BR112016008532B1 - Conjunto de cabo de fibra ótica - Google Patents

Abstract

CONJUNTO DE FIBRA ÓTICA FLEXÍVEL PROTEGIDO. A especificação refere-se a um conjunto de cabo de fibra ótica. O conjunto de cabo de fibra ótica inclui uma proteção de não intertravamento, a proteção de não intertravamento é um tubo em espiral possuindo um diâmetro externo de aproximadamente 1,5 mm a 5,5 mm, um diâmetro interno de aproximadamente 0,75 mm a 5,25 mm e um raio de dobra mínimo de aproximadamente 5 mm, a proteção de não intertravamento sendo formada a partir de aço inoxidável; uma jaqueta interna, a jaqueta interna possuindo um diâmetro externo ligeiramente inferior ao diâmetro interno da proteção de não intertravamento; pelo menos uma fibra de fibra ótica e um material de reforço, o material de reforço sendo feito de fibras de aramida e cercando pelo menos uma fibra de fibra ótica sob a jaqueta interna.

Description

Fundamentos

[001] A tecnologia descrita refere-se geralmente a um conjunto de fibra ótica flexível protegido. Tradicionalmente, os conjuntos de fibra ótica incluem fibras óticas que conduzem luz para transmissão de voz, vídeo e/ou dados. A construção dos cabos de fibra ótica preserva o desempenho ótico das fibras quando desenvolvidas em um ambiente pretendido enquanto também corresponde a padrões oficiais para o meio ambiente. Por exemplo, cabos internos para elevadores e/ou espaços de câmara podem exigir determinadas avaliações de retardo de chama para corresponder às demandas do espaço. Essas avaliações de retardo de chama podem ser além de exigências mecânicas ou características desejadas para o espaço, por exemplo, o desempenho durante quebra, raios de dobra permitidos, desempenho de temperatura e similares. Essas características são desejáveis para inibir a atenuação ótica indesejável ou o desempenho prejudicado durante a instalação e/ou operação dentro do espaço.

[002] Por meio de exemplo, algumas aplicações internas utilizam um cabo de fibra ótica disposto dentro de uma camada de proteção para fornecer um desempenho aperfeiçoado contra quebra nos espaços de elevador e/ou câmara. Por exemplo, construções protegidas convencionais possuem um cabo de fibra ótica disposto dentro de uma proteção de intertravamento metálico. Essa proteção de intertravamento pode ser enrolada em torno do cabo de fibra ótica de modo que as bordas dos envoltórios adjacentes da proteção intertravem mecanicamente formando uma camada de proteção intertravada com um grande raio de dobra, por exemplo, superior a 75 mm e um grande diâmetro externo (OD), por exemplo, 12,5 mm.

Sumário

[003] Essa especificação descreve as tecnologias referentes a um conjunto de fibra ótica flexível protegido. Em uma implementação, o conjunto de cabo de fibra ótica compreende: uma proteção de não intertravamento, a proteção de não intertravamento é um tubo em espiral possuindo um diâmetro externo de aproximadamente 1,5 mm a 5,5 mm, um diâmetro interno de aproximadamente 0,75 mm - 5,25 mm e um raio de dobra mínimo de aproximadamente 5 mm, a proteção de não intertravamento sendo formada a partir de aço inoxidável; uma jaqueta interna, a jaqueta interna possuindo um diâmetro externo ligeiramente inferior ao diâmetro interno da proteção de não intertravamento; pelo menos uma fibra de fibra ótica; e um material de reforço, o material de reforço sendo feito de fibras de aramida e cercando pelo menos uma fibra de fibra ótica sob a jaqueta interna.

[004] Algumas implementações também compreendem: uma jaqueta externa, a jaqueta externa possuindo um diâmetro interno ligeiramente maior do que o diâmetro externo da proteção de não intertravamento; e um material de tração, o material de tração sendo feito de fibras de aramida, o material de tração sendo posicionado sob a jaqueta externa e em cima da proteção de não intertravamento.

