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Um cabo de fibra óptica encalhado é um cabo óptico no qual vários tubos soltos, cargas ou unidades ópticas são helicoidais ou SZ em torno de um membro de força central. Esta construção é amplamente utilizada em backbone externo, duto, antena e redes enterradas diretas selecionadas porque fornece ao cabo comprimento excessivo de fibra controlado, estabilidade mecânica, espaço de bloqueio de água e design flexível de contagem de fibras. Este artigo explica a estrutura, como funciona o encalhe, tipos de cabos comuns, aplicações adequadas, requisitos de teste e pontos de seleção. O termo não deve ser confundido com encalhe de condutor de cobre ou simplesmente contando cada fibra óptica como um "fio."
O que é um cabo de fibra óptica encalhado?
Um cabo de fibra óptica encalhado é uma estrutura de cabo onde as unidades contendo fibra são dispostas em torno de um membro de força central em vez de colocar todas as fibras em um tubo central. Na maioria dos cabos de telecomunicações externos, as unidades contendo fibra são tubos soltos de PBT. Cada tubo contém fibras ópticas coloridas e gel de enchimento de tubo ou elementos de bloqueio de água seca. Os tubos soltos são então presos em torno de um fio de aço central, haste FRP ou outro membro de força.
A forma mais comum é o cabo de fibra óptica de tubo solto encalhado. Ele é usado quando a rede precisa de contagens de fibras mais altas, melhor equilíbrio mecânico e design de cabo mais flexível do que um simples cabo de tubo solto central pode fornecer.
Distinção importante:
A fabricação de fibra óptica produz a própria fibra de vidro.
A fabricação de cabos de fibra óptica converte fibras ópticas acabadas em estruturas de cabos protegidos.
O encalhe é uma etapa de fabricação de cabos que organiza tubos soltos, cargas e elementos de resistência em um núcleo de cabo estável.
Por que o encalhe é usado em cabos de fibra ao ar livre
O encalhe ajuda o cabo a controlar o estresse mecânico durante a tração, flexão, mudança de temperatura e serviço de longo prazo. Em um design de tubo solto encalhado, as fibras não são fixadas firmemente ao longo do eixo do cabo. O tubo solto e a geometria do encalhe fornecem comprimento excessivo de fibra, para que as fibras ópticas possam tolerar o alongamento limitado do cabo sem receber imediatamente toda a carga de tração.
O encalhe também facilita a construção de diferentes contagens de fibras. Um cabo pode usar vários tubos soltos ativos, várias hastes de enchimento ou uma mistura de ambos. Isso oferece aos fabricantes uma geometria consistente do núcleo do cabo em diferentes contagens de fibra, mantendo as posições dos tubos, o arredondamento do cabo e a extrusão da bainha mais estáveis.
Em muitas famílias de cabos externos, o encalhe também deixa espaço para fios bloqueadores de água, fita bloqueadora de água, composto de enchimento, cordas, armadura e camadas de bainha. Esses componentes são selecionados de acordo com o ambiente de instalação, não apenas de acordo com a contagem de fibras.
Principais Componentes Estruturais
O design exato depende do modelo do produto e das especificações do projeto, mas um cabo de fibra óptica de tubo solto trançado típico inclui os seguintes componentes.
