Текст
                    УДК621 315 2029-7

ВВЕДЕНИЕ В настоящее время волоконно-оптические пикни связи прочна зани- мают свои позиции и интенсивно развиваются. Статистические данные показывают, что при числе каналов боже 10 тысяч ВОЛС экономичнее радиорелейных линий и спутниковых систем связи. На долю ВОЛС в области дальагй связи приходится 60...70 % ханши», а на долю спутниковых и радиорелейных линий — 30. .40 %. В России на сетях Министерства связи с 1993 г. строительство новых магистральных, а с 1996 г. и вяутркюновых линяй связи ведется с ис- пользованием оштгаеккх кабелей связи. В мире телекоммуникаций происходит стремительный переход ат многомзяых к сдовмоязвыи «ттяческим волокнам (ОВ), увеличивается число ОВ в кабелях, расширяется ассортимент оптических элементов, линии связи работают на вол» 1,55 мкм, увеличиваются длина участи» регенерации — с десятков до ахая километров и скорость жредачи — до нескольких гигабит в секунду, используется спектральное уплотнение, внедряются эрбиевые усилители. Приоритет отдается между юролным и международным линиям, а также линиям абонентской связи. Стремительными темпами яви замена кабелей с металлическими ло- гами на волоконно-оптические кабели на всех участках сетей, в том числе н на абоигшекнх линиях города и села. Перстетлвнымк являются на- земные и подводные ВОЛС. Длительный срок службы (25 лет) н закрытая (не зависит от метеорсдагачесмх условий) система связи также являются преимущвстаами ВОЛС. В Глобальной сети связи 60 % линий образуют наземные и подводные ВОЛС Программой развития отрасли связи России предусмотрен ввод 3 млн. телефонных номеров ежегодно. Для этого понадобится 40.45 тыс. км возокжво-отггячоского кабеля в год. Объем потребления различных видов кабелей и проведав в мире уве- личился за последние четыре года на 17 %, а волоконно-оптических — на 110%. В настоящем издании рассматриваются конструкции и характеристики ОКС хак зарубежных, так и отечественных прсязводютдай.
I. КЛАССИФИКАЦИЯ ОПТИЧЕСКИХ КАБЕЛЕЙ СВЯЗИ Широкое внедрение волоконно-оптических сетей (ВОС) на Взаимо- увязанной сети России объясняется возможностью создания ВОС в огра- ниченный период времени, низкой их стоимостью и высокой надеж- ностью. Оптический кабель (ОК) может быть расположен на опорах железных дорог, на линиях электропередача, в силовых кабелях, в канализацион- ных и водопроводных трубах, по руслу рок и дну озер, вдоль автомобиль- ных дорог. Согласно классификации МСЭ-Т оптические кабели можно разделить на кабели для внешней и внутренней прокладки (см. таблицу). Таблица Ввепшве кабели Внутренние кабелв Междугородные, межстмавовиые соединительные распреде- лительные У абоненте На стеноп Воздушный Проложен- ный «грунте Проложенный а паалжидян Прадожен- тунвеле Подвод- Внутри здания Классификация ОК для внешней прокладки [2], т.е линейных кабе- лей, представлена на рис. 1.1, ОК для внутренней прокладки [9,13], т.е. внутриобъектовых кабелей. — на рис. 1.2. По условиям ерименення кабели делятся на подвесные, подземные и подводные Самый распространенный вид прокладки оптических кабелей — подземный [3-7} (рис. 1.3). Способы прокладки повесных и подводных ОК представлены соот- ветственно на рис. 1 4 и 1.5 Размеры и характеристики оптических волокон, применяемых в элек- тросвязи, должны соответствовать Рекомендациям МСЭ-Т: — G.651 (многомодовые грядвеаггяые волокна 50/125 мкм) — G.652 (одномодовые волокна) — G.653 (одномодовые волокна со сдвигом дисперсии) — G 654 (одномодовые волокна с затуханием, минимизированным на волне 1550 им) — G.655 (одномодовые волокна со смешенной ненулевой дисперсией, в том числе: с малым наклоном кривой дисперсия, с большой эффек- тивной площадью ПОЛЯ МОШ).
Линейные кабели ОК Рве I 1. Классификация ОК для внешней прокладки Рис. 1.2 Классификация ОК для внутренней щхжладкя
Рис !.3. Классификация ОК для подземной прокладки
Рис. 1.4 Классификаия подвесных ОК
Рис 1 5 Классификация подводных ОК При проектировании волоконно-оптических кабелей должна быть предусмотрена защита волокна от дополнительного затухания и чрезмерной механической деформации при различных условиях эксплуа- тации, учтены изменения геометрических размеров кабеля, оказывающие влияние на рабочие характеристики волокна. Кроме того, волокно должно быть таким, чтобы легко выполнялись работы но прокладке я сращива- нию волокон в кабельных муфтах или соединения на стойках при конце- вой заделке кабелей [11-14] По сравнению с традипнонными кабелями электросвязи с метал- лическими проводниками волоконно-оптические кабели обладают мно- гими достоинствами: — малые масса и размер; — возможность прокладки на большие расстояния; — малью потери; — отсутствие переходных влияний; — большая ширина полосы, — отсутствие влияния электромагнитных волей. Внешние кабели прокладываются в разных условиях и могут подвер- гаться сильным природным воздействиям, поэтому при выборе кабеля необходимо предусматривать все возможные воздействия окружающей среды.
Очень перспективными являются полностью диэлектрические кабели связи, не подверженные воздействию сильных электромагнитных полей. Однако при их применении должны быть обеспечены запита кабеля в особен® волокон от механических воздействий (землетрясения, вечная МерЗЛОТа, ПОДВИЖКа ШЙСТОВ, ОПОЛЗНИ, ССлевЬК ПОТОКИ, кя мчала ям), QT проникновения паров воды с примесями и другими источниками атомар- ного водорода, способствующих коррозии кварпевых ватина, от грызу- не» и насекомых; электропитание необслуживаемых пунктов; передача сигналов телеконтроля, телемеханики и служебной связи, обнаружения места повреждения трассы подземного кабеля. Кабели с металлическими элементами в настоящее время широко ис- пользуются в подземных, подвесных, подводных конструкциях на маги- стральных, Зотовых и местных сетях, в районах землетрясений, в райо- нах с вечномерзлыми и оползневыми участками, в местах обитания большого числа грызунов. При разработке конструкция ОК с металлическими элементами следу- ет различать две большие группы (диэнекгрические я с металлическими элементами) и три подгруппы — ОК, содержащие армирующие элементы (диэлектрические или ме- таллические) в центре конструкции кабеля; — Ок, содержащие армирующие элементы по периферии ишичесиого сердечника; — ОК, содержащие арищтующме элементы и в центре, и на перифе- рии. Кроме того, ОК с металлическими элементами могут быть разделены епк на две подгруппы, с пассивными металлическими элементами и с пассивными и активными металлическими элементами. При выборе типа ободочек (диэлектрическая, металлическая, ыегалло- диэлекгрическая) кроме электромагнитного воздействия необходимо рассматривать и другие факторы: — генерация атомарного водорода; — климатические условия; — проникновение воздуха; — сопротивление проникновению аркмесек, — механическая стабильность; — химическое сопротивление; — диаметр кабеля; — масса кабеля, — термостойкость и огнестойкость; - сопротивление трызунам и насекомым; — метод соединения оболочки на строительных дайнах.
