Cáp quang: Các loại, tiêu chuẩn và quyết định về chất liệu vỏ bọc quyết định tuổi thọ của mạng

1. Giải phẫu cáp: Các lớp thực sự làm gì

Mọi cáp quang - từ FTTH 2-lõi đến đường trục 576 lõi - có chung kiến ​​trúc đồng tâm. Việc hiểu chức năng của từng lớp sẽ ngăn ngừa các lỗi xác định sai cáp phổ biến nhất.

Áo khoác ngoài không chỉ là bao bì

Lớp áo khoác ngoài là lớp duy nhất tiếp xúc với môi trường lắp đặt. Nó xác định liệu cáp có chịu được bức xạ UV trong vòng đời 25-năm trên không, có tiếp xúc trực tiếp với nước ngầm trong ống dẫn ngập nước hay bị xuống cấp nhanh chóng khi tiếp xúc với các điều kiện ngoài thông số thiết kế của cáp hay không. Sách trắng năm 2024 của Hiệp hội Băng thông rộng Sợi lưu ý rằng cơ sở hạ tầng cáp quang bọc PE được lắp đặt đúng cách đã chứng minh tuổi thọ đáng tin cậy vượt quá 35 năm khi triển khai tại hiện trường và không có ngày hết hạn vật lý nào được biết đối với chính sợi quang.FBA 2024 ↗

Trình độ chuyên môn "được cài đặt đúng cách" là cụm từ quan trọng. Khi chỉ định sai chất liệu vỏ cho môi trường lắp đặt thì con số 35-năm đó sẽ không được áp dụng. Phiên bản phổ biến và gây hậu quả nhất của lỗi này là việc triển khai cáp bọc LSZH-trong các ứng dụng ngoài trời hoặc chôn ngầm - được đề cập chi tiết trong Phần 5.

---

2. Chế độ-đơn và đa chế độ: Một quyết định bạn không thể đảo ngược

Sau khi cáp quang được lắp đặt, loại sợi này sẽ là vĩnh viễn. Thay thế nó có nghĩa là-kéo lại cáp qua mọi ống dẫn và ống dẫn trong tuyến. Đây là lý do tại sao quyết định-chế độ đơn và đa chế độ đảm bảo nhiều hơn so sánh chi phí-mỗi-mét.

 

Tài sản	Chế độ đơn{0}}(SMF)	Đa chế độ OM3/OM4	Đa chế độ OM5
Đường kính lõi	8.3–9 µm	50 µm	50 µm
Phạm vi tiếp cận tối đa @ 10G	>10 km	300m (OM3) / 550m (OM4)	550 m
Đạt tối đa @ 100G	>40 km (DWDM)	100 m (OM4)	150 m
Đạt tối đa @ 400G	>10 km (kết hợp)	50 m (OM4)	150 m (SWDM4)
Nguồn sáng	Laze (DFB, VCSEL-SM)	VCSEL 850nm	VCSEL 850–950nm
Màu áo khoác (tiêu chuẩn)	Màu vàng	Thủy	Màu xanh chanh
Tài liệu tham khảo ITU-T	G.652, G.657	IEC 60793-2-10	IEC 60793-2-10 (OM5)
Thích hợp cho ngoài trời/chôn	ĐÚNG	ĐÚNG	ĐÚNG
Thích hợp để truy cập FTTH	CÓ - tiêu chuẩn	KHÔNG được đề xuất	KHÔNG được đề xuất

---

3. Giải mã tiêu chuẩn ITU-T: G.652D, G.657A1, G.657A2, G.657B3

"Sợi quang chế độ đơn" không phải là một thông số kỹ thuật duy nhất. Trong vòngITU-T G.652VàG.657loạt, bốn loại phụ có liên quan đến việc triển khai mạng truy cập hiện tại, mỗi loại có hiệu suất uốn cong và phạm vi ứng dụng khác nhau.

