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Spécifications des câbles à fibre optique : avec autant de spécifications, lesquelles devez-vous qualifier ?

L'une des questions que je reçois souvent de la part des fabricants de câbles à fibre optique est la suivante: «À quelles spécifications dois-je me qualifier?» De plus, j'entends souvent: «Pourquoi cette spécification particulière n'est-elle pas assez bonne? Pourquoi une seule spécification ne peut pas convenir à tous? »

 

Malheureusement, une approche universelle ne fonctionne pas dans le monde actuel des câbles optiques.
 

Pourquoi tant de spécifications différentes ont-elles été créées?

Pour comprendre pourquoi les différentes spécifications ont été créées, il faut revenir à l'essentiel. Les spécifications les plus anciennes ont été écrites au tout début de la fibre optique. C'était une époque où la fibre était considérée comme délicate, avec une petite dose de «magie noire». Lorsque ces premières spécifications ont été créées, par exemple dans les années 1980, le nombre de personnes dans le monde qui pouvaient réellement manipuler et installer des câbles s'élevait à des centaines. Dans le monde d'aujourd'hui, de nombreux câbles à fibres optiques sont, si vous voulez, des produits de base qui sont manipulés par des dizaines de milliers de techniciens qualifiés à travers le monde. De nombreuses spécifications continuent d'évoluer, mais certaines spécifications sont gravées dans le marbre. Et, au fil du temps, de nouvelles spécifications ont été ajoutées.

L'une des raisons pour lesquelles tant de spécifications différentes ont été créées est que chaque application peut sembler avoir des besoins spéciaux. Au départ, nous utilisions des câbles à fibres optiques pour les télécommunications longue distance. Maintenant, nous nous sommes développés dans le monde des communications de données. Nous avons la fibre au bureau (FTTO) ainsi que la télévision par câble et Internet - la fibre à la maison (FTTH). Ces applications n'ont été évoquées que de manière très «future» dans les années 1980 et même dans les années 1990. Chaque application a son propre ensemble de besoins, un nouvel ensemble d'exigences légèrement différentes et a abouti à une nouvelle spécification - une spécification qui est particulièrement liée à l'application.

De plus, nous avons des agences industrielles et gouvernementales qui disent: «Nous avons des besoins spéciaux, et nous allons exiger que vous répondiez à ces besoins.» Les premières grandes spécifications gouvernementales étaient, bien entendu, liées aux applications militaires. Les exigences militaires pour le câble tactique sont très différentes - très non standard des autres exigences. Il était logique que les applications militaires obligent les fabricants à développer des câbles robustes, flexibles, sécurisés et «maniables» qui pourraient être enterrés, car vous ne voulez pas que quelqu'un trouve, tapote ou coupe ces câbles.

Le deuxième développement majeur de l'industrie et du gouvernement a été lorsque les câbles sont entrés dans de nouvelles applications. Dès que l'ancienne REA (Rural Electrification Administration) est devenue le Rural Development Utilities Programs, les méthodes ont changé. Ils ont soudainement annoncé: «Nous avons besoin de câbles qui peuvent être installés sur des réseaux existants - sur des poteaux ou enterrés au milieu de la prairie ou dans des zones très peu peuplées.» Leurs spécifications exigeaient donc des exigences différentes: une maniabilité plus facile, une maniabilité plus facile et un comportement proche des câbles en cuivre que ces gens utilisaient. Ensuite, les câbles ont commencé à se déplacer dans des zones comme les champs de pétrole et de gaz pour maintenir l'instrumentation. À mesure que chaque nouvelle application arrivait, les organisations ajoutaient de nouvelles exigences propres à leur secteur. Au fil des ans, de nombreuses spécifications sont apparues pour différents marchés et différentes applications.