| Componente | Material ou desenho comum | Função | Limitação importante |
|---|---|---|---|
| Fibra óptica | Fibras monomodo como ITU-T G.652. D, G.655 ou G.657; fibras multimodo quando especificado | Carrega o sinal óptico | A categoria e a atenuação da fibra devem ser indicadas por comprimento de onda e padrão; não assumir um valor para todas as fibras |
| Tubo solto | Geralmente PBT ou outro polímero qualificado | Protege as fibras e fornece espaço para o excesso de comprimento das fibras | O material do tubo por si só não define todo o desempenho do cabo |
| Enchimento de tubos ou bloqueio a seco | Gel de enchimento, fio bloqueador de água ou sistema de pó / fita bloqueador de água | Limita a migração de água dentro ou ao redor do tubo | "Bloqueio de água" não significa que o cabo é adequado para uso subaquático a longo prazo |
| Membro de força central | Fio de aço, FRP ou outro elemento de resistência especificado | Fornece suporte de tração e estabilidade do núcleo | Membros metálicos e não metálicos têm aterramento, peso e comportamento elétrico diferentes |
| Camada de encalhe de tubo solto | Tubos e cargas helicoidais ou SZ | Constrói um núcleo de cabo equilibrado e controla o comportamento mecânico | O passo do cordão e o comprimento excessivo da fibra são específicos do projeto e não devem ser adivinhados pelo nome do modelo |
| Camada bloqueadora de água | Fita bloqueadora de água, fio, composto de enchimento ou sistema combinado | Reduz a penetração longitudinal da água | O método de teste e a condição de aprovação / reprovação devem ser especificados |
| Camada de armadura, se usada | Fita de aço, fita de alumínio, fita de aço ondulada ou reforço não metálico | Melhora a proteção contra esmagamento, roedores ou impactos | O cabo blindado não é automaticamente adequado para todas as condições de enterro direto |
| Bainha exterior | PE para muitos cabos externos; LSZH ou materiais retardadores de chama, quando especificado | Proteção ambiental, mecânica e de manuseio | A bainha PE externa não é o mesmo que a bainha retardadora de chamas interna ou resistente ao fogo |
Como o cabo de fibra óptica encalhado é fabricado
Etapa 1: As fibras ópticas acabadas são inspecionadas e coloridas
A fabricação de cabos começa com fibras ópticas acabadas, não com desenho de pré-forma de vidro. As fibras recebidas são verificadas de acordo com o tipo de fibra necessário, condição de revestimento, requisito de atenuação e plano de identificação. As fibras são então coloridas para que os técnicos possam identificar cada fibra durante a emenda e terminação.
Etapa 2: As fibras são colocadas em tubos soltos
As fibras coloridas são colocadas em tubos soltos. Em muitos cabos trançados ao ar livre, o tubo é extrudado do PBT porque fornece proteção mecânica e estabilidade dimensional para as fibras ópticas. O tubo pode ser preenchido com gel ou projetado com materiais bloqueadores de água seca, dependendo da especificação do cabo.
Etapa 3: Tubos soltos e cargas são presos em torno de um membro de força central
Os tubos soltos são presos em torno de um membro de força central. Quando o cabo usa encalhe SZ, a direção do encalhe se inverte periodicamente. Isso permite um acesso mais fácil no meio do vão e ajuda a controlar o manuseio do cabo durante a fabricação e instalação. No encalhe helicoidal convencional, os tubos seguem uma direção contínua.
O processo de encalhe deve controlar a tensão do tubo, o comprimento de assentamento, o diâmetro do núcleo do cabo e o comprimento excessivo da fibra. Esses valores afetam o comportamento mecânico, mas são parâmetros de projeto e não valores públicos universais.
Etapa 4: Materiais bloqueadores de água são aplicados
Cabo de fibra óptica encalhado ao ar livre normalmente requer proteção de bloqueio de água. O design pode usar fio de bloqueio de água, fita de bloqueio de água, composto de enchimento ou um sistema híbrido. O método correto depende se o cabo é para dutos, vias aéreas, enterradas ou de transição.
O desempenho do bloqueio de água deve ser verificado por um método de penetração de água aplicável IEC 60794 ou equivalente especificado pelo projeto. A descrição do produto deve indicar a condição de teste, comprimento da amostra, carga de água, duração e critério de aceitação, em vez de usar apenas a palavra "à prova d 'água."
