Виды кабелей

     ОК  должны удовлетворять ряду требований, предъявляемых к традиционным металлическим  кабелям связи:

     возможность прокладки в условиях, в которых  прокладываются электрические кабели;

     максимальное  использование такой же кабелепрокладочной техники и оборудования;

     возможность сращивания и монтажа в полевых  условиях с достаточной легкостью и в течение короткого времени;

     устойчивость  к внешним воздействиям в соответствии с условиями эксплуатации на сетях  связи;

     надежность  эксплуатации с заданными показателями безотказности, долговечности и  ремонтопригодности.

          Необходимо отметить, что по таким показателям, как устойчивость к внешним воздействиям и надежность эксплуатации, ОК не только не уступают, но и значительно превосходят металлические.

          Конструкция ОК выполняет следующие основные функции:

     защита  волокна от повреждений и разрушений в процессе производства, прокладки и эксплуатации кабеля;

     обеспечение постоянства характеристик оптического  волокна в процессе срока службы кабеля;

     сохранение  прочностных характеристик кабеля;

     возможность идентификации волокон в кабеле для предотвращения разбитости волокон при соединении строительных длин оптического кабеля.

     OK для защиты волокон от повреждений и дополнительных потерь из-за микроизгибов в процессе прокладки и эксплуатации конструируются с упрочняющими (силовыми) элементами, чтобы выдержать нагрузки тяжения и нагрузки от температурных расширений и укорочений.

      Существующие  ОК по своему назначению могут быть классифицированы на три группы: магистральные, зоновые и городские. В отдельные группы выделяются подводные, объектовые и монтажные ОК.

     Магистральные ОК предназначаются для передачи информации на большие расстояния и значительное число каналов. Они должны обладать малыми затуханием и дисперсией и большой информационно-пропускной способностью. Используется одномодовое волокно с размерами сердцевины и оболочки 8/125 мкм. Длина волны 1,3... 1,55 мкм.

     Зоновые ОК служат для организации многоканальной связи с дальностью связи до 250 км. Используются одномодовые и градиентные волокна с размерами 50/125 мкм. Длина волны 1,3 мкм.

     Городские ОК применяются в качестве соединительных между городскими АТС и узлами связи. Они рассчитаны на короткие расстояния (до 10 км) и большое число каналов. Волокна-градиентные (50/125 мкм) и одномодовые (по заказу). Длина волны 0,85 и 1.3 мкм. Эти линии, как правило, работают без промежуточных линейных регенераторов.

     Подводные ОК предназначаются для осуществления связи через большие водные преграды. Они должны обладать высокой механической прочностью на разрыв и иметь надежные влагостойкие покрытия. Для подводной связи также важно иметь малое затухание и большие длины регенерационных участков.

     Объектовые  ОК служат для передачи информации внутри объекта. Сюда относятся учрежденческая и видеотелефонная связь, внутренняя сеть кабельного телевидения, а также бортовые информационные системы подвижных объектов (самолет, корабль и др.). Используются многомодовые волокна.

     Монтажные ОК используются для внутри- и межблочного монтажа аппаратуры. Они выполняются в виде жгутов или плоских лент.

     В отличие от электрических, оптические кабели — магистральные и городские — по своим конструктивным и оптическим параметрам мало различаются. Более показательным критерием являются условия прокладки, согласно которым все ОК подразделяются на две большие

     категории: для наружной и для внутренней прокладки. Есть кабели, пригодные для прокладки как вне, так и внутри зданий.

     В свою очередь, кабели наружной прокладки  подразделяются на две группы: кабели подземные и подводные, подвесные.

          Кабели подземные и подводные могут прокладываться в пластмассовых трубах, в кабельной канализации и других линейных сооружениях — на мостах и эстакадах, в отдельных трубах и блоках, коллекторах, тоннелях, станционных шахтах, непосредственно в грунте — ножевым кабелеукладчиком в заранее отрытую траншею, под водой — на речных переходах, через другие водные преграды.

