屋内と屋外の光ファイバーケーブル: 構造設計、材料、定格がさまざまな環境でのパフォーマンスをどのように定義するか
設置環境に合わせて間違った光ケーブルを選択すると、ネットワーク障害が早期に発生する主な原因となります。屋内と屋外の両方の光ファイバー ケーブルは光信号を伝送しますが、材料工学、機械的強化、および環境耐性は根本的に異なります。この技術ガイドでは、これらの違いとマップを詳しく説明します。 屋内光ファイバーケーブル そして 屋外光ファイバーケーブル 現実世界の導入シナリオに合わせて、データ駆動型の仕様基準を提供します。
1. コアアーキテクチャの相違: タイトバッファ設計とルーズチューブ設計
屋内ケーブルと屋外ケーブルの根本的な違いは、ガラス繊維が機械的ストレスや環境の侵入からどのように保護されるかにあります。 屋内光ファイバーケーブル ほぼ普遍的に採用されているのは、 タイトバッファ設計 : 250μm のコーティングされたファイバー上に直接押し出された 900μm の一次コーティング。これにより、短距離配線、パッチ パネル、垂直ライザーに最適な耐久性と柔軟性に優れたケーブルが得られます。対照的に、 屋外光ファイバーケーブル に依存しています ルーズチューブデザイン : コーティングされたファイバーは、ゲルで満たされた、または水を遮断された熱可塑性プラスチックチューブ内で自由に浮遊します。この切り離しにより、ガラスに負担をかけずにケーブルが伸縮し、張力に抵抗できるようになります。
ルースチューブが屋外環境を支配する理由
ルースチューブ屋外ケーブルは、-40°C ～ 75°C の熱サイクルに対応します。 2019 年の 120 km の空中配備にわたる実地調査では、ルーズチューブ ケーブルは、日中の温度変動にさらされた厳重に緩衝された代替ケーブルと比較して、マイクロベンド損失が 83% 少ないことがわかりました。ゲル (または超吸収性糸) は水の移動も防ぎます。これは、にとって重要な機能です。 光ファイバー地下ケーブル 何十年も水没したままになる可能性があります。
2. 技術的な比較: 屋内と屋外の光ファイバー ケーブル
エンジニアは少なくとも 8 つのパフォーマンス軸を評価する必要があります。以下の表は、標準ライザー/プレナム屋内ケーブルと汎用屋外定格ケーブル (非外装) の代表値を数値化したものです。
| パラメータ | 屋内 (ライザー/プレナム) | 屋外用（ルーズチューブ、PE） |
|---|---|---|
| 耐火等級 | OFNR / OFNP (UL 1666) | IEC 60332-1-2 (難燃性、低発煙性ではない) |
| 動作温度 | -20℃～60℃ | -40℃～75℃ |
| 引張強さ（長期） | 200N～400N | 1000N～2700N（部材の強度による） |
| 最小曲げ半径 (取り付け) | 10 × ケーブル外径 | 15 x ケーブル外径 (バッファチューブにより緩めます) |
| 耐紫外線性 | なし (PVC/LSZH は劣化します) | カーボンブラック / HDPE – 優れた |
| 水の浸透 | 評価されていません | 1m ヘッド 24 時間漏れなし (IEC 60794-1-2-F5) |
| 装甲オプション | レア（コイルアーマーのみ） | 波形スチールテープ/ワイヤーアーマー |
| 代表的な用途 | データセンター、ライザー、プレナム | ダクト、直埋、空中固縛 |
34 件のネットワーク アップグレード (2022 年から 2024 年) のフィールド データによると、屋内定格ケーブルを屋外で使用すると、主に水の浸入とジャケットの亀裂が原因で、18 か月以内に 47% の故障率が発生しました。逆に、デプロイすると、 屋外光ファイバーケーブル 屋内では消防法に違反し（酸素指数が低い）、剛性が高いため設置が複雑になります。
3. 屋外用光ファイバーケーブルのタイプ: ルースチューブからフラット、アーマードまで
右を選択する 屋外定格光ファイバーケーブル 地下、空中、または直接埋設など、設置経路に適合する機械構造が必要です。
3.1 ルースチューブ（ゲル充填＆乾燥）
伝統的な ルースチューブ屋外ケーブル チキソトロピックゲルを使用して水をブロックします。長距離および家庭用ファイバー (FTTH) フィーダー ケーブルに最適です。ドライウォーターブロック (膨潤性糸) はよりクリーンな終端を実現するために注目を集めており、スプライスごとにクリーニング時間を最大 40% 削減します。
3.2 フラット光ファイバーケーブル (FTTH ドロップ)
フラット光ファイバーケーブル 2 つの平行な絶縁耐力部材と薄型の形状が組み込まれています。ファサードの取り付けや屋内/屋外の移行 (電柱から加入者宅など) に優れています。 150 の FTTH 導入を対象とした 2023 年の調査では、フラット ドロップ ケーブルは表面のステープル留めと曲げが容易なため、丸型ケーブルと比較して設置時間が 28% 短縮されたことが示されました。
3.3 光ファイバー地下ケーブル (装甲および直接埋設)