Etapa 5: armadura, fio de força ou camadas de bainha são adicionadas
Depois que o núcleo do cabo é formado, o fabricante adiciona as camadas de proteção necessárias. Os cabos do tipo GYTA geralmente usam uma aluminum-polyethylene barreira de umidade. Os cabos do tipo GYTS geralmente usam armadura de fita de aço. Os cabos do tipo GYFTY usam elementos de resistência não metálicos onde o roteamento totalmente dielétrico é necessário. Estruturas blindadas e de bainha dupla, como GYTA53 ou GYFTY53, são selecionadas para maior risco mecânico ou seções de transição de duto para enterrado.
Os nomes dos modelos são úteis, mas a folha de dados e a seção transversal devem ser sempre verificadas. Diferentes fabricantes e sistemas nacionais de nomenclatura podem não usar exatamente as mesmas regras de construção.
Etapa 6: O cabo acabado é testado e embalado
O cabo de fibra óptica encalhado acabado deve ser testado antes do envio. As verificações típicas incluem atenuação de fibra, diâmetro do cabo, aparência da bainha, impressão, desempenho de tração, resistência ao esmagamento, desempenho de dobra, penetração de água e ciclagem de temperatura, quando necessário. O cabo é então enrolado em tambores com marcação de direção, marcação de comprimento, identificação do modelo e proteção de envio.
Cabo de tubo solto encalhado vs Cabo de tubo central
| Ponto de comparação | Cabo de fibra óptica de tubo solto encalhado | Cabo de fibra ótica central de tubo solto |
|---|---|---|
| Estrutura básica | Vários tubos soltos ou enchimentos encalhados em torno de um membro de força central | Um tubo central contém as fibras |
| Faixa típica de contagem de fibras | Adequado para contagens médias e altas de fibras; o alcance exato depende do design | Comum para contagens de fibra mais baixas e cabos de acesso compactos |
| Diâmetro do cabo | Geralmente maior do que um cabo de tubo central comparável | Geralmente compacto |
| Equilíbrio mecânico | Bom equilíbrio do núcleo quando os tubos e cargas são projetados corretamente | Estrutura simples, mas menos flexível para designs de alta contagem |
| Acesso médio | Os designs encalhados SZ podem suportar acesso prático de médio vão quando projetados para isso | O acesso depende do projeto do tubo e do método de instalação |
| Aplicações típicas | Dutos externos, backbone, acesso, aéreo e algumas rotas enterradas | Rotas de acesso mais curtas, links de distribuição, transição de queda ou cabo externo compacto |
| Limitação principal | Fabricação mais complexa e tamanho de cabo maior | Escalabilidade limitada para alta contagem de fibras e requisitos mecânicos específicos de rota |
Tipos comuns de cabos de fibra óptica encalhados
| Tipo de cabo | Construção típica | Uso típico | Limitação principal |
|---|---|---|---|
| Cabo de fibra óptica encalhado GYTA | Núcleo de tubo solto encalhado com aluminum-polyethylene barreira de umidade e bainha PE | Condutas externas, conduítes, acesso de telecomunicações e rotas de backbone | A fita de alumínio é uma armadura de barreira de umidade / luz, não equivalente à armadura de fita de aço |
| Cabo de fibra óptica encalhado GYTS | Núcleo de tubo solto encalhado com armadura de fita de aço e bainha PE | Ducto, acesso externo, backbone e rotas que precisam de proteção mais forte contra esmagamento ou roedores | A blindagem metálica pode exigir consideração de aterramento e corrosão |
| Cabo de fibra óptica encalhado GYFTY | Cabo totalmente dielétrico de tubo solto encalhado com elemento de resistência FRP e reforço não metálico | Rotas de dutos, ambientes de energia, áreas propensas a raios e rotas que evitam elementos metálicos | Totalmente dielétrico não significa automaticamente alta capacidade de extensão de tração |
| GYTA53 cabo blindado encalhado | Cabo de tubo solto encalhado com bainha interna, armadura de fita de aço e bainha externa de PE | Enterrado direto, transição de duto para enterrado e rotas subterrâneas de alto risco | A adequação do enterro direto ainda depende do solo, trincheira, carga e padrão do projeto |
| GYFTY53 ou cabo enterrado reforçado não metálico | Membro de força central FRP, bainha reforçada e blindagem ou proteção não metálica de acordo com a especificação exata | Rotas enterradas ou de dutos onde os requisitos de resistência à tração, proteção contra umidade ou isolamento elétrico devem ser verificados cuidadosamente | Um cabo com armadura de fita de aço não é totalmente dielétrico, mesmo que sua força central seja FRP |
| Figura-8 cabo de tubo solto encalhado | Núcleo de cabo de tubo preso ou solto com fio mensageiro integrado | Rotas aéreas de acesso e distribuição ao ar livre | O hardware Span, sag, wind, ice e pole deve ser projetado; não selecione apenas pela contagem de fibras |
Aplicações Adequadas
O cabo de fibra óptica encalhado é adequado quando o projeto precisa de um núcleo de cabo externo equilibrado, contagem de fibra média ou alta, design de bloqueio de água e opções de proteção mecânica.
