Caixa de distribuição de cabos ópticos externos para integração de quatro redes e aplicações de divisão de fibra óptica

I. Parâmetros de Especificação de Capacidade: Adaptação aos Requisitos de Densidade de Fibra de Diferentes Cenários

Os parâmetros de capacidade da caixa de distribuição de fibra óptica determinam diretamente o número de fibras ópticas que ela pode transportar e a escala de conexão. Eles precisam ser combinados com precisão de acordo com os requisitos de número de núcleos de fibra do cenário de aplicação, incluindo principalmente os seguintes indicadores de núcleo:

1. Capacidade do núcleo da fibra

Especificações básicas: As capacidades comuns incluem 8 núcleos, 12 núcleos, 16 núcleos, 24 núcleos, 36 núcleos, 48 núcleos, 72 núcleos, 96 núcleos, 144 núcleos, 288 núcleos, etc. Algumas caixas de grande porte podem suportar 576 núcleos ou mais.

8-24 núcleos: Adequado para famílias, pequenos escritórios ou unidades de corredor para atender às necessidades de acesso de fibra de um pequeno número de usuários;

48-144 núcleos: usados principalmente em salas de computadores comunitárias e salas de computadores de empresas de médio porte para dar suporte à agregação de vários usuários ou conexões entre dispositivos;

288 núcleos e acima: usados principalmente em hubs de comunicação e áreas centrais de data centers para se adaptar ao gerenciamento centralizado de links de fibra óptica de alta densidade.

Lógica de Projeto: A capacidade do núcleo é determinada pelo número de bandejas de emenda por fusão e módulos de distribuição na caixa. Por exemplo, uma caixa de 12 núcleos geralmente é equipada com uma bandeja de emenda por fusão de 12 núcleos, e uma caixa de 48 núcleos é equipada com quatro bandejas de emenda por fusão de 12 núcleos (ou duas bandejas de emenda por fusão de 24 núcleos) para garantir que cada núcleo de fibra tenha um espaço independente para emenda e armazenamento por fusão.

2. Número de portas do adaptador

Relação de Correspondência: O número de portas do adaptador corresponde ao número de núcleos de fibra óptica um-para-um (ou com redundância 1:1,2 reservada). Por exemplo, uma caixa de 24 núcleos precisa ser equipada com 24 ou 28 portas do adaptador para suportar a conexão ativa de jumpers de fibra óptica.

Tipos de Porta: Suporta tipos de interface convencionais, como SC, LC, ST, FC e MT-RJ. Entre elas, SC (quadrada) e LC (miniaturizada) são as mais comumente utilizadas. As interfaces SC são fáceis de conectar e desconectar, adequadas para ambientes externos; as interfaces LC têm apenas metade do tamanho das SC, adaptando-se a cabeamento de alta densidade (como uma caixa de 1U de altura em data centers que pode integrar 48 portas LC).

3. Capacidade da bandeja de emenda por fusão

A bandeja de emenda por fusão é um componente essencial para a emenda por fusão de fibras ópticas. A capacidade de uma única bandeja é geralmente de 12 ou 24 núcleos, e algumas caixas pequenas utilizam bandejas de emenda por fusão de 6 núcleos. Por exemplo, uma caixa com 96 núcleos precisa ser equipada com 8 bandejas de emenda por fusão de 12 núcleos (ou 4 bandejas de emenda por fusão de 24 núcleos), e as bandejas de emenda por fusão precisam suportar a inversão ou a desmontagem para facilitar as operações de emenda por fusão no local.

O raio de armazenamento da bandeja de emenda por fusão deve ser ≥ 40 mm para garantir que a perda de curvatura da fibra no ponto de emenda por fusão seja ≤ 0,1 dB, evitando atenuação do sinal causada por curvatura excessiva.

II. Parâmetros de Desempenho Óptico: Indicadores Essenciais para Garantir a Qualidade da Transmissão do Sinal

O desempenho óptico da caixa de distribuição de fibra óptica afeta diretamente a eficiência de transmissão e a estabilidade dos sinais ópticos, que são medidos principalmente pelos seguintes indicadores:

1. Perda de inserção

Definição: O valor de atenuação de potência de um sinal óptico ao passar por conectores, pontos de emenda por fusão e adaptadores dentro da caixa, em dB.