 

Câbles d'hier et d'aujourd'hui: pourquoi les câbles d'il y a 10 ou 20 ans nécessitaient des spécifications différentes

Deux choses se sont produites au cours de la dernière décennie. Le premier est que les conceptions de câbles ont évolué. Les câbles à fibre optique fabriqués il y a 20 ans - il y a même 10 ans - étaient de nature beaucoup moins générique. L'avènement de la fibre optique insensible à la courbure (à la fois monomode et multimode) a rendu les câbles beaucoup plus conviviaux au cours de la dernière décennie. Par conséquent, le fait est que les fabricants pouvaient être plus bâclés dans la conception de leurs câbles, de sorte que les spécifications ont commencé à exiger différents types de tests. Aujourd'hui, chaque spécification a été mise à jour par les organismes émetteurs concernés: Telcordia, RDUP ou le DOD militaire américain, et même des utilisateurs finaux tels que Verizon, qui a créé ses propres TPR (Technical Purchase Requirements) pour ses produits.

Deuxièmement, la base de connaissances des personnes qui installent ces câbles a grandi et évolué ainsi que les méthodes et les outils. À titre d'exemple, il y a de nombreuses années, il était courant de voir des dispositifs de tirage de câbles en cuivre qui avaient de très petits rayons tirant des câbles à fibres optiques. À l'époque, ces câbles ne pouvaient pas résister à ce rayon d'extrémité serré.

La méthodologie d'installation était un problème à l'époque. Personne ne savait vraiment comment spécifier le rayon de courbure des câbles (autre que 10 ou 20 fois le diamètre du câble) ou réalisé que si vous l'enrouliez autour d'un certain nombre de câbles sous tension, comme vous le feriez dans divers dispositifs de traction, cela pourrait provoquer un problème. Eh bien, les dispositifs de tirage ont également considérablement évolué au fil des ans pour les câbles à fibre optique.

Aujourd'hui, les méthodes d'installation sont très différentes de ce qu'elles étaient à l'époque. Ainsi, les spécifications dans certains domaines pourraient être «assouplies», comme le montre le fait que, pendant de nombreuses années, nous avons fabriqué des câbles à âme toronnée robustes et renforcés avec des tubes lâches et des éléments de force centraux en PRV avec des fils extérieurs ou de la fibre de verre ainsi que armure et vestes pour le tirer à travers les conduits. Au fil du temps, nous l'avons considérablement réduit à une conception de tube central beaucoup moins chère, ce qui a fait baisser le prix du câble. Cela signifie également que la résiliation est plus facile.

Les conceptions de câbles évoluent. Les méthodes et outils d'installation des câbles évoluent. Il y a un changement important dans la façon dont nous installons les câbles aujourd'hui. C'est beaucoup plus simple et beaucoup plus indulgent. La formation et les compétences requises sont très différentes de ce qu'elles étaient il y a 10 ou 20 ans. De plus, l'accès aux câbles avec de nouveaux outils et de nouvelles conceptions de câbles est plus facile, la terminaison est donc devenue une question plus simple.

MAIS toutes ces spécifications existent toujours en raison des différentes classes d'utilisation du câble, qu'il s'agisse d'une spécification Telcordia pour les télécommunications, ou d'un câble intérieur / extérieur, ou que le câble est installé dans un champ pétrolifère, ce qui peut avoir des exigences de résistance chimique importantes. .

Un désaccord global sur les exigences de sécurité entraîne des spécifications différentes.

Les exigences de sécurité ont évolué différemment aux États-Unis et en Europe et, par conséquent, les spécifications se sont multipliées. Par exemple, en ce qui concerne le feu et l'inflammabilité, dans de nombreuses régions du monde, les câbles à fibres optiques doivent avoir une composition à faible émission de fumée et sans halogène. En d'autres termes, le gaz halogéné n'est pas généré lorsque le câble brûle. Aux États-Unis, nous avons adopté une approche différente avec nos produits de colonne montante et de plénum - nous examinons la propagation des flammes et la génération de fumée. Par conséquent, vous avez des exigences différentes aux États-Unis et en Europe concernant la façon dont les matériaux sont utilisés ainsi que la façon dont les câbles installés dans les bâtiments ou dans l'artisanat seraient évalués. Divers pays asiatiques suivent les modèles américains ou européens.

