Outside Fiber Optic Cable Design | Loose Tube, Ribbon Fiber, and Micro Loose Tube Cables | Corning

Considerações sobre o projeto de cabo de fibra óptica externo

Considerações sobre o projeto de cabo de fibra óptica externo

Cabos loose tube, ribbon e micro loose tube são opções para cabeamento de fibra de planta externa

por Derek Whitehurst

Desde o desenvolvimento do cabo de fibra ótica em meados da década de 1970, tem havido um fluxo constante de inovações na fabricação, nos materiais e nos sistemas de rede, tendo o projeto e capacidade dos cabos externos, incluindo cabos loose tube, ribbon e micro loose tube, sofrido enormes avanços.

O cabo que deu início à revolução da fibra ótica na década de 1970 foi a configuração loose tube, que isolou a fibra ótica dos esforços de instalação, enfeixando tudo dentro de luvas ou tubos de proteção bastante rígidos. Este projeto ainda é amplamente utilizado hoje em dia em ambientes externos hostis ao redor do mundo.

A década de 1990 viu o surgimento de projetos de cabos ribbon. Este cabo permitiu contagens de fibra mais altas e ofereceu uma economia de tempo e custo obtida com o uso de emenda por fusão em massa para acelerar a restauração da rede e aumentar a rotatividade do projeto.

No início dos anos 2000, os microcabos loose tube foram desenvolvidos pela primeira vez na Europa como uma abordagem inovadora para instalar uma rede óptica em um ambiente de duto congestionado. Esses cabos loose tube trançados miniaturizados, com contagens de fibras aumentadas por áreas de seção transversal, poderiam ser instalados com menos custo e interrupção do que uma solução de mera substituição.

Normalmente, os segmentos de clientes são padronizados em um tipo de cabo principal para sua rede ou ambiente. No entanto, conforme as redes ficam mais complexas e as demandas de largura de banda aumentam, é cada vez mais comum que várias famílias de cabos sejam usadas na mesma rede. Neste artigo, veremos os cabos loose tube, ribbon e micro loose tube, e como as propriedades de baixa atenuação, escalabilidade e velocidade de implantação ajudam a definir onde cada família de cabo se encaixa em diferentes segmentos da rede.

Para começar, você deve primeiro entender sua aplicação específica e os recursos desejados para fazer escolhas inteligentes com relação às combinações de cabeamento de fibra óptica. E dependendo de sua função específica, certos atributos de desempenho do cabo serão mais atraentes do que outros. Por exemplo, um proprietário de rede pode se concentrar na velocidade de implantação ou na velocidade de restauração, enquanto um projetista de rede pode se concentrar no desempenho do sistema. Um instalador, por outro lado, pode estar preocupado com a segurança, o cabo e a facilidade de uso do hardware.

 

   
  As principais famílias de cabos de fibra ótica usados em ambientes externos da fábrica são loose tube, microcabos e ribbon.  

 

Perda ou latência mais baixas

É uma aposta segura presumir que a principal preocupação do usuário final é o máximo desempenho óptico. Os clientes exigem baixa latência de sinal e baixa atenuação para seus serviços de comunicação óptica, e atender a esses requisitos de desempenho óptico é sempre a principal prioridade.

Uma boa opção para prevenir a perda de sinal é um projeto loose tube. Como a fibra não está sob tensão significativa e geralmente é muito tolerante a forças axiais, cabos de buffer loose tube normalmente apresentam as menores perdas de atenuação óptica.

O desempenho de menor perda também pode ser obtido atualizando-se para uma fibra de baixa perda projetada para aplicações de longa distância. De modo geral, se o seu sistema tiver mais de 100 km de comprimento, vale a pena avaliar as fibras de baixa perda para obter economia geral de custos do sistema.

A latência do sinal, definida como o tempo que um sinal leva para entrar e sair de um sistema, pode ser quantificada em milissegundos no espaço de comunicação óptica. Na maioria dos sistemas típicos, a latência não é um problema e deve atender a algum limite mínimo para um desempenho satisfatório da rede. No entanto, em certas redes, menos latência pode fornecer uma vantagem competitiva se você estiver tentando entregar seus dados mais rápido do que seus concorrentes. Um bom exemplo disso é a negociação de ações de alta frequência. Executar negociações antes do resto do mercado, o que muitas vezes pode significar derrotar seus concorrentes em milissegundos, pode resultar em milhões de dólares de lucro.