Requisitos padrão:

Perda de conexão do adaptador: ≤ 0,3dB (fibra multimodo), ≤ 0,2dB (fibra monomodo);

Perda de emenda por fusão: ≤ 0,05dB (fibra monomodo, fusão a quente do emendador), ≤ 0,15dB (fibra multimodo);

Perda geral de link: A perda total de inserção da caixa é ≤ 0,5dB (incluindo todos os pontos de conexão).

Impacto: Baixa perda de inserção pode reduzir a atenuação do sinal e estender a distância de transmissão. Por exemplo, se a perda de inserção for reduzida de 0,5 dB para 0,2 dB, a distância de transmissão pode ser aumentada em cerca de 5 km a uma taxa de 10 Gbps (fibra G.652D monomodo).

2. Perda de Retorno

Definição: A razão entre a energia do sinal óptico refletido de volta para a fonte de luz no ponto de conexão e a energia incidente, em dB. Um valor mais alto indica menos reflexão.

Requisitos padrão:

Fibra monomodo: ≥ 50dB (interface SC/LC/UPC), ≥ 60dB (interface de extremidade inclinada APC, adequada para CATV e outros cenários sensíveis à reflexão);

Fibra multimodo: ≥ 20dB (interface ST), ≥ 25dB (interface SC).

Impacto: Alta perda de retorno pode evitar que a luz refletida interfira no sinal original, especialmente em transmissões de alta velocidade (como 25 Gbps/100 Gbps), onde os sinais refletidos podem levar a um aumento na taxa de erro de bits. Portanto, cenários de data center geralmente exigem uma perda de retorno ≥ 55 dB.

3. Raio de curvatura da fibra

Raio de Curvatura Estático: O raio de curvatura mínimo quando as fibras ópticas são roteadas dentro da caixa. Para fibras monomodo, é ≥ 30 mm; para fibras multimodo, é ≥ 25 mm. Se forem utilizadas fibras insensíveis à curvatura (como G.657A1), o raio pode ser reduzido para 15 mm (curto prazo)/30 mm (longo prazo).

Raio de curvatura dinâmico: O valor permitido para curvatura temporária de fibras ópticas durante a instalação ou manutenção, geralmente 1/2 do raio estático (como o raio de curvatura dinâmico de fibras monomodo é ≥ 15 mm).

Importância: Curvatura excessiva causará "perdadecurvatura". Por exemplo, quando o raio de curvatura de uma fibra monomodo é de 10 mm, a perda por metro pode chegar a 0,5 dB, excedendo em muito os requisitos padrão. Portanto, um canal de roteamento de fibra dedicado deve ser projetado dentro da caixa para padronizar rigorosamente o caminho da fibra.

4. Durabilidade do Plugue

A vida útil dos adaptadores e conectores deve ser ≥ 1000 vezes e, após 1000 ciclos de conexão, a alteração na perda de inserção é ≤ 0,2dB e a alteração na perda de retorno é ≤ 5dB.

Este indicador garante a estabilidade do equipamento durante operação e manutenção de longo prazo, especialmente em cenários como data centers, onde os links de fibra precisam ser ajustados com frequência.

III. Parâmetros da Estrutura Mecânica: Adaptação ao Ambiente de Instalação e às Necessidades de Manutenção

A estrutura mecânica da caixa de distribuição de fibra óptica deve levar em consideração a flexibilidade de instalação, a conveniência operacional e a estabilidade estrutural. Os principais parâmetros incluem:

1. Dimensões gerais e métodos de instalação

Especificações de dimensão:

Montagem na parede: Pequeno (como 300 mm × 200 mm × 100 mm, 8-12 núcleos), médio (450 mm × 350 mm × 150 mm, 24-48 núcleos), grande (600 mm × 500 mm × 200 mm, 72-144 núcleos);

Montado em rack (padrão de 19 polegadas): Altura 1U (44,45 mm, interface LC de 48 a 96 núcleos), 2U (88,9 mm, 144 a 288 núcleos), profundidade geralmente 300 mm ou 450 mm, adaptando-se à instalação padrão do gabinete;

Montagem em poste (externo): Diâmetro Φ114mm-Φ160mm (adaptação a postes elétricos ou de comunicação), altura 500mm-800mm (72-144 núcleos).