 

Tiêu chuẩn	MFD @ 1310nm	Bán kính uốn cong (1 lượt)	Bán kính uốn cong (100 vòng)	Chú ý. @1310nm	Tương thích ngược.	Trường hợp sử dụng chính
G.652.D	9.2 ± 0.4 µm	30mm	30mm	Nhỏ hơn hoặc bằng 0,35 dB/km	Không áp dụng (cơ sở)	Đường trục, tàu điện ngầm, trung chuyển FTTB
G.657.A1	9.2 ± 0.4 µm	10mm	15mm	Nhỏ hơn hoặc bằng 0,35 dB/km	Có - G.652D	Truy cập FTTH, xây dựng Riser
G.657.A2	9.2 ± 0.4 µm	7,5 mm	10mm	Nhỏ hơn hoặc bằng 0,35 dB/km	Có - G.652D	FTTH thả trong nhà, ổ cắm trên tường
G.657.B3	9.0 ± 0.4 µm	5mm	7,5 mm	Nhỏ hơn hoặc bằng 0,50 dB/km	Không có - MFD nào không khớp	Khả năng uốn cong cực cao, thiết bị đeo được, 5G cell nhỏ

 

Khuyến nghị thực tế cho việc triển khai FTTH: chỉ định G.652.D cho cáp trung chuyển và cáp phân phối; G.657.A1 hoặc A2 choCáp thả FTTHVàổ cắm trên tường. G.657.B3 chỉ nên được chỉ định khi A2 thực sự không thể đáp ứng yêu cầu uốn cong-chặt và sự gián đoạn mối nối tại bất kỳ mối nối nào với nhà máy G.652.D phải được ghi lại và tính vào ngân sách liên kết.

---

4. Model thi công cáp: GJXFH, GYTS, GYTA53, ADSS

Loại phụ sợi ITU{0}}T và mô hình kết cấu cáp là các thông số kỹ thuật độc lập. Sợi G.657.A2 có thể được tích hợp vào cáp thả FTTH, cáp phân phối trong nhà hoặc cáp bọc thép ngoài trời. Chỉ xác định loại sợi mà không có loại kết cấu là thông số kỹ thuật không đầy đủ.

 

Mã mẫu	Sự thi công	Áo khoác	Phương pháp cài đặt	Số lượng chất xơ	Chống-Loài gặm nhấm	Căn chỉnh ITU-T
GJXFH / GJXH	Thả phẳng, chất điện môi FRP	LSZH (trong nhà) / PE (ngoài trời)	Ghim dán tường, trên không	1–4	-	IEC 60794-2-11
GJYFXJH	Ống trung tâm, sợi aramid	LSZH	Riser trong nhà, ống dẫn	4–12	-	IEC 60794-2-10
GYXTW	Ống lỏng trung tâm, dây thép	Thể dục	Trên không, ống dẫn (1–24F)	1–24	Tiêu chuẩn	IEC 60794-3-10
GYTS	Ống lỏng bị mắc kẹt, áo giáp băng thép	Thể dục	Ống dẫn, trên không	2–288	Tiêu chuẩn	IEC 60794-3-10
GYTA53	Ống lỏng, áo giáp thép đôi	Áo khoác đôi{0}}PE	Chôn trực tiếp, ống dẫn	2–144	Cao	IEC 60794-3-10
GYTC8S	Hình-8, sứ giả thép tích hợp	Thể dục	Tự hỗ trợ trên không	4–144	Tiêu chuẩn	IEC 60794-3-10
QUẢNG CÁO	Tất cả-độ bền điện môi, aramid	PE (UV{0}}ổn định)	Hành lang đường dây điện, trên không	4–288	chỉ Aramid-	IEC 60794-4-10

 

Cáp ADSS loại bỏ tất cả các thành phần kim loại và làchỉ mộtlựa chọn có thể chấp nhận được để đồng-triển khai trên các hành lang đường dây điện cao thế{1}}có điện áp cao. Điện áp cảm ứng trong dây dẫn kim loại trên đường dây 110 kV có thể đạt đến mức nguy hiểm trong điều kiện sự cố; ADSS tránh hoàn toàn mối nguy hiểm này nhờ thiết kế toàn-kết cấu bằng aramid. Xem Quang Quang'sdãy cáp ngoài trờiđối với các bảng nhịp định mức.