O cabo ribbon tem uma vantagem em termos de latência, devido ao seu projeto herdado quando comparado a um projeto loose tube. Em um projeto de cabo loose tube, o comprimento excessivo da fibra permite que a fibra reduza ou mesmo elimine o efeito da tensão no cabo, uma vez que as fibras flutuam nos tubos de buffer. Em um projeto típico de loose tube, o comprimento excessivo da fibra normalmente representa um adicional de 2 a 8 por cento do comprimento total do cabo. Em um cabo ribbon típico, há de zero a uma fração de 1 por cento do comprimento da fibra em excesso.

Vejamos um exemplo disso ao comparar um segmento de 550 km em uma rede que usa um cabo ribbon ou um cabo loose tube. Para um cabo loose tube, 5 por cento de fibra em excesso resultaria em um tempo de propagação de 2,826 milissegundos. Para um cabo ribbon, o tempo de propagação seria de 2,697 milissegundos. Isso forneceria uma vantagem de latência de 0,129 milissegundos. Se você estiver operando uma rede de alta velocidade, esse pequeno período de tempo pode ter uma grande importância.

 

   
  Na extremidade direita está um cabo loose tube padrão em um duto de 1,25 polegadas. As outras imagens são várias configurações de microcabos e microdutos.  

 

Escalabilidade/implantações futuras

O crescimento da banda larga baseada em fibra e das expansões de rede associadas está explodindo em todo o mundo, à medida que os provedores de serviços correm para atender à demanda por serviços com uso intensivo de largura de banda. Conforme as operadoras começam a oferecer suporte a 4G/5G e fibra para a casa em redes de acesso, e à medida que os provedores de serviços em nuvem conectam data centers, as demandas por cabos de alta densidade de fibra — onde o número de fibras chega a milhares — estão se tornando cada vez mais comuns.

Um guia geral sobre as melhores famílias de cabos a serem usados com base nas contagens de fibras necessárias é: se a sua rede está geralmente abaixo de 144 fibras, então o loose tube é provavelmente a melhor opção. Se sua rede exige 288 fibras ou mais, provavelmente vale a pena explorar o ribbon como uma opção, devido à economia de tempo na emenda (cada rede é diferente, por isso é importante olhar para outros parâmetros de decisão além da contagem de fibras). Microcabos loose tube, por outro lado, podem atuar como uma opção intermediária, onde você pode começar com contagens de fibras mais baixas (de 12 a 288 fibras) e, em seguida, um sistema projetado corretamente pode permitir uma ampliação futura, com um custo mínimo de instalação (mais sobre isso abaixo).

Existem várias maneiras de dimensionar sua rede para o futuro, seja atualizando para velocidades de transmissão mais altas ou adicionando mais fibra. Geralmente, o aproveitamento de fibra não utilizada é o método mais econômico e o ponto de provisionamento extra. Dependendo do cronograma de atualização de tecnologia de uma instalação, pode não ser desejável provisionar em excesso as fibras desde o início. Mas deve-se ter a flexibilidade de agrupar e usar as fibras disponíveis conforme necessário e adicionar fibras adicionais no futuro, sem a necessidade se retrabalhar toda a infraestrutura. Normalmente, a Corning recomenda o provisionamento extra de projetos de fibra em faixas de 25 a 100 por cento, com base na incerteza da demanda futura. Não há diferença real nesta abordagem para um cabo loose tube ou ribbon — apenas a adição de mais fibras durante a construção inicial.

Com um sistema de microduto de cabo loose tube, há outra abordagem. Um exemplo seria a instalação de um sistema de microduto de 7 vias em vez de um cabo padrão. No primeiro microduto, você pode instalar um microcabo loose tube de 12-288 fibras. No entanto, você tem potencial futuro para instalar até mais seis cabos de 288 fibras, proporcionando uma capacidade de até 2016 fibras no total. O modelo pré-pago oferecido por microcabos loose tube oferece uma excelente opção econômica para atrasar o custo da rede até que seja necessário e permite que você aproveite novos avanços em fibra no futuro. A figura na página anterior mostra várias configurações de microcabos loose tube e microdutos comparados a um cabo loose tube padrão em duto de 1 ¼ pol. na extremidade direita.

