Число волокон в оптичному кабелі

Кількість волокон в оптичному кабелі залежить від проектних значень конкретної ВОЛЗ. Суворої номенклатури та стандартів за даними критеріями немає. При побудові мережі, виборі оптичного кабелю враховується комплекс параметрів: характеристики активного і пасивного обладнання, кількість абонентів, що підключаються, обсяги переданих даних, пропускна здатність.

Число ліній передачі світла в оптичних кабелях (ОК) кратно 6 та 12, їх кількість визначають експлуатаційні та технічні характеристики ВОЛЗ:

• Кількість світловодів залежить від числа вузлів активного обладнання та схеми побудови (топології) абонентської мережі (прийом та передача інформації можуть виконуватися як за одним маршрутом, так і за двома різними). Для мовлення вибирається один світловод, розрахований для передачі даних в одному напрямку;
• Потрібно враховувати цільове призначення (відеоспостереження, Інтернет, телерадіомовлення, зв'язок), протоколи роботи активного обладнання, довжина лінії;
• Економічно доцільно використовувати для магістральних ліній одномодовий оптоволоконний кабель, що забезпечує низьке згасання сигналу. Для абонентської та розподільної мережі вигідніше застосовувати комбіновані багатомодові провідники, а для підключення абонентів кабелю кручена пара;
• Важливо передбачити резервний запас вільних світловодів, необхідний модернізації, розширення, підключення нових користувачів. У середньому для магістральних ліній береться запас 50 відсотків, для розподільчої – 20 відсотків;
• Передбачити подальший розвиток, реконструкцію траси у всіх деталях складно, тож фахівці рекомендують передбачати запас у два рази.Доведено практично, що у процесі експлуатації такий підхід економічно повністю виправдовується.

При розробці проекту, виборі топології побудови траси, окремих ділянок лінії важливо враховувати плановане розширення, необхідні експлуатаційні характеристики, протоколи роботи активного обладнання, пропускну здатність, швидкість передачі даних.

Проектні параметри розраховуються на підставі відповідних формул, таблиць загасання сили сигналу, параметрів відображення, поглинання шуму, коефіцієнта дисперсії, інших фізичних приймально-передаючих характеристик ОК.

Типи кабелів за кількістю волокон

Стандартні ОК в номенклатурі призначені для влаштування мережі різного ступеня складності, функціоналу:

• двоволоконний – розподільний провідник для внутрішнього монтажу, підключення, об'єднання груп абонентів;
• 4 волокна – для локальної комп'ютерної мережі серверних, підключення розподільних шаф, стояків;
• 8 волокон - Провідник для побудови внутрішньої інфраструктури дата центрів;
• 12 волокон – кабель для монтажу локальної комп'ютерної мережі, що об'єднує групи користувачів, що знаходяться в одній або різних будинках, підключення локальної мережі до серверної, дата центру;
• 16 волокон – з'єднувальний оптичний кабель для стійок серверів, що може використовуватися для зовнішньої прокладки, якщо передбачена відповідна захисна ізоляція;
• 24 волокна – для ліній короткої та середньої довжини, побудови внутрішньої локальної топології, кабельної підсистеми;
• 32 волокна – для магістральних ВОЛЗ вертикальних та горизонтальних усередині будівель, споруд;
• 48 волокон - Провідник для магістральних ліній зв'язку, що прокладається в приміщеннях, каналізації, колекторах;
• 64 волокна - залежно від конструкції несучого елемента, параметрів броні, захисної оболонки, може використовуватися для прокладання магістральної траси методом підвісу по опорах, колекторах, каналізації;
• 72 волокна - Пристосований до єдиної мережі електрозв'язку РФ, може застосовуватися для підключення, розширення зовнішніх магістралей зв'язку, що прокладаються по опорах, шляхом підвісу;
• 96 волокон – для зовнішніх магістральних ліній, що прокладаються в ґрунті, під водою, у тунелях, мостами, естакадами або всередині будівель;
• 144 волокна - ОК для внутрішнього та зовнішнього монтажу магістральних трас середньої протяжності, розподільних вузлів ЦОД, комп'ютерних мереж, трас FTTx, що підключаються за абонентською технологією.