Дтя ОК с активными и пассивными металлическими элементами важ- ным является электромагнитная совместимость в условиях воздействия сильных электромагнитных полей.
2. ОСНОВНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ОКС Можно выделить «сколько основных групп юнстручнвиых эземен- 1W ОВ с защитными кжръпиими, оптические модули, сердечники, си- ловые элементы, гидрофобные материалы, оболочки и броак. В зависи- мости от вазвяченш и условий применении ОКС конструкции имеет свои особенности. Основной элемент ОКС - оптическое волокно (ОВ), ктготовлеивое из высожмачествснвото кварцевого стела, обсспечнваюпкс распространение вдоль него световых сигналов. Различают oust- к многомодовые гради- ентные ОВ. Конструктивные и оптические характеристики ОВ определе- иыРскомеидалихмиО651, G652, G.653 и G 654 МСЭ-Т (табл2 1). Таблица 21 Типовые. Параметр Стандарт ОМ ОН с дауш лазами нррараиксм ОМОНа, сыеаенноВ диаюряеВ Дмшгф лбйжяхи. мхза 125±1 123±1 Нируглкп обожш, % <1 <1 Пмреинаст.ховпежтричнаса есриаеиви, мам <оа <0,8 Диметр марши, мам 245±Ю 245±10 <12 <12 Диметр молоелго пояс мам, и доаве аолвы 1310 нм 1350 нм (9-tO)±XOW (7,0-83) 10% Длина волны отселит, ан Ц(Ю 1280 <1500 Затухай», лВ ы, а» допе мины 1310ам 1550 ан 0.35..Д40 0,20.0,25 0.22. 0,25 <0 1 <0.1 Затухание на гатфоахилавом шве (1383 ям). дБОш <2.0 <2.0 Длина кииы нулем! аиотерп, ан 1Э10±Ю 155О±25 1285-1350 ам 1525-1575 ан 2.5...М 16,0. 18.0 13. 5.5 0,092 0.085 0,095 Затухая» в-оа иахрокзгнбоа, дБ. (один аитоа. 032 нм) яа длине аолвы1 1310НМ 1550а» <0,5 <0.5
За (ухание из-за махронзгябов, пЬ, (100 витков. 073 мм) на длине волям 1310 нм 1550 вм <0.05 <0.1 Уровень амфстстий, ГПа, при jaoofAea bcsmrskq дли ОК наземных подводных >0.4 >0,4 Усилие епгкваши ооарытвя, Н <13,3 <13,3 Измевеяве затухзкаа. дБ/nt. пре вспдеЯспвв внепгввх факторов (нитервад температур -60±+85’С, мажвостъ 984 иемл&ге в авслопые распоры, евлихатяые смоли) ♦0.05 ♦0,05 На практике стремятся к тому, чтобы максимальная кратковременная величина деформации ОВ нс превышала 1%, а величина длительной деформации составляла небольшую долю от величины максимальной деформации- Чувствительны ОВ и к таким воздействующим факторам, как изгибы, перепады температур н влияние водорода, выделяемого эле- ментами, входящими в конструкцию кабеля. Эти свойства ОВ и предоп- ределяют конструкции ОКС при использовании их в различных средах. Дли обеспечения стабильной работы ОВ и уменьшения опасности их разрыва вод воздействием продольных в поперечных сил волокна защи- щают первичными и вторичными покрытиями. Первичное покрытие на- кладывается сплошным слоем непосредственно на оболочку ОВ после его вытяжки, предохраняет его поверхность от повреждения в придает ему дополнительную механическую прочность. В качестве вторичного покры- тия ОВ используются: трубка или паз со свободно размещаемыми в них ОВ с первичным защитным покрытием; сплошное полимерное покрыт®, ленточный элемент, в котором, образуя линейную матрицу, размещаются ОВ с первичным защитным покрытием В трубчатом элементе (трубке), выполняющем роль вторичного защитного покрытия, свободно разме- щаемые ОВ с первичным защитным нокрытием обычно укладываются без скрутки либо путем скрутки вокруг центрального силового элемента (11,14,18.20] В многомодовом световоде одновременно распространяются несколь- ко воли с различными углами падения и отражения (эта волны называют модами) Вследствие этого происходит некоторое размывание формы первоначального сигнала, что ограничивает передающие возможности световода Многомодовые световоды проще изготавливать, в них легче вводить световые лучи, их легче сращивать. В свою очередь, многомодовые световоды различаются в зависимости от профиля показателя преломления в направления ст центра к перифе- рии в поперечном сечении световодов Эти световоды бывают со сту-
пенчатым и плавно изменяющимся (градиентным) профилем. Градиент- ные многомодовые световода предпочтительнее, так как в них, во- первых, распространяется меньше мод в, во-вторых, меньше раз- личаются их углы падения и отражения, а, следовательно, благоприятнее условия передачи (рис.2.1). В многомодовых световодах в/11^1,51/1,49 иди 1,515/1,50 (различие всего 1...1,5% (24]). При этом апертура NA=»0,30...0,20 и угол падения светового луча на границу сердцевины и оболочки составляет 72°30' ...78°30' относительно перпендикуляра к осн световода. В одномодовых световодах различиещ и еще меньше, например, 1,505/1,50. Числовая апертура NAM),122. Луч падает на границу сред под углом еще более близким к прямому -83е. Многомодовые световода характеризуются полосой пропускания частот, выражаемой в мегагерцах. В спецификациях принято указывать не полосу пропускания, а так называемый коэффициент широкополос- ное™, присущий данному типу световода, в мегагерцах, умноженных на километры (МГц - км). При заданном коэффициенте широкополосное™ (обозначим его S) полоса пропускания AF будет зависеть от длины линии или ее регенерационною участка модификаций Др=8//.Для многомодо- вых волокон 50/125 нормируемые значения SM00...1500 МГц км. Ди линии длиюй 10 км полоса пропускания составит 40...150 МГц. Чем длиннее линия, тем меньше полоса пропускания частот и, следовательно, меньше объем предаваемой информации. По одномодовым световодам в идеальном случае распространяется только одна волна. Они обладают значительно меньшим коэффициентом затухания (в зависимости от дайны водны в 24 и даже в 7-10 раз) до сравнению с многомодовыми и наибольшей пропускной способностью, так как в них почти не искажается сигнал (рис. 2.2). Но для этого диаметр сердцевины световода (его называют диаметром доля мода или модового пятна) должен быть соизмерим с длиной волны (во всяком случае <иХ< 10). Практически ф=8 „10 мкм.
