Наружный распределительный короб оптического кабеля для интеграции четырех сетей и разделения оптического волокна

I. Параметры спецификации емкости: адаптация к требованиям к плотности волокон в различных сценариях

Параметры пропускной способности распределительного устройства оптического волокна напрямую определяют количество оптических волокон, которые оно может передавать, и масштаб соединений. Они должны быть точно подобраны в соответствии с требованиями к количеству волокон в сердечниках кабеля в конкретном сценарии применения, включая следующие основные параметры:

1. Емкость сердцевины волокна

Основные характеристики: Обычные мощности включают 8 ядер, 12 ядер, 16 ядер, 24 ядра, 36 ядер, 48 ядер, 72 ядра, 96 ядер, 144 ядра, 288 ядер и т. д. Некоторые крупногабаритные модели могут поддерживать 576 ядер и более.

8–24 ядра: подходит для семей, небольших офисов или коридорных помещений для удовлетворения потребностей в оптоволоконном доступе небольшого числа пользователей;

48–144 ядра: в основном используются в общественных компьютерных залах и компьютерных залах предприятий среднего размера для поддержки многопользовательской агрегации или соединений между устройствами;

288 ядер и более: в основном используется в узлах связи и основных зонах центров обработки данных для адаптации к централизованному управлению оптоволоконными каналами связи высокой плотности.

Логика проектирования: Ёмкость ядра определяется количеством лотков для сварки и распределительных модулей в коробке. Например, коробка на 12 жил обычно оснащается одним лотком для сварки на 12 жил, а коробка на 48 жил — четырьмя лотками для сварки на 12 жил (или двумя лотками для сварки на 24 жилы), чтобы обеспечить каждому волокну независимое пространство для сварки и хранения.

2. Количество портов адаптера

Соответствие: количество портов адаптера соответствует количеству волоконно-оптических жил в соотношении один к одному (или с резервированием 1:1,2). Например, 24-жильный блок должен быть оснащён 24 или 28 портами адаптера для поддержки активного подключения оптоволоконных перемычек.

Типы портов: поддерживаются такие распространённые типы интерфейсов, как СК, ЛК, СТ, ФК и МТ-РЖ. Наиболее распространёнными являются СК (квадратный) и ЛК (миниатюрный). Интерфейсы СК легко подключаются и отключаются, подходят для использования вне помещений; интерфейсы ЛК вдвое меньше СК, что позволяет использовать их при высокой плотности монтажа (например, в корпусе высотой 1U в центрах обработки данных можно разместить 48 портов ЛК).

3. Емкость лотка для сварки

Сварочный лоток — это основной компонент для сварки оптических волокон. Вместимость одного лотка обычно составляет 12 или 24 жилы, а в некоторых небольших коробках используются 6-жильные сварочные лотки. Например, 96-жильный блок необходимо оснастить 8 12-жильными сварочными лотками (или 4 24-жильными сварочными лотками), при этом сварочные лотки должны быть способны переворачиваться и разбираться для облегчения сварки на месте.

Радиус складирования лотка для сварки должен быть ≥ 40 мм, чтобы гарантировать, что потери на изгиб волокна в точке сварки будут ≤ 0,1 дБ, избегая затухания сигнала, вызванного чрезмерным изгибом.

II. Оптические параметры производительности: основные показатели, обеспечивающие качество передачи сигнала

Оптические характеристики распределительного короба оптического волокна напрямую влияют на эффективность передачи и стабильность оптических сигналов, которые в основном измеряются следующими показателями:

1. Вносимые потери

Определение: Значение затухания мощности оптического сигнала при прохождении через разъемы, точки сварки и адаптеры внутри коробки, в дБ.

Стандартные требования:

Потери соединения адаптера: ≤ 0,3 дБ (многомодовое волокно), ≤ 0,2 дБ (одномодовое волокно);

Потери при сварке: ≤ 0,05 дБ (одномодовое волокно, сварочный аппарат с горячим расплавом), ≤ 0,15 дБ (многомодовое волокно);

Общие потери в линии связи: общие вносимые потери блока составляют ≤ 0,5 дБ (включая все точки подключения).

