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Etude des performances à long terme des fibres et câbles optiques dans les zones de froid extrême et de haute altitude par China Unicom est en plein essor
publish:date:2017-12-18

Résumé: Les produits de fibres et câbles optiques sont composés de la couche de verre en fibres optiques de silice mélangée, de l’enrobement tampon mécanique polymère, du tube PBT, de la pâte de fibres et de câbles spéciale résistante à l’eau, du dispositif structurel résistant à la contrainte mécanique, etc., les points importants du produit concernent principalement la sélection des premières matières, l’analyse et le test des performances de transmission optique, la technologie de fabrication des câbles à grande vitesse, etc. Dans une température ultra basse, les facteurs limitatifs en matière de sélection des premières matières de fibres optiques, de paramètres conçus des câbles optiques, de technologie de traitement, etc. seront agrandis, causant les problèmes d’augmentation d’atténuation, d’incompatibilité du matériau, de mauvaises performances de maintien, etc., ce qui directement affecte la qualité de transmission.

Nouvelle issue d’ICCSZLes produits defibres et câbles optiquessont composés de la couche de verre en fibres optiques de silice mélangée, de l’enrobement tampon mécanique de polymère élevé, du tube PBT, de la pâte de fibres et de câbles spéciale résistante à l’eau, du dispositif structurel résistant à la contrainte mécanique, etc., les points importants du produit concernent principalement la sélection des premières matières, l’analyse et le test des performances de transmission optique, la technologie de fabrication des câbles à grande vitesse, etc.Dans une température ultra basse, les facteurs limitatifs en matière de sélection des premières matières de fibres optiques, de paramètres conçus des câbles optiques, de technologie de traitement, etc. seront agrandis, causant les problèmes d’augmentation d’atténuation, d’incompatibilité du matériau, de mauvaises performances de maintien, etc., ce qui directement affecte la qualité de transmission.

L’hiver est froid et long dans les régions du Nord-est et du Nord-ouest de la Chine, où il y a une grande superficie de régions en froid extrême dont la différence de température entre le jour et la nuit est grande. Pour ces régions de froid extrême et de haute altitude, on adopte souvent les câbles optiques et les matériels de connexion de structure normale fabriqués avec des matériaux normaux pour procéder à la disposition du réseau réel, après une longue période d’utilisation, certains câbles optiques ont des problèmes de réduction des performances de transmission, de changement des propriétés de température, etc. ce qui fortement restreint la disposition et l’utilisation du système de transmission de fibres optiques avancé, et devient un problème marquant dans le domaine de recherche et de développement et de fabrication desfibres et câbles optiques.

De ce fait, on a un besoin urgent de mener l’étude de la tolérance à long terme desfibres et câbles optiquesdans les zones de froid extrême et de haute altitude, pour combler le plus vite possible cette lacune, fournir des références aux institutions de conception et aux fabricants defibres et câbles optiques,améliorer la qualité et la disponibilité du réseau de transmission, et promouvoir le développement de l’industrie defibres et câbles optiqueschinoise et du réseau de télécommunication chinois.

Etablissement de la plate-forme de surveillance et d’étude à long terme dans la région le long de la rivière Heilongjiang dans la ville de Heihe

L’Institut de recherche des technologies du réseau deChine Unicom/l’Institut de conception de Sinocom et la société YOFC ont conjointement démarré en 2013 le projet d’étude des performances à long terme desfibres et câbles optiquesdans les zones de froid extrême, avec un grand soutien du département d’exploitation et de maintien de Heilongjiang China Unicom, une plate-forme de surveillance et d’étude à long terme des performances desfibres et câbles optiquesdans les zones de froid extrême et de haute altitude a été établie dans la région le long de la rivière Heilongjiang dans la ville de Heihe de la province du Heilongjiang, pour procéder aux études connexes.