Рже 2 1. Профили похазатыж преломления ОВ-а - ступенчатый одяомодовый, б — ступенчатый многомодовый; в градиентный, многомодовый Рве. 2 2. Спеиральная зависимость коэффициента затухания одасмо- дового световода LU JL Jn, Рвс23 Профиле пашетедя преломлены одномодовых ОВ: а — ОМ ОВ одноыодаяого «-образного профиле б — ОМ ОВ одвомодового треугольного профиле а — ОМ ОВ многомо- дового градиентного профиля Рнс 2 4 Обобщенная спеггральаая тааяеямость коэффнииапв затух»- ння световодов
По своему профилю одномодовые световоды более разнообразны: есть ступенчатого профили, есть условно W-образного иля двухступенчатого (с так называемой дгпрессированной двойной оболочкой и с тремя пока- зателями прсломжкня П|> Пз> п?, например, п,=1,51; п2=1,49 в пэ=1,50) и, наконец, треугольного f26f (рис. 2 3) Корпорация AT&T (США) назвала последние «True Wave», что можно перевести как «истинная волна». 11рофиль световода выбирается в зависимости от проектируемой си- стемы передачи Диаметр оболочки многомодовых и одномодовых свето- водов унифицирован и равен 125 мкм. Размеры световодов записываются в гаде (dc/doe), (например, 50/125). Коэффициент затухания световодов уменьшается с увеличением дли- ны волны. При этом кривая зависимости а=ц/(Х) имеет области мини- мума (окна прозрачности) первый на длине волны Х=0,85 мкм. второй - около 1,3 мкм и третий - в районе А.=1,5-1,6 мкм (рис 2 4). Различие значений а в разных окнах прозрачности довольно суще- ственно, особенно в многомодовых световодах. Табл. 2.2 наглядно иллю- стрирует преимущество одномодовых световодов перед многомодовыми 111] Объем производства и потребления первых много больше, чем вто- рых. Таблица 2.2 Дпиа* волны, нм Средние значсаш коэффндвети зиухвнвя, дЭДм, световодов Многомодовых фвдаевтаых Одноходовых 850 3,07 1300 1.03 0,4 1550 -- 0.24 ОВ весьма чувствительно к внешним воздействиям, механнчсспому давлению и изгибам, температуре, влажности, особенно к группам ОН. Для защиты от них на ОВ обязательно накладывается вскрытие, как ира- видо, двухслойное, в частности, на основе акрилата. Возможно примене- ние в других материалов Толщина вскрытия небольшая - всего 60 мкм. ОВ с защитном покрытием является «главным действующим липом» водаконво-опгического кабеля аналогичного изолированной токопрово- дящей жиле электрического кабеля связи Стандартизованный номиналь- ный диаметр оптического волокна 245 мкм. С целью идентификации ОВ на вскрытие наносится слой краски тол- щиной 3-6 мкм. Нджжность красителя с шжрыпкм обеспечивается ин- тенсивным ультрафиолетовым облучением.
2.1 Градиентное ммо>«м<ыоаое волокно Широко используются два стандарта многомодового градиентного во- локна - 62,5/125 и 50/125, отличающиеся профилем сердцевины. Соот- ветствующие спектральные потеря для типичных волокон показаны на рис 2 5 В табл. 2.3 приведены основные характеристики многомодовых гра- диентных волокон двух основных стандартов 50/125 и 62,5/125 [U.^OJ. Таблица 2.3 Параметры Градвятгаое мвогомодо вое волокно MMF 50/125 MMF 62,5/125 850 ам 1300 вм £2.4 £2,8 <0,6 Маиямаяыюсзатухавве, дБ/хм. ва длине волны 850 вм 1300 им < 2,5 <0,8 <ЗЛ Полоса пропусхапиа. МГц- хм. ва давне волны 850 нм 1300 нм >400 >800 >200 >400 Длина волны нужной дисперсия (А»), вм 1297 1316 1332.1334 Наклон нулевой дисперсии (Se), пс/(ям’-км) £0.Ю1 £ 0,097 Диаметр сврщевикм, мкм 50,0±3,0 62,513,0 Чвслми апертура (NA) 0Д00± 0015 0,275± 0,015 Рабочий д ли вязов температур -60. ,-85'С -60 .*85%" Вносимое «тухаиие, д&ам, в температурных пределах ~ 60...*85% на длинах воля 850 я 1300 нм <0Д <0,2 Вносимое тетухакис, д&хм, а томлерпуршх пределах 10 <-85°С. влажности до 98% ва длинах воле 850 в 1300 вм 5 ОД £од Сткалартвах дгана волокна, посгаалвемо|'о аа хатушхв, м 1100 4400 1100 ..8800 Диаметр сболочев, мкм 125.0±2.0 125,012,0 <3.0 £з,0 245±Ю 245110 ГНююнеиие лярппаавнм от окружности <5% £5% Тестовое усилие ва разрыв, Гв/м* > 0,7 >0,7
«№ 1000 12» 1400 MDO Джашм Км> Рве. 2 5. Хврилрвые вршыо Ступенчатое одномодовое волокно 8/125 предназначено для использо- вания в спектральных окрестностях двух длин вопи В10 я 1550 ем, где ярко проявляются его свойства. 12 Функцвояальяые свойства меткчсскях волоков С точи зрения дисперсии существующие одномодовые волокна, ши- ' роко используемые в сетях сегодня, можно разбить на три основных типа - подокна с несмещенной дисперсяей SF (стандартные волокна со сту- пенчатым профилем), колонна со сметенной дистерсией DSF (рис.2.6) и волокна с ненулевой смещенной дисперсией NZDSF. -а -и 4 о я 1» а -а ль 4 « $ ми а) Ричч-в» О ничс.-» Рис. 2 6 Профиля нопзапле* преломляли наиболее рвспрострааевмых шиомодоаых аоло- еои * -С1уве«131»оавоыоаоыжм>л<лво(спядцпв<>е>о1кжвоуь - одноходовоевошкво со смедевиоЯ даспорсаеЯ (млокво со стжткалывш профилем)
Все три типа волокон очень близки по затуханию в окгах одномодовой передачи 1310 и 1550 нм, во отличаются характеристиками хрома* тичеспой дисперсии. Поскольку дисперсия влияет на максимально до- пустимую длину безретраяспяаяоииых участков, то, на первый взгляд, естественно, возникает желание выбрать волокно с наименьшим возмож- ным значением дисперсии применительно к конкретной задаче, к кон- кретной длине коляы. Эго справедливо для случая передачи годны одной длины - одноканальной передачи. Многоканальное волновое мультиплек- сирование (WDM) в окне 1550 им диктует детой подход к выбору ОВ. Исследования показывают, что, когда длина волны нулевой дисперсии □опадает в зону мультиплексного сигнала, начинают проявляться нежела- тельные интерференционные эффекты, приводящие к боже бьютрой До- градации гигпяпа Волокно SF. В начале 80-х годов передатчики на длине годны 1550 нм имели очень высокую цену а низкую надежность и не могли конкуриро- вать на рынке с передатчиками на длине волны 1300 им. Поэтому стан- дартное ступенчатое гопокно SF (см рис 2.6) стадо первым ком- мерческим волокном в сейчас наиболее широко распространено в теле- коммуникационных сетях. Оно оптимально по дисперсии для работы в окне 1310 нм, хотя и дает меньшее затухание в окне 1550 нм. Волокно DSF. По мере совершенствования систем передачи на дайне полны 1550 им встала задача разработки волокна с длиной волны иуле- гой дисперсии, попадающей внутрь этого окна. В итоге в середине 8О-х годов было создано волокно со смещенной джжреней DSF, водностью оптимизированное для работы в окне 1550 им как по затуханию, так и по дисперсии. На протяжении многих лет волокно DSF считается самым перспективным. С приходом новых технологий передачи мультиплекси- рованного оптического сигнала большую роль начинают играть эрбжвые оптические усилители типа EDFA, способные усиливать многоканальный сигнал. К сожалению, более поздние исследования (в начале 90-х годов) показывают, что именно длина волны иужвой дисперсии (1550 им), по- падающая внутрь рабочего диапазона эрбиевого усилителя, является главным потенциальным источников нелинейных эффектов (прежде всего четырехволЕтопого смешивания), которые проявляются в резком возрас- тании шума при распространении многоканального сигнала [24,26]. Дальнейшие исследования подтверждают ограниченные гозможности DSF при использования в системах WDM. Чтобы избежать нелинейных эффектов прв использовании DSF в WDM системах, следует вводить сигнал меньшей мощности в голокно, увеличивать расстояние между каналами и избегать передачи парных каналов (симметричных относи- тельно X,).