Як бачимо для простої лінії зв'язку достатньо кабелю з двома світловодами, але чим більше кількість світлових трас передачі, тим більша пропускна спроможність лінії. Тому, вибираючи кількість волокон оптичного кабелю, необхідно орієнтуватися на проектні та експлуатаційні, технічні, монтажні характеристики конкретної лінії зв'язку.

В асортименті заводу виробника «Москабель-Фуджикура» є професійний вибір оптичних кабелів з різним числом волокон, варіантом ізоляції, броні, розрахованих на будь-які параметри прокладки, побудови трас ВОЛЗ.

Влаштування волоконно-оптичного кабелю: огляд структурних елементів та готових конструкцій

На сьогоднішній день існує близько п'ятдесяти різних конструкцій оптичних кабелів (ОК) для всіляких умов їх прокладання: в грунт, кабельну каналізацію, на підвіс і так далі.Адже саме від умов знаходження оптичного кабелю залежить його конструкція. У цій статті ми розберемо з яких елементів та матеріалів складається оптичний кабель і яку роль кожен із них виконує.

Обладнання оптоволоконного кабелю

Розберемо матеріали оптичного кабелю, які використовуються при його створенні зараз.

Оптичне волокно

Оптичне волокно саме собою досить тендітне і вразливіше до ушкоджень проти мідним проводом. Всі елементи, з яких складається оптичний кабель, захищають оптичне волокно від усіх зовнішніх впливів: кліматичних, механічних і таке інше.

Водоблокуючі матеріали

Розберемо матеріали, які перешкоджають проникненню вологи в оптичний кабель та подальшій її кристалізації – коли вода перетворюється на лід. Лід збільшується в обсязі приблизно на 10%, що може спричинити утворення макрозгинів та обривів ОВ усередині оптичного кабелю.

Гідрофобні заповнювачі

Це спеціальні продукти нафтопереробки, які поводяться нейтрально (інертно) протягом усього терміну експлуатації оптичного кабелю, тобто вступають у хімічну реакцію як із самим оптичним волокном, і з іншими конструктивними елементами ОК. Сам заповнювач знаходиться усередині конструкції оптичного кабелю.

Гелі мають широкі температурні характеристики (робочі температури) -60°С до +85°С.

Гідрофобні заповнювачі поділяються на два класи:

1. Внутрішньомодульні заповнювачі (filling).
2. Міжмодульні наповнювачі (flooding).

Внутрішньомодульні гелі застосовуються для заповнення модулів з ОВ. До таких гелів пред'являються вищі вимоги, вони мають меншу в'язкість порівняно з міжмодульними. Зовні гель схожий на желе.У Росії такі наповнювачі не виробляються.

Міжмодульні гелі використовуються для заповнення вільного простору в сердечниках ОК та в бронепокровах (броня із сталевих дротів або склопластикових прутків). У Росії її виробляють.

Найближчі семінари у нашому навчальному центрі

11 листопада 2024 · 40 годин (5 дн.)

Монтаж та вимірювання ВОЛЗ. Базовий курс

Москва · 4 місця · 38000

22 листопада 2024 · 8 годин (1 дн.)

Зварювання оптичних волокон

Москва · 10 місць · 12000

25 листопада 2024 · 72 години (9 днів)

Монтаж та вимірювання ВОЛЗ. Поглиблений курс

Москва · 5 місць · 57000

25 листопада 2024 · 54 години (7 днів)

Проектування ВОЛЗ. Поглиблений курс

Москва · 5 місць · 45000

02 грудня 2024 · 32 години (4 дн.)

Вимірювання параметрів ЛКС ВОЛЗ

Москва · 3 місця · 28000

05 грудня 2024 · 8 годин (1 дн.)