Un autre exemple concerne les exigences de tension aérienne. Dans le monde entier, les décisions concernant les exigences de tension aérienne pour les câbles autoportants ou les câbles de dérivation sont basées sur les pratiques d'un pays donné ou d'une culture donnée. Dans certains pays en développement, ces câbles doivent pouvoir supporter une échelle appuyée contre le câble, avec le poids d'une personne (typiquement 120 ou 150 kilogrammes). Aux États-Unis, on s'attend à ce que vous utilisiez un camion nacelle ou une autre méthode pour accéder à ces câbles.

D'autres câbles avec des exigences de tension aérienne sont utilisés dans différentes applications telles que les câbles de rupture pour l'auto-support longue distance. Lorsque nous parlons de «câbles autoportants longue distance», nous parlons de câbles qui se trouveraient sur des tours de transmission ou des câbles qui pourraient avoir un fil de messager en acier intégré dans une configuration en huit ou en fusil de chasse. Ces câbles sont très résistants, généralement de 3,000 à 5,000 livres (ou plus) de résistance à la rupture.

Une grande préoccupation est de savoir si le câble traverse une route. Voici un incident qui s'est réellement produit au Texas: un câble à fibre optique s'est affaissé après une tempête, ce qui l'a fait pendre au-dessus du trafic. Un semi-camion a accroché le câble sur sa remorque, et le câble s'est détaché de tout le haut de la remorque. De plus, le câble a été retiré des poteaux sur environ ½ kilomètre. Cet incident montre qu'il y a de bonnes raisons de développer des valeurs de rupture spécifiques qui sont très différentes de celles, par exemple, des exigences en matière de câbles de télécommunications, qui ont généralement une résistance à la rupture de 2700 Newton ou 600 livres.

Regardons un autre exemple de la raison pour laquelle différentes spécifications auraient des exigences de tension aérienne différentes: les conditions de glace et de vent. Même pendant une tempête majeure, la quantité de vent et de temps dont votre câble aurait besoin pour résister, par exemple, dans le sud de la Californie est minime par rapport au nord-est. Une tempête de verglas en Nouvelle-Angleterre peut entraîner des températures inférieures à zéro avec des vents soutenus de 40 à 60 miles à l'heure - avec un pouce de glace sur le câble. De toute évidence, ces deux environnements différents exigent un ensemble d'exigences différent.

L'évolution des exigences de transmission optique et du matériel optique a eu un impact sur les spécifications.

Nous avions l'habitude d'avoir une spécification qui disait: "Vous allez travailler à ces longueurs d'onde particulières: 850 et 1300 nanomètres pour le multimode et 1310 et 1550 nanomètres pour le mode unique." Avec l'avènement du multiplexage par répartition en longueur d'onde grossière (CWDM) et du multiplexage par répartition en longueur d'onde dense (DWDM), nous devons nous pencher sur des applications plus larges. Nous mesurons en fait les câbles différemment, selon leur destination. Il serait très rare, par exemple, sur un câble courte distance dans un centre de données - qui pourrait nécessiter un kilomètre ou deux de câble - d'avoir une grande quantité d'applications DWDM. Mais ce serait très courant sur un câble de télécommunications de 20 ou 50 kilomètres. L'évolution des exigences en matière de technologie de transmission optique a eu un impact majeur sur les spécifications au cours des dernières années.

Une autre raison pour laquelle il existe de nombreuses spécifications: le câble va là où aucun câble n'est allé auparavant!