Влияние: Низкие вносимые потери могут снизить затухание сигнала и увеличить дальность передачи. Например, если вносимые потери уменьшить с 0,5 дБ до 0,2 дБ, дальность передачи может увеличиться примерно на 5 км при скорости 10 Гбит/с (одномодовое волокно G.652D).

2. Возвратные потери

Определение: Отношение энергии оптического сигнала, отраженного обратно к источнику света в точке подключения, к падающей энергии, в дБ. Более высокое значение соответствует меньшему отражению.

Стандартные требования:

Одномодовое волокно: ≥ 50 дБ (интерфейс СК/ЛК/СКП), ≥ 60 дБ (наклонный торец интерфейса БТР, подходит для кабельного телевидения и других сценариев, чувствительных к отражению);

Многомодовое волокно: ≥ 20 дБ (интерфейс СТ), ≥ 25 дБ (интерфейс СК).

Влияние: Высокие обратные потери позволяют избежать помех отражённого света от исходного сигнала, особенно при высокоскоростной передаче (например, 25 Гбит/с/100 Гбит/с), где отражённые сигналы могут привести к увеличению частоты битовых ошибок. Поэтому для центров обработки данных обычно требуется обратные потери ≥ 55 дБ.

3. Радиус изгиба волокна

Статический радиус изгиба: минимальный радиус кривизны при прокладке оптических волокон внутри корпуса. Для одномодовых волокон он составляет ≥ 30 мм, для многомодовых — ≥ 25 мм. При использовании волокон, устойчивых к изгибам (например, G.657A1), его можно уменьшить до 15 мм (кратковременно) и 30 мм (длительно).

Динамический радиус изгиба: допустимое значение временного изгиба оптических волокон во время монтажа или обслуживания, обычно равное 1/2 статического радиуса (например, динамический радиус изгиба одномодовых волокон составляет ≥ 15 мм).

Важно: Чрезмерный изгиб приведёт к макроизгибу. Например, при радиусе изгиба одномодового волокна 10 мм потери на метр могут достигать 0,5 дБ, что значительно превышает стандартные требования. Поэтому внутри корпуса необходимо спроектировать специальный канал для прокладки волокон, чтобы обеспечить их полную стандартизацию.

4. Долговечность затыкания

Срок службы адаптеров и разъемов должен быть ≥ 1000 циклов подключения, а после 1000 циклов подключения изменение вносимых потерь должно быть ≤ 0,2 дБ, а изменение обратных потерь — ≤ 5 дБ.

Этот показатель гарантирует стабильность работы оборудования при длительной эксплуатации и обслуживании, особенно в таких сценариях, как центры обработки данных, где оптоволоконные линии связи требуют частой настройки.

III. Параметры механической конструкции: адаптация к условиям установки и требованиям к обслуживанию

Механическая конструкция распределительного короба оптического волокна должна обеспечивать гибкость монтажа, удобство эксплуатации и структурную устойчивость. Основные параметры включают:

1. Габаритные размеры и способы установки

Технические характеристики размеров:

Настенный монтаж: Маленькие (например, 300 мм × 200 мм × 100 мм, 8-12 ядер), средние (450 мм × 350 мм × 150 мм, 24-48 ядер), большие (600 мм × 500 мм × 200 мм, 72-144 ядра);

Монтаж в стойку (стандарт 19 дюймов): высота 1U (44,45 мм, интерфейс ЛК 48–96 ядер), 2U (88,9 мм, 144–288 ядер), глубина обычно составляет 300 мм или 450 мм, что позволяет адаптировать ее к стандартной установке в шкафу;

Для установки на столб (наружное исполнение): диаметр Φ114 мм–Φ160 мм (адаптируется к электрическим столбам или столбам связи), высота 500 мм–800 мм (72–144 жилы).

