Новости, обзоры и акции
Новости, обзоры и акции
Характеристики и типы оптоволоконных кабелей
Широкое внедрение волоконно-оптических сетей (ВОС) на Взаимоувязанной сети России объясняется возможностью создания ВОС за короткий период времени, низкой стоимостью и высокой надежностью сетей. Оптический кабель (ОК) может быть проложен по опорам железных дорог, на линиях электропере дачи, в силовых кабелях, в канализационных и водопроводных трубах, по руслу рек и дну озер, вдоль автомобильных дорог. Подразделяют оптические кабели по таким признакам, как: назначение и условия применения; способ прокладки; конструктивные и технологические особенности; число ОВ и электрических жил (табл. 1).
Таблица 1
По ГОСТ 26793-85 | В соответствии с публикуемой МЭК 794-1 (50) |
Магистральный | Для прокладки в земле |
Зоновый | - |
Городской | Для прокладки в коллекторах или трубах |
Полевой | Полевой |
Подводный грузонесущий | - |
Подводный негрузонесущий | Подводный |
- | Подводный для относительно коротких водных преград |
Для стационарных объектов и сооружений | Внутриобъектовый |
Для подвижных объектов | - |
- | Для воздушной прокладки |
Специальный для дистанционного управления | Специальный |
Монтажный | Монтажный |
Шнур | - |
В общем случае деление по группам, установленное ГОСТ и публикацией МЭК, достаточно условно, так как требования, предъявляемые к каждой группе кабелей в нашей стране и за рубежом, отличаются в
значительной степени как по уровню параметров, так и по их комбинации. Сравнение групп позволяет выделить типовые конструкции, характерные для каждой группы, и провести их анализ. Выбор той или иной конкретной конструкции в пределах одной группы или вида зависит от многих переменных и пределяется параметрами системы передачи, внешними воздействиями и стоимостью. Согласно классификации МСЭ-Т оптические кабели можно разделить на кабели для внешней и внутренней прокладки (табл. 2).
Таблица 2
Внешние кабели междугородные, межстанционные соединительные и распределительные | Внутренние кабели у абонента и на станции | ||||
Воздушный | Пролож. в грунте | Пролож. в канализации | Пролож. в туннеле | Подводный | Внутри здания |
Классификация оптических кабелей для внешней прокладки, т. е. линейных кабелей,
представлена на рис. 1,
Оптический кабель для внутренней прокладки, т. е. внутриобъектовых кабелей, - на рис. 2.
По условиям применения кабели делятся на подвесные, подземные и подводные. Самый распространенный вид прокладки оптических кабелей - подземный (рис. 3). Способы прокладки подвесных и подводных оптических кабелей представлены соответственно на рис. 4 и 5. Конструкция подводных оптических абелей связи выбирается в зависимости от вида водной системы (река, озеро, залив, островные протоки) и существующего риска, связанного с рыболовством (табл. 3).
Таблица 3 Степень риска, связанная с применением подводных кабелей
Водная система |
Характеристика водной системы |
Состояние дна |
Внешняя опасность |
Степень риска |
|||
Длина | Глубина | Профиль местности | Течение | Рыболовство | Якоря, тралы | ||
Река | Короткая | Мелкая | Мягкий ил | Может быть сильное, но стабиль ное | - | Малая | Малая |
Озеро | Короткая - средняя | Мелкая - средняя | Мягкий ил | Слабое | Ограничен. | - | Минимальная |
Фиорд | Короткая | Средняя - глубокая | Мягкий или скалы | Малые приливы и отливы | Ограничен. | - | Малые приливы и отливы |
Островные протоки | Короткая | Мелкая | Резко пере-сеченный | Малые приливы и отливы | Ограничен. | Ограничен. | Малая |
Кроме того, конструкция и способ производства кабеля определяются его назначением (табл. 4)
Таблица 4
Элемент конструкции кабеля | Особенности конструкций оптических кабелей | |
Подводный | Морской | |
Сердечник: конструкция компоновка содержание волокон | Аналогичная подземному Одномодульная Высокое (> 100) | Неглубоководная Одномодульная Среднее (<48) |
Барьер: тип герметичность метод изготовления | Диэлектрик/металл Частичная/полная Покрытие/экструзия | Металл Полная Сварка/контактное давление |
Броня: размер мощность брони вид обработки | Малый/средний Низкая/средняя Гальванизация | Средний/большой Средняя/высокая Гальванизация |
Компаунд (способ использования) | Водоблокирование | Водоблокирование |
Вид оболочки | Диэлектрик/многослойный | Многослойный диэлектрик |
Кабель: конструкция способ создания изготовления число типов соединение/переход стоимость | Простая Быстрый и простой Простое Один или два Ограниченное/нет Низкая | Сложная Долгий и сложный Очень точное Ограниченное число кабелей Ограниченное число Соединений Относительно высокая |
Физика распространения оптического сигнала и физические свойства оптических волокон отличаются от физики распространения электрических сигналов и физических свойств обычных металлических проводников. Однако основное назначение элементов конструкции волоконно-оптического кабеля аналогично назначению элементов конструкций обычных кабелей электросвязи с металлическими проводниками. Оно заключается в том, чтобы сохранять характеристики передачи и механическую прочность волокон стабильными в процессе изготовления, прокладки и эксплуатации кабеля. Поскольку кабели электросвязи могут подвергаться всевозможным вредным воздействиям в природных условиях и условиях, связанных с деятельностью человека, необходимы конструкции кабелей, которые могли бы выдержать любые воздействия окружающей среды. Волоконно-оптические кабели должны обладать высокой механической и химической прочностью.