[005] Em algumas implementações, a proteção de não intertravamento pode ter um ou mais dentre: um espaço entre cada anel concêntrico, o espaço sendo de aproximadamente 0,05 mm a 1 mm; uma espessura de aproximadamente 0,25 mm - 0,75 mm; e/ou uma resistência à quebra de aproximadamente > 100 KGf/100 mm. O conjunto de cabo de fibra ótica também pode ter um diâmetro externo de aproximadamente 1,65 mm a 5,5 mm.

[006] A pelo menos uma fibra de fibra ótica pode ser uma fibra multimodo de 62,5/125 μm, uma fibra 50/125 μm 10 G OM3/OM4, uma fibra G652.D de monomodo e 9/125 μm, uma fibra monomodo insensível à dobra de 80/125 μm.

[007] As vantagens do cabo de fibra ótico são um OD menor e uma fibra altamente flexível. O cabo é muito mais fácil de instalar e economiza espaço nos centros de dados, bandejas de cabo e sob pisos elevados.

Breve Descrição dos Desenhos

[008] A figura 1 ilustra uma vista lateral de um conjunto de fibra ótica flexível protegido; e

[009] A figura 2 ilustra uma seção transversal de um conjunto de fibra ótica flexível protegido.

Descrição Detalhada

[010] Essa especificação descreve as tecnologias referentes à proteção flexível para conjuntos de cabo de fibra ótica. O cabo de fibra ótica da tecnologia descrita é protegido, porém flexível, com um OD menor do que os cabos de fibra ótica protegidos convencionais tipicamente utilizados no mercado de telecomunicações.

[011] Os conjuntos de cabo de fibra ótica se referem ao conjunto completo de fibras, por exemplo, tubos de armazenamento, ripcords, reforços, material de reforço, coberturas protetoras externas e internas, etc. Os conjuntos de cabo de fibra ótica fornecem proteção para a fibra ótica ou fibras dentro do ambiente no qual o cabo é instalado. Os conjuntos de cabo de fibra ótica vêm em muitos tipos diferentes, dependendo do número de fibras e como e onde serão instalados.

[012] Uma função do conjunto de cabo é proteger as fibras contra o ambiente encontrado em e depois da instalação, por exemplo, se o cabo: (1) molhar ou umedecer; (2) precisar suportar alta tensão de tração para instalação em um conduto ou tensão contínua como em instalações aéreas; (3) precisar ter características de retardo de chama; (4) for instalado em torno de dobras apertadas; (5) for exposto a produtos químicos; (6) precisar suportar uma ampla faixa de temperatura; (7) for roído por roedores; e (8) for exposto a quaisquer outros problemas ambientais.

[013] O raio de dobra é de importância particular no manuseio de cabos de fibra ótica. O raio de dobra mínimo varia com diferentes desenhos de cabo. Isso é, a fibra ótica é sensível à tensão, particularmente à dobra. Quando tensionado por dobra, a luz na parte externa do núcleo não é mais orientada no núcleo da fibra de modo que parte é perdida, acoplada a partir do núcleo no revestimento, criando uma perda maior na seção tensionada da fibra. Os revestimentos de fibra e cabos são projetados para evitar o máximo de perda por dobra possível, mas é parte da natureza do desenho de fibra. As perdas por dobra são uma função do tipo de fibra (por exemplo, monomodo ou multimodo), desenho de fibra (por exemplo, diâmetro de núcleo e abertura numérica), comprimento de onda de transmissão (por exemplo, comprimentos de onda maiores são mais sensíveis à tensão) e desenho de cabo (por exemplo, resistência ao fogo e/ou resistência à quebra). A recomendação normal para o raio de dobra do cabo de fibra ótica, é o raio mínimo de dobra sob tensão durante a tração, ser 20 vezes o diâmetro do cabo. Quando não estiver sob tensão, o raio de dobra de longo termo mínimo recomendado é 10 vezes do diâmetro do cabo. Além da destruição mecânica, a dobra excessiva dos cabos de fibra ótica pode causar perdas por micro dobra e macro dobra. A micro dobra causa atenuação de luz induzida pela deformação da fibra enquanto a perda por macro dobra se refere às perdas induzidas em dobras em torno de mandris ou cantos nas instalações.

