Характеристики и типы оптического волокна

Оптические кабели для подводных протяжённых линий связи

Подводные протяжённые волоконно-оптические линии связи в России связаны прежде всего с международными линиями, построенными ОАО «Ростелеком» совместно с иностранными партнёрами: ВОЛС «Дания-Россия №1», ВОЛС «Италия-Турция-Украина-Россия — ИТУР», ВОЛС «Россия-Япония-Корея», ВОЛС «Новороссийск-Сочи». Эти системы базируются на подводных кабелях зарубежного производства. В России не производятся подводные оптические кабели. Единственным кабельным предприятием, которое ранее производило подводные медножильные кабели для нужд Министерства Обороны и ВМФ СССР, является завод «Севкабель». Однако этот завод не стал организовывать производство подводных волоконно-оптических кабелей из-за отсутствия заказов на них и финансирования разработок, но принципиально на этом заводе можно организовать такое производство.

Оптические кабели для подводных протяжённых систем конструктивно сложны и трудоёмки в изготовлении. Эти кабели должны содержать элементы, защищающие оптические волокна от влаги и атомарного водорода. Кабели должны выпускаться большими строительными длинами, причём, на строительной длине кабеля все оптические волокна не должны иметь сварок.

В рабочем диапазоне длин волн волокна должны обладать низкими значениями коэффициента затухания, хроматической и поляризационно-модовой дисперсии. Поэтому в современных условиях в качестве оптических волокон подводных кабелей выбирают волокна с ненулевой смещённой дисперсией по рекомендации МСЭ-Т G.655.

Подводные оптические кабели отличаются высокими значениями механических параметров растяжения и раздавливания. Обычно градация этих кабелей по механическим параметрам предполагает изготовление кабелей прибрежной прокладки (с наибольшими значениями механических параметров), кабелей для зоны морского рыболовства (чаще всего эти кабели заглубляются в донный грунт), кабелей для глубоководной зоны. В Чёрном море подводные кабели дополнительно должны быть устойчивы к воздействию сероводорода.

Классификация по типу нагрузки

По этому типу оптоволокно можно разделить на 4 большие группы:

1. Магистральная сеть. Для прокладки сетей на значительные расстояния используется одномодовый кабель со смещенной дисперсией. Его также можно прокладывать в грунте различного типа.
2. Городские кабели. Для организации сети внутри населенных пунктов используют градиентные волокна, они способны поддерживать устойчивую связь на нескольких волновых длинах. Протяженность такой сети может достигать 100 км.
3. Объектовые. Используются для прокладки оптоволоконного кабелявнутри сети предприятий или домов, активно применяются для организации телефонных сетей.
4. Монтажные ВОЛС. Используются для настройки и связи оборудования в ограниченном пространстве.

Основные характеристики оптического кабеля. Его преимущества и недостатки

Преимущество оптического кабеля перед кабелем обычным несомненно. Среди наиболее очевидных моментов хотелось бы выделить:

• Невероятно высокая пропускная способность. Оптический кабель способен передать за малый отрезок времени значительное количество информации.
• Оптоволокно не  излучает электромагнитные волны. Соответственно, оно и не способно подвергаться воздействию электромагнитного излучения. В результате сигнал защищен от искажений.
• Кабель надежно защищен от несанкционированного подключения. Попытка несанкционированного подключения  вызывает нарушение целостности кабеля и прекращение передачи данных. Скрыть ее становится невозможно.
• Очень незначительный показатель затухания сигнала.  Современное волокно оптического кабеляпри длине волны в 1500 нм обладает показателем затухания  около 0,3 дБ/км.  Это дает возможность расположить соседние повторители и усилители на расстоянии до 100 км.
• Оптический кабель обладает меньшим весом и объемом, чем обычный. Например, диаметр 900-парного  телефонного кабеля 7,5 см. Его успешно заменит оптический кабель диаметром около 1,5 см. При этом большую часть кабеля составят всевозможные защитные оболочки. Диаметр  непосредственно оптоволокна составит 0,1 см.