Velocidade de instalação/velocidade de implantação

Outro fator a ser considerado na seleção do cabo é o impacto na velocidade de implantação. Economizar tempo por meio de um melhor acesso a cabos e métodos de emenda pode realmente representar um impacto substancial em uma implantação de rede.

Alguns projetos mais recentes de revestimentos de cabo loose tube, que literalmente se soltam sem o uso de nenhuma ferramenta, podem reduzir o tempo de acesso ao cabo em 70 por cento por cabo. Se você multiplicar essa economia pelo número de cabos em cada ponto de acesso, poderá ganhar horas de produtividade todos os dias.

Além disso, conforme o número de fibras aumenta, o tempo de emenda por ponto de emenda pode se tornar um grande diferencial. Uma característica de um cabo ribbon é que as fibras são organizadas com precisão para emenda em massa ou conectorização, tornando a emenda de cabos ribbon um processo mais rápido em comparação com a emenda de cabos loose tube, pois você pode emendar 12 fibras por vez, em vez de uma de cada vez. Essa vantagem se traduz em menos tempo de instalação, menor custo de mão de obra de instalação e economia significativa de tempo de restauração de emergências.

Como exemplo, vejamos a emenda de um cabo com um grande número de fibras. Uma regra de ouro geral é que uma única emenda leva cerca de quatro minutos e uma emenda por fusão em massa de 12 fibras leva cerca de oito minutos por emenda, respectivamente. A emenda de um cabo de contagem de 1728 fibras (144 emendas em massa) levaria cerca de 19 horas de emenda constante para um cabo ribbon. No entanto, a emenda de um cabo loose tube neste nível levaria aproximadamente 115 horas. Se você adicionar essas contagens de emenda em uma rede, isso equivale a um grande aumento no tempo e nos custos. Embora essas contagens de fibra de cabo pareçam ultrajantes para a maioria das redes, como já observamos, a demanda por contagens de fibra deste tamanho é muito real e crescente.

Velocidade de restauração

Independentemente de quão bem um cabo de planta externa esteja instalado, existe a possibilidade de que algo possa dar errado. Cabos enterrados podem ser cortados por equipamentos de movimentação de terra e cabos aéreos podem ser danificados pela queda de árvores. Caso ocorra um tempo de inatividade não planejado da rede, sua principal prioridade é restaurar o serviço para o cabo e fazê-lo o mais rápido possível, para minimizar o impacto sobre os clientes.

Já observamos os benefícios do cabo ribbon na restauração de emergência. Usando os mesmos critérios acima sobre os tempos de emenda, um cabo loose tube de 144 fibras levaria aproximadamente 10 horas para ser emendado e um cabo ribbon de 144 fibras levaria 1,6 horas. Uma consideração adicional no planejamento de restauração de emergência é que, ao usar um cabo loose tube, as fibras mais críticas podem ser identificadas e emendadas por prioridade de tráfego com mais precisão do que com um cabo ribbon.

Um planejador de rede inteligente garante a disponibilidade de fibras adicionais não apenas para abrir caminho para escalabilidade futura, mas também para ajudar em situações de emergência. Todos os cabos devem ter fibras sobressalentes, especialmente porque a fibra é extremamente barata em comparação com os custos de instalação ou restauração. Ter fibras sobressalentes facilita a simples troca de fibras para restaurar a operação.

Limitações de disponibilidade

Uma última área que vale a pena mencionar é a disponibilidade de cabos e fibras apropriados para diferentes aplicações. Os microcabos loose tube são projetados para uso exclusivo em microdutos, portanto, não há opções de cabos blindados. Projetos de fibra para aplicações de alto desempenho podem não estar disponíveis em todos os projetos de cabo, uma vez que podem não funcionar bem em algumas configurações. À medida que explora suas opções com base nos critérios de rede que são mais importantes para sua aplicação, é aconselhável ter um bom entendimento do que está disponível nos diferentes fabricantes de cabos para que você possa eliminar opções no início de sua pesquisa e depois de ter tomado uma decisão.

As principais famílias de cabos loose tube, ribbon e micro loose tube fornecem opções em toda a sua rede que, quando usadas estrategicamente, podem oferecer baixa atenuação, escalabilidade e aumentar a velocidade de implantação. À medida que a fibra penetra mais profundamente na rede e as demandas de largura de banda continuam a aumentar, examinar todas as opções de cabo o ajudará a criar uma rede resistente e pronta para o futuro.

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