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Le rétrécissement des câbles à fibres optiques

Causes, effets et solutions

5 MIN À LIRE

Tous les matériaux se dilatent et se contractent sous l’influence de la température. En pratique, les câbles et les fibres optiques sont très sensibles aux conditions thermiques, ce qui peut affecter leurs performances. La gaine extérieure d’un câble à fibres optiques a un coefficient de dilatation thermique plus élevé que son âme. Les cycles de température ambiante peuvent entraîner un rétrécissement de la partie extérieure, ce qui soumet la fibre à des contraintes et provoque des micro-courbures. Heureusement, les câbles à faible rétrécissement offrent une solution.

Les câbles à fibres optiques sont conçus de telle manière que la longueur excessive de la fibre optique compense la dilatation thermique du tube qui l’entoure, ce qui garantit que l’allongement de la construction du câble n’affecte pas directement la fibre. Cette “surlongueur” protège l’âme contre les contraintes de flexion ou de tension. Selon la structure du câble, elle peut être de 0,5 à 1,5 %.

Toutefois, l’inconvénient de surlongueur de la fibre est qu’elle s’accentue à mesure que le câble extérieur se rétracte. Si la gaine devient plus petite que la fibre à l’intérieur, cela peut créer une spirale et influencer les rayons de courbure minimums, ce qui entraîne une perte optique et peut même rendre le câble obsolète. Ce rétrécissement peut même conduire à une micro-courbure, entraînant une atténuation et une perte de transmission du signal.

Un examen plus approfondi du rétrécissement réversible et irréversible des câbles :

Nous appelons le rétrécissement du câble dû au refroidissement “réversible” parce que l’état d’origine est rétabli lorsque le câble est chauffé. Les coefficients de dilatation des matières plastiques – le matériau extérieur – sont environ 50 fois plus élevés que ceux du verre – l’âme du câble. Lors d’un refroidissement de +20 °C à -5 °C, par exemple, le câble subit un rétrécissement lié à la température d’environ 0,5 %. En règle générale, cela n’est pas perceptible, car l’excédent de longueur de l’âme de la fibre continue à s’insérer dans le câble.

Toutefois, à des températures plus basses, le retrait dû à la température peut être visible. La dureté accrue des plastiques exerce une pression plus importante et les excédents de longueur de fibre cumulés ne peuvent plus être compensés dans le câble. La contrainte de flexion plus élevée de la fibre peut signifier une perte d’insertion (IL) accrue – la perte de puissance du signal résultant de l’obstruction dans un lien en fibre optique.

Le rétrécissement irréversible, comme son nom l’indique, ne peut pas être annulé. Les plastiques sont des matériaux dits amorphes dans lesquels les éléments constitutifs (molécules) ne suivent pas un ordre. Lors de l’extrusion d’un câble, le plastique chaud est pressé à travers une matrice. Cela produit des forces de cisaillement élevées, qui forcent les molécules à s’aligner dans la direction longitudinale du câble. Avant que le plastique liquéfié ne puisse revenir à son état amorphe, il est trempé dans un bain d’eau de la ligne d’extrusion. L’orientation des molécules dans la direction longitudinale du câble est gelée.

Tant que le plastique n’est pas chauffé au-dessus de la température dite de transition gazeuse, sa structure semi-cristalline est conservée. À des températures supérieures à la température de transition gazeuse, la restructuration à l’état amorphe commence. La gaine du câble se rétracte alors de manière irréversible. Pour le polyéthylène haute densité (PEHD), la température de transition gazeuse est d’environ 100 °C, pour le FRLSZH (Fire Retardant Low Smoke and Low Halogen), elle se situe entre 50 °C et 60 °C.

Le degré de rétrécissement dépend essentiellement du matériau, de la section de la gaine et des paramètres d’extrusion. Le rétrécissement des câbles est particulièrement visible pour les câbles équipés de connecteurs des deux côtés. Les assemblages de câbles en vrac, tels que les câbles pieuvre, les pigtails, les cordons patch simplex/duplex peuvent se rétracter de 1 à 5 % selon le processus d’extrusion. Cela peut exposer les extrémités des fibres à l’humidité extérieure et à d’autres conditions indésirables.

Le rétrécissement réversible des câbles dû à la température et le rétrécissement structurel irréversible des câbles s’additionnent et la longueur excédentaire ne peut être compensée. Un rétrécissement irréversible excessif du câble entraîne une atténuation de plus en plus importante. Un câble sensible au rétrécissement continue à se rétrécir à chaque cycle de température élevée lors d’un test de cycles de température. Cela conduit à des valeurs d’atténuation plus élevées à chaque cycle de basses températures. Les changements d’atténuation sont susceptibles d’être le résultat de différents coefficients de dilatation thermique de l’âme de la fibre et du câble environnant.

Câbles à fibres optiques à faible rétraction :

Les câbles à faible rétraction présentent un faible rétrécissement irréversible à des températures élevées. Lors d’un test de cycles de température, les écarts d’atténuation des câbles à faible rétraction sont stables sur toute la durée. Une gaine de câble à faible rétraction maintient les performances optiques lors des variations de température. Le contrôle et la réduction du rétrécissement du câble améliorent directement les performances mécaniques et optiques des câbles optiques.

Vous pouvez en savoir davantage dans la brochure ‘Shrinking Behaviour’ sous téléchargements:Connaissance des câbles. Si vous souhaitez discuter de votre situation spécifique avec un expert, n’hésitez pas à nous contacter

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