Métodos de instalação: Suporta montagem em parede (fixada com parafusos de expansão), montagem em poste (fixada com aros de aço inoxidável), montagem suspensa (suspensa por ganchos de cabo óptico), montagem embutida (furos reservados nas paredes), etc. Algumas caixas podem ser compatíveis com vários métodos de instalação (como "montagem em parede + montagem em poste" design de dupla finalidade).

2. Material da caixa e nível de proteção

Classificação do material:

Tipo interno: plástico de engenharia ABS (leve, resistente à corrosão, baixo custo), chapa de aço laminada a frio (revestimento de superfície por pulverização, alta resistência, adequado para salas de informática);

Tipo externo: aço inoxidável (material 304, resistente à névoa salina, resistente à ferrugem, adequado para áreas costeiras ou industriais), material composto SMC (plástico reforçado com fibra de vidro, resistente a UV, resistente a altas e baixas temperaturas, vida útil ≥ 20 anos).

Nível de proteção (código IP):

Tipo interno: IP30 (proteção contra objetos estranhos sólidos com diâmetro ≥ 2,5 mm, proteção contra respingos de água), IP40 (proteção contra objetos estranhos sólidos com diâmetro ≥ 1 mm);

Tipo externo: IP65 (completamente à prova de poeira, proteção contra jatos de água de baixa pressão), IP66 (proteção contra jatos de água de alta pressão), IP68 (à prova d'água em até 1 m de profundidade por 30 minutos, adequado para poços subterrâneos).

Suplemento: As caixas externas também precisam ter recursos de "three-proof" - resistência à corrosão (teste de névoa salina ≥ 1000 horas), resistência ao mofo (padrão GB/T 2423.16, grau 0 sem crescimento de mofo) e resistência a roedores e formigas (proteção de malha metálica ou tratamento com agente à prova de formigas).

3. Projeto de Estrutura Interna

Layout de Zoneamento: É necessário dividir claramente a área de emenda por fusão, a área de distribuição e a área de armazenamento de fibras para evitar interferência cruzada. Por exemplo:

Área de emenda por fusão: Coloque a bandeja de emenda por fusão, apoiando a remoção da bandeja (alguns modelos podem levar a bandeja de emenda por fusão para a bancada de trabalho para emenda por fusão para melhorar a eficiência);

Área de distribuição: Instale o painel adaptador, que pode ser virado ou puxado para facilitar a conexão e desconexão dos jumpers;

Área de armazenamento de fibras: Reserve espaço para armazenar o excesso de fibras. O excesso de fibras deve ser enrolado com um raio ≥ 30 mm e fixado com braçadeiras (enrolamento direto ou extrusão são proibidos).

Método de abertura e trava da porta: os modelos para ambientes externos usam travas antirroubo (como travas de chave triangulares), e os modelos para ambientes internos podem usar fivelas de pressão; o ângulo de abertura da porta é ≥ 120°, e alguns modelos suportam abertura total de 180° para garantir que a equipe de manutenção possa operar os componentes internos sem obstáculos.

Capacidade de carga: as caixas montadas em rack devem ser capazes de suportar uma carga estática de ≥ 50 kg (como empilhar outros equipamentos), e as caixas montadas na parede devem ser capazes de suportar uma força de tração de ≥ 30 kg (para evitar quedas).

IV. Parâmetros de Adaptabilidade Ambiental: Garantindo Operação Estável em Condições Extremas

As caixas de distribuição de fibra óptica precisam se adaptar aos ambientes climáticos de diferentes regiões, e seus parâmetros ambientais determinam diretamente a vida útil e a confiabilidade do equipamento:

1. Temperatura e umidade de operação

Faixa de temperatura operacional:

Tipo interno: 0℃~+40℃ (salas de informática comuns), -5℃~+55℃ (ambientes industriais);

Tipo externo: -40℃~+70℃ (de regiões frias a tropicais), e alguns modelos de platô podem suportar -50℃~+70℃.