        Кабели подвесные подвешиваются  на опорах линий связи, ЛЭП,  контактной сети электрифицированных железных дорог и городского транспорта. Они подразделяются на самонесущие, навивные, прикрепленные и в грозозащитном тросе.

     Основной  частью конструкции сердечника ОК является модуль - самостоятельный конструктивный элемент кабеля, содержащий одно или  несколько OB с защитными покрытиями, расположенными в защитной полимерной трубке с гидрофобным заполнителем или без него. Во всех случаях кабель может содержать один модуль, расположенный, как правило, в центре (рис. 3.21,а) - одномодульная конструкция или несколько скрученных модулей, расположенных вокруг центрального силового элемента, -многомодульная конструкция (рис. 3.21,6), где 1 - ОВ, 2 - защитная оболочка, 3 - демпфирующая оболочка, 4 - упрочающиеся элементы. Иногда одинарный трубчатый модуль расположен не в центре, а в повиве, при этом конструкция сердечника соответствует многомодульной.

     К этому перечню следует добавить также одноволоконные кабели, в том числе для внутристоечных соединений, кабели для подводной прокладки и кабели для подвески на высоковольтных линиях электропередачи или вдоль линий контактной сети на железных дорогах. 
 

       
 
 
 
 

     Рис.3.21 

     При выборе типа оптического кабеля, его  конструктивных и передаточных характеристик для конкретного объекта строительства необходимо учитывать:

     способ  прокладки оптического   кабеля;

стоимость и  сроки выполнения  строительно-монтажных  работ,  а также затраты на эксплуатацию;

     технологии  выполнения аварийно-восстановительных  работ;

     топологию линейного тракта;

     вариант обслуживания сети связи;

     цену  минуты простоя линейного тракта и/или отдельных сегментов сети связи;

     требуемое значение коэффициента готовности линейного  тракта;

     величины  передаваемого и ожидаемого трафика.

     Оптические  кабели, используемые для построения железнодорожных волоконно-оптических линий передачи (ВОЛП), должны соответствовать техническим требованиям к оптическим кабелям связи, предназначенным для применения сети связи.

       Оптические кабели для применения на Взаимоувязанной сети связи в соответствии с условиями их подземной прокладки и эксплуатации, а также согласно данным технических условий на их изготовление условно подразделяются на четыре типа:

     Тип 1: с допустимым растягивающим усилием  не менее 80 кН для прокладки через  водные преграды (судоходные реки, водохранилища), болота (глубиной более 2 м) и в районах вечной мерзлоты;

     Тип 2: с допустимым растягивающим усилием  не менее 20 кН для прокладки в  скальных и тяжелых фунтах при  наличии опасности механического повреждения;

     Тип 3: с допустимым растягивающим усилием не менее 7 кН для прокладки в гравийно-песчаном грунте, наносных песках и тяжелых глинистых грунтах:

     Тип 4: с допустимым растягивающим усилием  не менее 2,7 кН для прокладки в  кабельной канализации и защитных пластмассовых трубопроводах.

     Согласно  техническим требованиям кабели, предназначенные для непосредственной прокладки в грунтах, должны быть бронированными, грозостойкими (выдерживающими импульсный ток 105 кА).

     Оптический  кабель состоит из следующих основных элементов: сердечник кабеля; упрочняющие элементы; оболочка кабеля. Кабели наружной прокладки могут иметь два дополнительных элемента: броневые покровы; наружный защитный покров (защитную оболочку).

     Затухание ОК зависит от внутренних и внешних  механических усилий. Любые виды механических воздействий, приводящие к изгибам оптических волокон, вызывают увеличение затухания кабеля. Для сохранения параметров передачи в процессе эксплуатации необходимо защитить оптические волокна в кабеле от внешних воздействий.

     Оптические  волокна имеют более высокий модуль упругости по сравнению с большинством материалов, используемых в конструкциях ОК. Поэтому в случае приложения продольных сил к кабелю (например, в процессе прокладки) самое большое напряжение развивается в оптических волокнах. Чтобы этого избежать, в конструкцию кабеля вводят упрочняющие (силовые) элементы, которые имеют более высокий модуль упругости, чем у оптических волокон, что позволяет противостоять усилиям на растяжение.