Aplicações adequadas típicas incluem:
Rotas de backbone de telecomunicações ao ar livre
Fibra de Metro e redes de acesso
Sistemas subterrâneos de condutas e condutas
Secções de alimentação e distribuição FTTH / FTTx
Backbone do campus e redes de parques industriais
Rotas aéreas quando o cabo é projetado especificamente como autossustentável ou figura 8
Seções de transição do duto para enterrado quando o cabo tiver armadura adequada e camadas de bainha
Aplicações que exigem outro design de cabo
A construção encalhada é útil, mas não resolve todos os problemas de instalação.
Os casos que exigem outro projeto ou engenharia adicional incluem:
Rotas de riser ou plenum internas que precisam de classificações específicas de retardador de chama ou segurança contra incêndio
Rotas aéreas de longo vão que requerem ADSS, figura 8 ou outro design de cabo com capacidade de extensão
Enterro direto em solo rochoso, passagens de estrada de alta carga ou rotas pesadas com roedores sem dados confirmados de teste de blindagem e esmagamento
Instalação subaquática, de lago, rio ou esgoto de longo prazo sem uma família de cabos projetada e testada para esse ambiente
Corredores de energia de alta tensão onde elementos metálicos criam problemas de aterramento, indução ou raios; use um design totalmente dielétrico verificado quando o isolamento elétrico for necessário
Rotas de sopro de microdutos onde o diâmetro do cabo, atrito, rigidez e desempenho do teste de sopro são mais importantes do que o encalhe convencional
Requisitos de ensaio e normas aplicáveis
Nenhuma carga de tração única, carga de esmagamento, raio de dobra ou valor de atenuação deve ser generalizado em todos os cabos de fibra óptica encalhados. Os resultados do teste devem ser vinculados ao modelo do cabo, tipo de fibra, método de teste, comprimento de onda, condição de carga, duração e alteração de atenuação permitida.
