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

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

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

Кроме того, конструкция и способ производства кабеля определяются его назначением (табл. 4)

Таблица 4

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.

Здесь и далее в таблицах: А - Наиболее важный фактор; В - Менее важный фактор