---

5. ⚠ Dữ liệu, cơ chế và hậu quả trực tiếp của LSZH-Vấn đề chôn cất -

Phần này trình bày phần tài liệu dày đặc nhất của hướng dẫn này vì nó mô tả nguồn lỗi cơ sở hạ tầng cáp quang có thể phòng ngừa và tái diễn nhất trong quá trình triển khai FTTH và FTTx trên toàn cầu. Lập luận không phải là LSZH là vật liệu kém - mà nó là vật liệu tuyệt vời cho ứng dụng dự định của nó. Lập luận đưa ra là ứng dụng dự kiến ​​của nó hoàn toàn khác với việc chôn trực tiếp hoặc lắp đặt ngoài trời-.

5.1 LSZH được thiết kế để làm gì

Các hợp chất bọc cáp ít khói không halogen (LSZH) được chế tạo để giải quyết một rủi ro cụ thể: sự an toàn của con người trong không gian kín khi xảy ra hỏa hoạn. Khi cáp PVC tiêu chuẩn cháy, nó giải phóng khí hydro clorua (HCl) - độc hại, ăn mòn và gây chết người ở nồng độ trên 50 ppm. LSZH loại bỏ halogen khỏi hợp chất, tạo ra hơi nước và CO₂ thay vì HCl trong quá trình đốt cháy và giảm đáng kể độ mờ của khói. Các tiêu chuẩn chứng nhận liên quan là IEC 60332-1 (lửa lan), IEC 60754-2 (hàm lượng halogen Nhỏ hơn hoặc bằng 0,5% HCl) và IEC 61034-2 (mật độ khói - độ truyền ánh sáng tối thiểu 60%).Bán dụng cụ sợi quang ↗

Đây đều là những tiêu chuẩn về hành vi chữa cháy. Không một ai đánh giá khả năng chống thấm nước, khả năng chống tia cực tím hoặc độ ổn định môi trường-lâu dài - - những đặc tính quyết định liệu cáp có chịu được khi tiếp xúc ngoài trời hay không.MSL ↗

5.2 Đặc tính vật liệu tạo ra vấn đề

 

Vấn đề cốt lõi là nhiệt động lực học: Các hợp chất LSZH chứa chất chống cháy hydroxit kim loại (thường là nhôm trihydrat hoặc magie hydroxit) có tính hút ẩm nội tại - chúng thu hút và giữ lại các phân tử nước. Điều này là không thể tránh khỏi do chức năng hóa học của chúng. Ngược lại, PE là một polyme hydrocarbon không phân cực-về cơ bản không có ái lực với các phân tử nước. Tốc độ truyền hơi ẩm của nó trong điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn là dưới 0,01% trọng lượng, so với các hợp chất LSZH có thể hấp thụ độ ẩm 0,1–0,3% trọng lượng trong điều kiện ngâm.Cổng nghiên cứu ↗

5.3 Trình tự xuống cấp trong cáp LSZH chôn dưới đất

Sự thất bại không xảy ra một cách đột ngột. Hiểu được tiến trình rất quan trọng đối với cả quyết định mua sắm và chẩn đoán sau{1}}thất bại:

 

