Волоконно-оптический кабель

– группа оптических волокон (ОВ), оформленных в единую конструкцию, отвечающую комплексу оптических и механических требований, а также условиям окружающей среды

Конструкция ОК должна обеспечить:

1.защиту ОВ от внешних воздействий (механических, климатических и т.д.);

2) защиту ОВ от обрывов при растяжении;

3) защиту от статического усталостного разрушения;

4) защиту ОВ от микроизгибов;

5) стабильность характеристик ОВ;

6) простоту и низкую стоимость строительно-монтажных (СМР), эксплуатационных и аварийно-восстановительных работ (АВР).

Основные элементы конструкции ОК:

1) оптические волокна – ОВ;

2) оптические модули (ОМ) – полимерные трубки для укладки в них ОВ;

3) упрочняющие силовые элементы (стальные тросы, проволоки, броневые покровы, стеклопрутки, синтетические нити и т.д.);

4) гиброфобный заполнитель для защиты от влаги при частичном повреждении ОК (при попадании влаги создает пробку);

Основные элементы конструкции ОК:

5) хлопчато-бумажные ленты – для защиты от вибраций (демпфирования);

6) полимерные оболочки (обычно полиэтиленовые) для защиты от влаги;

7) кордели – используются вместо модулей, если не требуется большого количества ОВ;

8) металлические элементы – медные жилы для дистанционного питания аппаратуры, алюминиевые проволоки в стальной броне для уменьшения сопротивления брони.

Бывают:

I. Линейные:

1. Подвесные (ЛЭП, на опорах ВЛС, ЛЖД)

2. Подводные (речные переходы, на глубоководных участках, морских участках)

3. Подземные (грунт, КТК)

II. Внутриобъектовые:

1. Распределительные (внутри зданий)

2. Станционные (для монтажа аппаратуры)

Основные конструктивные элементы:

1. Оптическое волокно – основной конструктивный элемент оптического кабеля, выполняющий роль направляющей среды передачи.

2. Оптический модуль – элемент, который содержит одно или несколько оптических волокон. Выполняет роль защитного элемента. (полимерные трубки для укладки в них ОВ)

Типы модулей:

- трубчатые

- профилированные

- ленточные

Оптический сердечник – формируется из одного или нескольких оптических модулей. Повышает механическую прочность и защищает оптическое волокно от изгибов. используются вместо модулей, если не требуется большого количества ОВ;

8) металлические элементы – медные жилы для дистанционного питания аппаратуры, алюминиевые проволоки в стальной броне для уменьшения сопротивления брони.

Может содержать дополнительные элементы (кордель, медные жилы и пр.).

3. Силовые элементы – обеспечивают требуемую механическую прочность (стеклопластиковый пруток, арамидные нитки (кевларовые)). (стальные тросы, проволоки, броневые покровы, стеклопрутки, синтетические нити и т.д.);

Силовой элемент может быть:

- центральным – обеспечивает большую гибкость и нагрузку на разрыв.

- на переферии (сбоку) – обеспечивает стойкость кабеля к ударам и растягивающим нагрузкам.

4. Гидрофобные материалы – препятствуют проникновению влаги, увеличивают срок службы оптического кабеля. (при попадании влаги создает пробку)

5) хлопчато-бумажные ленты – для защиты от вибраций (демпфирования);

6. Оболочка – защищает сердечник от внешних механических воздействий.

7.Броня – повышает механические свойства и защитные функции оптического кабеля.

Типы оптических волокон:

1. Многомодовые

- Ступенчатые – показатель преломления меняется резко от сердцевины к оболочке.

- Градиентные – показатель преломления меняется плавно от сердцевины к оболочке.

2. Одномодовые

Примеры одномодового волокна:

G-652 – одномодовое волокно стандартного типа.

G-655 – одномодовое волокно с нулевой дисперсией, смещенное в область длин волн 1, 5 мкм.

G-653 – оптическое волокно со смещенной ненулевой дисперсией.

Срок службы оптического волокна – 25 лет.

Диаметр сердцевины одномодового оптического волокна = 8 – 10 мкм.

многомодового = 50 – 100 мкм.

Диаметр оболочки = 125 – 180 мкм.