| Teste ou verifique | Propósito | Norma ou método de referência aplicável | Condições de resultado a declarar |
|---|---|---|---|
| Atenuação óptica | Confirma o desempenho da transmissão de fibra após o cabeamento | ITU-T G.652, G.655, G.657 para a categoria de fibras; referências IEC 60793 e IEC 60794, quando aplicável | Comprimento de onda, tipo de fibra, comprimento do cabo, método de medição, atenuação máxima |
| Desempenho de tração | Verifica o comportamento do cabo sob a tensão de instalação ou operação | IEC 60794-1-101: 2024, ou IEC 60794-1-21 onde ainda especificado pelo projeto | Carga de curto ou longo prazo, duração, alteração da atenuação residual, aceitação do dano da bainha / núcleo |
| Resistência ao esmagamento | Avalia a resistência à compressão lateral | IEC 60794-1-103, quando aplicável, ou IEC 60794-1-21 Método E3 em especificações anteriores | Forma da placa, carga, comprimento da carga, duração, alteração da atenuação, danos físicos |
| Resistência ao impacto | Avalia a resposta a impactos repetidos ou especificados | IEC 60794-1-104: 2024, ou equivalente especificado no projeto | Energia de impacto, número de impactos, posição de impacto, mudança de atenuação |
| Desempenho de dobra | Confirma o desempenho do cabo sob flexão especificada | IEC 60794-1-111: 2023 Dobra, Método E11 | Diâmetro do mandril, número de voltas, temperatura de ensaio, se especificado, alteração da atenuação |
| Desempenho de torção | Verifica o comportamento quando o cabo é torcido | IEC 60794-1-107: 2025 Torção, Método E7 | Comprimento da amostra, ângulo, número de ciclos, alteração da atenuação, danos na bainha |
| Ciclo de temperatura | Verifica a estabilidade óptica sob mudança de temperatura | IEC 60794-1-201: 2024 Ciclo de temperatura, Método F1 | Faixa de temperatura, contagem de ciclos, tempo de permanência, mudança de atenuação |
| Penetração de água | Verifica o desempenho longitudinal do bloqueio de água | Orientação IEC 60794-1-2 e método de penetração de água IEC 60794 aplicável ou método F5 especificado para o projeto | Comprimento da amostra, cabeça de água, duração, critério de fuga |
| Inspeção da bainha e da marcação | Confirma a identificação do cabo e a qualidade de fabricação | Especificações de produto, família IEC 60794, especificação de compra do cliente | Diâmetro, espessura da bainha, conteúdo de impressão, marcação do medidor, comprimento do tambor |
Lista de seleção
Defina a rota de instalação: duto, enterrado direto, aéreo, transição interior-exterior ou rota mista.
Confirme o tipo de fibra: G.652. D, G.655, G.657, multimodo ou outra fibra especificada.
Confirme a contagem de fibras e o plano do tubo: número de fibras por tubo, tubos ativos, cargas e código de cores.
Selecione o elemento de resistência central: fio de aço para resistência metálica ou FRP para roteamento totalmente dielétrico.
Selecione o método de bloqueio de água: preenchido com gel, bloqueio de água seca ou design híbrido.
Selecione a armadura apenas quando a rota precisar: fita de alumínio, fita de aço, fita de aço ondulada, fio de aço ou reforço não metálico.
Confirme o material da bainha: PE para muitas rotas externas, LSZH ou bainha retardadora de chamas somente quando o ambiente de instalação exigir.
Verifique o raio de flexão, a tensão de tração, o comprimento do tambor, o diâmetro do cabo e os limites do equipamento de instalação.
Solicite relatórios de teste que correspondam à estrutura exata do cabo e à contagem de fibras, não apenas a uma família de produtos semelhante.
Verifique os requisitos de aterramento e corrosão quando o cabo incluir armadura metálica, membros metálicos de resistência ou fios mensageiros.
Erros Comuns a Evitar
Não descreva um cabo de fibra óptica encalhado como se as fibras de vidro fossem torcidas como condutores de cobre.
Não use "cabo trançado" e "cabo blindado" como o mesmo termo. Um cabo trançado pode ser blindado ou não blindado.
Não presuma que GYTS, GYTA, GYFTY e GYTA53 tenham a mesma classificação mecânica.
Não reivindique que um cabo está enterrado diretamente apenas porque possui armadura de fita de aço.
Não liste fita de aço ou fio de aço como material de revestimento. Eles são elementos de armadura ou resistência, não a bainha externa.
Não forneça um raio de dobra ou carga de tração para todos os cabos de fibra óptica encalhados.
Não indique uma vida útil como 25 ou 30 anos sem uma especificação de projeto verificada, qualificação de material ou base de confiabilidade.
Perguntas Frequentes
Um cabo de fibra óptica trançado é o mesmo que um cabo de cobre trançado?