Khung thời gian (khí hậu nhiệt đới/cận nhiệt đới)	Chuyện gì xảy ra	Triệu chứng có thể quan sát được
0–3 tháng	Hơi ẩm bắt đầu thấm vào áo khoác ở mức độ vi mô	Không có cáp - nào có vẻ hoạt động bình thường
3–12 tháng	Áo khoác hơi phồng lên; chất độn hydroxit hydrat; băng khối-khô không chứa gel-bắt đầu bão hòa	Có thể tăng suy giảm cận biên (<0.05 dB/km) - often attributed to splicing
12–24 tháng	Độ ẩm đạt đến bên trong ống đệm; hệ thống phủ sợi chịu ứng suất từ ​​hiện tượng trương nở khác nhau	Độ lệch suy giảm 0,1–0,3 dB/km; các vấn đề không liên tục trong quá trình thay đổi nhiệt độ
24–36 tháng	Vết nứt vi mô trên áo khoác bắt đầu (đặc biệt nếu tiếp xúc với tia cực tím khi vào rãnh); sự xâm nhập của nước tăng tốc	Sự suy giảm liên tục tăng lên; OTDR cho thấy mức tăng tổn thất phân tán dọc theo đoạn bị chôn vùi
36+ tháng	Suy thoái lớp phủ sợi; khả năng tấn công hydroxyl trên bề mặt sợi; sự phá vỡ tiềm năng dưới áp lực chu kỳ nhiệt	Dịch vụ-ảnh hưởng đến việc mất tín hiệu; đóng mối nối yêu cầu mở lại để thay thế toàn bộ phân đoạn

 

Khía cạnh nguy hiểm của chế độ lỗi này là cáp có vẻ hoạt động đủ lâu nên quyết định thông số kỹ thuật ban đầu hiếm khi được-kiểm tra lại. Vào thời điểm các kỹ thuật viên đang đào rãnh để thay cáp, hồ sơ mua sắm từ hai năm trước thường không được xem lại. Lỗi được cho là do "hư hỏng lắp đặt" hoặc "điều kiện môi trường" khi nguyên nhân cốt lõi là do lỗi đặc tính vật liệu.MSL ↗

5.4 Khoảng cách kiểm tra IEC - Cáp LSZH có những chứng chỉ nào và những gì không có

 

Kiểm tra IEC	đánh giá	Cáp trong nhà LSZH	Cáp ngoài trời PE
IEC 60332-1	Chống cháy lan	VƯỢT QUA	Chưa được kiểm tra/thất bại
IEC 60754-2	Phát thải khí halogen	ĐẠT - Nhỏ hơn hoặc bằng 0,5% HCl	Không áp dụng
IEC 61034-2	Mật độ khói	PASS - >Độ truyền qua 60%	Chưa được kiểm tra
IEC 60794-1-2 F5B	Độ thấm nước (đầu 1m, 24h)	KHÔNG ĐƯỢC CHỨNG NHẬN	VƯỢT QUA
IEC 60794-1-2 E11	Khả năng chống bức xạ UV (720 h)	KHÔNG ĐƯỢC CHỨNG NHẬN	ĐẠT (màu đen cacbon)
IEC 60794-1-2 G1	Chu kỳ nhiệt độ (−40 độ đến +70 độ )	MỘT PHẦN - chỉ đến −20 độ	VƯỢT - tới −40 độ
IEC 60794-1-2 E7	Chống va đập (chôn trực tiếp)	KHÔNG ĐÁNH GIÁ	PASS (thiết kế bọc thép)

 

Thử nghiệm xuyên nước IEC 60794-1-2 F5B - chứng nhận chính xác về sự phù hợp của cáp ngoài trời - yêu cầu cáp ngăn chặn sự di chuyển của nước trên chiều dài 3 m dưới áp suất đầu 1 mét trong 24 giờ.Torontech/IEC ↗Cáp trong nhà LSZH tiêu chuẩn không bao giờ được đưa vào thử nghiệm này vì nó không nằm trong phạm vi thiết kế của nó. Khi bảng dữ liệu của cáp không hiển thị chứng nhận F5B thì không nên sử dụng bảng này ở bất kỳ nơi nào có thể tiếp xúc với nước - kể cả ống dẫn ngoài trời.