Четырехволновое смешивание - это эффект, приводящий к рассеянию г&ух волн с образованием поиых нежелательных длин волн. Новые волны могут приводить к деградации распространяемого оптического сигнала, интерферируя с ним, или перекачивать мощность из полезного волнового канала. Именно из-за эффекта четырехволнового смешивания стало ясно, что необходимо разработать новый тип волокна, в котором Хо располага- лось бы левее иди правее всех возможных каналов. Волокно NZDSF, созданное в начале 90-х годов, лишено недостатков волокна DSF н известно как Х-смещенное волокно. Особенность его со- стоит в том, что длина волны нулевой дисперсии выиеоеиа за предали полосы пропускания эрбия. Это уменьшает нелинейные эффекты к уве- личивает характеристики волокна при передаче DWDM сигнала. Обычное одномодовое волокно с несмещенной дисперсией обладает минимальными потерями в системах с длиной волны 1310 им. Высокак хроматическая днежреня на волне 1550 нм (примерно 17 пс/нмкм) мо- жет потребовать лоподвитедьвых затрат на вомпенсацию диякрсик пу- тем добавления специального волокна, компенсирующего дисперсию, к/или использования большого числа регенераторов. В волокне True Wave применяется специальный профиль показателя преломления в сердцевине, окруженной слоями перекрывающей оболочки из сните1ичесюй окиси кремния с различными показателями преломле- ния, благодаря чему достигается низкое затухание и малая ненулевая дисперсия в рабочем диапазоне EDFA Таким образом, затраты на ком- пенсацию дисперсии снижаются или устраняются новее. Кроме того, оно обладает очень низкой и стабильной дисперсией поляризованной моды (Polarization Mode Dispersion, PMD). Характеристики группы волокон InfiaiCor”* фирмы Coming [26| пред- ставлены в табл. 2.4 и 2.5. Таблица 2.4 Многомодовое оптическое волокно Coming Хфигсраеша (вйвйкс** ЫЕиаСв”* 62,5125 зада w^ew1* Ь&иСя1* Димпр сердцам- 62,5В,0 5013,0 «2.513,0 50В,0 62313,0 safa.o Даамстр обояпгв. 125,012.0 125,012,0 125.012,0 125,012,0 125,012,0 125,012,0 ЮМ ' 245В 24$В 24515 245В 245В 245В Затухание, дБ sa 850 им 1300 нм 530 50,7 52.5 <0,8 5 3.0 <0.7 S.2.S 50,8 510 So? 5 0,8 Неховдсетрвчв soap я обожпжи. <12 <12 <12 <12 <12 <12
Нетрупсстъ еерд неводы, % 5 s <5 55 5з <5 55 Некруглость обо- <20 <2.0 <2.0 <2.0 <2.0 <20 Нежогадапрвч сяршааоды а гёоиэчп. икм S3.0 5з.о 5 з.о 5з.о 530 Часам*» апертура 0_275± ±0,015 <1Д?5± ±0,015 0.275± ±0,015 О275± ±0.015 0,27S± ±0,0)5 0Д75± ±0.01$ ауаевой днслерсаа. 1332 1354 1297.1316 1332 1354 1297 1314 1332 1354 1297 1314 Наклон кривой двсперс в нулевой гения, пс/ы^-км 50,097 5 0,101 50,097 511101 <0.097 50,101 Прирост мтуханод*. дБ. аавогжах «S0 ни в 1300 нм 5о.$ 5 0,5 <0.5 <0.5 Сила cure* ооиры- 0.7 fee 0.7 ft* 0,7 Ь* 0,7 ta 0,7 ta> 0,7 ta Рабочий дваааэон тащсмгур, *С -40 -.85 -40 .85 -40 *85 -40 -85 60 *85 -60 45 Завнсижсть от теыЕирвтууы 60. .85 *С вв bohhuSSO 11300 нм 5 0.20 5одо 5 0.20 <0,20 50,20 5 0.20 Дкнамичесаах усталость (а,) 20 20 20 20 20 20 Стаядаргвак дата* пРптунпа 2.2 8.8 1.1 А4 12 8,8 1,1 4.4 22 8.8 1.1 4.4 111ри 100 оборотах волокна на оправку диаметром 75 мм Таблица 2.5 Одномодовые вогюкиа вомпашш Corning Характеристики 8MF-28“CFC 8MF-28’ С?С с Dared ad LEAF-CPC Приросты зпухшн ора има- бе' вполне 1310ш 1550 ни !Л 1Л I 5 S 1 <0,05 дБ £ 0.10 дБ <0,05 дБ* (вдшшм>ви 1550 в 1625 нм) Приросты знтушям прн нзгабе на волне 1550 ни 1 оборот (onpuu 32 мм) < 0,05 дБ £0.05 дБ £ 0,05 дБ (в дашэови 1550 в 1623 нм)
Дяванмческм усталость («п») 20 25 20 Зааисвмость от температуры, (60 t-85s С), дБ'гм, на волне 1310 вы 1550 нм £0,05 <0,05 £0,05 <0.05 <0,05 Длина аолны отсечка в кабеле. < 1260 <1260 Дисперсия 2Д..6.0 вс((вм-о<) а огне 1530 .1565; 4,5.11Д1к/(«м.ям) а окне 1565 1625нм Дома киш нулево* лясвер- 1301.5 1321,5 1301.5 1321,5 Максимальны* наклон криво* в точке нулево* дисперсия, ш^тЛнм) 0,092 0,092 Диаметр модового аяпта, юзе, наживе 1310 вы 1550 и- 8,80..9,60 9,50. 11,50 8,80 9.60 9,55 11.15 9.20 10,00 Диаметр покрытая, мхм 245±5 245±5 245±5 Собспсаиый азгиб (радиус крпазаыХм 2 4,0 >4,0 24.0 Яекоипоетричаость «ршмиаы оболочки, ыш £0.5 <0.5 <0,5 Диаметр оболочки, там 12$,0±1,0 ns,oii.o 125,0±1,0 НМД протяженно* ливни <0.1 ос/з/км <0,1 ноп/ям £0,08 ноп/нм Максимальное значение ПМД волокне £0Jik/Vkm £0.2 £ ОД ас/^ш ' 100 оборотов на оправку диаметром S0 мм. * 100 оборотов на оправку диаметром 75 мм Сравнительный анапич основных характеристик волокон True Wave, SVF-LS и LEAF приведен в табл. 2.6. Таблица 2.6 Сравнительные характеристики NZDSF волокон Характеристик Главное рабочее окно, хм Tree Wave Tsso SVF-LS "1550 LEAF 1550
