con orificios o soportes de montaje en la parte posterior y se fijan a paredes o columnas con tornillos de expansión, pernos y otros elementos de fijación. Este método de instalación ofrece ventajas como ahorro de espacio, flexibilidad en la ubicación y un mantenimiento sencillo, y se utiliza a menudo en interiores de edificios, paredes de pasillos y laterales de postes. Por ejemplo, en proyectos de fibra óptica en comunidades residenciales, las cajas de empalme murales suelen instalarse en las paredes de los pasillos para facilitar la distribución y conexión de la fibra. Para mejorar la estabilidad de la instalación, los soportes de montaje de las cajas de empalme murales suelen estar fabricados con acero de alta resistencia, capaz de soportar el peso del dispositivo y la tensión de los cables ópticos, evitando que se afloje o se caiga.
La instalación en rack se aplica principalmente a racks estándar de 19 o 23 pulgadas y es el método de instalación más común en salas de equipos y centros de datos. Las cajas de conexiones para rack están diseñadas con soportes estándar en ambos lados, que se ajustan con precisión a los rieles guía del rack y se fijan al rack con tornillos. Este método de instalación facilita la gestión centralizada y el cableado unificado de los equipos, lo que permite integrarlos con otros equipos de comunicación, mejorando la tasa de utilización y la eficiencia de la gestión del espacio de la sala de equipos. Durante la instalación, es necesario planificar razonablemente el espacio del rack según la altura (número U) del dispositivo para garantizar suficientes espacios de disipación térmica entre ellos y evitar un impacto en el rendimiento debido a una mala disipación térmica. Las cajas de conexiones para rack suelen estar diseñadas con puertas o tapas delanteras y traseras, lo que facilita la operación y el mantenimiento, a la vez que proporciona protección contra el polvo.
La instalación subterránea es adecuada para tuberías subterráneas o enterramientos directos, lo que impone requisitos de protección muy altos para las cajas de empalme. Estas cajas deben ser impermeables, resistentes a la humedad, a la presión y a la corrosión para soportar la presión, la humedad y las sustancias corrosivas del suelo. Durante la instalación, generalmente es necesario excavar primero una cimentación o tender tuberías subterráneas, colocar la caja de empalme en ella y rellenar el área circundante con arena, grava u hormigón para su fijación y protección. Algunas cajas de empalme también están diseñadas con funciones antirrobo, utilizando cerraduras o métodos de fijación especiales para evitar el robo de dispositivos. Por ejemplo, la caja de empalme para cable óptico enterrado de Changfei Optical Fiber está fabricada con plásticos de ingeniería de alta resistencia, con un espesor de carcasa de más de 10 mm y capaz de soportar una presión de más de 2000 N, ideal para redes de tuberías de comunicación subterráneas urbanas, cables ópticos subterráneos de carreteras y otros escenarios.
La instalación aérea es adecuada para conectar cables ópticos aéreos en exteriores. Generalmente, la caja de empalme se fija a lugares altos, como postes telefónicos y torres de hierro, mediante aros, soportes y otros dispositivos. Las cajas de empalme aéreas deben tener buena resistencia al viento, a los terremotos y a la radiación ultravioleta para soportar el impacto de factores naturales como el viento, la luz solar, la lluvia y los cambios de temperatura en exteriores. Durante la instalación, es necesario considerar la tensión y la flecha del cable óptico para asegurar una conexión firme y confiable entre la caja de empalme y el cable, evitando así el impacto en el rendimiento de la conexión debido a la oscilación del cable causada por la fuerza del viento. La altura de instalación de las cajas de empalme aéreas suele ser superior a 3 metros, lo que facilita el tendido del cable y previene daños causados por el hombre. Por ejemplo, la caja de empalme aérea para cables ópticos de Fiberhome Communication está fabricada con materiales resistentes a la intemperie y puede funcionar normalmente en un rango de temperatura de -40 °C a +60 °C, siendo adecuada para diversas situaciones aéreas en exteriores, como zonas montañosas, llanuras y zonas costeras.
Adaptabilidad ambiental: garantizar un funcionamiento estable en entornos complejos
La adaptabilidad ambiental de las cajas de unión de fibra óptica es un indicador clave para medir su capacidad de operar de manera estable en diversos entornos hostiles, incluidos principalmente parámetros como el rango de temperatura de operación, el rango de temperatura de almacenamiento, el nivel de protección y el rango de adaptación a la presión atmosférica.
