Оптический кабель
Оптический кабель своим появлением поднял проводной интернет на новые вершины. Предназначенный для передачи только оптических сигналов, он позволяет транслировать огромные массивы информации на большие расстояние без потери пакетов. Фотоны движутся на скорости меньшей, чем световая, из-за непрямой траектории перемещения, импульс практически не затухает, его невозможно перехватить или перебить электрошумам. При всем этом оптическая сеть достаточно просто масштабируется, удобна в прокладке и монтаже и доступна.Как выглядит оптический кабель в разрезе
В первую очередь конструкция кабеля зависит от его назначения и места прокладки. Самая простая выглядит следующим образом:
- пластиковые трубки с оптическими волокнами;
- защитная оболочка.
Большинство кабелей имеет более сложную структуру, которая представляет собой:
- усиленный несущий сердечник из стального каната, троса, стекловолокна;
- оптоволоконные или стекловолоконные нити, скрученные в сердцевину, через которую проходит световой пучок;
- оптический модуль, в который заключены нити стекло- или оптоволокна;
- защитная оболочка.
Защитная оболочная многослойная, призванная выдерживать значительные нагрузки и негативные для кабеля воздействия. Оболочка может содержать следующие слои:
- оплетка из нитей, смоченных гидрофобным составом, отталкивающая влагу, уменьшающая трение внутри кабеля, играющая роль демпфера;
- тонкая полиэтиленовая оболочка, дополнительно защищающая от влаги;
- кевларовая, стекловолоконная или стальная проволочная броня;
- слой полиэтиленовой оболочки, также играющей роль покрытия от влаги;
- мягкая полиэтиленовая оболочка увеличенной толщины для защиты от внешних воздействий.
Материал бронировочного слоя зависит от места прокладки кабеля. Например, кевларовые волокна требуются не только для уменьшения веса и надежной защиты от внешних воздействий, но и для отведения наводок, которые могут появляться, например, недалеко от железнодорожного полотна. В качестве защиты может использоваться канатная проволока по ГОСТ 7372. Именно канатная сталь лучше всего сочетается с кварцевыми оптическими волокнами, благодаря отсутствию пластических деформаций при растяжениях до 0,6%
Дополнительная защита от влаги в виде нескольких слоев полиэтиленовой пленки имеется не всегда.
Виды и типы оптических кабелей
Классификация выполняется по назначению и предусмотренным нагрузкам:
- для внутреннего монтажа или объектный;
- для внешнего монтажа или городской;
- для магистральной прокладки.
Объектный кабель используется для разводки сетей внутри здания, прокладки к пользователям кабельных и телефонных систем, на мобильных объектах. Городской предназначен для организации сетей связи в пределах локальных объектов, длина линий при этом может достигать 100 км. Для удобства пучки волокон внутри кабеля маркируются различными цветами, что позволяет выделять отдельные участки и обеспечивать качественную связь.
Магистральный кабель обеспечивает высокую пропускную способность информационного потока, отличается большим диаметром и используется для прокладки сетей на большие расстояния. Благодаря хорошим экранирующим способностям и мощной броне подходит для укладки в различные типы грунта, в том числе без кабель-каналов и специальных защитных кофров.
Кабель может прокладываться внутри грунта или по воздуху.
Для воздушной прокладки ранее часто используетсяовался кабель с тросом, сейчас же применяются легкие диэлектрические конструкции с несущими элементами из стеклорутков или стеклонитей.
Для деления кабелей по виду используются следующие параметры:
- тип оптических волокон;
- материал защитной оболочки;
- предельное растягивающее усилие;
- температурный диапазон эксплуатации;
- класс огнестойкости.
Волокно может быть одномодовым или многомодовым. Одномодовое оптическое волокно имеет диаметр от 7 до 10 микрон и пропускает излучение только в одной моде. Это позволяет исключить многомодовую дисперсию.
Многомодовые волокна имеют куда более крупную – от 50 микрон – сердцевину. Из-за такого крупного диаметра в волокне может распространяться несколько мод, которые перемещаются каждая под своим углом. Это вызывает искажения при дисперсии.
Защиту от влаги может обеспечивать гидрофобный гель или полиэтиленовая пленка, в некоторых случаях – комбинация нескольких слоев.
Стандартные требования к оптическим кабелям по стойкости к растягивающему усилию для ручной прокладки в грунт 3,0кН, и 7,0кН для механической прокладки. Требования изложены в приложении 2 к приказу №47 МИНИСТЕРСТВА ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И СВЯЗИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ от 19.04.2006, и этот документ является основным нормативным актом отрасли.
Эксплуатация возможна при температуре от -40 С до +70 С, отдельные модификации (подвесные, для подземного монтажа) могут использоваться при минимальной температуре до -55…-60 С. Монтаж возможен при температуре окружающей среды до -30 С.
Специальные модификации оптического кабеля
Так как внутреннее строение оптических кабелей схоже, стоит подробнее остановиться на обмотке, которая и обуславливает особенности применения каждого из видов.
Подводный оптический кабель предназначен для прокладки по дну водоемов и в той или иной степени бронирован, что зависит от глубины залегания. Может иметь одноповивное, двухповивное или усиленное двухповивное бронирование. Удивительно, но наиболее защищенные модификации подводного кабеля используются на небольшой глубине залегания, так как подвержены риску различных воздействий: морских судов, тралов, обитателей подводных глубин. Разрабатываются и внедряются кабели с продольной герметизацией для глубин до 1км и более.
Огнестойкий оптический кабель по ГОСТ 31565 используются для передачи информационно-оптического сигнала не только в линиях связи, но и в системах мониторинга и безопасности противопожарной защиты, системах оповещения и управления пожаротушением, аварийной вентиляции и противодымной защиты. Именно это решение применяется в тех случаях, когда требуется обеспечить сохранение работоспособности кабеля под воздействием открытого пламени в течение определенного времени, от 15 минут до 3 часов. Именно такие модификации используются для организации огнестойких кабельных линий по ГОСТ 53316.
Комбинированный кабель медь+оптика ОЭК для современных сетей «Безопасный город» используется для прокладки в грунте, по воздуху, по зданиям и сооружениям, в канализации. В нём оптическая часть скручивается с медными жилами с шагом 60-80 мм. Используется до 4 медных жил 2 или 3 класса гибкости с сечениями 0,75, 1,0, 2,5 и 4,0 кв.мм и до 16 оптических волокон. Комбинированный кабель ОЭК может использоваться для систем связи, видеонаблюдения, при наличии огнестойкой оболочки – систем пожаротушения, оповещения, аварийной вентиляции и противодымной защиты.
Разработка новых модификаций оптических и оптоэлектрических кабелей позволяет использовать их для передачи сигнала и обеспечивать при этом высокий уровень противопожарной защиты.