Махсимальиос чатуханяе, дБ'км. на волне 1550 нм 1310 вы 0.22.0,25 В'Д <0,25 <0.5 <0.25 я/д Максамальяое затухавве, дЬ/км, диапазоне 1525...1575 нм <0,30 <030 <030 Затухание, дБ/км, на ивке ОН- 1383±3 нм <1,0 <2.0 <2,0 Затухание при изгибе, дБ, ва волне 1550 нм 5а 0.50 (1 виток 032 мм) < 0.05 (100 витков 075 мм) £ 0,50 (1 виток 032 мм) < 0,05 (100 витков 0 75 мм) Затухание на сухом стихе, дБ. ва волне 1550 нм <0,10 <0,10 я/д Хромитаческя дисперсна, ПС/ВМ'КМ мввимаяьвм максамалыш 0.8 (зоеа 1540. 60 ни) 4,6 (зова 1540 . . 60 вм) (зова 1530 . 1560 вм) 1,0 (1540 60 вм) 6,0 (1540.. 60 им) Наклон нулевой дисперсна 8». ос/(ам},ам) я/д <0,092 в/д Длина влип, им, нулевой дясиерсп Хо < 1540 < 1560 в/д Диаметр модового поли, мам, ва волне 1550 вм 8,4±0,6 8 4±0,5 9.5±0.5 9,6 (тивавое) Кабельная длила ваяы отсечки Хот, вм < 1260 <1260 в/д Поларизаовоанаа модовая дисперсия, ос/з/км 5а 0,5 при 1550вм(тах) <0,1 при 1550 вм (типовое) <0,5 при 1550 им (max) <0,8 ори 1550 им (типовое) н/д - нет данных По дясперсипиным характеристикам волокно LEAF близко к волокну True Wave Главной отличительной чертой этого волокна но сравнению с i двумя предыдущими является большая эффективная площадь для свете- "S ного потока - диаметр модового пятна возрос на 1 мкм й
Содержание молекул воды среди прочих молекул в волокне составляет миллиардную часть. Новая технология позволила удалять эти молекулы. В результате появилось волокно, вобравшее в себя преимущества всех предыдущих видов волокон, — волокно AllWave (г.е. всеволновое). В кривой зависимости затухания этого волокна от длины волны четыре окна прозрачности слились в од®. Отсюда и название По сравнению с обычным одномодовмм вожжвом рабочий диапазон длин волн волокна AJIWave пире на 10 вм. Благодаря открытию пятого окна прозрачности (1350... 1450 нм) юлок® AliWave позволяет размес- тить 120 и более волновых каналов ори интенсивных загрузках линий связи (например, в нашатиальных юти региональных сетях). Обобщая характеристики оптических волокон следует отметить )20,2б): по профилю показателя преломления ОМ волокна делятся на: — волокна со ступенчатым (прямоугольным) профилем; — волокна с профилем специального типа, например, в форме трезубца, треугольника, W-образного профиля н др. Иногда профили показателя преломления деляг иначе: профили ОВ без сдвига диспфсии; со сдвигом дисперсии в со сглаживанием диспер- сии. по дисперсии ОМОВ делятся на: — стандартное толокно СВ (SF - Standard Fiber), иди толокно с несмещенной дисперсией (SSMF - Standard Single Mode Fiber), — волокно co смещенной нулевой дисперсией ВСД (DSF - Dispersion Shifted Fiber); — волокно с ненулевой смещенной дисперсией ВНСД (NZDSF - Non Zero Dispersion Shifted Fiber). В последнее время в связи с развитием оптических усилителей (ОУ) и систем с WDM появились специальные типы кварцевого волокна: — волокно для компенсации дисперсии ВКД (DCF - Dispersion Compensating Fiber), используемое в специальных модулях (например, DCM • Dispersion Compensating Module - модуль для компенсации дис- персии - МКД); — тожжво, легированное эрбтем. ВЛЭ (EDF - Erbium Dopped Fiber), используемое в оптических усилителях (ОУ) типа EDFA - Erbium - Dopped Fiber Amplifier, — толокно, легированное неодимом. ВЛН (NDF - Neodim - Dopped Fiber), используемое в ОУ типа NDFA - Erbium Dopped Fiber Amplific; — тожжво, сохраняющее состояние поляризации, ВСП (PMF - Polarization Maintaining Fiber), используемое в целом ряде ОВ датчиков, требующих сохранения состояния поляризации;
— волокно для ультрафиолетовой области спектра, например, волокно, используемое в диапазоне 190 250 нм для различных специ- альных применений, — волокно с большой площадью сечения (примерю 300.. 800 мк) для создания световых нотою» большой яркости и мощности, ис- пользуемое для измерений и спсцназиачеиий.
