Конструкції волоконно-оптичних кабелів
Усі наявні ВОК можна розділити на кабелі зовнішньої прокладки, кабелі внутрішньої прокладки та кабелі спеціального призначення.
Кабелі для зовнішньої прокладки.Кабелі для прокладки в земліексплуатуються, в основному, при зміні температурного режиму від -60 про С до + 55 про С, при впливі на них води, льоду, гідростатичного тиску води, агресивних рідин, ударів твердих порід і пр. ОК цього типу прокладають за допомогою звичайного обладнання, що використовується для прокладання магістральних кабелів зв'язку. Приклади конструкції ОК для прокладки землі представлені малюнку 6.3.
Малюнок 6.3 - Конструкція ОК для прокладання землі
1 - ВВ; 2 – заповнювач ОМ; 2 - трубка ЗМ; 4 – ЦСЕ; 5 – кордель; 6 – ГЗ сердечника; 7 - скріплююча обмотка; 8 - армуючий шар; 9 – оболонка; 10(1) – гофрована броня; 10(2) – подушка під броню; 11 – ГЗ броні; 12 – стрічкова броня; 13 - шланг
Оболонка з поліетилену є захистом від проникнення вологи. Гофрована сталева оболонка захищає кабель від пошкодження під час прокладання та гризунів. Зовнішній шар поліетилену зменшує тертя кабелю при його прокладці. Гідрофобний заповнювач кабелю перешкоджає проникненню всередину вологи. При цьому оптичні характеристики ВР при експлуатації не погіршуються. Загальний діаметр кабелю (Дн) становить 14...25 мм.
Мінімальний радіус вигину кабелю 20 D, максимально допустиме зусилля розтягування від 25 до 40 кН.
Кабелі для прокладання в каналах кабельної каналізації, трубах і колекторахповинні мати високу механічну стійкість до розтягуючих та згинальних навантажень, продавлювання, кручення, вологи. Прокладку цих кабелів здійснюють протяжкою будівельної довжини труби, виконані з поліетилену, азбестоцементу або бетону. Довжинаділянок для прокладання ОК може становити від 100 до 500 м-коду.
Конструкція кабелю (рисунок 6.4.а) містить сердечник з армуючим елементом у вигляді сталевого троса або склопластикового стрижня, навколо якого скручені ВВ у полімерній оболонці, накладеній у вигляді трубки. Герметизація ВВ досягається через заповнення трубок желеподібним складом. Кількість ОВ може сягати від 2 до 72 і більше.
Малюнок 6.4 - Конструкція ОК для прокладання в трубах та колекторах:
а - модульна, б - з профільним сердечником, - з центрально розташованим модулем: 1 - ОВ; 2 – трубка модуля; 3 – силовий елемент; 4 - компаунд, що заповнює; 5 – пластикова плівка; 6 - захисний шланг із ПЕ; 7 - профільований сердечник; 8 - водоблокуюча стрічка; 9 - стрічки з волокнами
На малюнку 6.4.б як приклад наведено багатопрофільну конструкцію ОК з великим числом ОВ фірми Alcatel. У пазах профільного модуля застосовується як укладання одного ВВ, так і багатоволоконне укладання. Причому в останньому випадку укладання ОВ може бути стрічковим. На малюнку 6.4.в наведено конструкцію про легких ОК фірми Lucent Technologies (США). Ці ОК мають сердечник у вигляді пластмасової трубки зі стрічковим укладанням (до 96) ОВ. Трубка заповнена гідрофобним наповнювачем. Як силовий елемент використовуються дві групи периферійно розташованих склопластикових стрижнів. Для прокладання цих кабелів у кабельну каналізацію знайшов гідне місце метод вдування.
Кабелі для повітряної підвіскиділяться на самонесучі діелектричні, самонесучі з несучим тросом, навивні та вбудовані в грозозахисний трос або провід високовольтних ліній електропередачі.
Малюнок 6.5 - Конструкція підвісних кабелів
а - діелектричний самонесучий кабель, б - самонесучий кабель зтросом: 1 – ВВ; 2 – трубка модуля; 3 – центральний силовий елемент; 4 – оболонка ЦСЕ; 5 – гідрофобний заповнювач; 6 – ПЕ оболонка; 7 - сталева гофрована стрічка; 8 – захисний шланг; 9 – сталевий трос; 10 - арамідна пряжа
Для прокладання в сільських районах, а також для влаштування переходів від однієї будівлі до іншої можуть застосовуватись ОК з тросом, що несе (рисунок 6.5.б). Конструкція самонесучих кабелів із металевим тросом має форму вісімки; трос, що несе, винесений окремо від оптичного сердечника і скріплюється з ним в єдину конструкцію ПЕ оболонкою. В обох видах кабелів вільний простір заповнено ГЗ, але можливе використання водоблокуючих ниток та стрічок для зменшення ваги та прискорення процесу монтажу.