Способы установки: поддерживает настенный монтаж (фиксация с помощью дюбельных винтов), монтаж на столб (фиксация с помощью обручей из нержавеющей стали), потолочный монтаж (подвешивание с помощью оптических кабельных подвесов), встроенный монтаж (в специальные отверстия в стенах) и т. д. Некоторые коробки могут быть совместимы с несколькими способами установки (например, "hнастенная + монтируемая на столб конструкция двойного назначения).

2. Материал корпуса и уровень защиты

Классификация материала:

Для помещений: инженерный пластик АБС (легкий, устойчивый к коррозии, недорогой), холоднокатаный стальной лист (поверхностное напыление, высокая прочность, подходит для компьютерных залов);

Наружного типа: нержавеющая сталь (материал 304, устойчив к воздействию солевого тумана, устойчив к ржавчине, подходит для прибрежных и промышленных зон), композитный материал СМЦ (армированный стекловолокном пластик, устойчив к УФ-излучению, высоким и низким температурам, срок службы ≥ 20 лет).

Уровень защиты (код ИС):

Для помещений: IP30 (защита от попадания посторонних твердых предметов диаметром ≥ 2,5 мм, защита от брызг воды), IP40 (защита от попадания посторонних твердых предметов диаметром ≥ 1 мм);

Наружное исполнение: IP65 (полностью пыленепроницаемый, защита от струй воды низкого давления), IP66 (защита от струй воды высокого давления), IP68 (водонепроницаемость на глубине 1 м в течение 30 минут, подходит для использования в подземных трубопроводных скважинах).

Дополнение: Уличные коробки также должны обладать тремя характеристиками защиты: устойчивостью к коррозии (испытание в солевом тумане ≥ 1000 часов), устойчивостью к плесени (стандарт ГБ/T 2423.16, класс 0 — отсутствие роста плесени) и устойчивостью к грызунам и муравьям (защита металлической сеткой или обработка средством от муравьев).

3. Проектирование внутренней структуры

Схема зонирования: необходимо чётко разделить зону сварки, зону распределения и зону хранения волокон, чтобы избежать перекрёстных помех. Например:

Зона сварки оптоволокном: установите лоток для сварки оптоволокном, обеспечив возможность его извлечения (некоторые модели позволяют переносить лоток для сварки оптоволокном на рабочий стол для повышения эффективности сварки);

Зона распределения: Установите панель адаптера, которую можно перевернуть или вытащить для облегчения подключения и отключения перемычек;

Место для хранения волокна: зарезервируйте место для хранения излишков волокна. Излишки волокна должны быть намотаны с радиусом ≥ 30 мм и закреплены кабельными стяжками (прямая намотка или экструзия запрещены).

Механизм блокировки и открывания двери: в наружных моделях используются противоугонные замки (например, замки с треугольным ключом), а в моделях для помещений могут использоваться пряжки нажимного типа; угол открывания двери составляет ≥ 120°, а некоторые модели поддерживают полное открывание на 180°, чтобы обслуживающий персонал мог беспрепятственно работать с внутренними компонентами.

Грузоподъемность: коробки, монтируемые в стойку, должны выдерживать статическую нагрузку ≥ 50 кг (например, при штабелировании другого оборудования), а коробки, монтируемые на стену, должны выдерживать тяговое усилие ≥ 30 кг (чтобы предотвратить падение).

IV. Параметры адаптации к окружающей среде: обеспечение устойчивой работы в экстремальных условиях

Оптические распределительные коробки должны адаптироваться к климатическим условиям различных регионов, а параметры окружающей среды напрямую определяют срок службы и надежность оборудования:

1. Рабочая температура и влажность

Диапазон рабочих температур:

В помещении: 0℃~+40℃ (обычные компьютерные залы), -5℃~+55℃ (промышленные помещения);

Наружный тип: от -40℃ до +70℃ (от холодных до тропических регионов), а некоторые модели для плато могут работать при температуре от -50℃ до +70℃.

Диапазон температур хранения: -40℃~+85℃ (при превышении рабочей температуры оборудование необходимо хранить без питания).

