کابل کامپوزیت اپتوالکترونیک: راهنمای عملی اجرای و مهندسان

هر سلول کوچک 5G که روی یک بام یا قطب خیابان نصب می‌شود با چالش مهندسی یکسانی مواجه است: هم به داده‌های پرسرعت و هم به منبع تغذیه قابل اعتماد نیاز دارد – اغلب در یک مجرای واحد. اجرای کابل‌های فیبر و برق مجزا، کار نصب را دو برابر می‌کند، نیاز کانال را دو برابر می‌کند و سردردهای نگهداری را برای سال‌ها تشدید می‌کند. کابل کامپوزیت اپتوالکترونیک این مشکل را با ادغام هر دو عملکرد در یک ساختار فشرده حل می کند. در اینجا چیزی است که مهندسان و تیم های تدارکات باید قبل از تعیین یا منبع یابی آن بدانند.

کابل کامپوزیت اپتوالکترونیک در واقع چیست؟

یک کابل کامپوزیت نوری، فیبرهای نوری و هادی های برق مسی را در یک غلاف بسته بندی می کند. واحدهای فیبر - معمولاً فیبرهای تک حالته 250 میکرومتری که در لوله‌های شل پر از ژل ضد آب قرار می‌گیرند - انتقال سیگنال را با سرعت‌های کلاس گیگابیت انجام می‌دهند. هادی‌های مسی برق DC را حمل می‌کنند، معمولاً در ولتاژهایی از 48 ولت تا 400 ولت DC، بسته به معماری منبع تغذیه از راه دور.

هسته کابل از یک FRP (پلاستیک تقویت‌شده با فایبرگلاس) یا استحکام مرکزی فولادی استفاده می‌کند. لوله های شل و هادی های برق در اطراف آن رشته می شوند تا یک مقطع گرد و فشرده را تشکیل دهند. لایه ای از پرکننده مسدودکننده آب شکاف ها را می بندد، یک نوار فولادی چند لایه دو طرفه (PSP) مجموعه را می پوشاند و کل ساختار با یک ژاکت بیرونی PE یا LSZH تکمیل می شود. نتیجه یک کابل مکانیکی قوی است که سختی های نصب در فضای باز را کنترل می کند و در عین حال از فیبرهای نوری دقیق داخل محافظت می کند.

کجا مستقر می شود و چرا

مورد استفاده غالب، فرانتهول بی سیم است – به طور خاص، اتصال واحد باند پایه (BBU) به واحدهای رادیویی راه دور (RRU) در معماری ایستگاه های پایه توزیع شده. در یک سیستم منبع تغذیه از راه دور DC، اتاق تجهیزات مرکزی 48 ولت DC را تقریباً به 200-400 ولت افزایش می دهد، آن را از طریق هادی های مسی کابل به محل راه دور منتقل می کند، سپس آن را پایین می آورد تا RRU تغذیه شود. فیبرهای نوری در همان کابل داده های CPRI یا eCPRI را به طور همزمان بین BBU و RRU حمل می کنند. یک کشش کابل جایگزین چیزی می شود که در غیر این صورت دو مسیر مجزا بود.

فراتر از زیرساخت های بی سیم، محیط های استقرار رایج عبارتند از:

• تاسیسات شهری فیبر به اتاق (FTTR). - جایی که یک کابل واحد هم داده های داخل ساختمان و هم تامین ولتاژ پایین را برای دستگاه های نقطه پایانی ارائه می دهد
• شبکه های امنیتی و نظارتی - دوربین‌های موجود در مکان‌های دور، هم اتصال ویدئویی روی فیبر و هم برق 48 ولت را از یک بار اجرا دریافت می‌کنند.
• نظارت صنعتی - حسگرها و گره‌های محاسباتی لبه در کارخانه‌ها یا پست‌هایی که مصونیت EMI پیوند فیبر حیاتی است.
• ساختمان های مخابراتی روستایی - مسیرهای طولانی به روستاها یا ساختمان های اجتماعی که در آن به حداقل رساندن تعداد کابل ها هم مواد و هم هزینه نیروی کار را کاهش می دهد.