Материал для изготовления:

1. Кварц – кварц

2. Кварц – полимер

3. Полимер – полимер

ОКБ-М8П-10-022-32

1. ОК – оптический кабель

2. Б – бронированный

3. М8 – количество оптических модулей (8)

4. П – тип центрального силового элемента (П - стекловолоконный пруток, Т – стальной тросик)

5. 10 – тип волокна (10 – стандартное волокно G-652, 8 – многомодовое)

6. 022 – рабочее затухание волокна (0, 22)

7. 32 – качество оптических модулей

DAY-012E-004N

1. D – диэлектрический сердечник

2. A – алюмополиэтиленовая лента

3. Y – усилен круглопроволочной броней

4. 012E – 12 стандартных волокон (E – стандарт)

5. 004N – 4 оптических волокна с ненулевой (N) дисперсией

Сев-ДАС-036Е-06-06-М4

1. Сев – завод изготовитель

2. Д – тип центрального силового элемента (Д – диэлектрический)

3. А – тип внутренней оболочки (А – алюминиевая)

4. С – тип наружного покрова (С – стальная проволока)

5. 036 – количество оптических волокон

6. Е – тип волокна (Е – стандартное)

7. 06 – максимальное количество оптических волокон в можуле

8. 06 – количество модулей

9. М4 – количество медных жил

1. источники электромагнитных влияний.

Источниками внешних электромагнитных влияний на сооружениях связи являются: атмосферное электричество (гроза); линии электропередачи (ЛЭП); электрифицированные железные дороги (эл. ж. д.), радиостанции (РС); индустриальные помехи (бытовые электроаппаратуры, городской транспорт), магнитные бури и др. линии электропередачи и электрифицированные железные дороги часто объединяются термином высоковольтные линии (ВЛ).

Под действием внешних электромагнитных полей в сооружениях связи могут возникать напряжения и токи:

опасные, при которых появляются большие напряжения и токи, угрожающие жизни обслуживающего персонала и абонентов или приводящие к повреждению аппаратуры и линейных сооружений. Опасными считаются: напряжение , ток ;

мешающие, при которых возникают помехи, шумы, искажения, приводящие к нарушению нормальной работы средств связи. мешающими считаются: напряжение , ток .

Внешние влияния подразделяются на длительные и кратковременные. Границей раздела между ними является время .

Спектр частот внешних источников, как правило, имеет широкую полосу. Амплитуда влияющих напряжений и токов, исходящих от внешних источников, зависит от мощности установки и места расположения ее по отношению к линии связи. Наиболее распространенными источниками мешающих влияний являются линии электропередачи, контактные сети эл. ж. д., радиостанции. Источниками опасных влияний служат, главным образом, атмосферное электричество и высоковольтные линии, особенно при аварийном режиме.

По характеру воздействия различают следующие виды внешних влияний (рис. 1):

электрические, обусловленные действие электрического поля;

магнитные, возникающие за счет действия магнитного поля;

гальванические, появляющиеся вследствие наличия в земле блуждающих токов; последние создаются высоковольтными линиями, использующими землю в качестве обратного проводника.

Под действием блуждающих токов на оболочках кабелей связи появляется напряжение и в цепях связи возникает влияние. Особенно велико гальваническое влияние. Особенно велико гальваническое влияние при аварийных режимах высоковольтных линий и в местах электростанций. Кроме того, металлические оболочки кабелей разрушаются под действием блуждающих токов и электрохимических процессов в грунте. Такое явление называется коррекцией. Для ограждения линии и аппаратуры от вредного воздействия этих факторов применяются специальные меры защиты.

Монтаж кабелей

Монтаж кабелей – это место соединения двух строительных длин кабелей

Требования предъявляемые к монтажу кабелей:

I место соединения двух строительных длин должно иметь меньшую механическую прочность, чем сам кабель

II при сращивании жил, сопротивление жил не должно увеличиваться

III при восстановлении изоляции жил, сопротивление жил не должно уменьшаться

IV при восстановлении оболочки кабеля, должна быть обеспечена её полная герметичность

V сращивание жил выполняется повив с повивом, пучок к пучку, и цвет в цвет

Материалы и инструменты применяемые для монтажа кабеля

Муфты – это место соединения двух строительных жил кабеля

Классифицируются:

По материалу: поэлитиленовые/свинцовые

По конструкции: прямые/цилиндрические/тупиковые

По назначению: прямая (для соединения жил «напрямую») /

газонепронецаемые (устанавливаются на концах кабельных линий)

ГМС – газонепроницаемая муфта симметричная (состоит из цилиндра; и лаливается эпоксидным компаунтом)

ГМСИ - изолирующая

ОГКМ – оконечная газонепр-я коаксиальная муфта (устанавливается на стойках)

СВКО – стойка водно-кабельного оборудования (состоит из линейно-штепсельного разьёма)

МКИР – муфта кабельная изолирующая с продольным разрезом (состоит из двух корпусов)

МИСс – муфта изолирующая свинцовая (для симметричных)

МИСк - муфта изолирующая свинцовая (для коаксиальных)

Разветвительные муфты (они же перчаточные) – служат для разветвления кабелей большой ёмкости на несколько кабелей меньшей ёмкости

Чугунные муфты – нужны для защитыбронированных кабелей от механических повреждений

Симметричные муфты – в них соединение жил происходит по оператору, для уменьшения взаимных влияний между цепями

Конденсаторные муфты – для уменьшения взаимных влияний между цепями, отличие в наличии конденсатора

Припои:

ПОССу – 30-2 (припой оловянно-свинцовый с использованием сурьмы.