Вимірювання оптичним рефлектометром параметрів ВОЛЗ

Москва · 15 місць · 12000

Водоблокуючі стрічки та нитки

Це сухі матеріали (полімери), просочені спеціальним складом - водоблокуючим абсорбентом (superabsorbent polymer). При взаємодії води з нитками чи стрічкою утворюється хімічна реакція, у результаті якої поверхні з'являється гель. Зворотного ефекту перетворення гелю абсорбент не відбувається. Оптичний кабель, що містить водоблокуючі стрічки і нитки, зазвичай називають «сухим кабелем».

Водоблокуючі нитки можуть застосовуватись як для міжмодульного, так і для модульного заповнення. Водоблокуючі стрічки та нитки в Росії не виробляються.

Оптичні модулі

Оптичний модуль - це полімерна або сталева трубка, де знаходяться оптичні волокна. Полімерні трубки виготовляються із полібутилентерефталату (ПБТ) або з пропілену.

ПБТ має високу жорсткість і твердість і кращу стійкість до роздавлювання, ніж поліпропілен.

Поліпропілен більш гнучкий та м'який матеріал, що дає свої зручності при монтажі.

Матеріали виготовлення оптичних модулів у Росії не виробляються.

Мікромодулі

Це зменшений у своїх габаритах звичайний оптичний модуль. Мікромодулі застосовуються в мікрокабелях, які у свою чергу прокладаються в мікротрубковій каналізації. Мікрокабель більш схильний до зовнішніх механічних впливів, ніж «звичайний» оптичний кабель, тому прокладається в захисних поліетиленових трубах.

Корделі

Кордель («пустушка») забезпечує геометрію скручування оптичного кабелю, тобто заповнює вільний внутрішній простір в ОК (простір вільний від оптичних модулів).

Зміцнюючі нитки

Зміцнюючі нитки застосовуються в основному в конструкціях підвісних кабелів, їх основне призначення - забезпечення необхідних показників ОК, що розтягує навантаження. Нитки можуть бути арамідними та склопластиковими.

Арамідні нитки

Арамідні нитки в оптичному кабелі виготовляються із волокон термостійких ароматичних поліамідів. Арамід - легкий і міцний матеріал (кращий модуль пружності в порівнянні зі склонитками), він не горить і не плавиться, може контактувати з відкритим вогнем на протязі 50 секунд без втрати своїх властивостей.

Стеклоніті

Стеклоніті виготовляються з елементарних ниток з Е-скла, скручених у певному напрямку, із заданим числом обертів на метр довжини. Стеклоніті мають менший запас на розрив, максимальні навантаження для ОК зі склонитками не більше 15 кН. У арамідних ниток обмежень практично немає.

Арамідні нитки дозволені для підвісу на ЛЕП 35 кВ та вище «ФСК ЄЕС», склонитки заборонені.

Останнім часом йде розробка альтернативних силових елементів — базальтових волокон та високоміцних ниток із поліетилену для використання їх у конструкції ОК.

Базальтові нитки одержують із однокомпонентної дешевої сировини (базальту) при одностадійному технологічному процесі. З кілограма сировини виходить один кілограм базальтового волокна. За такими екологічно чистими технологіями – майбутнє!

Вихідним матеріалом для високоміцних ниток на основі поліетилену є надвисокомолекулярний волокноутворюючий поліетилен. Міцність ниток у 20 (.) разів вища, ніж у ниток зі сталі аналогічного діаметра при непорівнянній вазі.

Головна перевага використання арамідних та склониток у підвісних оптичних кабелях – це їх допустимий коефіцієнт витяжки. Тобто протягом усього терміну експлуатації кабелю він витягнеться відносно допустиму величину. Що не можна сказати, наприклад, про високоміцні нитки з поліетилену та базальтових волокон, які поки що не можуть забезпечити необхідний коефіцієнт витяжки.

Арамідні нитки та склонитки для виробництва оптичних кабелів у Росії не виробляються.