مورد استفاده صنعتی مستحق توجه ویژه است. برخلاف کابل‌های اطلاعات مسی، جزء فیبر نوری در برابر تداخل الکترومغناطیسی مصون است – این مزیت بزرگ در محیط‌هایی با ماشین‌آلات سنگین، تابلو برق ولتاژ بالا یا درایوهای فرکانس متغیر است. درباره چگونگی افزایش قابلیت اطمینان کابل های کامپوزیت نوری در محیط های صنعتی بیشتر بدانید.

مشخصات کلیدی برای ارزیابی هنگام منبع یابی

همه کابل های کامپوزیت قابل تعویض نیستند. اینها پارامترهایی هستند که بر عملکرد سیستم تأثیر می گذارند:

• تعداد و نوع فیبر: بیشتر استقرارهای مخابراتی از فیبر تک حالته G.652D استفاده می کنند. بررسی کنید که این تعداد با بودجه جفت فیبر فرانت هاول شما مطابقت دارد - 2، 4، 6 یا 8 فیبر پیکربندی‌های رایج هستند.
• سطح مقطع هادی: اندازه هادی قدرت (به میلی متر مربع) تلفات مقاومتی را در طول اجرا تعیین می کند. یک هادی 1.5 میلی متر مربعی که 48 ولت DC را بیش از 500 متر حمل می کند، به طور قابل توجهی ولتاژ بیشتری نسبت به یک هادی 2.5 میلی متر مربعی در جریان یکسان از دست می دهد. مشخصات هادی را با بودجه برق خود مطابقت دهید، نه فقط با رتبه ولتاژ.
• درجه ولتاژ: انواع استاندارد تا 400 ولت DC را کنترل می کنند. سیستم‌های تامین از راه دور ولتاژ بالا (HVDC) ممکن است به کابل‌هایی نیاز داشته باشند که دارای کلاس عایق بالاتر هستند - با سازنده تجهیزات منبع تغذیه تأیید کنید.
• جنس غلاف: ژاکت پلی اتیلن مناسب دفن استاندارد در فضای باز و اجراهای هوایی است. LSZH (هالوژن کم دود صفر) در فضاهای بسته، تونل ها و ساختمان ها طبق اکثر کدهای ایمنی آتش نشانی اجباری است.
• نوع زره: زره PSP (نوار فولادی راه راه) مقاومت در برابر جوندگان و محافظت در برابر له شدن را برای دفن مستقیم فراهم می کند. برای استقرار هوایی، بررسی کنید که آیا طرح دارای سیم پیام رسان است یا برای خود پشتیبانی رتبه بندی شده است.
• محدوده دمای عملیاتی: کابل های فضای باز باید در تمام محدوده دمای محیط منطقه نصب کار کنند. مشخصات -40 درجه سانتیگراد تا 70 درجه سانتیگراد برای انواع محیط خشن معمول است.

برای مرجع، سری IEC 60794 رویه‌های آزمایش مکانیکی، انتقال و محیطی برای کابل‌های فیبر نوری از جمله انواع ترکیبی ترکیبی را کنترل می‌کند - یک معیار مفید هنگام بررسی برگه‌های اطلاعات تامین‌کننده.

ملاحظات نصب که اغلب نادیده گرفته می شوند

کابل های کامپوزیت یک نیاز دو انضباطی را در محل معرفی می کنند: خدمه هم به مهارت اتصال فیبر و هم به مهارت های خاتمه الکتریکی نیاز دارند. اینها اغلب توسط تیم‌های تجاری مختلف انجام می‌شود و هماهنگی ضعیف بین آنها منبع متداول تاخیر است.

