Требования к оптическим кабелям

             
       В этой статье рассмотрим требования к оптическим кабелям.

      Важным условием при производстве и строительстве волоконно-оптических линий связи, при прокладке в канализации, при подвеске и других видах, а также в зависимости от климатических условий, и также при сращивании волокон (при сварке) предъявляются требования к оптическим кабелям.

     На практике каждый заказчик при строительстве ВОЛС устанавливает требования к оптическим кабелям  подрядчикам. Это все описывается в технических условиях. Рассмотрим устанавливаемые требования на примере, которые предъявляет ОАО "Ростелеком". 

1. Коэффициент затухания самого кабеля:                   не более 0,22 дБ на км

Определяется качеством производства оптического кабеля.

2. Затухание в кабеле на месте сварок:                        не более 0,05 дБ

Зависит от качества произведенных сварок.

3. Допустимое растягивающее усилие:                     I тип    не менее 80 кН

                                                                                        II тип    не менее 20 кН

                                                                                       III тип   не менее   7 кН

                                                                                        IV тип   не менее 2,7 кН

4. Строительная длина кабеля:                                  не менее 4 км

Длина кабеля между муфтами. Длина, которая содержится на барабане.

5. Электрическое сопротивление изоляции наружной оболочки:     не менее 100 МОм на км

6. Продольная влагонепроницаемость:    не должна обеспечиваться при давлении 1 м   водяного  столба.

Характеризует не распространение влаги в кабеле при случайном его повреждении.

7. Диапазон температур:                   рабочий диапазон:     от -40ºС до +50ºС

                                                            диапазон хранения:    от -50ºС до +50ºС

Прокладка оптического кабеля

     Рассмотрим основные положения при прокладке оптического кабеля.

      Прокладка оптического кабеля в грунт может проводиться либо в открытую траншею ручным способом, либо с применением кабелеукладчика бестраншейным способом. При прокладки кабеля через реки, также как и в грунт должны определяться проектными решениями.

     В процессе прокладки оптического кабеля не должны быть нарушены механические и оптические характеристики кабеля. При размотке с кабеля нельзя допускать сильных изгибов кабеля и резкого изменения скорости вращения барабана. Глубина прокладки должна быть установлена проектным решением и не должна меняться более 10 см при непосредственной прокладке кабеля.


1. Прокладка оптического кабеля в грунт

    Как правила размотку кабеля с барабана осуществляют с помощью механизмов. Если же  вдоль магистрали расположены различного рода препятствия, то разматывать кабель необходимо в ручную.

     В первом случае размотку и прокладку кабеля в открытую траншею осуществляют с барабана, установленного на специально установленном кузове автомобиля, передвигающегося вдоль траншеи. Кабель укладывается сразу же в траншею. Скорость автомобиля должна быть не более 1 км/ч.

  

    Во-втором случае необходимо разматать полностью всю строительную длину кабеля вдоль траншеи в ручную. Затем опустить его туда. В этом случае барабан устанавливают в начале участка на неподвижной машине либо устанавливают его на специальных козлах. При разматывании кабель не должен волочиться по земле, рабочие должны держать его в руках и соответственно стоять между собой через одинаковое расстояние.

  

    При недостаточном количестве рабочих прокладку кабеля рекомендуется осуществлять методом "петля". А именно конец кабеля должен оставаться в начале траншеи у барабана. Размотка осуществляется с верха барабана петлей, нижнюю часть которой рабочие продвигаясь укладывают в траншею. По мере укладки нижней части в траншею рабочие освобождаются и берут новый участок с верха барабана. Получается, что до половины строительной длины петля удлиняется, а потом начинает укорачиваться к концу, и получается, что к концу траншеи кабель оказывается полностью вытянутым.
     Во всех описанных случаях барабан должен вращаться руками рабочих, а не за счет тяги кабеля. Скорость должна соблюдаться. Запрещается кабель снимать кольцами с барабана. Концы кабеля с обоих сторон должны иметь запас порядка 8 м, для монтажа муфты в специальном автомобиле (ЛИОК). Перед укладкой кабеля, дно траншеи должно быть вычищено от камней и других твердых элементов. В скальных местах рекомендуется положить сначала "подушку" из песка высотой 100 мм. Глубина траншей должна соблюдаться и иметь плавные переходы. Кабель должен укладываться без натяжений и изгибов (допускаются изгибы не менее 20 его диаметров).
    После прокладки кабеля траншею зарывают также либо в ручную, либо с помощью механизмов. Сначала рекомендуется засыпать песком или просеянным грунтом на высоту 100 мм. Затем засыпают тем же раннее вырытым грунтом.