Faixa de temperatura de armazenamento: -40℃~+85℃ (ao exceder a temperatura operacional, o equipamento deve ser armazenado sem energia).

Umidade relativa: 5% a 95% (sem condensação). Em ambientes com alta umidade (como a estação das chuvas de ameixa no sul da China), uma ranhura para passagem de água de condensação deve ser projetada dentro da caixa para evitar que a umidade entre em contato direto com as fibras ópticas ou componentes metálicos.

2. Resistência à Interferência Ambiental

Vibração e Impacto:

Vibração: Pode suportar vibração sinusoidal de 10Hz~55Hz com uma amplitude de 0,35mm, e a mudança na perda de inserção após o teste é ≤ 0,1dB;

Impacto: Pode suportar um impacto de aceleração de 15g (duração de 11ms), sem danos estruturais após testes e desempenho óptico qualificado.

Cenário de aplicação: caixas externas ao longo de rotas de tráfego (como ferrovias e rodovias) precisam reforçar o design antivibração.

Adaptação da pressão do ar: pode funcionar normalmente na faixa de altitude de 0 a 5.000 m (a pressão do ar em áreas de planalto é baixa e é necessário garantir que o desempenho de vedação da caixa não seja afetado).

Resistência à luz solar e UV: as caixas externas devem passar no teste de envelhecimento da lâmpada UVB-313 (após 1000 horas de irradiação, o material não apresenta rachaduras ou descoloração, e a taxa de retenção de resistência é ≥ 80%) para evitar que a luz solar prolongada faça com que a casca se torne quebradiça.

V. Parâmetros de proteção de segurança: garantindo a segurança do equipamento e do pessoal

As caixas de distribuição de fibra óptica devem atender aos requisitos de segurança elétrica e estrutural, e os principais parâmetros incluem:

1. Isolamento elétrico e aterramento

Resistência de isolamento: A resistência de isolamento entre as partes metálicas da caixa e o dispositivo de aterramento é ≥ 1000MΩ (testado com tensão de 500 V CC) para evitar riscos de vazamento elétrico.

Desempenho de tensão suportável: aplique uma tensão de 3000 VCC entre o dispositivo de aterramento e as partes metálicas da caixa por 1 minuto, sem quebra ou arco, para garantir que ela possa suportar alta tensão induzida em condições climáticas de tempestade.

Requisitos de aterramento: A caixa deve reservar um terminal de aterramento com uma área de seção transversal de ≥ 6 mm² e a resistência de aterramento é ≤ 10Ω (conectado à grade de aterramento do edifício por meio de um fio de aterramento para liberar eletricidade estática ou corrente de raio).

2. Resistência ao fogo e retardamento de chamas

O material das caixas internas deve atender ao padrão retardante de chamas UL94 V-0 (no teste de queima vertical, a chama é extinta em 10 segundos e nenhum gotejamento inflama o algodão abaixo);

Embora não haja um requisito obrigatório de retardante de chamas para modelos externos, eles devem ter capacidade de autoextinção quando longe do fogo (para evitar a propagação do fogo).

A fibra óptica em si é feita de quartzo (não combustível), mas as peças plásticas dentro da caixa (como adaptadores e ranhuras de roteamento de fibra) devem atender aos requisitos de retardamento de chamas, especialmente em cenários com altos níveis de proteção contra incêndio, como data centers.

3. Resistência à corrosão e ao envelhecimento

As peças metálicas (como fechaduras e parafusos de aço inoxidável) devem passar no teste de névoa salina neutra (solução de NaCl a 5%, ambiente de 35°C, sem ferrugem óbvia após 48 horas de teste);

As peças plásticas devem passar no teste de envelhecimento acelerado artificial (temperatura +70℃, umidade 95%, após 1000 horas de teste, a taxa de retenção da resistência à tração é ≥ 80%).