[014] Para se evitar problemas com micro e macro dobra, a fibra insensível à dobra foi desenvolvida. O cabo de fibra insensível à dobra (BI) oferece maior flexibilidade em ambientes difíceis do que o cabo de fibra tradicional. É tipicamente utilizada em centros de dados ou qualquer área restrita em termos de espaço onde as dobras apertadas e flexibilidade são exigidas. As fibras insensíveis à dobra podem adicionar uma camada de vidro em torno do núcleo da fibra que possui um índice inferior de refração que literalmente "reflete" os modos orientados de forma fraca de volta para dentro do núcleo quando a tensão faz normalmente com que os mesmos sejam acoplados ao revestimento. Em algumas fibras, um trench, ou moat, cerca o número em ambas a fibra de modo único BI (SMF) e a fibra de múltiplos modos BI (MMF) para refletir a luz perdida de volta para dentro do núcleo. Trench é um anel anular de vidro de índice mais baixo cercando o núcleo com uma geometria projetada de forma muito cuidadosa para maximizar o efeito. A fibra insensível à dobra apresenta vantagens obvias. Em painéis patch, não sofre de perdas de dobra onde os cabos são dobrados de forma justa em torno de bastidores. Nos edifícios, permite que a fibra seja passada dentro de molduras em torno do teto ou piso e em volta de portas ou janelas sem induzir altas perdas. Também protege contra problemas causados por instalação descuidada.

[015] Muitas aplicações para SMF BI estão em instalações como edifícios de apartamentos ou para patchcords, onde simplifica a instalação e uso. SMF BI também é utilizado em cabos de instalações externas visto que permite a fabricação de cabos de alta contagem de fibra mais leves e menores.

[016] Em muitas aplicações onde a fibra BI é utilizada, a fibra pode ser exposta a cargas de quebra além de roedores. O problema que surge é que a proteção utilizada para proteger a fibra padrão possui um raio de dobra de normalmente < 75 e um OD de 12,5 mm. Quando utilizada nas aplicações com área de dobra justa, o cabo protegido não encaixa dentro de espaços apertados devido a seu OD grande e/ou não se conforma a uma dobra necessária. Nesses casos, os cabos de fibra ótica não protegidos são utilizados. Isso deixa aberta a possibilidade de o cabo ser quebrado ou cortado.

[017] A presente matéria da tecnologia descrita supera esse problema pela utilização de uma proteção altamente flexível com um OD menor. Como ilustrado na figura 1 e 2, o conjunto de cabo de fibra ótica 1 inclui uma jaqueta externa 10, um material de tração externo 12, proteção de aço inoxidável 14, uma jaqueta interna 16, um material de reforço interno 18 e uma ou mais fibras de fibra ótica 20.

[018] A jaqueta externa 10 é a camada mais externa da proteção para fibras 20 que é escolhida para suportar o ambiente no qual o cabo 1 é instalado. Para cabos externos, a jaqueta externa 10 será geralmente polietileno preto (PE) que resiste à umidade e exposição à luz solar. Para cabos internos, a jaqueta externa 10 pode ser uma jaqueta de retardo à chama que pode ser codificada por cores para identificação de fibras 20 dentro do cabo 1, por exemplo, PVC, LSZH, TPU, ETFE ou OFNP. A espessura da jaqueta 10 pode ter aproximadamente entre 0,25 mm e 1,5 mm e pode vir em uma variedade de cores, por exemplo, amarelo, laranja, azul turquesa, azul, etc.