3. ТИПЫ ПОКРЫТИЙ И ЭЛЕМЕНТОВ ок 3.1 Типы покрытий 08 Чувствительность покрытий ОВ и элементов ОК к механическим уси- лиям и условиям окружающей среды представлена в табл 3 I. Таблица 3 1 Мехаиическис факторы в факторы «дружяниуй среды, влияющие на выбор элементов кабеля Мвхшмшкм факто- ры а фагпдо ояру^ жаюие* Среды Оятачвсш полого с поерышем Сауйнеатва «хил Гафофобвые Mxnpiw Мапраалх 1Кйодьэуоеые дааоболочхя Истеточяи дофорш- Ш1кима1| А А А А в Дагаопкжи дс- фсрмапия клоаза А А - А МадювнИб аоложва д R в В Вада д д g — д Водород и В в В В Удар модема — д В л Я"Т*—-Г*--™- В палия 1гпп~и«яя А Пфичвмй фаахтор. котормК вообкадвмо учишвать В -• Втодапиый фактор. аогирыр необходимо упгшаха
Для облегчения идентификации первичное покрытие волокон покры- вается краской, которая должна сохранить устойчивость в присутствии других материалов и совместимость с ними в течение всего срока служба кабеля, окраска не должна оказывать отрицательное воздействие ни на одну характеристику передачи Красящее вещество может быть введено непосредственно в покрытие Волокна, имеющие первичное покрытие, могут быть защищены: — посредством свободной укладки внутри трубки или в пазу; — с помощью плотного покрытия из полимера, — за счет использования ленточно-элементной конструкции. Метод вторичной защиты должен выбираться с учетом структуры элемента из оптических волокон. Существуют несколько методов свободной укладки вожжон с пер- вичным покрытием внутри трубки. Два основных метода представлены на рис. 3.1 Различаются они способом укладки оптических волоков внут- ри трубки. На рис. 3 1а изображено волокно с первичным покрытием, уклады- вающееся свободно в одной трубке, на рис 3.16 — волокно с первичным покрытием, спирально наматывающееся на центральный силовой эле- мент Защитная трубка может быть усилена за счет сложных стенок. В такой трубке для предотвращения перемещения воды в продольном направле- нии применяются специальные заполняющие компаунды. Они выбирают- ся таким образом, чтобы волокна свободно перемещались при растяже- нии кабеля при любой температуре предусмотренного рабочего диапазо- на. Элемент для укладки состоит из сердечника с V-образными пазами; в каждый паз укладывается одно или несколько волокон без растяжения с небольшим занассм. Пазы прорезаны по спирали (или по спирали с пе- ременой шага), центральный силовой элемент усиливает цилиндрический стержень (рис.3.2) При необходимости такое оптическое устройство мо- жет укладываться вместе с элементами других конструкций. Многослойное плотное покрытие состоит из сложного первичного слоя, необязательного буферного слоя и полимерного вторичного покры- тия. Буферный слой повышает стабильность оптического затухания, когда волокно подвергается воздействию радиального сжатия (рнс.3.3). Вто- ричное покрытие из полимера улучшает динамическую характеристику сжатия волокна. Оно улучшает свойства волокна и делает его особенно подходящим для применения в качестве ответвительного кабеля в обору- довании, когда кабель имеет оболочку, усиленную силовыми элементами из арамидной нити
Рас. 3.1. Прокры млокеш с шфвпвнм оокршвех. шопа которых осуществляется посред- ством их свободной уяладки « трубке Рис. 3 2. Пример воло- ков с первичным покры- тием, марпв которых осущсствлаетса посред- ством их свободной УКЯЩЩК В "«от Рве. 3.3. Пример волокна с мвого- слойлым шюпшм покрытием Размеры этих слоев определяются с учетом радиального сжатия и низ- котемпературных характеристик. Примеры геометрических размеров представлены в табл.3.2.
Таблица 3 2 Слой Диаметр, мм ЗЗерявчвое покрытие 0,15-0.25 буферный слой 0.2 0,4 Вторичное поцмтяе ОЛ -3,0 Ленточная конструкция представляет собой ряд размещенных на ленте волокон. Она может быть образована несколькими способами, примеры которых приведены на рис.З 4. Ленточная конструкция удобна при сра- щивании нескольких волоков и допускает большую платность укладки волокон в кабеле. . ПИфЫТТН Рис. 3.4 Примеры ленточных конструкций 3.2, Гидрофобные материалы Гидрофобные материалы, препятствующие проникновению влаги в ОКС. способствуют увеличению срока службы ОВ. Как правило, это спе- циальный гидрофобный заполнитель, гидрофобная лента (имеет свойство разбухать при попадании воды) или их комбянавии. Свободное про- странство в ОМ, пазах, а также между ОМ заполняется гидрофобным компаундом. Гидрофобная лента используется для обмотки ОМ и сер- дечников ОКС. Применяется непрерывное и дискретное заполнения гид. рофобным компаундом. Выбор гидрофобного материала делается исходя из того, что он дол- жен обладать хорошей влагостойкостью, не препятствовать свободному перемещению ОВ в модулях, быть совместимым с другими материалами (включая ОВ с первичным защитным покрытием), не оказывать влияния на оптические характеристики ОВ, легко удаляться при монтаже, не быть
токсичным и не поддерживать горение, что особенно важно для ОКС, эксплуатируемых внутри помещений [23,24]. Виутримодульные гидрофобные заполнители марок Макропласт ЦФ 250, Макропласт ЦФ 300 (Macroplast CF) предназначены для заполнения модульных трубок с целью защиты оптических волокон от воздействия влаги и механических напряжении при производстве и эксплуатации ОК. Допускается работа кабелей ори температуре до -80°С Заполнители Макропласт ЦФ 250 в Макропласт ЦФ 300 основаны на синтетических углеводородах и не содержат силикона. Сердечник ОКС обычно формируется из одного (сердечник малой ем- кости) или нескольких (сердечник большой емкости) ОМ. Различают конструкции сердечников с небольшим (менее 100) в с большим (более 100) числом ОВ. Сиговые элементы вводятся в ОКС с тем, чтобы обеспечить необхо- димую механическую прочность ОКС и не допустить больших напряже- ний в ОВ. В качестве материалов для силовых элементов применяют стальную, медную и алюминиевую проволоки, а также арамидные шли я стекло- пластиковые стержни Силовые элементы размещают в центре для большей гибкости и на периферии - дня большей стойкости ОКС к ударам и растягивающим иагрузкам. Арамидные волокна Twaron предназначены для зашиты оптических волокон ОК от различных механических и химических воздействий, раз- рушающего воздействия воды и окружающей среды. Арамидные волокна Twaron используются в качестве различных конструктивных элементов ОК (тэбл.3.3). Таблица 3.3 Элемент конструкции ОК Применение Преимуществ* Армирующий СИЛОВОЙ элемент Twaron 2200 (высоки упругость) TwuonlOSS (сути? высокая усфуГОСТЬ) Армирует ибе/а по перимет- ру Исдплыуется в кабелях для воздушное прокладки прокладки в кабельной каяв- люашш, коллекторах. блоках, трубах Заихип ОК от механических аагрузок. Отоутхивие металлических элементов в конструкции ОК. Малый вес кабела. Повышенная установке
Водоблокируютпие вата Twaroo 1052 (арамидные волокна, покрытые супф- абсорбврующими полимерами) Располагаются вокруг оп- тическою волокна Одновременная эащв га оп- тического волокяа от влаги и мехаив ясских воздействий локирующих свойств нитей от температурного диапазона, pH, концентрации солей Рипкорд Т*чи 1005 Twaron 1006 рипкорд) Располагается под обо- лочками кабеля Обеспечивает вскрытое обо- лочек кабеля (в том числе стальных к алюминиевых) при разделке Центральный силовой элемент (компспвт арамидных нитей и эпоксидной сытны) Располагается в Петре кябаля Матмй диаметр у ибеая. Малый вес кабеля. Увеличение диапазона рабочих температур Багивстические ленты Располагаются по периметру кабеля методом обмотки. Используются в кабелях для воздушной приладки Защит* от пуль и дроби Оптико-волоконные кабели является высокоэффективными провод- никами сигналов. Однако стекловолоконные волноводы имеют недоста- ток - они хрупкие. Выход был предложен компанией “Дюлон" - волокно “Кевлар” арми- рует стекловолоконные волноводы, защищает их при прокладке и на про- тяжении всего срока эксплуатации. Эту технологию сейчас применяют ведущие производители, а волокно используется всеми телекоммуника- ционными компаниями. Благодаря большой прочности, высокому модулю, химической стой- кости, низкой специфической плотности “Кевлар” используется широко в конструкциях ВОК в качестве армирующего элемента. 33. Оболочки ОКС Оболочки ОКС предназначены для защиты сердечников ОКС от внешних воздействий к механических повреждений Тип оболочки выби- рают с учетом: механической стойкости (к изгибам, кручению, попе- речному сжатию, продольному растяжению и др.); стойкости к воздей- ствию окружающей среды (климатическим воздействиям, нераспростра- нению горения, выделению водорода и др ); физических характеристик материала (диаметр, масса и др ); удобства монтажа (табл. 3 4).