El rango de temperatura de funcionamiento determina directamente la aplicabilidad de la caja de empalme en diferentes regiones climáticas. Las fibras ópticas, los componentes de fusión, los materiales de sellado, etc., dentro de la caja de empalme de fibra óptica son sensibles a los cambios de temperatura, y las temperaturas excesivamente altas o bajas afectarán el rendimiento y la vida útil del dispositivo. Actualmente, el rango de temperatura de funcionamiento de las cajas de empalme de fibra óptica convencionales en el mercado suele ser de -40 ℃ a +60 ℃, lo que permite adaptarse a las bajas temperaturas invernales de las frías regiones del norte y a las altas temperaturas estivales de las cálidas regiones del sur de China. El rango de temperatura de funcionamiento de las cajas de empalme para algunos entornos especiales es más amplio, como los utilizados en regiones polares o desérticas, que pueden funcionar a temperaturas tan bajas como -55 ℃ o tan altas como +85 ℃. Esto se beneficia del uso de materiales resistentes a altas y bajas temperaturas, como plásticos de ingeniería especiales y caucho resistente a altas temperaturas, así como de un diseño estructural razonable, que reduce el impacto de los cambios de temperatura en los componentes internos.
El rango de temperatura de almacenamiento está relacionado con la estabilidad del rendimiento del dispositivo durante el transporte y el almacenamiento. El rango de temperatura de almacenamiento de las cajas de empalme de fibra óptica suele ser mayor que el rango de temperatura de funcionamiento, generalmente de -40 °C a +70 °C. Dentro de este rango de temperatura, incluso si el dispositivo no se utiliza durante un período prolongado, sus materiales internos no sufrirán un desgaste evidente ni una degradación del rendimiento, lo que garantiza su correcto funcionamiento al ponerse en funcionamiento. Esto es especialmente importante para el transporte y el almacenamiento a largo plazo del dispositivo, especialmente durante el transporte en regiones frías o cálidas, lo que puede evitar daños al dispositivo causados por cambios extremos de temperatura.
El nivel de protección es un indicador importante para medir la resistencia al polvo y al agua de la caja de empalme, generalmente expresado por la clasificación IP (Protección contra la Entrada). La clasificación IP consta de dos números: el primero representa el nivel de protección contra el polvo y el segundo, el nivel de resistencia al agua. Los niveles de protección comunes para las cajas de empalme de fibra óptica son IP65, IP67 e IP68. IP65 significa protección completa contra la intrusión de objetos extraños y resistencia a la pulverización de agua a baja presión; IP67 significa protección completa contra la intrusión de objetos extraños y capacidad de inmersión en agua a una profundidad de 1 metro durante 30 minutos sin que entre agua; IP68 significa protección completa contra la intrusión de objetos extraños y capacidad de inmersión en agua a una profundidad determinada durante un tiempo prolongado sin que entre agua. Por ejemplo, algunas cajas de empalme de cables ópticos de Changfei Optical Fiber tienen un nivel de protección IP68, capaces de usarse durante un largo periodo a una profundidad de agua de 2 metros, lo que las hace adecuadas para zonas con altos niveles freáticos o para la conexión submarina de cables ópticos. El logro de altos niveles de protección se beneficia de tecnologías de sellado avanzadas, como anillos de sellado de caucho multicapa, estructuras de sellado mecánico y mangas de sellado termorretráctiles, que pueden bloquear eficazmente la intrusión de humedad y polvo.
El rango de adaptación a la presión atmosférica garantiza el funcionamiento normal de las cajas de empalme de fibra óptica en entornos con diferentes altitudes. La presión atmosférica disminuye con el aumento de la altitud, lo que puede provocar una diferencia de presión entre el interior y el exterior de la caja, lo que afecta al rendimiento del sellado. Las cajas de empalme de fibra óptica convencionales suelen adaptarse a un rango de presión atmosférica de 70 kPa a 106 kPa, cubriendo áreas desde el nivel del mar hasta una altitud de aproximadamente 3000 metros, satisfaciendo así las necesidades de la mayoría de las regiones de China. Para áreas de gran altitud (como la meseta Qinghai-Tíbet por encima de los 3000 metros sobre el nivel del mar), se requieren cajas de empalme especialmente diseñadas para gran altitud. Estos productos pueden equilibrar la diferencia de presión entre el interior y el exterior mediante diseños estructurales especiales, como válvulas de equilibrio de presión, lo que garantiza el rendimiento del sellado y la estabilidad operativa en entornos de baja presión.
