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Investigación de rendimiento a largo plazo de cable de fibra óptica en la región alpina y fría de China Unicom en pleno apogeo
publish:date:2017-12-18

Resumen: Los productos de cable de fibra óptica se componen de la capa de vidrio de fibra de sílice dopada, los revestimientos amortiguadores mecánicos poliméricos, las fundas PBT, la pasta especial para fibra y cable resistente al agua y el dispositivo de estructura de tensión antimecánica, etc, los cuales se centran en la selección de materias primas, el análisis de prueba de rendimiento de transmisión óptica, la tecnología de cable de alta velocidad y otros campos.A muy bajas temperaturas, la selección de materias primas de la fibra óptica, los parámetros de diseño de cable óptico, la tecnología de procesamiento y otros aspectos restrictivos se ampliarán, y surgen los problemas de atenuación aumentada, incompatibilidad de materiales y empeoramiento de rendimiento de mantenimiento, que afectan directamente la calidad de transmisión.

Noticias de ICCSZLos productos de cable de fibra óptica se componen de la capa de vidrio de fibra de sílice dopada, los revestimientos amortiguadores mecánicos poliméricos, las fundas PBT, la pasta especial para fibra y cable resistente al agua y el dispositivo de estructura de tensión antimecánica, etc, los cuales se centran en la selección de materias primas, el análisis de prueba de rendimiento de transmisión óptica, la tecnología de cable de alta velocidad y otros campos. A muy bajas temperaturas, la selección de materias primas de la fibra óptica, los parámetros de diseño de cable óptico, la tecnología de procesamiento y otros aspectos restrictivos se ampliarán, y surgen los problemas de atenuación aumentada, incompatibilidad de materiales y empeoramiento de rendimiento de mantenimiento, que afectan directamente la calidad de transmisión.

Las regiones del noreste y noroeste de China se caracterizan por el vasto invierno frío y largo, y tienen una gran área alpina y fría y una gran diferencia de temperatura entre el día y la noche. Para este tipo de regiones alpinas y frías, la industria generalmente completó el despliegue de redes reales con cables ópticos y dispositivos de conexión de materiales y estructuras ordinarios, después del uso prolongado, algunos cables ópticos han sufrido problemas de reducción de rendimiento de transmisión y cambios de características de temperatura, etc, lo que obstaculizó seriamente el despliegue y uso de sistemas avanzados de transmisión de fibra óptica y se ha convertido en un problema destacado en el área de investigación, desarrollo y fabricación de cable de fibra óptica.

Por lo tanto, la industria necesita urgentemente realizar investigaciones sobre la tolerancia a largo plazo del cable de fibra óptica para llenar esta laguna, proporcionar referencias para operadores, institutos de diseño y fabricantes de cable de fibra óptica, mejorar la calidad y disponibilidad de las redes de transmisión y promover el desarrollo de la industria de cable de fibra óptica y las redes de comunicación de nuestro país.

Establecer la plataforma de observación e investigación a largo plazo en el área a lo largo del río Heihe

El Instituto de Investigación de la Red de China Unicom / Instituto de Diseño SinoCom iniciaron junto con la empresa YOFC el proyecto de investigación de rendimiento a largo plazo de cable de fibra óptica para la zona fría a partir de 2013, con el firme apoyo del departamento de operaciones y mantenimiento de Heilongjiang Unicom, se ha establecido la plataforma de observación e investigación a largo plazo de rendimiento del cable de fibra óptica para la región alpina y fría en la ciudad Heihe de la provincia de Heilongjiang, y se llevaron a cabo las investigaciones relacionadas.

La ciudad de Heihe se encuentra en el noroeste de la provincia Heilongjiang, cuyo clima es muy malo, la temperatura promedio anual es de -1,3°C ~ -0,4°C. El mes enero es más frío, con una temperatura promedio de -25,4~ -23,8°C, incluso la temperatura más baja puede llegar a -40°C; y el julio es el mes más caliente, con una temperatura promedio de 19,4 ~ 21,3°C; de lo anterior se deduce una diferencia de temperatura anual de 44,2 ~ 46,7°C, rara en otras partes del país, es un área ideal para la implementación del proyecto.