30% олова, 2% сурьмы)

ПОССу – 40-0, 5 (30% олова, 0, 5% сурьмы) Для залуживания медных жил

диметром более 0, 7 мм

ПОССу – 60-0, 5/61-0, 5 (для залуживания и запайки коаксиальных пар)

ЦОП – цинково-оловянный припой (для залуживания алюминевой оболочки)

К ФЛЮСам относится канифоль (для залуживания медных жил), паста ПМКМ,

Сеарин (типа парафина) применяется для охлаждения места пайки

ПБК – паста безкислотная (для залуживания стальной брони)

ПМКН– паста морозостойкая кабельная негорючая

Соединители:

МСЖ – механические соединительные жимы

Гильзы

ТУТ – термоусаживаемая трубка

Модули

Инструменты применяемые для монтажа:

Паяльная лампа, газовая гарелка (исп. для запайки муфт)

Бокорезы (для удаления п/э изоляции)

Напильник

Киянка (деревянный молоток) для зачиканивания конусов свинцовой муфты

Ножовка по металлу

Кабельный нож

Стаканчиковый паяльник (для залуживания медных жил)

Вилка (оплавление стерофлексной изоляции жил)

Содержание кабеля под избыточным давлением

Общие положения: бесперебойная и надёжная работа каналов связи и передачи

Иформации, зависит от герметичности оболочки кабеля на всём его протяжении.

С целью контроля герметичности муфт, кабельные линии устанавливают под постоянное избыточное давление.

В случае повреждения оболочки, избыточное воздушное давление, предотвращает попадание воды в кабель

Техническая атмосфера – это давление силы в 1 кг на площадь в 1 см2

Си: [1Паскаль]

1атм=1ккс/см2

Паскаль – это давление силы в 1 Ньютон на площадь в 1 м2

1Па=Н/м2

1атм=98066, 5 Н/м2

Эффективность содержания кабеля под избыточным давлением зависит от:

Количества воздуха поступающего в кабель, а также от скорости его распределения. Чем больше запас воздуха в кабеле, тем быстрее он будет распространяться от источника подкачки до района повреждения.

Количество и скорость распространения давления в кабеле зависит от типа и конструкции кабеля. В 1км кабеля вободный объём воздуха в литрах составит:

Кмб4 – 450 литров

МКСБ – 7*4 – 250 литров

МКСБ – 4*4 – 150 литров

МКСБ – 1*4 – 35 литров

Установки для содержания кабеля под воздушным избыточным давлением

Для МТС используются установки:

УСКД – установка для содержания кабеля под избыточным воздушным давлением

АУСКД – автоматическая установка (рассчитана на 4 кабеля)

КСУ – компресорно-сигнальная установка

Для ГТС используются установки:

КСУ-30, КСУ-60, КД-13 (компрессорнодозирующая воздушная установка, содержит до 100 кабелей)

КДВ-10 используется на крупных ГТС

Оборудование для содержания кабеля под давлением

Источники сжатого воздуха:

1. компрессор (нужен для нагнетания воздуха из окружающей среды в баллоны высокого давления (бывают 10 и 15 МПа))

2. установки для ручной накачки воздуха в кабель

Состав: чемоданы, насос ручной, осушительная камера, индикатор влажности, шланги

В УСКД и АУИСД осушутельные камеры представляют собой металлический сосуд

Заполненный селикагелем.

В КСУ – две осушительные камеры, та же тема, но внутри есть нагревательный элемент.

В КДВ, имеется морозильная камера, представляющую собой осушительную.

Осушка воздуха осуществляется путём сжатия воздуха.

Т.о. имеящаяся влага выходит в виде инея на рёбрах испарителя и проходит через осушительную камеру

Индикатор влажности(ИД)

Служит для контроля влажности воздуха. Допустимая влажность воздуха 20-30%.

ИД представляет собой стеклянный сосуд, находящийся в металлооправе, заполненный селикагелем. Если влажность в норме, то цвет индикатора от голубого до синего. А если влажность не в норме – тёмно-серый.

Монометры

Служат для контроля за давлением. Действия монометра основано на действии трубчатой пружины

В состав всех установок входят редукторы, используемые для понижения давления и его поддержания на всём участке.

ВОЛС. Параметры

Преимущества ВОЛС:

I широкая полоса пропускания, F=10 ГГц

II малое затухание светового сигнала в волокне

III экономически выгодно (относительно дешёвые материалы + не нужны регенераторы => до 100 км дальность действия)

IV малый вес и объём

V высокая защищённость от несанкционированного доступа

VI взрыво-, пожаро- безопасность

VII длительный срок эксплуатации (25 лет)

Недостатки ВОЛС:

I высокая стоимость интерфейсного оборудования

II очень дорогая сварка