Materiales y procesos: determinación del rendimiento y la vida útil del dispositivo
Los materiales y procesos de las cajas de unión de fibra óptica afectan directamente sus propiedades mecánicas, su rendimiento de protección y su vida útil, y sirven como garantía fundamental de la calidad del dispositivo.
La selección de los materiales de la carcasa debe considerar exhaustivamente la resistencia mecánica, la resistencia a la corrosión, la resistencia a la intemperie y el costo. Actualmente, los materiales de carcasa más comunes en el mercado incluyen principalmente plásticos reforzados y metales. Los plásticos reforzados, como los plásticos de ingeniería ABS, el policarbonato (PC) y el polipropileno reforzado con fibra de vidrio, ofrecen las ventajas de ser ligeros, resistentes a la corrosión, tener un buen aislamiento y un costo relativamente bajo, y se utilizan ampliamente en cajas de empalme de fibra óptica en entornos generales. Por ejemplo, muchos productos de cajas de empalme de Hong'an Communication están fabricados con plásticos de ingeniería ABS, con una resistencia al impacto superior a 20 kJ/m² tras ser reforzados con fibra de vidrio, lo que satisface las necesidades de instalación y uso convencionales. Los materiales metálicos, como las aleaciones de aluminio y los aceros inoxidables, presentan mayor resistencia mecánica y al impacto, y un excelente rendimiento antiinterferencias electromagnéticas, y se utilizan a menudo en entornos con altos requisitos de protección, como entornos agrestes, montañosos y costeros. Los materiales de aleaciones de aluminio pueden mejorar eficazmente su resistencia a la corrosión mediante el tratamiento de anodizado superficial; los materiales de acero inoxidable tienen una resistencia natural a la corrosión, lo que los hace adecuados para entornos con alta concentración de niebla salina, como las zonas costeras. Por ejemplo, algunas cajas de unión de carcasa metálica de Changfei Optical Fiber están hechas de acero inoxidable 304, con una resistencia a la niebla salina que alcanza más de 5000 horas, capaz de un uso estable a largo plazo en áreas costeras.
La tecnología de sellado es un proceso clave para garantizar el rendimiento de protección de las cajas de empalme de fibra óptica. Actualmente, incluye principalmente sellado de caucho, termorretráctil y mecánico. El sellado de caucho es el método más común, que se logra mediante la colocación de anillos de sellado de caucho en las juntas de la carcasa y la deformación elástica de los anillos mediante la presión de pernos o hebillas. Los anillos de sellado de caucho suelen estar hechos de monómero de etileno-propileno-dieno (EPDM) o caucho de silicona, con buena resistencia a altas y bajas temperaturas, resistencia al envejecimiento y elasticidad. El sellado termorretráctil forma un sello calentando la funda termorretráctil para que se contraiga y envuelva firmemente la conexión entre el cable óptico y la caja de empalme. El sellado termorretráctil ofrece las ventajas de un buen rendimiento de sellado y una operación sencilla, siendo adecuado para sellar diversos tipos de cables ópticos. El sellado mecánico es un método avanzado que se logra mediante la presión generada por estructuras mecánicas. Algunas cajas de empalme incorporan estructuras de sellado mecánico reabribles, lo que facilita el mantenimiento y la reutilización, y reduce eficazmente los costos de mantenimiento. Por ejemplo, la caja de unión de cables ópticos de Fiberhome Communication adopta tecnología de sellado mecánico patentada, que se puede reabrir más de 50 veces y el rendimiento del sellado aún puede mantener el nivel IP68.
Los procesos estructurales internos también son cruciales para el rendimiento del dispositivo. Las cajas de unión de fibra óptica suelen contener componentes como bandejas de fusión, postes de bobinado y placas de montaje de adaptadores. La tecnología de procesamiento y la precisión de ensamblaje de estos componentes afectan directamente la gestión y la protección de las fibras ópticas. La bandeja de fusión es un componente clave para almacenar los puntos de fusión, y su superficie suele fabricarse mediante tecnología de moldeo por inyección de precisión para garantizar que el radio de curvatura de la fibra óptica cumpla con el estándar (generalmente no inferior a 30 mm), evitando así la pérdida de señal causada por una curvatura excesiva. El diseño de los postes de bobinado debe ser liso y redondeado para evitar que las fibras ópticas se rayen durante el bobinado. La placa de montaje de adaptadores debe garantizar la precisión de instalación de los adaptadores, asegurando un acoplamiento preciso de los conectores de fibra óptica y reduciendo la pérdida de inserción. Muchos fabricantes adoptan procesos de ensamblaje modular, preensamblando los componentes internos en módulos, mejorando la eficiencia de producción y la precisión de ensamblaje, y facilitando el mantenimiento y las actualizaciones posteriores.