Não. Em um cabo de cobre encalhado, os fios condutores de cobre podem ser fisicamente encalhados para transportar corrente elétrica. Em um cabo de fibra óptica encalhado, o termo geralmente significa que tubos soltos ou unidades ópticas são encalhados em torno de um membro de força central. As fibras ópticas transmitem luz e são protegidas dentro da estrutura do cabo; eles não são usados como condutores metálicos.
Cada cabo de fibra ótica encalhado é blindado?
Não. O encalhado descreve o arranjo do núcleo do cabo. A armadura descreve uma camada protetora, como fita de aço, fita de alumínio, fita de aço ondulada, fio de aço ou reforço não metálico. GYFTY é comumente um cabo externo não metálico encalhado, enquanto GYTS é comumente um cabo blindado de fita de aço encalhado.
Por que os tubos soltos são usados em cabos externos presos?
Tubos soltos protegem as fibras ópticas e fornecem espaço controlado para o excesso de comprimento da fibra. Isso ajuda a reduzir o estresse direto da fibra quando o cabo é puxado, dobrado ou exposto a mudanças de temperatura. O tubo também fornece espaço para gel ou materiais bloqueadores de água seca, quando necessário.
O que é o encalhe SZ no cabo de fibra óptica?
O encalhe SZ é um método de encalhe no qual a direção do tubo se inverte periodicamente ao longo do comprimento do cabo. É amplamente utilizado na fabricação de cabos de tubo solto porque suporta a geometria controlada do núcleo do cabo e pode facilitar o acesso no meio do vão quando o cabo é projetado para esse fim.
O cabo de fibra óptica encalhado é adequado para enterro direto?
Somente se o design exato do cabo for classificado para o ambiente funerário. O enterro direto pode exigir blindagem mais forte, bainha dupla, desempenho de bloqueio de água, resistência ao esmagamento, proteção contra roedores e proteção de instalação específica do solo. Um cabo de duto externo trançado padrão não deve ser tratado como um cabo de enterro direto sem verificar sua folha de dados e relatório de teste.
Qual é o melhor, tubo solto encalhado ou cabo de tubo solto central?
Nenhuma das estruturas é universalmente melhor. O cabo de tubo solto encalhado é geralmente preferido para contagens de fibra mais altas, rotas de backbone externas e projetos que precisam de combinações flexíveis de tubos e armaduras. O cabo de tubo solto central costuma ser mais compacto e adequado para contagens de fibra mais baixas ou links de acesso curtos. A escolha certa depende do tipo de rota, contagem de fibra, condição de tração, controle de dobra e risco mecânico.
A armadura metálica precisa de aterramento?
Armadura metálica, membros de resistência de aço e fios mensageiros podem exigir ligação e aterramento de acordo com códigos elétricos locais, padrões do operador e condições do local. Isso é especialmente importante perto de linhas de energia, subestações, rotas propensas a raios e instalações industriais.
Conclusão
Cabo de fibra óptica encalhado é melhor entendido como uma construção de núcleo de cabo, não um sinônimo genérico para qualquer cabo de várias fibras. Em um design típico de tubo solto encalhado, vários tubos contendo fibra são encalhados em torno de um membro de força central, então protegido com materiais de bloqueio de água, blindagem opcional e uma bainha externa. Essa estrutura é amplamente usada para dutos externos, backbone, acesso, antena e rotas enterradas selecionadas porque suporta contagens de fibras flexíveis e desempenho mecânico controlado.
O cabo correto deve ser selecionado por condição de rota, tipo de fibra, contagem de fibra, membro de força, método de bloqueio de água, requisito de blindagem, material de bainha e dados de teste verificados. Para documentos de engenharia e páginas de produtos, os valores de desempenho devem sempre ser relatados com a referência IEC ou ITU-T aplicável, condição de teste, unidade e critério de aceitação.
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Referências
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