Матеріали для бронепокривів

Для захисту від механічних пошкоджень застосовують різні види броні оптоволокна.

Сталеві дроти

У виробництві оптичних кабелів, як правило, використовується оцинкований сталевий дріт. Дріт підрозділяється за призначенням на дріт загального призначення та дріт.

Канатний дріт має найкращі характеристики: підвищений ступінь міцності на розрив, стійкість до деформації порівняно із дротом загального призначення. Сталеві дроти всіх призначень виробляються Росії.

Склопластикові прутки

Для надання конструкції ОК діелектричних властивостей використовується броня у вигляді склопластикових прутків, які забезпечують високі розривні характеристики. Склопластикові прутки виробляються за технологією пултрузії (протяжки).

Сталева стрічкова броня

Сталева стрічкова броня є гофрованою сталевою стрічкою з полімерним покриттям. Полімерний матеріал наноситься на стрічку для забезпечення її зчеплення із зовнішньою оболонкою кабелю в процесі виробництва та для захисту від сповзання оболонки кабелю в процесі його прокладання.

Гофрована сталева стрічка забезпечує збільшення стійкості кабелю до роздавлювання та розтягування, а також захищає ОК від гризунів.

Центральний силовий елемент (ЦСЕ)

Центральний силовий елемент є склопластиковим прутом. До нього як ЦСЕ використовувався металевий дріт.

Центральний силовий елемент забезпечує жорсткість скручування кабелю. Цей елемент особливо важливий при впливі на оптичний кабель негативних температур - ЦСЕ не дає конструкції кабелю розтягнутися або стиснутися, тому в ОВ не виникають додаткові згинальні втрати.

Силовий елемент може бути покритий поліетиленовим шаром. Це зроблено для того, щоб збільшити зовнішній діаметр ЦСЕ без збільшення діаметра самого склопластикового дроту. Такий спосіб іноді використовують в оптичних кабелях із числом оптичних модулів більше шести штук.

Оболонка оптичного кабелю

Зовнішня оболонка захищає осердя оптичного кабелю від всіляких зовнішніх впливів та механічних пошкоджень, наприклад, від сонця, дощу. Основний матеріал для її виготовлення – поліетилен.

Чому колір оптичних кабелів для зовнішнього прокладання саме чорного кольору? Відповідь на це питання дуже проста: в оболонці кабелю (в чорному поліетилені) присутні добавки з сажі (близько 3%). Сажа є відмінним ультрафіолетовим стабілізатором, тому вона запобігає руйнуванню самого поліетилену (оболонки ОК) при дії на нього сонця (ультрафіолетового випромінювання).

Види поліетиленів, що використовуються для оболонки ОК:

• Поліетилени високої густини (низького тиску), вони ж ПЕВП (НDPE). Дуже міцний, має високу механічну і хімічну стійкість, але в негативних температурах більш крихкий, схильний до появи тріщин, складніше в монтажі.
• Поліетилени низької щільності (високого тиску), вони ПЕНП (LDPE). Еластичний, легко монтується, але не стійкий до УФ-випромінювання, а це означає, що зовнішня оболонка з такого матеріалу буквально «стіче» у спеку і зруйнується в місці кріплення до підвісної арматури. Вкрай не рекомендується використовувати такий вид поліетилену при виробництві оптичного кабелю.
• Поліетилени середньої щільності, вони ж ПЕСП (MDPE). Такі поліетилени поєднують у собі переваги двох попередніх поліетиленів (ПЕВП, ПЕНП) — вони не тріскаються за негативних температур і не «стікають» у спеку. Оптимальний матеріал виготовлення зовнішніх оболонок ОК.

У поліетиленові композиції також додають різні полімерні компаунди, завдяки яким кабель отримує полімерну оболонку, стійку до поширення горіння.

Розрізняють кілька видів полімерних компаундів, кожен із яких забезпечує свій рівень пожежної безпеки оптичних кабелів.

Конструкції оптичного кабелю

Розберемо деякі типові конструкції волоконно-оптичного кабелю для різних умов прокладання з прикладу продукції заводу Інкаб.

