EuroWire March 2015

Article technique

Critères de conception pour la fiabilité à long terme des câbles Par David Mazzarese, Mike Kinard et Kariofilis (Phil) Konstadinidis, OFS, Norcross, Géorgie, États-Unis

Résumé Le présent article analyse les spécifications actuelles de la charge axiale admissible sur les câbles optiques. Il est démontré que le critère courant rencontré dans de nombreuses normes pour les câbles optiques, à savoir que la charge admissible à long terme devrait être inférieure à 20 pour cent de la charge d’essai, peut être, dans certains cas, optimiste. Au contraire, il est ici recommandé d’utiliser un nouveau critère, à savoir une charge à long terme standardisée à 0,14GPa (20kpsi). 1 Introduction Pour les câbles aériens, il existe une série de spécifications contradictoires qui doivent être optimisées. L’un des objectifs consiste à réduire au minimum la déformation dans les fibres optiques. Un deuxième objectif consiste à réduire au minimum le diamètre du câble pour diminuer la charge due au vent et à la glace. Un troisième objectif consiste à réduire au minimum la flèche pour chaque distance entre les pylônes. L’addition de fil d’aramide au câble réduit au minimum la déformation et la flèche, mais le matériau supplémentaire augmente le diamètre du câble lequel, à son tour, augmente la charge due au vent et à la glace. Une variable clé pour l’optimisation de ces paramètres est représentée par la déformation admissible dans la fibre optique. Un procédé empirique commun, utilisé pendant plusieurs années, consiste à permettre un maximum de 20% de la tension d’essai ( proof-test) comme déformation à long terme dans les fibres optiques du câble. Ce critère apparaît dans plusieurs documents de normes en vigueur et s’est démontré raisonnable pour la génération actuelle de câbles fabriqués avec la fibre essayée à 0,69GPa (100kpsi).

2.2 Installation de câbles avec un nombre supérieur de fibres De nombreux câbles aériens sont inclus dans la catégorie des câbles de dérivation ( drop cables ). Ces petits câbles connectent le réseau d’accès aux logements individuels. Normalement, il s’agit de câbles ayant un nombre de fibres réduit. Toutefois, en excluant ces câbles de dérivation, il y a une tendance générale à installer les câbles avec un nombre de fibres majeur. Cela est dû aux coûts élevés des droits de passage et d’installation. Dans de nombreux câbles avec un nombre de fibres élevé, les fibres optiques représentent la moitié du poids des câbles. Plus le poids est élevé et majeure est la tension requise dans le câble pour réduire au minimum la flèche. Les fils d’aramide et les composés de fibres de verre ( FRP ) sont utilisés pour supporter la plupart de ce poids, alors que la charge résiduelle est supportée par les fibres optiques. En outre, plus le nombre de fibres et élevé, plus le diamètre est grand. Les câbles de diamètre supérieur supportent une charge due au vent et à la glace majeure, ce qui complique la situation. Par conséquent, les câbles avec un nombre de fibres supérieur sont potentiellement sujets à une déformation majeure des fibres optiques. 2.3 Déploiement de fibres G.657 et revêtements résistant à la microcourbure Il n’est donc pas surprenant de constater une augmentation des installations de fibres G.657 dans le réseau optique. Des données récentes provenant du CRU ont démontré que plus de six pour cent de la fibre optique installée actuellement appartient à cette catégorie. [ Private communications Patrick Faye of CRU .] Les fibres G.657 sont installées grâce à leurs excellentes performances de macrocourbure. Un avantage supplémentaire des fibres G.657 est représenté par leur majeure résistance à la microcourbure qui les rend moins sensibles aux conditions de câblage.

Ce critère, qui a été développé pour assurer une fiabilité mécanique de 30 ans et qui est basé sur les performances excellentes de fiabilité générale des câbles aériens installés, semble valable. Avec les câbles développés presque aux limites de conception, il vaut la peine d’explorer ces limites ainsi que les règles empiriques que l’on utilise dans la conception des câbles pour garantir que, dans le futur, les câbles optiques puissent offrir une fiabilité similaire ou supérieure à celle de leurs prédécesseurs. modifications de conception des câbles sur la fiabilité 2.1 Remarques générales Les limites de conception traditionnelles en ce qui concerne la fabrication des câbles optiques ont changé au cours de ces dix dernières années. Certains de ces changements concernent: 1 L’installation de câbles avec un nombre de fibres supérieur 2 L’installation de fibres à basse perte par macrocourbures (G.657) et de revêtements résistant à la microcourbure 3 La réduction des coûts en limitant au maximum le matériau du câble et en réduisant les limites de conception 4 Fibres testées à des valeurs supérieures (1,38GPa [200kpsi]) Ces modifications des tendances de conception des câbles peuvent influencer la fiabilité générale des câbles optiques. Chaque modification sera examinée séparément pour démontrer que, lorsqu’elles sont combinées, elles peuvent influencer radicalement la fiabilité à long terme si elles ne sont pas gérées correctement. 2 Effets des

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