     Возможны  два варианта конструктивных решений  по укладке оптических волокон в кабеле — свободная, при которой волокна не скреплены друг с другом и с оболочкой, т.е. лежат в ней свободно (кабели наружной прокладки), и связанная укладка (кабели внутренней прокладки). Эти два варианта укладки волокон совместно с возможными вариантами размещения упрочняющих элементов (в центре, во внешних защитных слоях или их комбинации) дают многообразие конструкций оптических кабелем. С точки зрения удобства монтажа кабеля предпочтительной является структура кабеля с центральным расположением упрочняющего элемента.

     Некоторые конструкции кабелей ОК. кроме  оптических волокон, содержат медные проводники для дистанционного питания регенераторов и служебной связи, которые располагают в пазах профильного сердечника или во внешнем повиве. Существуют комбинированные ОК с медными парами и четверками для цепей связи.

     Вне зависимости от условий применения кабеля: кабельная канализация, прокладка в грунте, подвеска на опорах, прокладка под водой, размещение в грозозащитном тросе, -важнейшим элементом в конструкции кабеля, определяющим его технические и экономические характеристики, являются сердечник оптического кабеля.

     Скрутка оптических модулей в сердечник, вокруг несущего элемента кабельного сердечника, может быть выполнена одним из следующих способов:

     спиральная  скрутка;

     SZ- скрутка.

     При спиральной скрутке модули (волокна) свиваются в одном направлении и одинаковым углом по отношению к продольной оси кабеля. Этот вид скрутки оптических модулей, такой же как групп в кабелях симметричной конструкции.

     При SZ — скрутке одно направление скрутки , например по часовой стрелке, через определенное число витков меняется на противоположное направление. В точке смены направления скрутки волокна параллельны оси кабеля.

     При спиральной скрутке волокна имеют тем больше превышение их длины по сравнению с длиной оси. чем меньше шаг скрутки. Уменьшение шага скрутки позволяет прикладывать к кабелю при прочих равных условиях большие усилия на растяжение и сжатие. Однако минимальная длина шага скрутки ограничивается минимальным допустимым радиусом кривизны волокна с точки зрения механических характеристик и увеличения затухания волоконного световода вследствие изгибов. Величина радиуса кривизны при спиральной скрутке не изменяется вдоль оси кабеля.

     При SZ—скрутке величина радиуса кривизны изменяется вдоль оси кабеля. Она достигает максимума в точках смены направления скрутки. В целом эта скрутка обеспечивает более высокую стабильность параметров передачи и обладает более высокой стойкостью к растягивающим усилиям, а также эксплуатационные удобства благодаря более быстрому доступу к оптическим волокнам в середине строительных длин при проведении аварийно—восстановительных работ.

     В последние годы широкое распространение  получил кабель с сердечником в виде одной центральной трубки со свободно лежащими в ней скрученными волокнами. Существенным отличием этой трубки от трубок оптических модулей является то, что она выполняет также роль упрочняющего элемента. Эта трубка может иметь обычную гладкостенную или спиралевидную конструкцию. Оптические волокна внутри трубок скручены подобно волокнам в трубках оптических модулей. Но так как диаметр центральной трубки больше диаметра оптического модуля, то оптические волокна в центральной трубке могут иметь меньший шаг скрутки, что обеспечивает большую длину волокна. Трубка может вмещать более 100 оптических волокон, и этом случае для облегчения идентификации волокона  они объединяются в пучки, которые обвязаны цветной пряжей. Трубка со спиралевидным модулем имеет более хорошие механические характеристики в поперечном направлении, обладая лучшей устойчивостью к раздавливанию, по сравнению с устойчивостью модульной структуры сердечника, профильного сердечника и гладкостенной трубки. Для того чтобы предотвратить распространение влаги по длине кабеля, свободное пространство между элементами сердечника заполняется специальным гидрофобным компаундом (гелем). Если продольная водонепроницаемость не требуется, как, например, для кабелей внутренней прокладки, то необходимости в заполнении сердечника компаундом нет.