La ville de Heihe est située au nord-ouest de la province du Heilongjiang, les conditions climatiques y sont très mauvaises, la température moyenne annuelle est de -1,3°C à -0,4°C. Le janvier est le plus froid mois dont la température moyenne est de -25,4 à -23,8°C et la température minimale atteint -40°C; le juillet est le plus chaud mois dont la température moyenne est de 19,4 à 21,3°C; la différence de température est de 44,2 à 46,7°C dans une année. Les conditions climatiques très rares de la ville de Heihe lui permettent de devenir une région idéale pour effectuer ce projet.

La plate-forme de surveillance et d’étude à long terme des performances des câbles optiques dans les zones de froid extrême est construite en s’appuyant sur le local technique de transmission existant du bureau des modules sans garde de la filiale Heihe de China Unicom, comme la figure 1, on adopte le posage aérien des câbles sur les poteaux existants du réseau actuel, assurant l’effet direct du changement de la température et de l’environnement sur les câbles optiques pour obtenir les données les plus directes. La longueur de routeur de la ligne des poteaux est de 1,4 km, les câbles optiques retourneront au local technique après leur passage à l’extrémité lointaine, et la longueur totale est d’environ 2,8 km.

Figure 1 Plate-forme de surveillance et d’étude à long terme des performances des câbles optiques dans les zones de froid extrême dans la ville de Heihe

Dans la plate-forme de surveillance et d’étude à long terme, on a établi deux systèmes de surveillance à distance, dont le système de surveillance de la température peut surveiller et enregistrer en temps réel le changement de la température au lieu de posage des câbles, et consulter et conserver à distance les données en temps réel ; le système de surveillance de l’optique peut surveiller et enregistrer à heure fixe la valeur d’atténuation de la fibre optique dans le câble optique, et consulter et conserver à distance les données en temps réel. Le système de surveillance de l’optique est basé sur le module OTDR de la société EXFO et du commutateur optique, tous les câbles optiques de test nouvellement posés, dont l’une extrémité est fixée au local technique, seront respectivement connectés aux ports du commutateur optique de 32 voies du système de surveillance de l’optique, pour automatiquement surveiller les performances de la chaîne des fibres optiques. La station à long terme surveille l’atténuation des câbles optiques, les systèmes de surveillance recueillent les données du changement des performances desfibres et câbles optiqueset les transmettent à distance vers l’Institut de recherche des technologies du réseau deChine Unicom, celui-ci procédera au traitement et à l’analyse des données (La figure 2 montre la courbe de test en temps réel d’un noyau de fibre optique surveillé par le système de surveillance.), pour étudier les effets des facteurs différents sur les produits de câbles optiques en basse température.


Figure 2 Courbe de surveillance en temps réel du facteur d’atténuation de la fibre optique

Afin d’étudier le niveau de tolérance de la structure du câble optique, du type de la fibre optique à l’environnement mauvais,China Unicom, selon les besoins d’étude, analyse les modèles desfibres et câbles optiquesdans le réseau actuel, en adoptant les produits defibres et câbles optiquesqui reflètent pleinement les types structuraux différents, les technologies de traitement différentes, les normes du matériau différentes, posant en fait 4 types et un total de 8 câbles optiques (GYTA, GYA, câble optique couvert du revêtement en caoutchouc, câble optique minuscule à soufflage), qui concernent 3 modèles de fibre optique (diamètre externe de 245μm G.657.A2 et G.652.D, diamètre externe de 200μm G.657.A2), 2 types de pâtes de fibres optiques (-40°C, -60°C), et 3 dimensions du tube (1,7mm, 1,9mm et 2,1mm). Via la comparaison du changement des performances d’atténuation du câble optique dans les différents environnements de température, les effets des différents facteurs (type de la fibre optique, température de la pâte de fibre optique, diamètre externe de la fibre optique, dimension du tube, etc.) sur les performances du câble optique seront surveillés et enregistrés.

Après la période d’étude ultérieure,Chine Unicomrécupérera les échantillons pour procéder à l’analyse stricte au laboratoire, afin d’étudier les données sur le changement de la microstructure, la compatibilité du matériau et les performances mécaniques, et tester de manière complète les indices de la performance de température des échantillons.