のために 光ファイバー地下ケーブル 、耐食性のスチールテープまたはワイヤーアーマーは、げっ歯類やバックホーからの保護を提供します。直接埋設ケーブルには、シース層の間にフラッディングコンパウンドが入っていることも特徴です。最小埋設深さはさまざまです:住宅私道の場合は0.6m、道路交差点の場合は1.2mです。地域プロジェクトの一般的な長さは次のとおりです。 屋外用 1000 フィートの光ファイバー ケーブル コイルを使用し、スプライシングを減らしながら扱いやすい重量 (約 45 ～ 65 kg) のバランスをとります。
3.4 外部光ファイバー ケーブル – アンテナおよび ADSS
屋外光ファイバーケーブル 多くの場合、空中固定設置用の統合メッセンジャー (図 8) や、高電圧通路用の全誘電体自立型 (ADSS) が含まれています。 ADSS ケーブルはアラミド糸を使用しており、金属要素を使用せずに最大 200 メートルのスパンに対応し、雷の誘引を排除します。
上の画像は、屋内ライザーの定格と限られた耐候性を組み合わせた多目的配線ケーブル (MPC) を示しています。これは、ケーブルが建物から出て屋外で短期間配線されるキャンパス環境に適しています。
4. 設置環境: 屋内経路 vs. 過酷な屋外プラント
環境要因により、保護層と設置技術が決まります。以下に、主要な条件と必要なケーブル属性の内訳を示します。
- プレナムスペース (空気処理) ：OFNPまたはLSZH屋内光ファイバケーブルを使用してください。非プレナム屋内ケーブルは有毒な煙を放出します。米国電力規格 (NEC) は特別な定格を義務付けています。
- ライザー（立軸） : OFNR (ライザー定格) により、床から床への火災の伝播を防ぎます。
- 地下導管 : ポリエチレンジャケットと防水加工を施した屋外用ルースチューブケーブルです。引っ張り張力 ≤ 2700 N、潤滑剤を推奨。
- 直葬 : 必須 防水光ファイバーケーブル スチールテープ装甲と浸水化合物を備えています。ゲルを充填したルースチューブは必須です。
- 空中（メッセンジャーまたは鞭打ち） ：耐紫外線性HDPEジャケットと高い引張強度。氷/風荷重の場合は、Figure-8 で自立することを検討してください。
重要なニュアンス: 防水光ファイバーケーブル 地下で使用するには、縦方向（ケーブルに沿った）と半径方向（シースを通る）の両方のシールが必要です。ゲルを充填したチューブが縦方向のウィッキングをブロックし、ラミネートシースが半径方向の進入を防ぎます。 2021 年の透水テスト (水頭 1 メートル、24 時間) では、乾式でブロックされたケーブルが最初は合格しましたが、5 回の凍結融解サイクルの後、12% が水分移行を示し、ゲルで満たされたケーブルは 100% の完全性を維持しました。
5. 選択方法: 火災安全性、機械的負荷、コスト効率
基本的な分類を超えて、エンジニアリング上の決定にはトレードオフが関係します。これら 4 つの要素を使用して、ケーブルを候補リストに載せます。
- 炎の広がりと煙 : 屋内の場合、ローカルコードで低火炎拡散が必要な場合は、LSZH よりも OFNP (プレナム) を優先します。 LSZH はハロゲン毒性を軽減します。屋外用 PE ジャケットは燃えやすいため、空気を取り扱うスペース内には絶対に設置しないでください。
- 極端な温度 : ミネソタ州の暖房のない屋根裏部屋に屋外ケーブルを配線した場合、-35°C ～ 5°C の毎日の変化によりジャケットに微小な亀裂が生じる可能性があります。 IEC 60794-1-2-E11 (-40°C、4x OD) に準拠した冷間曲げ試験を備えた屋外定格光ファイバー ケーブルを指定します。
- げっ歯類および耐掘削性 : 直接埋設の場合、波形鋼製外装はケーブルコストに 30% 追加されますが、げっ歯類の活動地域では外装なしのケーブルと比較して故障確率が 90% 減少します。外装のないフラット光ファイバー ケーブルは、決して直接埋設しないでください。
- プル長さと梱包 : 300～400mのランニングの場合、シングル 屋外用 1000 フィートの光ファイバー ケーブル コイル（約 305 メートル）を使用すると、接続点がなくなります。請負業者は、500 フィートのリールを結合する場合と比較して、1,000 フィートの連続長さを使用すると人件費が 18% 削減されると報告しています。
のために transitions (indoor to outdoor), always use a transition box or an indoor/outdoor rated cable with water-blocking transition elements. Directly terminating an outdoor cable inside a telecom room violates NEC 770.113 if the cable lacks a riser/plenum rating over the first 15m.