Los procesos de tratamiento superficial pueden mejorar la resistencia a la intemperie y la estética de las cajas de empalme de fibra óptica. En el caso de las carcasas de plástico, se suelen utilizar procesos de pulverización superficial o galvanoplastia para mejorar su resistencia a la radiación ultravioleta y su rendimiento antienvejecimiento; en el caso de las carcasas metálicas, se emplean procesos como el anodizado, la galvanoplastia, la pintura y otros para mejorar su resistencia a la corrosión y su decoración. Por ejemplo, tras el tratamiento de anodizado, la superficie de la caja de empalme de la carcasa de aleación de aluminio forma una densa película de óxido, que no solo mejora la resistencia a la corrosión, sino que también ofrece un buen aislamiento.
Propiedades mecánicas: resistencia a impactos físicos externos
Las cajas de unión de fibra óptica están sujetas a diversas fuerzas externas durante la instalación, el transporte y el uso, por lo que deben tener buenas propiedades mecánicas para proteger las fibras ópticas internas de daños y garantizar la estabilidad de la conexión.
La resistencia al aplastamiento es un indicador importante para medir la capacidad de la caja de empalme para resistir la extrusión externa. Durante la instalación y el uso, las cajas de empalme pueden estar sujetas a fuerzas de extrusión externas, como la presión del suelo, el rodamiento de vehículos y el apilamiento de objetos pesados. Una resistencia al aplastamiento deficiente puede causar la rotura interna de la fibra o una mayor pérdida de señal. Las cajas de empalme de fibra óptica convencionales pueden soportar presiones superiores a 2000 N/100 mm, y algunas cajas de empalme enterradas presentan una resistencia al aplastamiento aún mayor, de hasta 3000 N/100 mm. Por ejemplo, durante la prueba de aplastamiento de la caja de empalme de cable óptico de Changfei Optical Fiber, esta puede soportar una presión de 2000 N durante 1 minuto, con una pérdida adicional de fibras internas que no supera los 0,1 dB, lo que garantiza una transmisión de señal estable bajo presión. Esto se beneficia de su robusto diseño de carcasa y su estructura de refuerzo interno, fabricada con materiales de alta resistencia y con nervaduras de refuerzo internas o estructuras de soporte dispuestas para dispersar eficazmente las fuerzas externas y proteger las fibras internas.
La resistencia a la tracción de los cables ópticos es un indicador clave para garantizar la firmeza de la conexión entre la caja de empalme y el cable. Durante el tendido y el uso del cable, la caja de empalme puede estar sometida a tensión axial. Una resistencia a la tracción deficiente puede provocar que la conexión entre la caja y el cable se afloje o incluso que las fibras internas se rompan. Las cajas de empalme de fibra óptica suelen soportar una tensión axial no inferior a 800 N, y algunas cajas de empalme de alta resistencia superan los 1500 N. Esto se consigue mediante la instalación de dispositivos de fijación del cable en su interior, como asientos de fijación de elementos de refuerzo y dispositivos de sujeción, que distribuyen uniformemente la tensión del cable a la carcasa de la caja, evitando su transmisión a las fibras internas. Por ejemplo, la caja de empalme de cables ópticos de Zhongtian Technology utiliza un dispositivo de sujeción de doble tornillo para fijar el cable, que soporta eficazmente una tensión axial de 1000 N, garantizando así la firmeza de la conexión.
El rendimiento de flexión del cable óptico mide la capacidad de la caja de unión para adaptarse a los cambios de flexión del cable. Durante el tendido y el uso del cable, los cables en ambos extremos de la caja de unión pueden doblarse. Si el rendimiento de flexión es deficiente, puede causar una flexión excesiva de la fibra y pérdida de señal. Las cajas de unión de fibra óptica generalmente pueden soportar una prueba de flexión de 10 ciclos con una tensión de flexión de 150 N y un ángulo de flexión de ±45°, con una pérdida adicional de fibras internas que no excede los 0,1 dB después de la prueba. Esto se beneficia del diseño razonable del enrutamiento interno de la fibra y la estructura de introducción del cable de la caja de unión. La parte de introducción del cable generalmente adopta un diseño de transición de arco para evitar la concentración de tensión cuando el cable se dobla. Al mismo tiempo, el manejo de la holgura interna de la fibra también es importante, y la holgura apropiada puede amortiguar la tensión generada cuando el cable se dobla, protegiendo la fibra de daños.