Pour paraphraser Gene Roddenberry (créateur de Star Trek), nous allons là où personne n'est allé auparavant. Dans le monde de la fibre optique, nous installons des câbles à des endroits que nous n'aurions jamais imaginés. Nous encastrons des câbles dans du béton avec des capteurs qui surveillent la résistance et les contraintes des bâtiments et des ponts. Nous encastrons des câbles dans les ailes des avions pour mesurer les contraintes sur l'avion. Nous apportons le câble dans votre salon. Nous le mettons sous terre pour l'industrie pétrolière et gazière et, bien sûr, sous l'océan. Nous utilisons des câbles dans les métros pour surveiller les contraintes sur les tunnels. Nous avons fait beaucoup de choses avec le câble et l'avons placé dans des endroits où personne ne s'attendait à ce qu'il aille. Bien sûr, ces applications et environnements extrêmement différents nécessitent des spécifications très différentes.

La vraie question est donc: "Quel marché votre câble servira-t-il?"

N'oubliez pas que notre question initiale dans cette discussion était la suivante: "À quelles spécifications devez-vous vous qualifier?" Certains pensent que la réponse est de couvrir toutes les spécifications génériques applicables aux télécommunications et aux communications de données. Cependant, tout câble entièrement conforme à toutes ces spécifications finirait par ressembler à ce vieil adage: «un chameau est un cheval conçu par un comité». En d'autres termes, vos résultats n'atteindraient tout simplement pas la cible. Grâce à des applications de plus en plus diversifiées, je pense que les câbles à fibres optiques continueront d'être de plus en plus spécialisés. Pour cette raison, je pense que les spécifications continueront de proliférer, car les besoins en matériaux sont différents, les besoins en performances optiques sont différents et les environnements physiques sont différents. C'est pourquoi la question se résume vraiment à ceci: "Quel marché votre câble servira-t-il?" Le marché et l'application que vous avez choisis détermineront les spécifications auxquelles vous qualifiez votre câble à fibre optique.

À propos de l’auteur
Wayne Kachmar Wayne Kachmar travaille dans l'industrie du câble optique depuis plus de quatre décennies. Il a participé à de nombreuses innovations et projets uniques pour fournir un câble optique dans divers environnements tels que le ROV sous-marin qui a pénétré le Titanic, ainsi qu'un câble qui est en service pour détecter des particules subatomiques dans la glace antarctique. Wayne a développé un certain nombre de concepts et de produits uniques utilisant des fibres optiques à la fois comme supports d'informations et comme capteurs où le câble est devenu le capteur. Ceux-ci comprenaient des composants de gyroscope à anneau laser à fibre et des capteurs acoustiques distribués pour les applications terrestres et sous-marines. En tant que chercheur principal pour de nombreux projets parrainés par le gouvernement, il a développé des méthodes qui font progresser l'état de l'art dans la conception et la fabrication de câbles optiques. Au cours de sa carrière, Wayne a été en mesure de fusionner ces connaissances de pointe avec la conception de câbles à fibres optiques conventionnels pour réduire considérablement les coûts des matériaux et des processus. Il détient plus de 50 brevets accordés dans les câbles, connecteurs et outils à fibre optique et plus de 60 brevets publiés ou en cours de traitement. Wayne est président et propriétaire de Technical Horsepower Consulting, LLC et expert technique en câbles optiques pour Fiber Optic Center, Inc.
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Fiber Optic Center, Inc., (FOC), est un leader international dans la distribution de composants, d'équipements et de fournitures de fibre optique et aide ses clients à fabriquer les meilleurs assemblages de câbles au monde depuis plus de deux décennies. Plusieurs domaines de spécialisation et d'expertise, dans lesquels ils sont le leader de l'industrie, en font le choix préféré de nombreux professionnels de la fibre dans le monde. Dans ces domaines technologiques clés, FOC est "au moins aussi technique que le fabricant" sur les produits qu'il vend. S'efforçant de "faciliter la partie commerciale", ils offrent un service client exceptionnel et personnalisé, des valeurs de commande minimales faibles ou nulles et une livraison en stock de produits et de technologies de pointe. FOC est la connexion de l'industrie aux produits, technologies et experts techniques optiques les plus innovants qui intègrent leurs connaissances de fabrication et leur vaste expérience dans les opérations mondiales des clients. @FiberOpticCntr

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