2. Прокладка оптического кабеля в канализации

     Прокладка ОК в канализации  с помощью технических средств может осуществляться с помощью технических средств как ручным, так и механизированным способом. Производится по свободным и не занятым каналам без полиэтиленовой трубы.
      При использовании и прокладке кабеля с проволочной броней используют чулок кабельный ЧСК-12К. На конце кабеля удаляют часть оболочки, медные жилы и сердечник. Стальные проволоки распределяют на две равные части и выводят между сплетнями чулка в разные стороны. Затем их обвязывают вокруг чулка и закрепляют лентой. Чулок соединяют с тяговым канатом через компенсатор кручения.  

  

     При прокладке кабеля с ленточной броней и со стеклопрутками зацепление производят за полиэтиленовую оболочку кабеля чулком.

   Также используются другие способы прокладки оптического кабеля, их рассмотрим в следующей статье.

    

Типы оптических кабелей

     Волоконно-оптические кабели в зависимости от способа прокладки, канализация или грунт, либо подвес на опорах линий связи делятся по своей структуре на типы оптических кабелей.

Типы оптических кабелей:

1. Для прокладки в кабельной канализации небронированный ( ДПО).

• Оптические кабели применяются для прокладки в канализации, блоках, трубах, в тоннелях и коллекторах.

   
              1. Центральный силовой элемент(стеклопластиковый диэлектрический стержень)
              2. Оптическое волокно
              3. оптические модули, заполненные гидрофобом
              4. Межмодульный гидрофобный гель
              5. Оболочка из полимерного материала

      Оптический кабель может включать до 144 волокон, вес кабеля соответственно будет увеличен до 155 кг/км.

2. Для прокладки в кабельной канализации, бронированный стальной гофролентой (ДПЛ).

• Оптические кабели применяются для прокладки в канализации в блоках трубах, тоннелях, коллекторах при опасности повреждения грызунами по мостам и эстакадам.

       
   Этот кабель  дополняется броней из стальной гофрированной ленты(6) и второй оболочкой из полимерного материала(7).

3. Для прокладки в грунт, бронированный стальными проволоками (ДПС). 

• Оптические кабели применяются для прокладки в грунтах все групп, кабельной канализации при наличии высоких механических требований.

    Этот кабель дополняется броней из высокопрочных стальных оцинкованных проволок с нанесенным гидрофобным гелем(6).


4. Подвесной кабель с выносным силовым элементом (ДПОм).

• Оптические кабели применяются для подвеса между сооружениями на опорах воздушных линий связи, жд, линий электропередач.

  
    Этот кабель дополнен подвесным элементом из стального троса  либо диэлектрического сержня(6).

5. Подвесной самонесущий кабель (ДПТ).

• Оптические кабели применяются для подвеса на опорах воздушных линий связи, при высоких требованиях к воздействию к электромагнитным воздействиям.

   
    Этот кабель дополнен упрочняющими элементами (арамидные нити, стеклонити или )(6).
Чаще всего в качестве упрочняющего элемента используется кевлар.

Марки оптических кабелей

  

     Марки оптических кабелей очень разнообразны и зависят от компаний производителей. Обычно используются два типа марок оптических кабелей:

• кодовая буквенно-цифровая;
• непосредственная (когда вслед за маркой кабеля последовательно указываются значения основных параметров).