Относительная влажность: 5–95% (без конденсации). В условиях высокой влажности (например, в сезон дождей на юге Китая) внутри корпуса необходимо предусмотреть канавку для отвода конденсата, чтобы предотвратить прямой контакт влаги с оптическими волокнами или металлическими компонентами.

2. Устойчивость к воздействию окружающей среды

Вибрация и удар:

Вибрация: выдерживает синусоидальную вибрацию частотой 10 Гц–55 Гц с амплитудой 0,35 мм, изменение вносимого затухания после испытания составляет ≤ 0,1 дБ;

Удар: может выдерживать удар с ускорением 15g (продолжительностью 11 мс) без структурных повреждений после испытаний и соответствует установленным оптическим характеристикам.

Сценарий применения: Уличные распределительные коробки вдоль транспортных путей (например, железных дорог и автомагистралей) должны иметь усиленную виброизолирующую конструкцию.

Адаптация к давлению воздуха: может нормально работать в диапазоне высот от 0 до 5000 м (давление воздуха в районах плато низкое, и необходимо убедиться, что это не повлияет на герметичность коробки).

Стойкость к солнечному свету и УФ-излучению: наружные ящики должны пройти испытание на старение с помощью лампы УФБ-313 (после 1000 часов облучения материал не должен трескаться или менять цвет, а показатель сохранения прочности должен составлять ≥ 80%), чтобы избежать длительного воздействия солнечного света, которое может привести к хрупкости корпуса.

V. Параметры обеспечения безопасности: обеспечение безопасности оборудования и персонала

Оптоволоконные распределительные коробки должны соответствовать требованиям электробезопасности и структурной безопасности, а основные параметры включают в себя:

1. Электроизоляция и заземление

Сопротивление изоляции: Сопротивление изоляции между металлическими частями коробки и заземляющим устройством составляет ≥ 1000 МОм (проверено при напряжении 500 В постоянного тока) для предотвращения риска утечки тока.

Характеристики выдерживаемого напряжения: подайте напряжение 3000 В постоянного тока между заземляющим устройством и металлическими частями коробки в течение 1 минуты без пробоя или искрения, чтобы убедиться, что она может выдерживать наведенное высокое напряжение в грозовую погоду.

Требования к заземлению: коробка должна быть оснащена клеммой заземления с площадью поперечного сечения ≥ 6 мм², а сопротивление заземления должно быть ≤ 10 Ом (подключена к системе заземления здания через заземляющий провод для отвода статического электричества или тока молнии).

2. Огнестойкость и огнестойкость

Материал внутренних коробок должен соответствовать стандарту огнестойкости УЛ94 V-0 (при испытании на вертикальное горение пламя гаснет в течение 10 секунд, а капля воды не воспламеняет находящийся под ним ватный диск);

Хотя для наружных типов нет обязательных требований по огнестойкости, они должны обладать способностью к самозатуханию вдали от огня (чтобы не допустить распространения огня).

Само оптическое волокно изготовлено из кварца (негорючего материала), но пластиковые детали внутри корпуса (такие как адаптеры и канавки для прокладки волокон) должны соответствовать требованиям по огнестойкости, особенно в условиях с высоким уровнем пожарной безопасности, например, в центрах обработки данных.

3. Коррозионная стойкость и устойчивость к старению

Металлические детали (например, замки и винты из нержавеющей стали) должны пройти испытание в нейтральном солевом тумане (5% раствор NaCl, температура окружающей среды 35℃, отсутствие видимых следов ржавчины после 48 часов испытания);

Пластиковые детали должны пройти испытание на искусственное ускоренное старение (температура +70℃, влажность 95%, после 1000 часов испытания степень сохранения прочности на растяжение составляет ≥ 80%).