Кабелі для підводної прокладкимають конструкцію, яка залежить від місця їх прокладки. Так наприклад, глибоководний ОК для прокладки на дні морів і океанів має захист від гідростатичного тиску, а кабель для прокладки на мілководді або прибережній смузі забезпечується захистом від мереж і якорів. Також враховується гнучкість, навантаження на кабель під час його прокладання та вилучення з дна. Для захисту ОК від впливу морської води, яка під високим тиском легко проникає через пластмасу, сердечник кабелю зазвичай захищається однією алюмінієвою або свинцевою трубкою, а вільний простір заповнюється гідрофобом. Для необхідної механічної міцності використовується, як правило, двошарова дротяна броня із гальванізованої сталі. Шари дроту скручуються у протилежних напрямках для виключення можливості утворення петель.
Одна з можливих конструкцій ОК для прокладання через водойми представлена малюнку 6.6.
Рисунок 6.6 - Оптичний кабель для прокладання через озера та річки
1 - ОВ у первинномупокритті; 2 – трубка модуля; 3 – ЦСЕ; 4 – гідрофобне заповнення; 5 - внутрішня оболонка з ПЕ, накладена понад скріплюючу пластикову плівку; 6 - сталева гофрована стрічка; 7 – внутрішня оболонка з ПЕ; 8 – подушка під броню; 9 - броня із сталевого дроту; 10 - захисний шланг із ПЕ
Морські ОК поділяють на кабелі з регенераторами та без них.
Морський ОК без регенераторів призначений для прокладання між островами для подолання невеликих водних перешкод (річок, озер, каналів та ін.), передбачувана довжина такого ОК не перевищує 50 км. У його конструкцію входить броня, оскільки він призначений для прокладки по мілководді, а ОВ має тришарове покриття (первинне, буферне, вторинне, захисне).
Підводний ОК з регенераторами використовується для великих відстаней і може прокладатися як на глибині, так і на мілководді (рис. 6.7).
Оптичний морський кабель зв'язку повинен забезпечувати сталість своїх характеристик під впливом значних гідростатичних тисків; переміщенні дном моря під впливом течій і хвиль, взаємодії з тралами, якорями, мережами та ін. предметами.
Малюнок 6.7 - Конструкція морського ОК без регенераторів
1 - зовнішній шар армуючих дротів; 2 - внутрішній шар армуючих дротів; 3 – оболонка; 4 – мідна трубка; 5 – поліетилен; 6 - ВВ; 7 – внутрішній провідник.
Малюнок 6.8 - Конструкція морського ОК із регенераторами
а - ОВ скручені та поміщені у загальну силіконову оболонку; б - ВВ у профільованому сердечнику: 1 - оболонка; 2 - поліетиленова оболонка; 3 - армуючі елементи, скручені в різні боки; 4 – мідна трубка; 5 – нейлонова оболонка; 6-ОВ; 7 – внутрішній провідник; 8 - мідний профільований сердечник; 9 - поліетиленова стрічка
1. Наведітькласифікацію ОК зовнішньої прокладки.
2. Наведіть класифікацію ОК для внутрішньої прокладки.
3. Поясніть конструкції та спосіб виробництва кабелю.
4. Опишіть основні типи ОК.
5. Навіщо на оптичне волокно наноситься полімерне покриття?
6. Чим визначається різноманіття конструкцій оптичних кабелів?
7. Перерахуйте основні елементи конструкцій ГКС та поясніть їх призначення.
8. Для чого призначені та з чого складаються оболонки ГКС?
9. Які вимоги висуваються до ГКС?
10.На які типи підрозділяються ОК відповідно до умов їх підземної прокладки та експлуатації, а також згідно з даними технічних умов на їх виготовлення?
11.У чому особливість маркування ГКС?
12. Опишіть принципи маркування ОК.
13. Які марки кабелів призначені для прокладання в ґрунт?
14. Які марки кабелів призначені для прокладання в кабельній каналізації?
15. Які марки кабелів призначені для підвіски?
Література
1. Виноградов В.В., Котов В.К., Нупрік В.М. Волоконно-оптичні лінії зв'язку. М: ІПК Желдоріздат, 2002, 278с.
2. Портнов Е.Л. Оптичні кабелі зв'язку та пасивні компоненти волоконно-оптичних ліній зв'язку. М: Гаряча лінія - Телеком, 2007, 464 с.
3. Фріман Р. Волоконно-оптичні лінії зв'язку. М: Техносфера, 2003, 440с.
4. Липська М.А. Волоконно-оптичні лінії зв'язку. Алмати, КазАТК, 2010, 173с.
Яким вимогам повинен мати ОК, що пред'являються до традиційних металевих кабелів зв'язку?