VI. Parâmetros de Expansibilidade Funcional: Atendendo às Necessidades de Atualização da Rede

As caixas de distribuição de fibra óptica modernas precisam ter recursos de expansão flexíveis para se adaptarem à iteração das arquiteturas de rede (como de GPON para XG-PON e 10G-PON). Os principais parâmetros incluem:

1. Compatibilidade do módulo

Integração com divisor óptico: Suporta divisores ópticos PLC integrados (1:2, 1:4, 1:8, 1:16, 1:32). A perda de inserção do divisor deve ser ≤ 7 dB (1:8), ≤ 10,5 dB (1:16) e slots de instalação de divisor de reserva (como 1U de altura, permitindo a instalação de 2 divisores 1:16);

Multiplexador por divisão de comprimento de onda (WDM): alguns modelos podem integrar multiplexadores por divisão de comprimento de onda grosseira (CWDM) para oferecer suporte à separação de comprimento de onda, como 1310 nm/1550 nm, adaptando-se à transmissão co-fibra de dados e sinais CATV em redes FTTH;

Atenuador óptico: reserve uma posição de instalação do atenuador (como valores fixos de atenuação de 5dB, 10dB) para ajustar a intensidade do sinal óptico (para evitar sobrecarga na extremidade receptora).

2. Funções de Identificação e Gestão

Cada fibra óptica deve ser equipada com um identificador independente (como um slot de etiqueta, gravação a laser) para marcar o número do núcleo, a posição da emenda de fusão e as informações correspondentes do usuário/equipamento;

Alguns modelos inteligentes suportam etiquetas eletrônicas (RFID), e as informações do link de fibra óptica podem ser lidas por terminais portáteis para realizar o gerenciamento digital (adequado para grandes data centers ou cenários de link complexos).

3. Suporte multifibra

Compatível com fibras monomodo (G.652D, G.657A1/A2), fibras multimodo (OM3, OM4) e fibras insensíveis à flexão (G.657B3). A interface do adaptador deve corresponder ao tipo de fibra (por exemplo, interfaces LC multimodo usam revestimentos bege e as monomodo usam revestimentos azul/verde).

VII. Parâmetros de Adaptação do Cenário de Aplicação: Projeto Direcionado para Atender às Necessidades de Subdivisão

Cenários diferentes exigem parâmetros diferentes para caixas de distribuição de fibra óptica. A seguir, são apresentados casos de adaptação de parâmetros para cenários típicos:

Requisitos de parâmetros principais do cenário de aplicação Especificações do modelo recomendadas

Distribuição de Corredor FTTH 24-48 núcleos, proteção IP54, instalação na parede, divisor 1:16 integrado 450 mm × 350 mm × 150 mm (material SMC)

Gabinete para Data Center 96-288 núcleos, montado em rack 1U/2U, interface LC, perda de retorno ≥ 55dB 482,6 mm × 88,9 mm × 300 mm (placa de aço laminada a frio)

Estação base externa 72-144 núcleos, proteção IP65, material de aço inoxidável 304, temperatura operacional -40℃~+70℃ 600mm×500mm×200mm (montado em poste)

Planta industrial 48 núcleos, antivibração (10Hz~55Hz), resistência à corrosão, proteção IP66 500mm×400mm×180mm (material SMC)

Resumo

O projeto dos parâmetros da Caixa de Distribuição de Fibra Óptica deve atingir um equilíbrio tridimensional entre desempenho, estrutura e ambiente: o desempenho óptico garante a qualidade da transmissão do sinal, a estrutura mecânica se adapta às necessidades de instalação e manutenção e os parâmetros ambientais garantem a operação confiável do equipamento em condições extremas. À medida que as redes de fibra óptica evoluem para alta densidade e inteligência, as caixas de distribuição de nova geração também precisam ter recursos de expansão modular e gerenciamento digital para atender às necessidades de atualização de 5G, Interconexão de Data Center (DCI), cidades inteligentes e outros cenários. Ao selecionar um modelo, é necessário combinar os parâmetros de acordo com o número de núcleos de fibra do cenário específico, ambiente de instalação, taxa de transmissão e outros fatores para maximizar a eficiência do equipamento.