VI. Параметры функциональной расширяемости: удовлетворение потребностей в модернизации сети

Современные распределительные устройства оптоволоконной связи должны обладать гибкими возможностями расширения для адаптации к различным сетевым архитектурам (например, от GPON к XG-ПОН, 10G-ПОН). Основные параметры включают:

1. Совместимость модулей

Интеграция оптических разветвителей: поддерживает встроенные оптические разветвители ПЛК (1:2, 1:4, 1:8, 1:16, 1:32). Вносимое затухание разветвителя должно быть ≤ 7 дБ (1:8), ≤ 10,5 дБ (1:16), а также предусмотрены резервные слоты для установки разветвителей (например, в корпусе высотой 1U можно установить 2 разветвителя 1:16).

Мультиплексор с разделением по длине волны (WDM): некоторые модели могут интегрировать мультиплексоры с грубым разделением по длине волны (CWDM) для поддержки разделения длин волн, например 1310 нм/1550 нм, адаптируясь к передаче данных и сигналов кабельное телевидение по оптоволокну в сетях FTTH;

Оптический аттенюатор: зарезервируйте место установки аттенюатора (например, фиксированные значения затухания 5 дБ, 10 дБ) для регулировки мощности оптического сигнала (чтобы избежать перегрузки на приемном конце).

2. Функции идентификации и управления

Каждое оптическое волокно должно быть снабжено независимым идентификатором (например, прорезью для этикетки, лазерной гравировкой) для обозначения номера сердцевины, положения сварного соединения, соответствующей информации о пользователе/оборудовании;

Некоторые интеллектуальные модели поддерживают электронные метки (RFID), а информацию по оптоволоконному каналу связи можно считывать с помощью портативных терминалов для реализации цифрового управления (подходит для крупных центров обработки данных или сложных сценариев соединения).

3. Поддержка нескольких типов волокон

Совместим с одномодовыми волокнами (G.652D, G.657A1/A2), многомодовыми волокнами (ОМ3, ОМ4) и волокнами, устойчивыми к изгибам (G.657B3). Интерфейс адаптера должен соответствовать типу волокна (например, многомодовые интерфейсы ЛК используют бежевые оболочки, а одномодовые — сине-зелёные).

VII. Параметры адаптации сценария применения: целевое проектирование для удовлетворения потребностей подразделения

Различные сценарии предъявляют различные требования к параметрам распределительных коробок оптического волокна. Ниже приведены примеры адаптации параметров для типичных сценариев:

Требования к основным параметрам сценария применения Рекомендуемые характеристики модели

Коридорное распределение FTTH, 24–48 жил, защита IP54, настенный монтаж, встроенный разветвитель 1:16, 450 мм × 350 мм × 150 мм (материал СМЦ)

Шкаф центра обработки данных 96-288 ядер, 1U/2U для монтажа в стойку, интерфейс ЛК, обратные потери ≥ 55 дБ 482,6 мм × 88,9 мм × 300 мм (холоднокатаный стальной лист)

Наружная базовая станция 72-144 ядра, защита IP65, материал - нержавеющая сталь 304, рабочая температура -40 ℃ ~ +70 ℃, размеры 600 мм × 500 мм × 200 мм (установка на столб)

Промышленная установка, 48 ядер, защита от вибрации (10 Гц~55 Гц), коррозионная стойкость, степень защиты IP66, 500 мм×400 мм×180 мм (материал СМЦ)

Краткое содержание

При проектировании распределительного щита оптического волокна необходимо обеспечить трёхмерный баланс производительности, конструкции и окружающей среды: оптические характеристики обеспечивают качество передачи сигнала, механическая конструкция адаптируется к требованиям монтажа и обслуживания, а параметры окружающей среды обеспечивают надёжную работу оборудования в экстремальных условиях. По мере развития оптоволоконных сетей в сторону высокой плотности и интеллектуальности распределительные щиты нового поколения также должны обладать возможностями модульного расширения и цифрового управления для удовлетворения потребностей модернизации в сетях 5G, Данные Центр Интерконнект (DCI), «умном городе» и других сценариях. При выборе модели необходимо учитывать параметры, соответствующие количеству волоконно-оптических сердечников, условиям монтажа, скорости передачи данных и другим факторам, чтобы максимально повысить эффективность оборудования.