La plataforma de observación e investigación a largo plazo del cable óptico del área fría usa la sala de máquina de transmisión de la placa modular desatendida existente de la sucursal Unicom de Heihe, como se muestra en la Figura 1, el cable óptico se aprovecha del poste existente y se tiende de manera aérea para garantizar que el cambio de temperatura ambiente actúa directamente sobre el propio cable y obtener los datos más directos. La ruta del poste recorre una distancia de 1,4 km, y el cable óptico regresa en bucle a la sala de máquina después de tenderse hasta el extremo lejano, con una longitud total de unos 2,8 km.


Figura 1 Plataforma de observación e investigación a largo plazo del rendimiento de cable óptico del área fría de Heihe

La plataforma de observación e investigación a largo plazo está dispuesta de dos sistemas de monitoreo remoto, donde el sistema de monitoreo de temperatura puede monitorear y registrar en tiempo real los cambios de temperatura del lugar de tendido de cable óptico, también es capaz de consultar y guardar los datos remotos en tiempo real; mientras que el sistema de monitoreo óptico puede monitorear y registrar regularmente el valor de atenuación de la fibra óptica en el cable óptico, así como consultar y guardar los datos remotos en tiempo real. El sistema de monitoreo óptico se basa en el módulo OTDR e interruptor óptico de EXFO, todos los cables ópticos de prueba recién instalados se conectan respectivamente a 32 interfaces de interruptor óptico en el sistema de monitoreo óptico una vez que los cables ópticos se completan en la sala de máquina, para monitorear automáticamente el rendimiento del enlace óptico. A través del monitoreo de atenuación del cable óptico por parte de la plataforma de observación a largo plazo, el sistema de monitoreo obtiene los datos de cambio de rendimiento del cable de fibra óptica y los transmite al Instituto de Investigación de la Red de China Unicom de forma remota. A su vez el Instituto de Investigación de la Red de China Unicom lleva a cabo el procesamiento y análisis de datos (Figura 2 muestra la curva de prueba en tiempo real donde el sistema de monitoreo está monitoreando la fibra óptica de un núcleo) y explora la influencia que tienen los diferentes factores en los productos de cable óptico a bajas temperaturas.


Figura 2 Curva de monitoreo en tiempo real del coeficiente de atenuación de la fibra óptica

Con el fin de estudiar el grado de tolerancia a entornos hostiles de la estructura del cable óptico, el tipo de fibra óptica y los otros factores, China Unicom combina las necesidades de investigación, analiza los tipos de cable de fibra óptica de las redes actuales y utiliza los productos de cable de fibra óptica que reflejan completamente los diferentes tipos de estructuras, diferentes tecnologías de procesamiento y diferentes estándares de materiales, en realidad ha desplegado 4 tipos de cables ópticos (GYTA, GYA, cable de cuero y microcable de soplado de aire) de 8 piezas en total, que involucran 3 tipos de fibras ópticas (G. 657. A2 y G. 652. D de 245 μm de diámetro exterior, G. 657. A2 de 200 μm de diámetro exterior), dos tipos de pasta de fibra (-40°C, -60°C) y tres tamaños de fundas (1,7 mm, 1,9 mm y 2,1 mm). Comparando el cambio de rendimiento de atenuación de los cables ópticos en diferentes condiciones de temperatura, se monitoreó y registró la influencia de diferentes factores (tipo de fibra óptica, temperatura de la pasta de fibra, temperatura de la pasta de cable, diámetro exterior de fibra óptica, tamaño de fundas, etc. ) en el rendimiento del cable de fibra óptica.

Después de la finalización del período de investigación posterior, ChinaUnicom también recuperará las muestras para un riguroso análisis de laboratorio para estudiar los cambios de la microestructura, la compatibilidad del material y los datos de propiedades mecánicas, para probar completamente el rendimiento de temperatura de las muestras.