• При использовании оптического кабеля нет необходимости в заземлении оболочки.  Это связано с изолирующими свойствами оптоволокна.
• Возможность использования  на предприятиях с повышенным риском. Связано с такой особенностью оптоволокна, как  отсутствию искрообразования. Именно благодаря ей оптический кабель  – пожаробезопасный материал.
• Оптический кабель – весьма экономичный материал. Для изготовления оптоволокна используется кварц, элемент весьма недорогой и распространенный. В результате и стоимость самого оптического кабеля не отличается от стоимости кабеля обычного.
• Долговечность. Ничто не вечно. Со временем теряют свои свойства все материалы, в том числе и  оптический кабель. Возрастает  затухание. Однако эти процессы происходят очень медленно. Скорость потери свойств оптического кабеля значительно ниже по сравнению с иными видами кабелей. Срок  бесперебойной работы оптического кабеля составляет не менее 25 лет.

Невзирая на  большое количество положительных моментов, использование оптического кабеля имеет и ряд недостатков:

• Высокая стоимость  коммуникаций с оптическим кабелем. Правда,  это связано с  использованием дополнительного дорогого оборудования.  Стоимость самого оптического кабеля не слишком отличается от стоимости кабеля обычного.
• Сложность монтирования сетей с  оптическим кабелем. Разъемы необходимо устанавливать буквально с микронной точностью. Само соединение должно быть выполнено очень точно, ровно. Наличие зазоров недопустимо. Поверхность стыка необходимо  гладко отполировать. При несоблюдении вышеуказанных требований  не избежать потерь в скорости и качестве передаваемого сигнала.
• Соединения выполняются  сваркой или склеиванием. При склеивании используется особый гель, обладающий тем же значением коэффициента преломления, что и стекловолокно.
• В процессе работы с оптическим кабелем используются  специальные инструменты. Монтаж  оптических сетей осуществляется исключительно высококвалифицированными специалистами.
• Возможна порча оптического кабеля из-за резкого перепада температур. Стекловолокно трескается. Для решения данной проблемы  в производство запущены  оптические кабели, в процессе изготовления которых используется радиационно стойкое стекло.  К сожалению, это приводит к значительному увеличению стоимости.

Как видим, недостатки не столь существенны. Популярность оптических сетей растет с каждым днем. Одновременно снижается стоимость материала и растет число  специалистов, работающих с оптическим кабелем. При  такой тенденции в ближайшем будущем указанные недостатки себя изживут.

Оптический кабель для подвеса

Самый распространённый метод строительства ВОЛС на сегодняшний день. Кабель должен выдерживать растягивающие нагрузки по всей своей длине. Оптические кабели для подвеса бывают по своей конструкции типа «8» (рис. 7,

Оптические кабели типа «8» имеют в своей конструкции металлический (рис. 7) либо стеклопластиковый трос (рис. 8). Кабель со стеклопластиковым тросом полностью диэлектрический (рис. 8).

Рис. 7 ОК для подвеса (с выносным силовым элементом, металлический трос)

Постепенно телеком-операторы переходят на круглый самонесущий оптический кабель (рис. 9) в виду некоторых недостатков кабеля типа «8». Более подробно про недостатки можно прочитать в статье про основные принципы подбора магистральных оптических кабелей.

Рис. 8 ОК для подвеса (с выносным силовым элементом, стеклопластиковый трос)

Подвесной самонесущий кабель или оптический кабель самонесущий неметаллический (ОКСН). Возможны исполнения данного кабеля как на арамидных нитях, так и на стеклонитях. Кабель на арамидных нитях меньше в диаметре и легче в сравнении со стеклонитями. Также у арамидных нитей двухкратный запас прочности на разрыв по отношению к максимально допустимым нагрузкам. Самонесущий кабель на арамидных нитях аттестован к применению на объектах ОАО «ФСК ЕЭС России» и ОАО «Холдинг МРСК», на стеклонитях — запрещен.

Читайте подробнее про применение и особенности монтажа кабеля ОКСН.

Рис. 9. Подвесной самонесущий ОК

Выбор оптического кабеля с плотным или свободным буфером

Волокно в кабеле со свободным буфером (рисунок 2) защищается базовым покрытием и располагается в достаточно жестком пластиковом модуле, имеющим значительный внутренний диаметр и заполненном гидрофобным гелем.

Модуль может быть уплотненным, то есть содержащим несколько волокон, или неуплотненным – одно. Для повышения прочности на растяжение, в модуль могут закладываться еще и капроновые нити. Модуль защищает волокна от внешних механических воздействий. Кабель, как правило, состоит из нескольких модулей, силовых элементов, защищающих от растяжений, сжатий, усадки и резких перегибов, а так же внешнего покрытия. Межмодульное пространство, как правило, так же заполнено гидрофобным гелем. Для такого типа кабелей нежелательны многочисленные изгибы и механические напряжения, в том числе вертикальная прокладка. Кроме того, при сращивании и терминации необходимо исключить возможность проникновения влаги и веществ, способных взаимодействовать с наполнителем.