حداقل شعاع خم غیر قابل مذاکره است. کابل‌های کامپوزیت به دلیل رساناهای مسی اضافه شده، نسبت به کابل‌های فیبر خالص، حداقل شعاع خمشی بیشتری دارند. فراتر رفتن از آن در حین کشیدن - حتی به صورت لحظه ای در اطراف یک خم مجرا - می تواند الیاف را شکسته و باعث ایجاد خمیدگی درج شود که فقط در آزمایش OTDR پس از اتمام نصب ظاهر می شود. قبل از شروع کشش، شعاع خم را در نقاط ورودی مجرا علامت گذاری کنید.

کاهش فشار در نقاط پایانی بیشتر از کابل مسی اهمیت دارد. در هر انتها، بار مکانیکی روی عضو استحکام باید از اتصالات فیبر و پایانه های برق جدا شود. از جعبه کابل یا جعبه ورودی مشخص شده سازنده استفاده کنید - ترتیبات بداهه منبع قابل اعتمادی برای مشکلات قابلیت اطمینان طولانی مدت هستند.

در نهایت، هر دو مسیر نوری و الکتریکی را به طور مستقل قبل از راه اندازی آزمایش کنید. OTDR فیبر از سر به انتها برای اطمینان از تلفات اتصال و اتصال در محدوده مشخصات است. عایق هادی را مگر تست کنید تا در حین نصب، هر گونه شکاف در ژاکت را رد کنید. رفع مشکلاتی که قبل از روشن شدن تجهیزات پیدا می‌شوند، بسیار ارزان‌تر از عیب‌هایی هستند که پس از آن ردیابی می‌شوند.

انتخاب نوع کابل مناسب: GYTS در مقابل GYXTY

دو نوع رایج در اکثر کاتالوگ های تامین کننده برای کاربردهای کامپوزیت در فضای باز ظاهر می شود. نوع GYTS از زره نواری فولادی راه راه استفاده می کند و برای دفن مستقیم، نصب مجرا و محیط هایی با قرار گرفتن در معرض خطرات مکانیکی مناسب است. نوع GYXTY از یک پیکربندی زره ​​غیر فلزی یا سبک‌تر استفاده می‌کند، که باعث می‌شود برای دویدن‌های انتقالی هوایی یا داخلی به فضای باز که وزن زره یک محدودیت است، سبک‌تر و راحت‌تر انجام شود. هر دو از سازندگانی مانند Hawell در پیکربندی‌های استاندارد و سفارشی تعداد فیبر در دسترس هستند - به قسمت مراجعه کنید محدوده محصولات کابل نوری فضای باز برای مشخصات مرتبط

اگر این پروژه شامل زیرساخت های خط برق نیز می شود، شایان ذکر است که راه حل های سیم زمین نوری که فیبر را در هادی های برق بالای سر ادغام می کند به یک نیاز متفاوت اما مرتبط - به طور خاص برای ارتباطات خط انتقال ولتاژ بالا.

خط پایین عملی

کابل کامپوزیت اپتوالکترونیک راه حل مناسبی برای هر پروژه نیست. اگر برق و داده‌ها قبلاً از مسیرهای مختلف عبور می‌کنند، یا اگر ولتاژ برق برای درجه عایق کابل خیلی زیاد است، کابل‌های جداگانه پاسخ صحیح باقی می‌مانند. اما برای 5G fronthaul، FTTR، نظارت از راه دور و نظارت صنعتی که در آن اجرای یکپارچه واحد امکان پذیر است، به طور مداوم هزینه نصب، استفاده از کانال و پیچیدگی نگهداری طولانی مدت را کاهش می دهد. آن را به درستی مشخص کنید - مطابق با نوع فیبر، سطح مقطع هادی، غلاف و زره با محیط استقرار واقعی - و برای طول عمر بیش از 20 سالی که این تاسیسات زیرساخت نیاز دارند، به طور قابل اعتمادی کار می کند.