6. ベンチマーク: 減衰、クラッシュ、および経年変化データ
以下はサードパーティ認定による典型的なテスト結果です (15 のケーブル ファミリの平均、特定のブランドはありません)。データシートを確認する際のベースラインの期待値として使用してください。
| パラメータ | 屋内タイトバッファ (G.652.D) | 屋外用ルーズチューブ (G.652.D) |
|---|---|---|
| 1310nmでの減衰（設置後） | 0.36dB/km | 0.38dB/km |
| 1550nmでの減衰（熱サイクル後） | 0.24 dB/km (最大変化量 0.02) | 0.22dB/km (0.01変化) |
| 耐圧壊性（短期、N/cm） | 400-600 | 800-1500 (非装甲) / >2000 (装甲あり) |
| 耐衝撃性（1.2m落下、2kg） | 10滴落としても繊維が切れない | 25滴落としても繊維が切れない |
| UV エージング (3000 時間、ΔE) | ΔE >15 (重度の黄変/亀裂) | ΔE <5、亀裂なし |
加速老化 (85°C、相対湿度 85%、14 日間) のデータによると、屋内のケーブル ジャケットは引張強度が 40% 失われるのに対し、屋外の HDPE は 90% 以上を維持します。常に水が存在する地下展開の場合、 防水光ファイバーケーブル ゲル充填チューブを使用した場合、予測寿命は 30 年を超えます (Telcordia GR-20)。非防水ケーブルは、水素による減衰増加 (>0.5 dB/km) により 2 ～ 5 年以内に故障します。
7. よくある質問
Q1: 屋内と屋外の光ファイバー ケーブルの実際的な主な違いは何ですか?
主な違いは環境保護です。 屋内光ファイバーケーブル 防火のための厳重な緩衝設計と難燃性ジャケット (PVC/LSZH) を使用していますが、耐紫外線性と耐水性はありません。 屋外用光ファイバーケーブル ルーズチューブ、ゲル充填または乾燥した防水構造、UV/防水用の HDPE ジャケット、およびより高い引張強度の部材を使用しています。
Q2: 屋外定格の光ファイバーケーブルを屋内で使用できますか?
技術的にはそうですが、屋外の HDPE ジャケットは急速に燃えて激しい煙が発生するため、多くの場合、建築消防法に準拠していません。 NEC 770 では、屋外ケーブルが建物内に入る場合、中継筐体内で終端される場合、屋内ケーブルは 15 m (50 フィート) に制限されます。屋内で長時間使用する場合は、屋内定格のケーブルに移行する必要があります。
Q3: 「ルースチューブ屋外ケーブル」とは何を意味しますか?また、それが地中使用に重要なのはなぜですか?
ルーズチューブ設計とは、光ファイバーが接着されずに、より大きなゲルで満たされたチューブ内に配置されることを意味します。これにより、繊維は張力や温度変化の下で独立して動くことができます。のために 光ファイバー地下ケーブル 、ゲルは水がチューブに沿って移動するのを防ぎ（ウィッキング）、浸水したダクトや直接埋葬には不可欠です。
Q4: フラット光ファイバー ケーブルは屋外の空中設置に適していますか?
フラット光ファイバーケーブル (誘電体ドロップ ケーブル) は、柱または建物のファサードへの短スパンの空中取り付けに適しています (通常は最大 50 メートル)。ただし、スパンが 100 メートルを超える場合、または氷や風による負荷が大きい地域の場合は、統合メッセンジャーを備えた丸型ルースチューブ ケーブル (図 8) が必要です。
Q5: ケーブルが屋外直埋用に本当に防水であるかどうかを確認するにはどうすればよいですか?
2 つの仕様を確認してください: (1) IEC 60794-1-2-F5 に準拠した透水テスト (水柱 1 m、24 時間、ケーブル端での漏れなし)。 (2) 各ルーズチューブ内のゲルまたは膨潤性テープによる防水。さらに、直接埋設する場合、ケーブルには鋼鉄外装と、外装と内部シースの間に浸水化合物が必要です。
Q6: 地域の屋外プロジェクトではどのくらいの長さが一般的に使用されますか?また、なぜ「屋外用 1000 フィートの光ファイバー ケーブル」なのか?
1000 フィート (305 メートル) は、物流と接続の削減のバランスをとる標準的なリールの長さです。多くの郊外のフィーダー配線とキャンパスのバックボーン リンクは 250 メートルから 400 メートルの範囲にあります。 1000 フィートのコイルを 1 つ使用すると、1 回の実行につき 1 つの融着接続が不要となり、損失が約 10% 削減されます。 2 つの 500 フィート リールを接合する場合と比較して、0.1 dB で人件費が 20 ～ 30% 削減されます。
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