Оболочки волоконно-оптических кабелей, првмснкмых для внешней и внутренней прокладки, подразделяются на пять типов [ 11. — металличсская/пяастмассовая оболочка с металлическими лентами или металлическим слоем, — пластмассовая оболочка, — пластмассовая оболочка с силовыми элементами, — пластмассовая оболочка, в которую впрессованы силовые элементы с металлической лентой; — бронированная оболочка кабеля. Общая взаимосвязь между типами вторичной защиты и конструкция- ми элементов из типических волокон рассматриваются в табл. 3.5 и 3.6. Для образования элемента из оптических волокон может применятся комбинация разных типов вторичной защиты. Образованный таким обра- зом элемент в случае необходимости может использоваться вместе с дру- гими элементами Таблица 3.4 Х1ф*ХПДОС1№СЯ ПЭ низкой плотности !ТЭ высокой ПЛОТНОСТИ Алюмопо «галев ПВХ Полиуретан Полиамид Мехавичесиие Растхвние е с х с с х Изгиб х к х V х X Кручаяве X х х г V х Радиальное « с 1 С С * Трение х <л с х X К/гима* ачесхве Стойхосл» к тематическим еазасйспяям Х х х * 1 Защип от про- кякноаениа П * ° Стойкость к химическому еовжейстмпо 11 * 1 с * х Стойкость к хпдейстааю утииюаооода П х <Л с с 1 Физические Теплостойкость 5 с X с с с Малая масса х х х X X Нерасцрострааеи егорения 11 u ° °
Таб лица 3 5 9 - Волооюс ожпшш егооичиым погрытио» * - Велите (одав ига яееголы») - С«мёов»л<аин<1?1Л11*'1 _ Гидрофобный ыегормл
Таблица 3.6 Г яяы сбоыочек кабеля Ва опине кабели Виутрея Воздуш- ный 0 груше ЛИЭЛДИЙ В тунце- Подвод- ный Виутрв МепяяяесиМпласпкк оови оболочвп с исты- лвестимв пентана или металл™ честим слоем В В Пластмассовая оболочка А 3 А А В А Плагапссома оболочка с силовыми элементами А А А А в А Пластмассовая оболочка, » которую впрессованы силовыеэлемеиты А в В абели В В А В А = (Хюао щяонятлЛ тип . В - Редко пименаемый тип 3.4. Требования к ОКС В зависимости от назначения ОКС и условий их применения требова- ния к коиструкцвям ОКС различны j 1 -7). Например, океанские ОКС должны отличаться высокой устойчивостью к механическим воздействиям (растяжение при прокладке я подъеме, высокое гидростатическое давление, удары судовых якорей, рыболовных тралов, укусы рыб, отливы н приливы); поперечной н про- дольной герметичностью при высоком гидростатическом давлении; выя- вим сопротивлением осевым закручиваниям, не допускающим образова- ния спиралей и петель при прокладке; защищенностью от воздействия атомарного водорода; коррозимвюй устойчивостью к морской воде, вы- сокой надежностью в целом, обеспечивающей практически безотказную работу ОКС в те*юкне всего срока службы. При выборе, закупке и приемке того иля иного оптического кабеля связи требуется быстро, без обращения к технической документации (ТУ, паспорту и т д.) определить область его применения. Для этого служит маркировка, представляющая собой аббревиатурную запись основных параметров ОК к числу которых относятся
— назначение н область применения: — конструкция сердечника, — материал промежуточной и наружной оболочек, — наличие брони; — число оптических модулей и оптических волокон в пучке, — тип оптического волокна; — диаметры модового ноля (мкм), сердцевины (мкм) и отражающей оболочки; — рабочая длина волны и коэффициент затухания на ней (дБ/км); — дисперсна (пс/имкм), — полоса пропуская на рабочей длине волны (МГц - км); — материал и площадь сечения силовых элементов (мм2); — допустимое растягивающее усилие и др. Чтобы любой специалист мог быстро расшифровать аббревиатурную запись, обозначения одних и тех же параметров ОК должны быть унифи- цированы. Сегодня же в маркировках отечественных ОК используется множество разных обозначений. В табл. 3.7 приведены некоторые из них, принятые российскими производителями для ОК, предназначенных для прокладки в грунтах всех категорий, кроме подаержгкных мерзлотным деформаци- ям, в кабельной канализации коллекторах, тоннелях, через болота и не- судоходные реки я т.д; подвески на опарах ЛЭП, контактной сети желез- ных дорог, линий связи и т.н Из табл.3.7 видно, что только у фирм «Оптика Кабель» в «Воронежтелекабель» совпадают обозначения первого гараметра, прак- тически же невозможно понять о каком кабеле идет речь и каковы его характеристики. Так, без соответствующего «ключа» нельзя расшифровать обозначения фирмы «Москабельмет», которая пользуется разработанной в Германии методикой DIN VDE 0.888 (часть 3) Обозначение кабеля, используемого для прокладки в грунтах, выглядит следующим образом - A-D2Yb2Y6 х 4Е9/125 0,22Н18(7,0). Трудно разобраться, что же скры- вается за чередой этих букв и цифр 19]. Кабели, предназначенные для использования в одинаковых условиях, должны иметь 3-4 общие аббревиатуры, остальные знаки могут отражать особенности их конструкции. При этом последовательность знаков после общей части должна быть четко систематизирована^L9J. Проблема маркировки ОК может быть успешно решена на основе опыта международных институтов, разработавших надежную систему стандартизации и маркировки.
