EuroWire May 2020

Article technique

électrique aérienne avec une tension de 110kV et plus. Il remplit deux fonctions : transmission des données et protection des conducteurs de phase contre la foudre, qui pourrait endommager le système de transmission. Ce type de câble peut également être utilisé dans les zones à forte activité de corrosion. La structure du câble OPGW utilisé dans cette étude est illustrée à la Figure 1 . Il se compose de fils d’acier toronnés et recouverts d’aluminium et de deux tubes assemblés en acier inoxydable remplis de gel hydrophobe. Le câble a un diamètre extérieur de 12mm et un diamètre de loose tube de 2,8mm. Chaque loose tube contient 24 fibres optiques, et la plage de température de fonctionnement va de -60°С à +85°С, pour lequel on utilise un gel de remplissage dont la température est de -60°С. 3 Configuration pour les mesures 3.1 Essai de variation cyclique de la température Pour les mesures de la température, on a utilisé une chambre climatique (illustrée à la Figure 2 ) pouvant accueillir plus de 1km de câble OPGW. La stabilité thermique de la chambre était inférieure à 1°C. Cette bonne stabilité thermique a été rendue possible par un choix approprié du temps de relaxation à chaque point de mesure. La plage de température était de -40°C à +85°C pour chaque cycle, comme l’exigeaient le client et l’environnement du domaine d’application. Trois cycles ont été réalisés dans le cadre de cet essai. Dans notre configuration, 48 fibres à perte ultra faible ont été combinées en deux faisceaux. Les fibres de chaque faisceau ont été épissées afin de fournir une meilleure précision pour les mesures OTDR des changements d’atténuation pendant l’essai, et chaque faisceau était constitué de plus de 20 échantillons de fibres différentes. ▼ ▼ Figure 5 : Distribution de l’atténuation à 1 550nm pour 500km de câbles OPGW installés avec des fibres à perte ultra faible. Les pertes d’épissage sont incluses

Câble OPGW avec 48 fibres à perte ultra faible

Valeur moyenne ~0,165dB/km Valeur maximale ~0,168dB/km

Essai de variation cyclique de la température d’un câble OPGW avec des fibres à perte ultra faible

Atténuation (dB/km)

Température °C

Atténuation à 1 550nm (dB/km)+

▲ ▲ Figure 3 : Essai de variation cyclique de la température d’un câble OPGW avec des fibres à perte ultra faible

▲ ▲ Figure 4 : Distribution de l’atténuation à 1 550nm des câbles installés avec des fibres à perte ultra faible pour trois tronçons de 150km. Les pertes d’épissures sont incluses

Atténuation de référence (dB/km)

Atténuation maximale (dB/km)

Groupe de fibres

Delta dB/km Spécification de la fibre* (dB/km)

1 2

0.169 0.163

0.174 0.168

0.005 0.005

<0.05

<0.05 *Note: la fibre elle-même dépasse les spécifications pour une plage de température plus large (-60°C à +85°C) et dans le câble ▲ ▲ Tableau 1 : Augmentation de l’atténuation à 1 550nm lors d’un essai de variation cyclique de la température à une température comprise entre -40°C et +85°C

Cette configuration a été utilisée pour reproduire avec précision les conditions réelles d’installation des câbles terrestres longue distance qui contiennent généralement un grand nombre de sections de câbles épissés. Les deux faisceaux ont été spécialement conçus pour représenter l’extrémité supérieure de la distribution à perte ultra faible (atténuation moyenne du premier faisceau 0,169dB/km à 1 550nm) et la portion d’atténuation typique (atténuation moyenne du deuxième faisceau 0,163dB/ km à 1 550nm). Cette procédure d’essai de câble a été réalisée en totale conformité avec la norme IEC 60794-1-22, méthode F1. 3.2 Mesures OTDR du câble installé Le câble OPGW installé sur le terrain représentait un enchaînement d’épissures par fusion d’un certain nombre de longueurs de câble variant de 6 à 8km, et la longueur totale du câble était d’environ 500km. Plusieurs dispositifs OTDR avec une gamme dynamique de 45dB ont été utilisés pour les mesures. Pour obtenir la précision et la résolution spatiale souhaitées, la ligne de transmission a ▼ ▼ Figure 6 : Variation de l’atténuation après un an d’exploitation du câble OPGW avec des fibres à perte ultra faible

été divisée en trois sections d’environ 150km, et chaque section a été mesurée séparément des deux extrémités par l’OTDR. Des mesures d’atténuation du câble OPGW installé sur-le-champ ont été effectuées à deux reprises. La première mesure a été effectuée juste après l’installation du câble. Les mesures ultérieures par OTDR ont été effectuées environ un an après l’installation. 4 Résultats La Figure 3 montre les changements d’atténuation à 1 550nm pour deux faisceaux de fibres pendant l’essai de variation cyclique de la température pour les trois cycles. Au cours de cet essai, aucune différence significative de performance d’atténuation n’a été observée entre les deux faisceaux de fibres. L’augmentation maximale de l’atténuation pour les deux groupes de fibres pendant les trois cycles n’a pas dépassé 0,005dB/ km, ce qui est bien dans la limite souhaitée de 0,01dB/km (comme indiqué précédemment) et est loin de la limite de spécification de 0,05dB/km [4] . On estime que ce résultat de mesure indique que la conception du câble OPGW choisie convient aux applications ultra-longues distances avec de fortes limitations du budget optique. Vu que l’essai de variation cyclique de la température représente un bon indicateur de la performance du câble à long terme sur-le-champ, on s’attend à des variations d’atténuation similaires au cours de la durée de vie du câble.

Câble OPGW avec 48 fibres à perte ultra faible

Atténuation à 1 550nm (dB/km)

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Mai 2020