Resultados preliminares de investigación

El microcable de soplado de aire tiene ventajas obvias a bajas temperaturas

En la actualidad, la construcción del cable óptico convencional ha madurado, pero rara vez se usa la tecnología de soplado de aire. El cable óptico de soplado de aire tiene las ventajas de una gran densidad de fibra óptica, construcción conveniente, pequeña ocupación de los recursos de tuberías, etc. , que se ha utilizado ampliamente en el mundo. En este proyecto, China Unicom completó el tendido de microcable de soplado de aire a una temperatura de 7°C en octubre de 2013 y la distancia de soplado de aire unidireccional alcanzó 2km, lo que verificó completamente la viabilidad de la tecnología de soplado de aire a baja temperatura, la Figura 3 muestra el sitio de tendido del cable óptico de soplado de aire.

Figura 3 Sitio de tendido de cable óptico de soplado de aire

Los resultados del período de observación e investigación de 2013-2017 están llegando a su fin

Finalizada la construcción de la plataforma en el invierno de 2013, la recolección de datos ha comenzado. Hasta ahora, se han completado el primer período de investigación y la recolección de datos en los últimos cuatro años. Todo el cable de fibra óptica funciona normalmente, y el sistema de monitoreo de temperatura y el de monitoreo óptico están en funcionamiento normal.

De acuerdo con la reciente situación de monitoreo y funcionamiento dela fibra óptica y según el seguimiento de los cambios del coeficiente de atenuación de la fibra óptica en diferentes cables ópticos a medida que cambia la temperatura, se pueden obtener las siguientes conclusiones preliminares: monitoreando los datos de atenuación y temperatura, se puede observar los cambios de atenuación con el cambio de temperatura, las variaciones de atenuación de fibra óptica de tipos GYA y GYTA de fundas de tamaño de 1,7 mm, 1,9 mm y 2,1 mm no son evidentes cuando cambia la temperatura, en la Figura 4 se muestran los datos de monitoreo del cable de fibra óptica GYTA en algunos períodos de tiempo. La ordenación y el análisis de los resultados detallados del primer período de observación e investigación de 2013-2017 están a punto de finalizarse, que serán discutidos y promovidos más tarde.

Figura 4 Cambios de rendimiento del cable óptico GYTA

Expectativa de investigación y perspectiva

Después de la finalización completa del proyecto de investigación, sus resultados de investigación servirán directamente a la selección y aplicación de productos de cable óptico para los operadores de telecomunicaciones de China y promoverán el desarrollo de la industria de cable de fibra óptica de China. Los productos correspondientes se utilizan preferentemente en las regiones alpinas y frías de las tres provincias nororientales de China, Mongolia interior, Xinjiang septentrional y meseta Qinghai-Tíbet para mejorar la calidad de transmisión de las redes de comunicaciones en el invierno extremadamente frío de tales regiones, con el objetivo de llenar las lagunas tecnológicas nacionales y proporcionar contribuciones sobresalientes a la construcción de informatización integral de nuestra sociedad y al desarrollo económico y social en áreas remotas de minorías étnicas.

Después de que China Unicom haya dominado las tecnologías clave relacionadas con cable de fibra óptica en regiones frías, mejorará la capacidad de mantenimiento de redes de cable óptico en regiones frías y construirá las obras con cables de fibra óptica de alta calidad resistentes a baja temperatura, para mantener la estabilidad del rendimiento de transmisión a largo plazo, reducir la carga de trabajo de mantenimiento de las redes de cable de fibra óptica en regiones alpinas y frías y además reducir la inversión en equipos de transmisión; al mismo tiempo podrá ayudar a los productos de cable de fibra óptica de China a obtener la competitividad de núcleo en condiciones de áreas frías mientras promover la exportación de cable de fibra óptica a las regiones frías del norte de Europa, Norteamérica y Rusia.

Autores: Shen Shikui, Wang Guangquan, He Yongtao, Zhi Chunlong, Xu Weijie, Chang Ruilin, Sun Dehua, Han Feipeng.


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