Стандартний кабель для каналізації із проміжною оболонкою (ДПЛ)

Елементи конструкції:

1. Центральний силовий елемент – склопластиковий стрижень.
2. Оптичне волокно.
3. Оптичний модуль із ПБТ, заповнений гідрофобним гелем.
4. Міжмодульний гідрофобний гель.
5. Водоблокуючі нитки.
6. Проміжна оболонка із полімерного матеріалу.
7. Броня зі сталевої гофрованої стрічки.
8. Оболонка із полімерного матеріалу.

Особливості:

• Розтягує навантаження до 2,7* кН (* можливе виготовлення кабелю ДПЛ з допустимим розтягуючим навантаженням 5 кН);
• Роздавлююче навантаження до 0,3 кН/см;
• Надійний захист від гризунів;
• Додаткова надійність з допомогою проміжної оболонки;
• Підвищена герметичність завдяки застосуванню водоблокуючих ниток.

Стандартний кабель у ґрунт (ДПС)

Елементи конструкції:

1. Центральний склопластиковий стрижень.
2. Оптичне волокно.
3. Оптичний модуль із ПБТ, заповнений гідрофобним гелем.
4. Гідрофобний гель.
5. Проміжна оболонка із полімерного матеріалу.
6. Броня із високоміцних сталевих оцинкованих дротів.
7. Оболонка із полімерного матеріалу.

Особливості:

• Навантаження, що розтягує від 7 до 80 кН (при використанні канатного дроту);
• Роздавлююче навантаження від 0,4 кН/см;
• Броня – надійний захист від сильних механічних пошкоджень;
• Відмінний захист від гризунів можна прокладати в кабельній каналізації.

Стандартний підвісний самонесучий кабель (ДПТс)

Елементи конструкції:

1. Центральний силовий елемент – склопластиковий діелектричний стрижень.
2. Оптичне волокно.
3. Оптичний модуль із ПБТ, заповнений гідрофобним гелем.
4. Гідрофобний гель.
5. Проміжна оболонка.
6. Зміцнюючі елементи – склоніти.
7. Оболонка із полімерного матеріалу.

Особливості:

• Економічне рішення для міської магістральної розподільчої мережі;
• Застосовується для підвісу на ЛЕП до 35 кВ;
• Широкий діапазон робочих температур - монтаж до -30 ° С;
• Можливість застосування до 15 кН за довжини прольоту до 300 м;
• Діелектричний - не чутливий до електромагнітних полів;
• Схилити перешкоджає пошкодженню кабелю гризунами при прокладанні в
  каналізації (середній рівень захисту).

Дроп-кабель (ОВК)

Елементи конструкції:

1. Оптичне волокно.
2. Оптичний модуль із ПБТ, заповнений гідрофобним гелем.
3. Силові елементи – склопластикові прутки.
4. Оболонка із полімерного матеріалу.

Особливості:

• Повністю діелектричний;
• Надзвичайно висока стійкість до навантажень, що розчавлює, — 1,4 кН/см;
• Можливість підвісу на опори з відстанню до 100 метрів;
• Робоча температура до -60 ° С;
• Допустиме навантаження, що розтягує, до 2,2 кН.

Вогнестійкий кабель (ТсОС)

Елементи конструкції:

1. Оптичне волокно.
2. Сталевий оптичний модуль.
3. Броня зі сталевого дроту.
4. Оболонка із безгалогенного компаунду.

Особливості:

• Збереження працездатності за умов впливу полум'я щонайменше 180 хвилин;
• Витримує механічну дію та подачу води під час пожежогасіння;
• Мінімальна кількість горючих матеріалів у конструкції;
• Висока стійкість до роздавлювальних навантажень (більше 1 кН/см);
• Зберігається навіть після дії вогню;
• До 48 волокон в одному кабелі;
• Діаметр менший за 10 мм;
• Сталевий оптичний модуль захищає волокно.