Волоконно-оптические линии связи

Волоконно-оптический кабель

Волоконно-оптический кабель

Основные сведения

     Волоконно-оптические кабели (ОК), применяемые в системах кабельной связи (СКС), предназначены для передачи оптических сигналов внутри зданий и между ними.

В зависимости от области применения ОК подразделяются на три основных класса:
• кабели внешней прокладки (outdoor cables); 
 • кабели внутренней прокладки (indoor cables); 
 • кабели для шнуров.
    Оптический кабель состоит из скрученных по определенной системе оптических волокон из кварцевого стекла (световодов), заключенных в общую защитную оболочку.

Классификация типов волоконно-оптических кабелей

По типу оптических волокон :   
 • с одномодовыми волокнами (SM);     
 • с многомодовыми волокнами (MM);      
 • комбинированный ( SM+MM); 



По огнестойкости оболочки: 
• с горючей оболочкой;
 • с негорючей оболочкой;
 • кабель медный негорючий

По назначению: 
 • магистральные;
 • зоновые;                                                                                                                                
 • городские;

В отдельные группы выделяется: 
 • подводные; 
 • объектовые; 
 • монтажные.

Примеры оптических кабелей

Кабель для прокладки в грунт 
 Подвесной кабель Кабель для локальных сетей
 ВОК 1.png                     

                                                         Конструкция волоконно-оптического кабеля

Элементы конструкции оптических кабелей

Сердечник кабеля 

Типовые конструкции сердечников оптических кабелей:
а), б) с профилированным сердечником
в) модульная
г) с центральной трубкой
д) ленточная

Упрочняющие (силовые) элементы кабеля

 Силовые элементы повышают механическую прочность кабеля. В ходе прокладки и после нее силовые элементы принимают на себя растягивающие напряжения, защищая от них волокно.

• Стальная проволока;
• Медная, алюминиевая или свинцовая трубка;
• Стекловолокно;
• Арамидные нити (воздушные кабели).

Оболочка кабеля

Защитные покровы должны предохранять сердечник оптического кабеля от: 
• механических воздействий;
• тепловых воздействий;
• химических воздействий;
• воздействий влаги. 

     Для защиты от воздействия внешней среды и механических повреждений в процессе прокладки ОК и его эксплуатации кабельный сердечник защищается наружной оболочкой. В общем случае в конструкциях ОК используется 4 варианта оболочек:
• полиэтиленовая,
• алюмополиэтиленовая,
• поливинилхлоридная,
• из безгалогенного материала, не распространяющего горение.
     Применяемые виды полимеров обладают различными термическими, механическими и электрическими свойствами. Прочность, стойкость к воздействию химикатов и воспламеняемость у них также различная.
Таким образом, правильный выбор материала для каждого конкретного изделия имеет большое значение.

Защита от влаги

     Вода воздействует на стекло, уменьшая тем самым срок службы волокон. При замерзании вода способна повредить элементы кабелей и привести к нарушению связи. Лучший способ избежать повреждений, вызываемых водой и повышенной влажностью, заключается в заполнении пространства между волокнами, модулями, волоконно-оптическими лентами и оболочкой водонепроницаемым наполнителем.
     Другая проблема - это явление роста оптического затухания волокна из-за поглощения атомами водорода. Для защиты от воздействия атомарного водорода используют оболочку, выполненную из металлизированной фольги или алюмополиэтиленовой ленты. В глубоководных кабелях применяют специальную алюминиевую или медную трубку, в более дешевых конструкциях, для прокладки в реках, болотах используют алюмополиэтиленовую ленту.

Защита от грызунов

     Для защиты от грызунов в кабелях применяется оболочка, усиленная гофрированной стальной лентой. При этом стальная лента накладывается непосредственно на сердечник по его длине, а сверху наносится полиэтиленовая оболочка.

Механические характеристики ВОК

Деформация растяжения и сжатия

     Наряду с изгибом необходимо ограничивать растяжение и сжатие световодов в модулях, чтобы не возникали недопустимые изменения передаточных характеристик и повреждения световодов. Световоды в модулях со свободной укладкой волокон могут свободно передвигаться внутри оболочки. В ненагруженном состоянии они располагаются в центре модуля, и их зазор (по отношению к защитной оболочке модуля) определяется с учетом внутреннего диаметра di оболочки модуля и наружного диаметра df световода. 

     Если в модуле находятся несколько световодов, за наружный диаметр df следует принять диаметр воображаемой окружности, охватывающей световоды как можно плотнее.

     Относительное изменение длины волоконно-оптического кабеля, т. е. допустимое удлинение eK или сжатие eKT (сжатие, обусловленное температурой) кабеля с повивной скруткой радиусом R и шагом S равно:


Механические характеристики ВОК

     
Чтобы вычислить максимально допустимое растягивающее усилие Fmax необходимо знать площади поперечного сечения L материалов, используемых в кабеле, и значения их модуля Юнга Е (модуля продольной упругости). Тогда сумма всех произведений EiAi, умноженных на максимально допустимое удлинение кабеля eKT, дает максимальное растягивающее усилие для кабеля, при котором световоды не подвергаются механическому напряжению:


 
 Различное положение волокон в модуле

     Без какого-либо напряжения длина световода и оболочки одинаковая (1). При растяжении за счет растягивающего напряжения волоконно-оптического кабеля световод смещается в направлении внутренней стороны полой оболочки (2), при охлаждении кабеля происходит его сжатие, и световод движется к внешней стороне полой оболочки (3).

Механические характеристики ВОК

Монтажные характеристики.

     Монтаж ОК должен производиться в соответствии с инструкциями и соблюдением всех допустимых значений параметров кабеля. Наиболее жесткие ограничения накладываются на следующие параметры:
• минимальный радиус изгиба;
     Минимальный радиус изгиба определяется необходимостью предотвращения повреждения кабеля в месте изгиба.
• минимальная температура при проведении монтажных работ;
     Типичные значения минимальных температур:
1.-15°С
для кабелей, предназначенных для прокладки в кабельной канализации и
непосредственно в грунте;
2.-15°С
для подвесных кабелей;
3.-5°С
для внутриобъектовых
кабелей;
• растягивающая
нагрузка;
     Максимальная растягивающая нагрузка не
должна быть превышена, чтобы 
механическое напряжение волокон во время монтажа оставалось ниже своего
допустимого максимального значения
• раздавливающая
нагрузка;
    Чрезмерное давление приводит к механическим напряжениям в волокнах и микроизгибам, которые уменьшают срок службы волокна и увеличивают потери.

Кабельная арматура и оборудование

Муфты

Муфты предназначены для соединения оптических кабелей и подвесных кабелей на воздушных линиях связи. 


Оптические соединители

Оптические соединители используются для подключения  оптического кабеля к различным устройствам. 


Коммутационно-распределительные устройства


К коммутационно-распределительным устройствам относятся настенные соединительные коробки, соединительные модули. Они предназначены для коммутации многожильного ОК и оконечного оборудования с помощью соединительных шнуров. 





Кабельная арматура и оборудование

Оптические разветвители, аттенюаторы, адаптеры

     В сетях кабельного телевидения могут использоваться многомодовые и одномодовые разветвители.
     Для подключения к измерительной аппаратуре разработаны и выпускаются FМ адаптеры.
     Аттенюаторы обеспечивают заданное ослабление сигнала и позволяют получить нужный уровень оптического сигнала.





Вернуться к списку категорий