     Рассмотрим непосредственную цифровую марку оптического кабеля, используемую ЗАО "Самарской оптической кабельной компанией" (СОКК):

     

              ОКЛТ-01-6-16-10/125-0,36/0,22-3,5/158-1,0

              ОКГТ-МТ-24-10/125-0,36/0,22-3,5/18-13,2-81/71,6

1.  ОКГТ - оптический кабель, встроенный в грозотрос для подвески на опорах ЛЭП;

     ОКЛ  -оптический кабель для прокладки в трубах, коллекторах, кабельной канализации и внутри зданий;

   ОКЛН- оптический кабель для прокладки в трубах, коллекторах, кабельной канализации, грунтах все категорий, на мостах, через болота и водные переходы;

     ОКЛСт- оптический кабель для прокладки в трубах, коллекторах, кабельной канализации, в гравийно-песчаных и тяжелых глинистых грунтах, с защитой от грызунов;

    ОКЛЖ - оптический кабель самонесущий для подвески на опорах линий связи, контактной сети железнодорожных дорог и ЛЭП.

2.  01, 02, S, MT - модификация типа кабеля;

3.  Количество элементов в повиве сердечника (кроме ОКГТ-МТ);

4.  2-96 - количество оптических волокон;

5.  Диаметр сердцевины/диаметр оболочки (мм);

6.  Коэффициент затухания в Дб/км на длинах волн 1310/1550 нм;

7.  Хроматическая дисперсия в пс/нм/км на длинах волн 1310/1550 нм;

8.  Допустимая растягивающая нагрузка в кН или (для ОКГТ) внешний диаметр кабеля мм;

9.  Для ОКГТ  - термическая стойкость к току КЗ в кА2*с;

10.Для ОКГТ  -разрывная нагрузка в кН(или кг).

      Примером отечественной кодовой маркировки может служить кабель "Севкабель-оптик":



              СЕВ - ДПС - 024 Е 06 - 06 - М2
              SEV - DPC - 024 E 06 - 06 - М2

      Маркировка  кабелей "Электропровод"  выглядит следующим образом:


             ОКВО - М12(0,9)Т - 10 - 0,4 - 8
             ОК/Т - М6П - 10 - 0,4 - 12

Характеристики оптического кабеля

     В этой статье рассмотрим характеристики оптического кабеля, оказывающие влияние на качество распространения сигнала в оптическом кабеле. Основные из них: затухание в кабеле, потери волокна и дисперсия. Эти понятия тесно связаны между собой.

     Чем меньше будет затухание в волокне и меньше дисперсия распространяемого сигнала, тем длиннее будет регенерационный участок - расстояние линии связи, между усилителями или повторителями.

    Характеристики оптического кабеля:

1. Затухание в кабеле

    На затухание в оптическом кабеле оказывают влияния потери в кабеле. Потери в кабеле выражены потерями на поглощении, потерями на рассеянии и кабельными потерями.

Типы потерь в волокне

Расчет затухания в кабеле

     Полное затухание измеряется в Дб/км. Потери на поглощении включают в себя потери самого кварцевого стекла и потери на поглощение света стеклом. 

  Потери на рассеянии оказывают минимальные воздействия, т.к. изготавливаемое волокно является чистейшим и составляет 99,9999% (на длине волны 800нм потери равны 1,5 км/дб).

Собственные потери в оптическом волокне:

     Зависимость собственных потерь с 4-мя минимумами затуханий в окнах прозрачности оптического волокна  850 нм, 1310 нм и 1550 нм  для одномодовых и многомодовых волокон.

Следующей характеристикой оптического кабеля является дисперсия.

2. Расчет дисперсии

   

      Дисперсия света - это явление искажения сигнала при его распространении по оптическому волокну (или зависимость показателя преломления от частоты света).

    Дисперсия определяется как квадратичная разность квадратов длительностей импульсов на выходе и входе волокна, длиной L:

     Дисперсия характеризуется тремя факторами:

• межмодовая дисперсия - различие скоростей распространения мод;
• хроматическая дисперсия:

               а)волноводная дисперсия - свойства волн;   
               б)материальная дисперсия - свойства волокна.

     Чем дисперсия меньше, тем больше информации можно передать. Результирующая дисперсия вычисляется по следующей формуле: