7402

Оптические кабели и их характеристики

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Оптические кабели. Оптическим кабелем называется кабельное изделие, содержащее ряд оптических волокон, заключенных в общую оболочку, поверх которой в зависимости от условий эксплуатации может быть наложен защитный покров. Оптические кабели по своему...

Русский

2013-01-23

642 KB

24 чел.

Оптические кабели.

Оптическим кабелем называется кабельное изделие, содержащее ряд оптических волокон, заключенных в общую оболочку, поверх которой в зависимости от условий эксплуатации может быть наложен защитный покров.

Оптические кабели по своему назначению могут быть разделены на четыре группы:

- междугородные;

- городские;

- объектовые;

-подводные.

В отдельную группу выделяют монтажные оптические кабели.

Междугородные кабели предназначаются для передачи больших потоков информации на значительные расстояния. Они должны обладать малым затуханием и дисперсией, большой информационно-пропускной способностью. Междугородные кабели, в свою очередь подразделяются на магистральные, обеспечивающие связь между региональными центрами страны и зоновые, связывающие региональные центры с районами.

Кабели городской связи применяются в качестве соединительных линий между городскими АТС и узлами связи. Они рассчитаны на короткие расстояния (5...10км)  и большое число каналов.

Объектовые кабели служат для организации связи внутри объекта. К ним относятся учрежденческая связь, локальные вычислительные сети, внутренняя сеть кабельного телевидения, а также бортовые информационные системы подвижных объектов.

Подводные кабели предназначаются для организации связи через большие водные преграды. Они должны обладать высокой механической прочностью и иметь надежные влагостойкие покрытия. Для подводной связи важно иметь малое затухание и соответственно большие длины регерационных участков.

Монтажные оптические кабели предназначены для внутри и межблочного монтажа аппаратуры.

Общими основными требованиями, предъявляемыми к физико-механическим характеристикам оптического кабеля являются:

- высокая прочность на разрыв;

- влагонепроницаемость;

- достаточная буферная защита для уменьшения потерь, вызываемых механическими напряжениями;

- термостойкость в рабочем диапазоне температур (-40...+500С);

- гибкость и возможность прокладки по реальным трассам;

- радиационная стойкость;

- химическая и ударная стойкость;

- простота монтажа и прокладки;

- надежность работы в течении 20 лет.

Для удовлетворения вышеизложенных требований оптические кабели кроме волокон содержат:

- силовые (упрочняющие) элементы, воспринимающие на себя продольную нагрузку на разрыв;

- заполнители в виде сплошных пластмассовых стержней;

- армирующие элементы, повышающие стойкость кабеля при внешних механических воздействиях;

- наружные демпфирующие и защитные оболочки, предохраняющие от проникновения влаги, паров вредных веществ и внешних механических воздействий.

В настоящее время в различных странах разработано и изготавливается большое количество конструкций оптических кабелей. Наибольшее распространение получили четыре группы конструкций:

- кабели со свободной трубкой;

- кабели со свободным пучком волокон;

- кабели с профилированным сердечником;

- кабели ленточного типа.

Рассмотрим на конкретных примерах основные конструкции оптических кабелей.

Пример кабеля со свободной трубкой корпорации Siecor приведен на рис. 1.

        Центральный элемент

        (стальная проволока

        с полиэтиленовым

        покрытием)

        Буферная трубка

        Связывающая лента

        Арамидовые нити

        Полиэтиленовое

        покрытие

       Заполнитель

                                                     Рис. 1

Внутри буферной трубки, игтотавливаемой из нейлона свободно располагаются 12 оптических волокон, которые перемещаются в ней по мере растягивания кабеля при его прокладке. Для идентификации трубки имеют различную окраску. Для предотвращения попадания влаги трубки заполняют гелеобразным составом.

Центральным силовым элементом является стальная проволока или стеклопруток в полиэтиленой или полиуретановой оболочке. В дополнение к центральному силовому элементу для увеличения механической прочности во вторичное защитное покрытие включают арамидные нити. Внутреннее пространство кабеля заполняют гелевым составом. Общее число волокон - 144.

    Полиэтиленовое

     покрытие

    Вытяжной трос

    Проволочный

    силовой элемент

    Трубка сердечника

    Заполнитель

    Пучки стекловолокон

    Гидрофобная лента

    Гофрированная

    сталь с покрытием

                                         

                                             Рис. 2

Пример кабеля со свободным пучком волокон компании AT&T приведен на рис. 2.

    Композитное покрытие

     Связывающая лента

                                                                                                                      Цветные маркерные нити

     Фигурный сердечник

                                                                                                                      Гофрированная сталь с

     Оптические волокна                                                                            покрытием

                                                                                                                       

     Стальной силовой                                                                                Вытяжной трос

     элемент

                                                                                                                       Полиэтиленовая

    Витая пара                                                                                               оболочка

                                                                        Рис. 3

В кабеле располагаются от 3 до 8 групп по 6...12 одномодовых стекловолокон в каждой (диаметр сердечника - 8,3 мкм, оболочки - 125 мкм), которые обеспечивают величину затухания на длине волны =1,31 мкм - 0,35 дБ/км, а на длине волны =1,55 мкм - 0,23 дБ/км. Каждая группа обмотана маркированной нитью соответствующего цвета. Трубка сердечника изготавливается из полимера, который заполняется гелеобразным составом. Длина оптических волокон больше длины кабеля и поэтому они свободно перемещаются пр натяжении кабеля. Силовые элементы расположены во вторичном защитном покрытии и представляют собой металлические стальные ленты толщиной 0,15 мм. Вторичным покрытием кабеля является специальное световодное покрытие компании AT&T, которое состоит из гидрофобной влагонепрницаемой ленты и ранее упоминавшейся стальной гофрированной ленты покрытой клейким веществом. Клейкое покрытие предохраняет металлические конструкции кабеля от коррозии и надежно прикрепляет сталь к наружной полиэтиленовой оболочке. Вытяжные тросы необходимы для удаления защитного покрытия. Существует также и диэлектрический вариант, в котором отсутствуют стальные ленты.  Наружный диаметр 96-волоконного кабеля составляет 15 мм, масса 1 км кабеля - 223 кГ.

На рис. 3 приведен кабель с профилированным сердечником

Конструкция с профильным сердечником имеет центральный стальной или диэлектрический силовой элемент, поверх которого размещается фигурный сердечник из полимера с пазами, расположенными по геликоиде. Число пазов составляет от 6 до 18. В каждый паз можно поместить до 12 волокон маркированных цветными нитями. В гибридных кабелях в один из пазов помещают медные пары. После укладки в паз волокна свивают цветной нитью и покрывают гелеобразным составом. Поверх сердечника накладывают связывающую ленту из полиэтилена. Вторичное защитное покрытие состоит из гофрированной стальной ленты толщиной 0,15 мм намотанной с перекрытием и покрытой клеящим веществом, а также полиэтиленовой оболочки толщиной 1,6 мм.

Кабели с профилированным сердечником выпускаются компаниями Northrn Telecom, Alcatel и другими и содержат до 144 волокон.

Пример ленточного кабеля компании AT&T приведен на рис. 4.

    Полиэтиленовое

     покрытие

    Вытяжной трос

    Проволочный

    силовой элемент

    Трубка сердечника

    Заполнитель

    Ленты из стекловолокон

    Гидрофобная лента

    Гофрированная

    сталь с покрытием

                                         

                                             Рис. 4

По конструкции ленточный кабель незначительно отличается от кабеля со свободным пучком волокон. Основу его составляют соединенные вместе ленты из стекловолокон, составляя своеобразный “сэндвич”. В каждой ленте размещаются 12 оптических волокон. Общее число волокон составляет 216.

Для прокладки под водой компанией AT&T был разработан специальный океанский кабель. Он был введен в эксплуатацию в 1988 г., соединив через Антлантический океан Северную Америку и Европу по ТАТ 8 (Трансантлатический телефон 8). Сплошная конструкция кабеля противостоит большим раздавливающим силам на океанских глубинах. На рис. 5 показан шестиволоконный вариант такого кабеля, который в принципе может иметь до 12  одномодовых волокон.

     

         Полиэтилен

           Медь

           Стальная проволока

            Нейлон

            Волокно

          Эластомер

                                               Рис. 5

Центральная стальная проволока является основой и обеспечивает прочность сердечника во время его производства. Поверх проволоки накладывается в расплавленном виде эластомер, в котором по спирали располагаются 6 одномодовых стекловолокон. Второй слой эластомера полностью покрывает волокна и сплавляется с первым слоем. Поверх данной конструкции накладывается слой нейлона. Основой вторичного защитного покрытия являются 24 стальные проволоки, расположенные по спирали относительно кабельного сердечника. Пространство между проволоками заливается гидрофобным заполнителем. Поверх стальных проволок накладывается медная герметическая лента с заплавленным швом, которая служит для организации дистанционного питания подводных регенераторов. На медную ленту наносят клейкое вещество и толстый слой полиэтилена. Наружный диаметр кабеля составляет 21 мм.

Отечественная промышленность в настоящее время освоила производство практически полностью номенклатуру оптических кабелей для магистральных, зоновых и местных сетей связи. В конструкциях кабелей применяются импортные материалы высокого качества, а также оптическое волокно, поставляемое, в основном, известными фирмами- Corning (США), Fujikura (Япония), Ericsson AB.