В кабелях с волокнами с плотным буфером (рисунок 3) защитный слой образуется путем непосредственного выдавливания пластика вокруг волокна. Такая конструкция имеет более высокую стойкость к растяжениям, ударам и сжатиям, а так же допускает изгибы значительно меньшего радиуса, чем кабели с волокнами в свободном буфере. Минусы данного типа кабелей – плохо переносит влажность и значительные температурные колебания, хотя стали появляться модели, лучше приспособленные к таким условиям. Кроме того, кабели такого типа имеют больший диаметр и вес.

Можно сделать вывод, что для прокладки внутри помещений идеальным решением является кабель с оптическими волокнами в плотном буфере, а в сложных климатических условиях больше подойдет кабель со свободным буфером.

Применение

Волоконно-оптическая связь

Волоконно-оптический кабель.

Основное применение оптические волокна находят в качестве среды передачи на волоконно-оптических телекоммуникационных сетях различных уровней: от межконтинентальных магистралей до домашних компьютерных сетей. Применение оптических волокон для линий связи обусловлено тем, что оптическое волокно обеспечивает высокую защищённость от несанкционированного доступа, низкое затухание сигнала при передаче информации на большие расстояния, возможность оперировать с чрезвычайно высокими скоростями передачи и пропускной способностью даже при том, что скорость света в волокнах на 30 % ниже, чем в медных проводах и на 40 % ниже скорости радиоволн. Уже к 2006 году была достигнута частота модуляции 111 ГГц, в то время как скорости 10 и 40 Гбит/с стали уже стандартными скоростями передачи по одному каналу оптического волокна. При этом каждое волокно, используя технологию спектрального уплотнения каналов может передавать до нескольких сотен каналов одновременно, обеспечивая общую скорость передачи информации, исчисляемую терабитами в секунду. Так, к 2008 году была достигнута скорость 10,72 Тбит/с, а к 2012 — 20 Тбит/с. Последний рекорд скорости — 255 Тбит/с.

С 2017 года специалисты говорят о достижении практического предела существующих технологий оптоволоконных линий связи и о необходимости кардинальных изменений в отрасли.

Волоконно-оптический датчик

Оптическое волокно может быть использовано как датчик для измерения напряжения, температуры, давления и других параметров. Малый размер и фактическое отсутствие необходимости в электрической энергии дают волоконно-оптическим датчикам преимущество перед традиционными электрическими в определённых областях.

Оптическое волокно используется в гидрофонах в сейсмических или гидролокационных приборах. Созданы системы с гидрофонами, в которых на волоконный кабель приходится более 100 датчиков. Системы с гидрофоновым датчиком используются в нефтедобывающей промышленности, а также флотом некоторых стран. Немецкая компания Sennheiser разработала лазерный микрофон, основными элементами которого являются лазерный излучатель, отражающая мембрана и оптическое волокно.

Волоконно-оптические датчики, измеряющие температуры и давления, разработаны для измерений в нефтяных скважинах. Они хорошо подходят для такой среды, работая при температурах, слишком высоких для полупроводниковых датчиков.

С использованием полимерных оптических волокон создаются новые химические датчики (сенсоры), которые нашли широкое применение в экологии, например, для детектирования аммония в водных средах.

Разработаны устройства дуговой защиты с волоконно-оптическими датчиками, основными преимуществами которых перед традиционными устройствами дуговой защиты являются: высокое быстродействие, нечувствительность к электромагнитным помехам, гибкость и лёгкость монтажа, диэлектрические свойства.

Оптическое волокно применяется в лазерном гироскопе, используемом в Boeing 767[источник не указан 1941 день] и в некоторых моделях машин (для навигации). Волоконно-оптические гироскопы применяются в космических кораблях «Союз». Специальные оптические волокна используются в интерферометрических датчиках магнитного поля и электрического тока. Это волокна, полученные при вращении заготовки с сильным встроенным двойным лучепреломлением.

Другие применения оптического волокна

Диск фрисби, освещённый оптическим волокном

Оптические волокна широко используются для освещения. Они используются как световоды в медицинских и других целях, где яркий свет необходимо доставить в труднодоступную зону. В некоторых зданиях оптические волокна направляют солнечный свет с крыши в какую-нибудь часть здания. Волоконно-оптическое освещение также используется в декоративных целях, включая коммерческую рекламу, искусство и искусственные рождественские ёлки.

Оптическое волокно также используется для формирования изображения. Пучок света, передаваемый оптическим волокном, иногда используется совместно с линзами — например, в эндоскопе, который используется для просмотра объектов через маленькое отверстие.

Оптическое волокно используется при конструировании волоконного лазера.

Виды патч кордов RJ45, характеристики и наиболее распространенные типы

Если вы решили купить готовый патч-кабель utp rj45, нужно учесть, что они различаются по нескольким параметрам:

• по типу используемых разъемов – переходные (в этом случае используются несколько типов разъемов с разных концов провода) или соединительные (когда на противоположных концах кабеля находятся абсолютно одинаковые разъемы);
• по длине – бывают стандартные (длина от 0,5 до 15 м) и нестандартные (длина кабеля определяется заказчиком);
• по наличию защитного экрана – бывают экранированные (FTP) и неэкранированные (UTP) кабели;
• по категориям: 5, 5д, 6, 7, 8
• по цвету: серый, красный, желтый, синий, черный и другие
• прямые и угловые разъемы RJ

От того, к какой категории относится патч-кабель rj 45, зависят его основные характеристики. Так, например, для кабеля cat 5 (полоса пропускания 100 МГц) характерна скорость передачи данных до 100 Мбит / с. Или популярный кабель cat 5E (полоса частот 125 МГц) с 4 парами производительности, поддерживающими до 1000 Мбит / с.

Пятая категория способна выдерживать высокие нагрузки, обеспечивая при этом качественное соединение.

Если вам нужно построить сложную сеть со скоростью передачи данных 1 Гбит / с, вам понадобится соединительный кабель rj45 cat 6 (полоса пропускания 250 МГц). Основное отличие такого кабеля в том, что каждая жила кабеля состоит из 7 медных жил, покрытых изоляционным слоем полиэтилена. Всего таких жил 8. Кабели категории 6 (CAT) обеспечивают не только более высокую скорость передачи данных, но и защиту информации.

Там, где требуется максимальная производительность, патч-корды категорий 7 и 8 используются в центрах обработки данных (ЦОД) и административных зданиях.

Другие автоматизированные системы

Необходимость в централизованном управлении различными установками возникает также и в других системах, не связанных с производством и энергетикой. Приведем два примера, в которых целесообразно использовать оптическое волокно.

Сеть POS-терминалов в магазинах, банках и других учреждениях. Использование оптоволокна для передачи информации между POS-терминалами и центральным компьютером гарантирует высокую скорость связи и сохранность данных по проведенным операциям

Особенно это важно на крупных площадях, где могут присутствовать источники сильных помех

Игровые развлекательные центры. Оптоволокно также может быть использовано для автоматизации игровых развлекательных систем, а именно для связи центрального компьютера с игровыми автоматами, внутренних соединений автомата и связи между игровыми автоматами для многопользовательской игры.

Типы оптоволоконного кабеля

Сварочные аппараты для оптики работают примерно по одному принципу

Поэтому не будем заострять внимание на какой-то одной модели, старый добрый Фуджикура (Fujikura) или Ilsintech, изучим саму последовательность процесса

У вас может быть даже модель с управлением от смартфона. Но это в корне не меняет технологию работ. Она везде одинакова.

Итак, изначально мы имеем два отрезка кабеля ВОЛС, с которых нужно снять внешнюю изоляцию.

Снимая внешнюю оболочку, делайте это с таким прицелом, чтобы в дальнейшем у вас не возникло проблем с укладкой волокон и модулей в сплайс-кассете, кроссе или муфте.

Ошибка №1
Если кабель при этом долго лежал под открытым небом (без защитной капы), перед разделкой обязательно отрезается около 1м с каждого конца.

Дело в том, что нити в кабеле как губка всасывают всю окружающую влагу. В итоге оптоволокно мутнеет.

И даже если вы идеально сделаете соединение, это все равно в дальнейшем не спасет вас от больших потерь сигнала.

Включаете аппарат и выставляете на нем тип кабеля, который будет соединяться.

Различают одномодовые (SM) и многомодовые (MM) оптические кабеля.

На одномодовых волокнах в основном используется три длины волны (три окна прозрачности):

850нм

1310нм

1550нм

Все зависит от общей длины трассы и используемого оборудования. Кроме того, волокна подразделяют на:

обычные — SM

со смещенной дисперизацией — DS

с ненулевой смещенной дисперизацией — NZ

Внешне их никак не отличить. При сварке чаще всего работают с простыми и со смещенкой. Соединять смещенку и простые волокна не рекомендуется.

Конструкция и материалы

Определившись с тем, что такое оптоволокно, перейдем к описанию его устройства. Чтобы лучше понять структуру оптического волокна, рассмотрим процесс его производства:

• нагретый кварцевый песок протягивают через сканер, проверяющий диаметр получающейся нити;
• затем в камеру охлаждения;
• и наконец в ванну с полимером, который налипает и формирует внешний защитный слой;
• в конце вертикального конвейера находится бобина, на которую со скоростью 3 км/с наматывается остывшее волокно;
• его транспортируют на завод, где осуществляется покраска каждой нити, чтобы их затем можно было различить в зависимости от канала передачи данных;
• на специальном станке из них формируются пучки, которые затем запаиваются в кожух из полиэтилена;
• пучки пережемаются с армирующим стеклопластиковым стержнем, а затем упаковываются во внешнюю изоляцию. Так формируется строение конструкции оптоволоконного кабеля.

В зависимости от сценария использования кабеля, его конструктивные особенности могут меняться, но общий принцип остается один. Для понимания расположения элементов оптоволокна кабеля, фото в разрезе окажется наиболее удобным способом продемонстрировать их на самом распространенном примере:

• сердечник из оптического волокна — самая хрупкая часть кабеля;
• гидрофобный заполнитель обеспечивает защиту посредством амортизации;
• эту конструкцию опоясывает центральная трубка;
• промежуточная полиэтиленовая оболочка обеспечивает дополнительную защиту сердцевины;
• как правило, в кабеле присутствует броня (существует множество разновидностей);
• все перечисленные элементы закрывает наружная оболочка.

Дисперсия[править]

Другой фактор, который искажает сигнал во время передачи — дисперсия, которая уменьшает эффективную пропускную способность передачи. Основные типы дисперсии: модовая дисперсия, хроматическая дисперсия, и поляризационная дисперсия.

Хроматическая дисперсияправить

Волны с разной длиной волны перемещаются с разной скоростью.

Разный показатель преломления для разных длин волн.

⇒ разная скорость.

Поляризационная дисперсияправить

Волны с разной поляризацией перемещаются с разной скоростью.

Многие кристаллы пропускают свет с разной поляризацией по-разному: разная степень затухания и разная скорость.

Модальная дисперсияправить

Разные моды волны перемещаются с разной скоростью.

Мощный уровень и маленькая эффективная область волокна, вызывают нелинейные эффекты. С увеличением уровня мощности и числа оптических каналов, нелинейные эффекты могут стать проблемным фактором в системах передачи. Аналоговые эффекты могут быть разделены на две категории

Кабели с броней из гофрированной стальной ленты

Бронепокровы в виде стальной гофрированной ленты применяются в основном для защиты от грызунов, плюс к этому полиэтиленовое покрытие на гофрированной ленте не только предотвращает ее коррозию, но и сплавляясь с наружной оболочкой образует дополнительную защиту от проникновения влаги в кабель. Как правило поверх скрученного сердечника этих кабелей накладывается промежуточная оболочка, что увеличиывает надежность конструкции хотя некоторые производители накладывают гофрированную броню непосредственно на обмотанную лентой скрутку, что облегчает и удешевляет конструкцию. Гофрированная лента накладывается продольно с перекрытием, то есть имеется продольный шов по всей длине кабеля, для герметизации которого часто используется специальная водоблокирующая лента, которая при попадании на нее влаги разбухает и препятствует дальнейшему ее распространению.

Производитель: (марка)	Условия прокладки	Растягива-ющее (раздавлива-ющее) усилие	Наружный диаметр (масса кг/км)	Температурный диапазон при эксплуатации (при монтаже)	Примечания:
Москабель-фуджикура( ОКСТМ)	Прокладка в кабельной канализации, трубах, блоках, коллекторах, на мостах и шахтах.	2,7 кН( 0,4 кН/см)	13,4-21 мм (170-423)	-40°С — +60°С	ЦСЭ — стеклопластик
Одескабель(ОКЛБг)	Прокладывается в кабельной канализации, трубах, блоках, а грунтах всех категорий с высокой корозионной активностью, в том числе зараженных грызунами, кроме грунтов, подверженных мерзлотным деформациям, а так же через болота, озера, реки глубиной до 15 метров	от 2 кН(0,3 кН/см)	до 20 мм(263-353)	-40°С — +60°С(-10°С — +50°С)	ЦСЭ — стеклопластик либо трос в ПЭ оболочке. Возможно исполнение с оболочкой из негорючего материала.
Оптен (ДПЛ, ДПЛ-Н(Г), СПЛ, ДОЛ, ДОЛ-Н(Г), СОЛ)	Для прокладки в кабельной канализации, блоках, трубах, в тоннелях и коллекторах при опасности повреждения грызунами, а так же по мостам и эстакадам.	1,5 — 7,0 кН (0,4 кН/см)	16,0 мм (223 — 279)	-40oС — +70oС	6. Д — Диэлектрический ЦЭ; С — Стальной ЦЭ, Н — материал не распространяющий горение, Г — Не содержащий галогены материал не распространяющий горение.
ОФС Связьстрой-1 ВОКК(ДБП)	Для прокладки и эксплуатации в кабельной канализации, трубах, блоках, коллекторах ручным и механизированным способом	2,7(0,4 кН/см)		-40°С — +50°С(-10°С — +50°С)
Самарская Оптическая Кабельная Компания(ОКЛСт)	Для прокладки ручным и механизированным способом в трубах, блоках, кабельной канализации, по мостам и эстакадам, в коллекторах, шахтах и туннелях, для ввода в здания и сооружения, а также непосредственно в грунты 1-3 групп.	до 6 кН(до 0,5 кН/см)	11-21,5 мм(120-500)	-60°С — +50°С(не ниже -30°С)	Возможно исполнение с оболочкой из негорючего материала. Возможно применение водоблокирующих материалов.
Сарансккабель-оптика(ОКЛ)	Для прокладки ручным или механизированным способом в кабельной канализации, трубах блоках, коллекторах	3 кН(1 кН/см)	14,8 мм(220)	-40°С — +60°С
Севкабель-Оптик( ДПЛ)	Для прокладки в кабельной канализации, блоках, трубах (включая метод пневмопрокладки) при опасности повреждения грызунами, по мостам и эстакадам.	2,7 кН(0,5 кН/см)	15,3-23 мм( 227-460)	-60°С — +70°С(-10°С — +50°С)	ДПН — вариант исполнения в оболочке нараспространяющей горение
Трансвок(ОКЗ)	Для прокладки в телефонной канализации, трубах, коллекторах, шахтах	1,5-5 кН	12,7-19,8 мм(182-349)	-60°С — +60°С	Возможно изготовление с внешней оболочкой из полиэтилена, нераспространяющего горение
Электропровод(ОКС-МТ)	Предназначены для прокладки в легких грунтах, кабельной канализации, трубах, блоках, коллекторах, на мостах и в кабельных шахтах	3,5 кН(1 кН/см)	16 -21 мм(190-240)	-40°С — +50°С	ОКС-ххП — ЦСЭ в виде стклопластикового прутка, ОКC-ххТ — в виде стального троса
Эликс-кабель(СПЛ)	Для прокладки в кабельной канализации, блоках, трубах (включая метод пневмопрокладки), в тоннелях и коллекторах при опасности повреждения грызунами, а так же по мостам и эстакадам	от 1,5 кН(0,5 кН/см)	15 мм(195)	-60°С — +70°С	СПЛ-н — вариант исполнения в оболочке нераспространяющей горение, ДПО — с ЦСЭ в виде стеклопластикового прутка

Общие характеристики оптических кабелей

Кабели состоят из оптических волокон, сердечника модульной конструкции или на основе центральной трубки,
армирующих и защитных покровов и наружной оболочки.
Кабели наружной прокладки содержат внутримодульный гидрофобный заполнитель, а также гидрофобный
заполнитель или водоблокирующие элементы (нити, ленты и т. п.), обеспечивающие заполнение пустот в
защитном покрове и межмодульном пространстве.
Кабели, предназначенные для прокладки внутри зданий, по коллекторам и тоннелям, имеют наружную оболочку
из материала, не распространяющего горение. Все внутриобъектовые кабели изготавливаются с оболочкой,
не распространяющей горение, и отличаются от кабелей наружной прокладки отсутствием гидрофобных
заполнителей, меньшим диапазоном рабочих температур и ограниченной стойкостью по отношению
к внешним воздействиям.

Температурный диапазон эксплуатации:

– оптического кабеля, предназначенного для подземной прокладки	— от минус 40 до + 50°С;
– оптического кабеля, предназначенного для прокладки на мостах и эстакадах	— от минус 50 до + 50°С;
– оптического кабеля, предназначенного для воздушной прокладки	— от минус 60 до + 70°С;
– для внутриобъектовых кабелей	— от минус 10 до + 50°С.

 

Температура окружающей среды при транспортировании и хранении:
 

– кабелей подземной прокладки	— от минус 50 до + 50°С;
– кабелей воздушной прокладки	— от минус 50 до + 50°С;
– внутриобъектовых кабелей	— от минус 10 до + 50°С.

 
Кабели обеспечивают возможность прокладки и монтажа при температуре до минус 10°С.Электрические характеристики:
Электрическое сопротивление изоляции цепи «металлические элементы конструкции – земля (вода)»
составляет не менее 2000 МОм × км.
Изоляция цепи «металлические элементы конструкции – земля (вода)» выдерживает напряжение 20 кВ
постоянного тока или 10 кВ переменного тока частотой 50 Гц в течение 5 секунд.
Оптический кабель выдерживает импульсный ток растекания величиной 105 кА (60 мкс).
Наружная оболочка кабелей, предназначенных для наружной прокладки,
устойчива к солнечному излучению.
Минимальный радиус изгиба — 20 наружных диаметров кабеля.
Гарантийный срок оптических кабелей — 2 года со дня ввода в эксплуатацию,
но не более 3 лет со дня отгрузки потребителю.
Срок службы оптических кабелей, включая срок хранения, при соблюдении указаний по монтажу
и эксплуатации и при отсутствии воздействий, превышающих указанные в технических условиях
не менее 25 лет.
 

Кварцевое многомодовое волокно

Кварцевые волокна являются самым известным и распространенным типом оптических волокон. Поскольку многомодовые и одномодовые кварцевые волокна сильно отличаются по своим характеристикам и применению, удобнее рассмотреть их по отдельности.

Многомодовое кварцевое волокно имеет и сердцевину, и оптическую оболочку из кварцевого стекла. Как правило, такое оптоволокно имеет градиентный профиль показателя преломления. Это необходимо, чтобы снизить влияние межмодовой дисперсии. Как было показано выше, моды распространяются в оптическом волокне по разным траекториям, а значит, время распространения каждой моды также отличается. Это приводит к уширению передаваемого импульса. Градиентный профиль уменьшает разницу во времени распространения мод. За счет плавного изменения показателя преломления моды высшего порядка, которые попадают в волокно под бо́льшим углом и распространяются по более длинным траекториям, имеют и бо́льшую скорость, чем те, которые распространяются вблизи сердцевины. Полностью устранить влияние межмодовой дисперсии невозможно, поэтому многомодовое волокно уступает одномодовому по дальности и скорости передачи информации.

Рабочими для многомодового волокна обычно являются длины волн 850 и 1300 (1310) нм. Типичное затухание на этих длинах волн – 3,5 и 1,5 дБ/км соответственно.

Классификация. Кварцевое многомодовое волокно было первым типом волокна, которое стало широко применяться на практике. Распространение получили два стандартных размера многомодовых волокон (диаметр сердцевины/оболочки): 62,5/125 мкм и 50/125 мкм.

Общепринятая классификация многомодовых кварцевых волокон приводится в стандарте ISO/IEC 11801. Этот стандарт выделяет четыре класса многомодовых волокон (OM – Optical Multimode), отличающиеся шириной полосы пропускания (параметр, характеризующий межмодовую дисперсию и определяющий скорость передачи информации):

• OM1 – стандартное многомодовое волокно 62,5/125 мкм;
• OM2 – стандартное многомодовое волокно 50/125 мкм;
• OM3 – многомодовое волокно 50/125 мкм, оптимизированное для работы с лазером;
• OM4 – многомодовое волокно 50/125 мкм, оптимизированное для работы с лазером, с улучшенными характеристиками.