5.5 Chiếc áo khoác phù hợp cho từng môi trường

 

Môi trường cài đặt	Áo khoác đúng cách	Ghi chú
Riser / toàn thể trong nhà	LSZH ĐÚNG	Tuân thủ mã lửa. IEC 60332-1 bắt buộc ở nhiều thị trường.
Ống dẫn / khay cáp trong nhà	LSZH hoặc PVC	Yêu cầu đánh giá lửa; độ ẩm không phải là một mối quan tâm trong môi trường khô ráo.
Ăng-ten ngoài trời (không-HV)	PE ĐÚNG	Bắt buộc phải có PE ổn định tia UV-. Ưu tiên công thức cacbon-đen.
Trên không ngoài trời (hành lang HV)	PE, tất cả{0}}điện môi (ADSS)	Không có thành viên sức mạnh kim loại. Tất cả-cấu trúc aramid.
Ống dẫn ngoài trời (ngầm)	PE ĐÚNG	Bắt buộc phải có chứng nhận IEC 60794-1-2 F5B. LSZH không được chấp nhận.
Chôn cất trực tiếp	Áo giáp PE + thép BẮT BUỘC	GYTA53 hoặc tương đương. F5B + thử nghiệm tác động IEC E7.
Chôn trực tiếp, khu vực gặm nhấm	PE bọc thép-kép (GYTA53)	Báo cáo hiện trường của UTC: 18% số vụ hỏng cáp ngầm do loài gặm nhấm gây ra. UTC 2024 ↗
LSZH ngoài trời / chôn cất trực tiếp	KHÔNG BAO GIỜ CHẤP NHẬN ĐƯỢC	Không có chứng nhận ngoài trời của IEC. Thất bại trong vòng 18–36 tháng ở vùng khí hậu ẩm ướt.

---

6. Khung lựa chọn cáp: Bốn biến theo trình tự

---

7. Dữ liệu lỗi hiện trường: Điều gì thực sự xảy ra dưới lòng đất

Hai nghiên cứu thực địa có nguồn độc lập cung cấp bối cảnh định lượng cho các chế độ hư hỏng cáp ngầm - hữu ích cho cả nhà thiết kế mạng và nhóm mua sắm đưa ra quyết định về thông số cáp.

Báo cáo cáp quang ngầm của UTC (2024)

UTC (Hội đồng Công nghệ Tiện ích) đã khảo sát các công ty tiện ích vận hành mạng cáp quang ngầm trên khắp Hoa Kỳ và ghi lại sự phân bổ các nguyên nhân hỏng hóc. Trong số các vấn đề liên quan đến suy giảm-(tín hiệu suy giảm mà không bị đứt hoàn toàn sợi quang):Báo cáo đầy đủ của UTC 2024 ↗

• Mối nối xấu:29% vấn đề suy giảm - nguyên nhân hàng đầu duy nhất, liên quan đến chất lượng cài đặt hơn là chất lượng cáp
• Thiệt hại do loài gặm nhấm:18% - nguyên nhân hàng đầu liên quan đến vật liệu-, tranh luận về cáp bọc thép trong bất kỳ môi trường đất nào có hoạt động của động vật
• Vấn đề mất mát uốn cong:12% - cho biết lỗi thông số kỹ thuật trong đó cáp được định tuyến chặt hơn bán kính uốn cong tối thiểu
• Ô nhiễm Jumper:Độ sạch cuối cùng của đầu nối - 12% -

Con số thiệt hại do loài gặm nhấm đặc biệt liên quan đến thông số kỹ thuật của cáp: cáp GYTS tiêu chuẩn với một dải băng thép mang lại sự bảo vệ có ý nghĩa nhưng không hoàn toàn ở những khu vực có áp lực của loài gặm nhấm được ghi nhận. Thiết kế bọc thép kép GYTA53-chỉ dành cho những môi trường này. Ở Đông Nam Á, Châu Mỹ Latinh và các vùng -Châu Phi Sahara - với sự mở rộng FTTH mạnh mẽ - áp lực của loài gặm nhấm và mối mọt đối với cáp chôn dưới đất là một vấn đề đặc hữu đã được ghi nhận mà-cáp bọc thép đơn lẻ thường không thể giải quyết được.

Nghiên cứu Open Fiber / Tor Vergata về ngân sách suy giảm PON (2023)

Một nghiên cứu được công bố trênBáo cáo khoa họcđã phân tích mạng PON FTTH của Open Fiber (nhà điều hành cáp quang bán buôn quốc gia của Ý), bao phủ phân khúc cơ sở hạ tầng dài 11 km. Nghiên cứu đã ghi lại rằng mức suy giảm tối đa có thể chấp nhận được trước khi dịch vụ xuống cấp trên kiến ​​trúc XGS-PON là 37 dB từ đầu đến cuối-đến-và độ suy giảm cáp phân tán (trái ngược với hiện tượng mất đầu nối) chiếm một phần có thể đo lường và dự đoán được trong tổng ngân sách liên kết.Báo cáo khoa học / PMC 2023 ↗

Ý nghĩa thực tế: trong mức tối đa 37 dB, một đoạn cáp chôn có suy hao phân bố bất thường 0,3 dB/km trên mức danh nghĩa - hoàn toàn nằm trong phạm vi suy giảm lớp vỏ liên quan đến độ ẩm-được mô tả trong Phần 5 - tiêu thụ 3 dB lượng đường liên kết trong suốt quãng đường 10 km. Biên độ 3 dB đó là sự khác biệt giữa mức phân chia GPON hoạt động là 1:32 và mức phân chia GPON không thể hỗ trợ 1:32 nếu không có khuếch đại. Tiền ký quỹ được tiêu thụ một cách âm thầm, chỉ biểu hiện khi người đăng ký trên liên kết cận biên báo cáo tình trạng ngừng hoạt động không liên tục hoặc giảm tốc độ.

---

8. Cân nhắc về nguồn cung: Chứng chỉ, Thương hiệu sợi, Tài liệu

Truyền thông quang học vinh quang Ninh Basản xuất đầy đủ các loại công trình được mô tả trong hướng dẫn này từ một cơ sở duy nhất ở Ninh Ba, hoạt động theo mộtISO 9001:2015-hệ thống quản lý chất lượng được chứng nhận. Các tài liệu sau đây có sẵn cho mỗi lô sản xuất cáp ngoài trời:

• Chứng chỉ kiểm tra độ thấm nước IEC 60794-1-2 F5B (phòng thí nghiệm được công nhận)
• Báo cáo lão hóa bức xạ UV IEC 60794-1-2 E11
• Truy xuất nguồn gốc lô và thương hiệu sợi - Corning, YOFC hoặc FiberHome theo quy định
• Dấu vết OTDR trên mỗi trống theo đơn hàng đường trục (có sẵn theo yêu cầu đối với đơn hàng tiêu chuẩn)
• Tuyên bố tuân thủ CE và tuyên bố vật liệu RoHS đối với hoạt động mua sắm của EU

cácChương trình OEM/ODMbao gồm các cuộn nhãn-riêng, màu vỏ tùy chỉnh, số lượng sợi không-chuẩn và độ dài trống phù hợp. Đơn hàng tối thiểu cho cáp thả FTTH bắt đầu ở mức 2 km/cuộn; cáp trục ngoài trời từ 1 km/cuộn. Thời gian sản xuất tiêu chuẩn là 7–15 ngày làm việc đối với các mặt hàng trong danh mục.

Cáp dành chocáp trung tâm dữ liệuphân đoạn - bao gồm cụm trung kế MTP/MPO,dây vá sợi, VàBộ chia PLCtích hợp - được sản xuất trong cùng một cơ sở và có thể được-đặt hàng cùng với cáp để đơn giản hóa việc mua sắm.

9. Câu hỏi thường gặp