Оптические кабели, выпускаемые в России, в соответствии с условиями их подземной прокладки делятся на четыре типа:

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

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

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

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

В настоящее время обладателями 15 сертификатов на производство оптических кабелей являются 9 отечественных предприятий и заводов:

- Армавирский опытный завод (г. Армавир, Краснодарский край;

- ОАО “Ленсвязь” (г. С.-Петербург);

- ЗАО “Москабельмет” (г. Москва);

- АОЗТ “Оптен” (г. С.-Петербург);

- ЗАО “Севкабель-Оптик” (г. С.-Петербург);

- СП “Эликс-МО” (г. Москва);

- ЗАО “Оптика-кабель” (г. Москва);

- АО НФ “Электропровод” (г. Москва);

- ЗАО “Яуза-кабель” (г. Мытищи, Московская обл.).

Оптическое волокно

Гидрофобный заполнитель

Полимерная трубка

Стеклопластик

Полимерная трубка

Гидрофобный заполнитель

Скрепляющая лента

Полимерная защитная оболочка

Синтетическая нить

                                       Рис. 6

Из большого числа наименований отечественной кабельной продукции, конструкция которых соответствует вышерассмотренным зарубежным аналогам, приведем пример оптического кабеля, выпускаемым ЗАО “Оптика-кабель”, который предназначен для подвески на опорах высоковольтных линий, в том числе на опорах контактной сети железных дорог (Рис. 6).

В таком кабеле размещается от 8 до 16 оптических волокон. Предполагается использовать оптические кабели с числов волокон 16 на магистральных участках железных дорог с большим потоком поездов и с числом волокон 8 на малодеятельных участках железных дорог.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

39665. СОЦИАЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ, ИЗМЕНЕНИЯ И ДВИЖЕНИЯ 176 KB
  Виды социальных процессов. Берджес о классификации основных социальных процессов: кооперация конкуренция приспособление конфликт ассимиляция амальгамизация. Всеобщий характер социальных изменений. Понятие и виды социальных изменений.
39666. СОЦИАЛЬНАЯ МОБИЛЬНОСТЬ 176.5 KB
  Природа социальной мобильности. Сорокин о социальной мобильности и ее механизмах. Источники социальной мобильности. Типология социальной мобильности.
39667. УПРАВЛЕНИЕ В ОРГАНИЗАЦИИ 140.5 KB
  Понятие и функции управления. Объекты и методы управления. Структуры управления в организациях. Типы структур управления организациями: бюрократический и органический: достоинства и недостатки.
39668. СОЦИОЛОГИЯ КОНФЛИКТА 160 KB
  СОЦИОЛОГИЯ КОНФЛИКТА Лекция Череповец 2003Тема 3. Социология конфликта Содержание лекции Природа конфликта в организации. Понятие конфликта. Типы конфликта.
39669. СОЦИАЛЬНЫЙ КОНТРОЛЬ И ДЕВИАНТНОЕ ПОВЕДЕНИЕ 231.5 KB
  Социальный контроль как механизм социальной регуляции поведения людей. Они не только обучают детей но и контролируют правильность усвоенных образцов поведения и следовательно выступают агентами социального контроля. Он выступает средством социальной регуляции поведения людей. Объяснить сущность и причины отклоняющего поведения.
39670. Социология труда 173 KB
  Социология труда Содержание процесса трудовой деятельности. Труд как предмет социологии труда. Предметная область социологии труда. особенности социологического исследования труда Содержание труда как социального процесса.
39671. Предмет и задачи социологии 147.5 KB
  Предмет и задачи социологии Лекция Череповец 2005 Содержание лекции Причины появления социологии как науки. Материальные социальнополитические и теоретические предпосылки возникновения социологии. Развитие взаимодействия людей возрастание роли субъективного фактора в общественной жизни возникновение коллективных форм сознания преодоление границ локальных общностей развитие символического и культурного взаимодействия сотрудничество сотворчество в деле реализации всеобщих интересов человеческого рода как причины институализации...
39672. Основные этапы развития социологии 229 KB
  Основные этапы развития социологии Лекция Череповец Содержание лекции Предпосылки возникновения социологии: материальноэкономические социальные духовные теоретические. Институализация социологии: О. Развитие социологии на Западе в 19 нач. Французская школа в социологии: Э.
39673. Организация социологического исследования 275 KB
  Организация социологического исследования Лекция Череповец 2007 Тема 1. Организация социологического исследования Содержание лекции Назначение роль и виды социологических исследований. Классификация методов: по масштабу применения по уровню знания по методической стратегии по этапам исследования. Содержание организационного раздела: рабочий план инструкция по организации полевого исследования инструкция анкетеру правила работы и этические нормы.