Фраза «оптимизированное для работы с лазером» напоминает о том, что изначальна для передачи сигнала по многомодовому волокну использовались светодиоды (LED). С появлением полупроводниковых лазеров стали разрабатываться волокна более совершенной структуры, названные оптимизированными для работы с лазерами.

Применение. Многомодовое волокно применяется в непротяженных линиях связи (обычно сотни метров), причем волокно 50/125 мкм (OM2, OM3, OM4) используется в основном в локальных сетях и дата-центрах, а волокно 62,5/125 мкм часто применяется в индустриальных сетях. В гигабитных приложениях рекомендуется применять волокна классов OM3 и OM4. Причина, по которой многомодовое волокно до сих пор не вытеснено одномодовым волокном, обладающим лучшими характеристиками, заключается в меньшей стоимости компонентов линии (активное оборудование, соединительные изделия). Цена снижается из-за большего диаметра сердцевины многомодового волокна, и, соответственно, меньших требований к точности изготовления и монтажа компонентов.

Оптический кабель, встроенный в грозозащитный трос (ОКГТ)

Это отдельная категория оптических кабелей, которые применяются на воздушных линиях электропередачи напряжением 35 кВ и выше (рис. 12). Конструкции ОКГТ полностью металлические.

Рис. 12 Грозотрос/ОКГТ

В зависимости от требуемых технических характеристик, ОКГТ может быть разного исполнения в конструкции сердечника:

1. ОКГТ-Ц — оптический кабель, встроенный в грозозащитный трос с центральным модулем;
2. ОКГТ-Ц-А — оптический кабель, встроенный в грозозащитный трос с центральным модулем, плакированным аллюминием;
3. ОКГТ-С — оптический кабель, встроенный в грозозащитный трос с оптическим модулем в повиве.

Если использовать ОКФП (оптический кабель, встроенный в фазный провод), то получим продукт «два в одном»: передачу электрической энергии и линию волоконно-оптического кабеля связи. Подробнее про ОКФП читайте в нашей статье.

С помощью конструкций ОКГТ и ОКФП можно проводить мониторинг ЛЭП.

Там, где линия связи уже проложена и требуется защита от ударов молнии применяется ГТК — грозозащитный трос коррозионностойкий.

Комплект защиты сварки

После этого оптоволокно аккуратно достается из сварочника. На место сварки надвигается муфточка КДЗС.

Ошибка №14
КДЗС должна полностью покрывать всю длину зачищенного волокна, иначе никакой жесткости не обеспечить.

Остался последний этап работ. Оптоволокно с муфтой помещается в печку, которая обычно расположена в верхней части сварочного прибора.

Выравниваете жилу в этой печке и закрываете крышку. Нажимаете на табло значок печки и ждете некоторое время до появления сигнала.

Далее открыв крышку, достаете ваше оптоволокно. При этом внутри прозрачной муфты не должно быть пузырьков, которые свидетельствуют о наличии воздуха или отдельных деформированных участков (локальный перегрев).

С каждого конца муфты должно показаться и вытечь наружу немного клеящего состава. Все это говорит о хорошей сварке и надежном соединении и изоляции проводов.

При сварке многожильного кабеля все готовые муфты КДЗС обычно укладываются в специальный охлаждающий лоток. Его смысл не просто удобно расположить жилы, дабы они не путались и не мешались, а в равномерном охлаждении гильз.

Некоторые кабельщики делают такие лотки самостоятельно, например из алюминиевых уголков.

При последовательной сварке нескольких жил, не оставляйте надолго муфту в данном отсеке, иначе ее стенки расплавятся и прилипнут к стенкам направляющих элементов.

Ошибка №15
Еще одна ошибка – так называемый “горячий пирожок”.

Это когда еще не совсем остывшую муфту, сразу же из печки перекладывают в ложемент сплайс кассеты оптического кросса. С одной стороны очень удобно, сплавил – вставил, сплавил – вставил. Ничего не запутается и не переплетется с другими жилами.

Однако в этом случае стенки ложемента не дают толком остыть муфточке, мягкие стенки гильзы изгибает, что в итоге деформирует волокно и приводит к потерям.

Как видите, даже при использовании профессионального сварочного оборудования в этом деле имеется огромное количество своих нюансов и тонкостей.