[019] [0019] Sob a jaqueta externa 10 encontra-se o material de tração externo 12. O material de tração externo 12 pode ser fibras de aramida que absorvem a tensão necessária para puxar o cabo durante a instalação. Fibras de aramida são utilizadas devido à sua resistência e o fato de não esticarem. Se puxarem com força, as fibras de aramida não esticarão, mas poderão eventualmente quebrar quando a tensão exceder seus limites. O método adequado de tração de cabos de fibra ótica é sempre fixar uma corda de tração, fio ou fita para puxar o material. Para tensões de curto termo, a tensão máxima é de aproximadamente 800N. Para tensões de longo termo, a tensão máxima é de aproximadamente 600N.

[020] A proteção 14 pode ser um tubo de aço inoxidável de não intertravamento, por exemplo, SUS 204. O benefício de utilização de uma proteção de não intertravamento é que o raio de dobra é substancialmente menor do que um raio de dobra de um tubo de aço intertravado. Também é muito mais leve e mais fácil de trabalhar. A proteção 14 pode ser um tubo em espiral possuindo um espaço 22 entre cada anel espiralado, o espaço 22 pode ter de 0,05 mm a 1 mm. O tubo em espiral 14 possui um OD de aproximadamente 1,5 mm - 5,5 mm, uma espessura de aproximadamente 0,25 mm a 0,75 mm e um diâmetro interno de aproximadamente 0,75 mm a 5,25 mm. A proteção possui uma resistência à quebra de aproximadamente > 100KGf/100 mm. A proteção 14 oferece proteção contra quebra aumentada, maior resistência axial e resistência à corrosão.

[021] A tabela abaixo ilustra os exemplos de várias proteções:

[022] Uma jaqueta interna 16 é uma camada de proteção para as fibras 20 dos cabos de fibra 1 que foram removidos da camada protetora externa 12 e proteção 14. A jaqueta interna 16 é escolhida para suportar o ambiente no qual o cabo 1 é instalado. A jaqueta interna 16 pode ser uma jaqueta de retardo de chama que pode ser codificada por cores para identificação das fibras 20 dentro do cabo, por exemplo, PVC, LSZH, TPU, ETFE ou OFNP. A espessura de jaqueta 16 pode ter aproximadamente entre 0,25 mm e 1,5 mm e pode vir em uma variedade de cores, por exemplo, amarelo, laranja, azul turquesa, azul, etc. Na maior parte dos casos, a cor da jaqueta interna 16 é igual à cor da jaqueta externa 10.

[023] O material de reforço 18 cerca pelo menos parcialmente as fibras óticas 20. O material de reforço 18 pode ser formado a partir de qualquer material adequado. De acordo com algumas modalidades, o material de reforço 18 pode ser fibras de aramida. Outros materiais adequados podem incluir fibra de vidro ou poliéster. O material de reforço 18 pode ser fibras de aramida que podem absorver a tensão necessária para puxar o cabo interno e fornecem amortecimento para as fibras 20, garantindo, assim, que as fibras óticas não estiquem ou se unam dentro do cabo.

[024] A fibra ótica 20 consiste de um núcleo e uma camada de revestimento, selecionados para reflexão interna total devido à diferença no índice de refração entre os dois. Em fibras práticas, o revestimento é normalmente protegido com uma camada de polímero acrilato ou poliimida. Esse revestimento protege a fibra contra danos, mas não contribui para suas propriedades de guia de onda ótica. Fibras revestidas individuais (ou fibras formadas em fitas ou feixes) então possuem uma camada de armazenamento de resina forte e/ou tubos núcleo extrudados em torno das mesmas para formar o núcleo de cabo. Uma fibra padrão possui um revestimento armazenador primário de aproximadamente 250 microns e pode adicionar um revestimento armazenador justo, tal como um revestimento protetor macio aplicado diretamente à fibra revestida de 250 microns para fornecer proteção adicional à fibra, permitindo um manuseio mais fácil e uma terminação ainda mais direta para a fibra.

[025] Em algumas implementações, as fibras óticas 20 podem ser fibra de multimodos 62,5/125 μm, fibra 50/125 μm 10G OM3/OM4, fibra G652.D monomodo 9/125 μm, fibra sensível à dobra monomodo 80/125 μm ou qualquer outra fibra adequada.