La resistencia al impacto mide la capacidad de la caja de empalme para resistir impactos externos. Durante el transporte, la instalación y el uso, la caja de empalme puede estar sujeta a impactos como colisiones y caídas. Una baja resistencia al impacto puede causar daños en la carcasa y los componentes internos. Las cajas de empalme de fibra óptica suelen resistir una prueba de impacto con una energía de 10 J, sin carcasa y con una conexión interna de fibra normal después de la prueba. Esto se beneficia del uso de materiales de alta resistencia y un diseño estructural razonable, ya que la carcasa suele estar diseñada con nervaduras de refuerzo y esquinas con transiciones redondeadas para dispersar la energía del impacto y reducir la concentración de tensiones locales.
Rendimiento eléctrico y vida útil: cómo garantizar un funcionamiento confiable a largo plazo
Aunque las cajas de unión de fibra óptica se utilizan principalmente para la transmisión de señales ópticas, su rendimiento eléctrico debe tenerse en cuenta en algunos escenarios, y la vida útil del dispositivo también es un indicador importante para medir su economía y confiabilidad.
La resistencia a la tensión soportada (SST) es un importante parámetro eléctrico de las cajas de empalme de fibra óptica, que representa la capacidad del dispositivo para resistir impactos de tensión. En situaciones especiales, como cuando la fibra óptica y las líneas eléctricas comparten postes y están cerca de subestaciones de alta tensión, la caja de empalme puede verse afectada por tensión inducida o sobretensión causada por rayos. Las cajas de empalme con cierto parámetro de resistencia a la tensión soportada pueden prevenir rupturas por alta tensión, protegiendo así las fibras internas y la seguridad del equipo. Algunas cajas de empalme de fibra óptica tienen una resistencia a la tensión soportada de hasta 15 kV (CC) o más. Durante la prueba de resistencia a la tensión soportada, se aplica una tensión CC de 15 kV durante 1 minuto sin rupturas ni arcos eléctricos. Esto se logra mediante la disposición de estructuras de aislamiento y dispositivos de puesta a tierra dentro de la caja de empalme, con la selección de materiales de aislamiento y el diseño de distancias de aislamiento que cumplen con los requisitos normativos pertinentes.
La resistencia de aislamiento también es un indicador importante del rendimiento eléctrico, ya que representa la capacidad de aislamiento entre la carcasa de la caja de empalme y los componentes metálicos internos. La resistencia de aislamiento de las cajas de empalme de fibra óptica no suele ser inferior a 1000 MΩ (medida a 500 V CC). Un buen rendimiento de aislamiento puede prevenir fugas eléctricas y accidentes por descarga eléctrica, garantizando así el funcionamiento seguro del dispositivo. Esto depende principalmente del rendimiento de aislamiento del material de la carcasa y del diseño de la estructura de aislamiento interno. Las carcasas de plástico reforzado ofrecen un buen rendimiento de aislamiento, mientras que las carcasas metálicas deben lograrlo mediante juntas o revestimientos internos.
La vida útil de las cajas de empalme de fibra óptica se determina principalmente por la resistencia al envejecimiento del material y la vida útil estructural, que generalmente se mide por la resistencia al envejecimiento del material. Debido a la dificultad y el alto costo de reemplazar las cajas de empalme después de su instalación, se imponen altos requisitos de vida útil. Actualmente, la resistencia al envejecimiento del material de las cajas de empalme de fibra óptica convencionales en el mercado suele superar los 20 años, y algunos productos de alta calidad alcanzan hasta los 25 o incluso los 30 años. Esto se beneficia del uso de materiales antienvejecimiento y procesos de fabricación avanzados, con materiales de carcasa generalmente añadidos con antioxidantes, absorbentes de luz ultravioleta y otros aditivos para retrasar el envejecimiento del material; las juntas de sellado internas de goma, los adhesivos, etc., también utilizan productos con un buen rendimiento antienvejecimiento. Por ejemplo, la caja de empalme de cables ópticos de Changfei Optical Fiber ha superado estrictas pruebas de envejecimiento acelerado y, tras 1000 horas de pruebas en un entorno de 70 °C de temperatura y 95 % de humedad relativa, varios indicadores de rendimiento aún cumplen con los requisitos, y su vida útil real se estima en más de 25 años. El diseño de larga duración reduce el costo y la carga de trabajo del reemplazo frecuente de equipos, asegura un funcionamiento confiable a largo plazo de la red de fibra óptica y proporciona una sólida garantía para la estabilidad de la red de comunicación.