Résultats d’étude initiaux

Câble optique minuscule à soufflage présente des avantages significatifs en basse température

Actuellement en Chine, l’exécution des câbles optiques courants est mûre, mais l’utilisation de la technologie de soufflage est relativement rare. Le câble optique à soufflage, qui se dote des avantages tels que une grande densité de fibre optique, une exécution commode, une petite occupation des ressources de tuyauterie, etc., a déjà été largement utilisé dans le marché international. Dans ce projet,Chine Unicoma achevé, en octobre 2013, dans une température de 7°C, le posage des câbles optiques minuscules à soufflage, la distance du soufflage à un seul sens atteint 2 km, ce qui valide de manière suffisante la faisabilité de la technologie de soufflage dans un environnement de basse température, la figure 3 montre le site de posage des câbles optiques à soufflage.


Figure 3 Site de posage des câbles optiques à soufflage

Les résultats de la période de surveillance et d’étude de 2013 à 2017 seront bientôt accomplis

Le recueil des données commence depuis l’achèvement de la construction de la plate-forme en hiver en 2013, la première période d’étude a déjà été achevée dans l’ensemble jusqu’à maintenant, le recueil des données de près de 4 ans est fini. Tous les câbles optiques fonctionnent normalement, le système de surveillance de la température et le système de surveillance de l’optique aussi fonctionnent normalement.

Selon les conditions de surveillance du fonctionnement desfibres et câbles optiquesjusqu’à ces derniers jours, en fonction du changement du facteur d’atténuation de la fibre optique dans les différents câbles optiques suivant la température, on peut donner la conclusion préliminaire suivante : via la surveillance des données d’atténuation et de température, on peut observer le changement de l’atténuation suivant la température. Le changement de l’atténuation de la fibre optique suivant la température dans les tubes de dimension 1,7mm, 1,9mm et 2,1mm et de types de fibre optique de GYA et GYTA n’est pas évident, la figure 4 montre les données de surveillance dans une certaine période de temps de la section de câble optique GYTA. L’arrangement et l’analyse des résultats détaillés de la première période de surveillance et d’étude de 2013 à 2017 seront bientôt accomplis, et on procédera à l’étude, à la discussion et à la promotion de ces résultats.


Figure 4 Changement des performances du câble optique GYTA

Prévisions et perspectives d’étude

Après l’achèvement complet de ce projet d’étude, ses résultats d’étude seront utilisés pour directement servir l’application et la sélection des produits de câbles optiques développés par les opérateurs de télécommunication chinois, et pour promouvoir le développement de l’industrie chinoise defibres et câbles optiques. Les produits connexes seront utilisés en priorité dans les zones de froid extrême et de haute altitude dans les trois provinces au Nord-est de la Chine, la région nord de la Mongolie intérieure et de Xinjiang, la région du Plateau Qinghai-Tibet, pour complètement améliorer la qualité de transmission du réseau de télécommunication de ces régions en froid extrême en hiver, combler la lacune technologique chinoise, et faire des contributions remarquables à la construction complète de l’informatisation de la société chinoise et au développement économique et social des régions lointaines où les minorités habitent.

Après avoir saisi la technologie clef relative auxfibres et câbles optiquesdans les régions de froid extrême,China Unicomrenforcera la capacité de maintien du réseau des câbles optiques dans les zones de froid extrême et de haute altitude, effectuera la construction d’ingénierie en adoptant lesfibres et câbles optiquesrésistants à la basse température, ce qui maintiendra à long terme la stabilité des performances de transmission, réduira le volume de travail de maintien du réseau des câbles optiques dans les zones de froid extrême et de haute altitude, diminuera l’investissement des équipements de transmission; en même temps, ce qui permettra aux produits defibres et câbles optiqueschinois de gagner la puissance concurrentielle clef dans les conditions d’application de froid extrême, promouvra l’exportation des câbles optiquesvers les régions froides telles que l’Europe du Nord, l’Amérique du Nord, la Russie, etc.

Auteurs: Shen Shikui, Wang Guangquan, He Yongtao, Zhi Chunlong, Xu Weijie, Chang Ruilin, Sun Dehua, Han Feipeng



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