Размеры и характеристики оптических волокон, применяемых в электросвязи, должны соответствовать
Рекомендациям МСЭ-Т:
- G.651 (многомодовые градиентные волокна 50/125 мкм);
- G.652 (одномодовые волокна);
- G.653 (одномодовые волокна со сдвигом дисперсии);
- G.654 (одномодовые волокна с затуханием, минимизированным на волне 1550 нм);
- G.655 (одномодовые волокна со смещенной ненулевой дисперсией, в том числе с малым наклоном
кривой дисперсии, с большой эффективной площадью поля моды).
При проектировании волоконно-оптических кабелей должна быть предусмотрена защита волокна от дополнительного затухания и чрезмерной механической деформации при различных условиях эксплуатации, учтены изменения геометрических размеров кабеля, оказывающие влияние на абочие характеристики волокна. Кроме того, волокно должно быть таким, чтобы легко выполнялись работы по прокладке и сращиванию волокон в кабельных муфтах, а также соединения на стойках при концевой заделке кабелей.
По сравнению с традиционными кабелями электросвязи с металлическими проводниками волоконно-оптические кабели обладают многими достоинствами: малые масса и размер; возможность прокладки на большие расстояния;
- малые потери;
- отсутствие переходных влияний;
- большая ширина полосы;
- отсутствие влияния электромагнитных полей.
К факторам, учитываемым при проектировании волоконно-оптических кабелей относятся:
- механические характеристики и характеристики окружающей среды;
- долгосрочная надежность;
- легкость выполнения работ по прокладке и сращиванию;
- применение на сети.
Внешние кабели прокладываются в разных условиях и могут подвергаться сильным природным воздействиям, поэтому при выборе кабеля необходимо предусматривать все возможные воздействия
окружающей среды (табл. 5-7).
Таблица 5
Результат воздействия на оптические кабели внешних факторов, определяемых условиями окружающей среды.
Внешние факторы | Внешние кабели междугородные, межстанционные соединительные и распределительные | Внутренние кабели | ||||||
У абонента | На станции | |||||||
Воздушный | Проложенный в грунте | Проложенный в канализации | Проложенный в тунеле | Подводный | Внутри здания | |||
Температура | В | Усадка оболочки кабеля с вытягиванием сердечника | - | - | ||||
А | Увеличение затухания в оптическом кабеле под воздействием перепадов температуры | |||||||
В | Хрупкость (ломкость) оболочки кабеля под воздействием низкой температуры | - | - | - | - | |||
А | Раздавливание при образовании льда | - | - | |||||
Ветер | А | Повреждение под давлением ветра | - | - | - | - | - | |
В | Повреждение при раскачивании кабеля | - | - | - | - | - | - | |
Соленая вода | В | Коррозия несущего троса | Коррозия брони кабеля | - | - | Коррозия брони кабеля | - | - |
Дождь и горячие источники | В | Коррозия несущего кабеля | Коррозия под воздействием горячих источников | - | - | - | - | |
Снег и лед | А | Повреждение под тяжестью льда | - | - | - | - | Повреждение под тяжестью льда | - |
Удар молнии | В | Разрушение при ударе молнии и опасность для персонала | - | - | - | - | ||
Землетряс. и смещение грунта, камнепады | В | Повреждение кабелей при камнепадах | Обрыв кабелей при смещении грунта | - | - | - | - | |
Состав почвы | В | - | Коррозия брони | - | - | Коррозия брони | - | - |
Грызуны, птицы и насекомые | В | Повреждение оболочки кабеля грызунами, птицами и насекомыми | - | - | - | - | - | |
Водород | А | Увеличение потерь в оптическом кабеле под воздействием водорода | ||||||
Водный поток | В | - | - | - | - | Повреждение кабеля | - | - |
Разрастание плесневого грибка | В | - | - | Повреждение оболочки | - | - | Повреждение оболочки | - |
Здесь и далее в таблицах: А - Наиболее важный фактор; В - Менее важный фактор