EuroWire March 2015

119 / 126

Artículo técnico
Marzo de 2015 115
Criterios de diseño
para la fiabilidad de los
cables a largo plazo
Por David Mazzarese, Mike Kinard Y Kariofilis (Phil) Konstadinidis, OFS, Norcross, Georgia, Estados Unidos
Resumen
En este artículo se examinan los requisitos
actuales de carga axial permitida en
los cables ópticos. Se demuestra que el
criterio corriente encontrado en muchas
normas para cable óptico, es decir, que
la carga permitida a largo plazo debería
ser inferior al 20 por ciento de la tensión
de prueba (proof test), puede ser un valor
optimista en algunos casos. En cambio,
ahora se recomienda un nuevo criterio,
es decir que la carga a largo plazo sea
normalizada a 0,14GPa (20kpsi).
1 Introducción
Para los cables aéreos, hay una serie de
requisitos de diseño contradictorios
que deben ser optimizados. Uno de
los objetivos es reducir al mínimo la
deformación de las fibras ópticas.
Un segundo objetivo es reducir al mínimo
el diámetro del cable para reducir la carga
debida a viento e hielo. Un tercer objetivo
es reducir al mínimo la flecha de cada
tramo. El hilo de aramida añadido al cable
reduce al mínimo la deformación y la
flecha, pero el material añadido aumenta
el diámetro del cable, que a su vez
aumenta la carga debida a viento e hielo.
Una variable clave para la optimización
de estos parámetros es la deformación
permitida en la fibra óptica.
Una regla empírica común, que se ha
usado durante años, es permitir un 20%
como máximo de la tensión de prueba
(proof test) como deformación a largo
plazo en las fibras ópticas del cable. Este
criterio aparece en muchos documentos
de normas actuales y ha demostrado que
es razonable para la generación corriente
de cables fabricados con fibra probada a
0,69GPa (100kpsi).
Este criterio, que fue desarrollado para
asegurar una fiabilidad mecánica de
30 años y que se basa en las excelentes
prestaciones de fiabilidad generales de
los cables aéreos instalados, parece valido.
Con cables desarrollados más cerca de sus
límites de diseño, merece la pena explorar
estos límites y las reglas empíricas que se
usan en el diseño de cables para asegurar
que, en el futuro, los cables ópticos
instalados puedan proveer una fiabilidad
igual o superior a la de sus antecesores.
2 Como influye la
modificación de los
diseños de cable en
la fiabilidad
2.1 Observaciones generales
Los límites de diseño convencionales
para la fabricación de cables ópticos han
cambiado durante los últimos diez años.
Algunos de estos cambios incluyen:
1 Instalación de cables con mayor
número de fibras
2 Instalación de fibras con bajas
pérdidas por macrocurvatura (G.657)
y de revestimientos resistentes a la
microcurvatura
3 Recorte de los costes reduciendo
al mínimo el material del cable y
reduciendo los límites de diseño
4 Fibras probadas a valores más altos
(1,38GPa [200kpsi])
Estos cambios en las tendencias de diseño
de los cables pueden influir en la fiabilidad
general de los cables ópticos. Cada cambio
será examinado separadamente para
demostrar que, cuando se combinan,
pueden tener una influencia importante
en la fiabilidad a largo plazo si no se
gestionan de manera correcta.
2.2 Instalación de cables con mayor
número de fibras
Muchos cables aéreos son incluidos en
la categoría de cables de bajada (drop
cables). Esto cables pequeños conectan la
red de acceso a los hogares.
Normalmente, se trata de cables de
pocas fibras. Sin embargo, excluyendo
estos cables de bajada, hay una
tendencia general a instalar cables con
mayor número de fibras. Esto se debe
al alto coste de los derechos de paso e
instalación.
En muchos cables con número de fibras
elevado, la mitad del peso de los cables
ópticos depende de las fibras ópticas.
Un peso mayor requiere también mayor
tensión en el cable para reducir al mínimo
la flecha.
Los hilos de aramida y los compuestos de
fibra de vidrio ( FRP) se usan para soportar
la mayor parte de esta carga, mientras que
la carga residual es soportada por las fibras
ópticas.
Además, cuanto más fibras hay en un
cable óptico, más grande es su diámetro.
Los cables de diámetro más grande
tienen que soportar mayor carga por
viento e hielo, complicando la situación.
Por consiguiente, los cables con mayor
número de fibras son potencialmente
sujetos a una mayor deformación de las
fibras ópticas.
2.3 Instalación de fibras G.657 y
revestimientos resistentes a la
microcurvatura
No es de sorprender que haya un
incremento en la instalación de fibras
G.657 en la red óptica. Datos recientes del
CRU han mostrado que más del seis por
ciento de la fibra óptica instalada hoy en
día pertenece a esta categoría. [Private
communications Patrick Faye of CRU.]