[026] Enquanto essa especificação contém muitos detalhes de implementação específicos, os mesmos não devem ser considerados limitações do escopo da tecnologia descrita ou do que pode ser reivindicado, mas, em vez disso, como descrições das características específicas para implementações particulares da tecnologia descrita. Determinadas características que são descritas nessa especificação no contexto de implementações separadas também podem ser implementadas em combinação em uma única implementação. Inversamente, várias características que são descritas no contexto de uma implementação singular também podem ser implementadas em múltiplas implementações separadamente ou em qualquer subcombinação adequada. Ademais, apesar de as características poderem ser descritas acima como agindo em determinadas combinações e mesmo inicialmente reivindicadas como tal, uma ou mais características a partir de uma combinação reivindicada podem, em alguns casos, ser removidas da combinação, e a combinação reivindicada pode ser direcionada a uma subcombinação ou variação de uma subcombinação.

[027] A Descrição detalhada acima deve ser compreendida como sendo em cada aspecto, ilustrativa, porém não restritiva, e o escopo da tecnologia descrita descrito aqui não deve ser determinado a partir da Descrição Detalhada, mas, em vez disso, a partir das reivindicações que interpretam de acordo com a abrangência total permitida pelas leis de patente. Deve-se compreender que as implementações ilustradas e descritas aqui são apenas ilustrativas dos princípios da tecnologia descrita e que várias modificações podem ser implementadas sem se distanciar do escopo e espírito da tecnologia descrita.

Claims (10)

1. Conjunto de cabo de fibra ótica (1), caracterizado pelo fato de que compreende: uma proteção de não intertravamento (14), a proteção de não intertravamento é um tubo em espiral possuindo um diâmetro externo de aproximadamente 1,5 mm - 5,5 mm, um diâmetro interno de aproximadamente 0,75 mm - 5,25 mm e um raio de dobra de aproximadamente 5 vezes o diâmetro externo, a proteção de não intertravamento (14) sendo formada a partir de aço inoxidável; uma jaqueta interna (16), a jaqueta interna possuindo um diâmetro externo ligeiramente inferior ao diâmetro interno da proteção de não intertravamento; pelo menos uma fibra de fibra ótica (20); e um material de reforço (18), o material de reforço sendo feito de fibras de aramida e cercando pelo menos uma fibra de fibra ótica sob a jaqueta interna.

2. Conjunto de cabo de fibra ótica (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: uma jaqueta externa (10), a jaqueta externa possuindo um diâmetro interno ligeiramente maior do que o diâmetro externo da proteção de não intertravamento (14); e um material de tração (12), o material de tração sendo feito de fibras de aramida, o material de tração sendo posicionado sob a jaqueta externa (10) e em cima da proteção de não intertravamento (14).

3. Conjunto de cabo de fibra ótica (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a proteção de não intertravamento (14) possui um espaço entre cada anel espiralado, o espaço sendo de aproximadamente 0,05 mm a 1 mm.

4. Conjunto de cabo de fibra ótica (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a proteção de não intertravamento (14) possui uma espessura de aproximadamente 0,25 mm a 0,75 mm.

5. Conjunto de cabo de fibra ótica (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a proteção de não intertravamento (14) possui uma resistência à quebra de aproximadamente 100KGf/100 mm.

6. Conjunto de cabo de fibra ótica (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o conjunto de cabo de fibra ótica (1) possui um diâmetro externo de aproximadamente 1,65 mm a 5,5 mm.

7. Conjunto de cabo de fibra ótica (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma fibra de fibra ótica (20) é uma fibra multimodos de 62,5/125 μm.

8. Conjunto de cabo de fibra ótica (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma fibra de fibra ótica (20) é uma fibra OM3/OM4 10G 50/125 μm.

9. Conjunto de cabo de fibra ótica (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma fibra de fibra ótica (20) é uma fibra monomodo G652.D 9/125 μm.

10. Conjunto de cabo de fibra ótica (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma fibra de fibra ótica é uma fibra monomodo insensível à dobra 80/125 μm.