Таблица 3.7 Производитель Оболвасеине ОКС яря условиях применения Груши мех хатегорвв, хроме подмр- ЖевНЫХ ыериютным деформацией еабми. пая саявдвзааяя. ходаекгорн. тонвеля, болт, несудоходные реки Подмесе ня опорах 1ГЭП. хоягакгеой сея жщ, линий СВИИИТ.Д кМоскябвликт» А- AOSS- ... «Ошвк» СПУ- ДОТ-. . .. «ОтжмКйель» ОМЗКГм- окп- «Самарская 01 гти чесам гАш-Яитпумн»»» ОКЛСг-. ... ОКЛК- ... окяж- «Элеггропрвяод» ООО р! I i 1 ОК/Л-М . . ОЮТ-М- .. . «Воровсжплвкабвль» ОМЗКГм
4. ОК ДЛЯ ПОДЗЕМНОЙ ПРОКЛАДКИ 4.1 Типы и конструкции оптических кабелей свази В настояпве время в различных странах разрабатывается я изготав- ливается большое число разных типов оптических кабелей для подземной прокладки. Их можно подразделить на четыре группы (рис.4.1 и 4.2). кабели концентрической повинной скрутки, кабели с профилированным сердечником, плоские кабели ленточного типа и кабели пучковой скрутки 11-7). Кабели первой группы имеют традиционную тювнвную схрупу сер- дечника но аналогии с электрическими кабелями. Каждый последующий повив сердечника по сравнению с предыдущим имеет на шесть волокон больше. Распространенные типы кабелей содержат преимущественно 4,6,8,14 и 20 волокон. Обычно волокно свободно располагается в пласт- массовой трубке, образуя модуль Кабели второй группы имеют в центре профилированный пластмассо- вый сердечник с пазами, в которых размешаются оотюсскяе волокна. Пазы, а соответственно и волокна располагаются по геликоиде, поэтому последние не испытывают продольного воздействия на разрыв. Такне кабели могут содержать 4,6,8 и 10 волокон. Кабель ленточного типа состоит из сгонки плоских пластмассовых лент (6, 8 или 12 лент), в которые вмонтировано определенное число оптических волокон (чаше всего 12 волоков) Кабель с 12 лентами может содержать 144 волокна. Кабель пучковой скрутки содержит несколько пучков, каждый из ко- торых может состоять из 4,7 иди 10 волокон. В общей сложности такие кабели могут содержать 50,100 и больше волокон. В настоящее время известны две конструктивные разновидности ОК: — содержащие металлические элементы (проводники, оболочки из станка идя алюминия, бронепокровы); — полностью диэлектрические (без металла). К достоинствам первых относятся высокая механическая прочность и ьлагостойюсть. По медным проводникам можно осуществлять служеб- ную связь, использовать их для дистанционного электропитания линей- так регенераторов и определять место их прокладки. Но такие кабели уязвимы в отношении электромагнитных воздействий (грозы и др.) и имеют большие габариты и массу. Диэлектрические кабели свободны от электромагнитных воздействий, но менее прочны механически, менее влагостойки и легко повреждаются грызунами Первое поколение отечественных ОК, созданных в 1986 - 1988 гт., использовались в сетях городской связи (ОК-50), зоновой (ОЗКГ) и магистралъпой (ОМЗКГ) связи.
Fee. 4.1 Примори кошяруппй гжбвля е из оптичесжих воапсоя
Рве. 4 2 Твповыо говефукшн оптичесжи кабелей, а совиной скрута; б — с профилированный сердечником, в — ленточного типа, г - пучковой скрутки; I отческое волокно, 2 — силовой элемент, 3 — квугреини обо- лочка, 4 - внеанп поляэтнленоеаж оболочка, 5 — ирофшвровваный сердечник, 6 — лила с волокнами Современные требования развития связи потребовали создания новых усовершенствованных типов ОК Разработанные в 1990 - 1992 гг., (второе поколение) кабели использовались в сетях городской связи ОКК (прокладка в жадализапив), зоновой — ОКЗ и магистральной — ОКЛ. Для ОК второго поколения характерны: работа на волнах 1,3 и 1,55 мкм; использование одномодовых волокон; модульная конструкция кабе- лей (каждый модуль на 1,2 н 4 волокна), наличие медных хил для да- станционного электропитания; разнообразие типов наружных оболочек (стальные ленты, провопока, стеклопластик, полиэтилен, оплетка). Оптические кабели связи с многомодовыми ОВ (при затухании £3,0 дБ/км — на длине волны 0,85 мкм и £0,7, 1,0 дБ/км - на длине вол- ны 1,31 мкм) изготавливаются и прокладываются на местных сетях. В кабелях этого типа используется отечественное ОВ. Оптические кабели на ВСС РФ в соответствии с условиями их под- земной прокладки и эксплуатации, а также согласно данным технических условий на их изготовление условно подразделяются на четыре типа: Тин 1: с допустимым растягивающим усилием не менее 80 кН для прокладки через водные преграды (судоходные реки, водохранилища), болота (глубиной более 2 м) и в районах вечной мерзлоты. Тил 2: с допустимым растягивающим усилием ле менее 20 кН для прокладки в скальных и тяжелых грунтах при наличии опасности меха- нического повреждения.
Тяп 3. с допустимым растягивающим усилием нс менее 7 кН для про- кладки в гравийно-песчаном грунте, наносных песках и тяжелых гютиг- тых грушах. Тяп 4: с допустимым растягивающим усилием к менее 2,7 кН для прокладки в кабельной канализации и защитных пластмассовых трубах. Согласно техническим требованиям кабели, пре^впияченные п™ прокладки в грунтах, должны быть бронированными грозостойкями (выдерживающими импульсный ток Ю5 кА). Внешняя защитная обо- лочка кабелей должна иметь сопротивление изоляции ® менее 10 МОм- км при напряжении не менее 10 кВ переменного тока относительно ис- кусственного электрода заземжяия в течение 5 с Кабели должны быть сертифицированы для применения ва ВСС РФ. Диапазон рабочих температур для всех выпускаемых ОК колеблется от -60°С яо т60°С. 4.2 Оптические кабели городской связи ОКК Оптические кабели второго поколения марки ОКК, предназначенные для использования на волне 1,3 икм, прмлядываттев как в канализации, так и в грунте Эксш^ппирумпсяпритема^атуре-4О...-»-5ОоС. Марки, назначение, основные элементы инструкции и преимуще- ственная область применения кабелей приведены в табл. 4.1. Строительная длина городских кабелей составляет не менее 2000м, а станционного — не менее 300 м. Сердечник зонового оптического кабеля второго поколения ОКЗ со- стоит из восьми модулей. В четырех из них расположены четыре или восемь многомодовых волокон, а остальные содержат четыре медные нзолированньй жилы диаметром 1Д мм для дистанционного электропи- тания регенераторов Снаружи кабеля имеются полиэтиленовая оболочка и защетио- бронсвой покров. Возможны различные варианты брони: стальные круг- лые проволоки (ОКЗК). бронелешы (ОКЗБ), стеклоплэстиковые стержни (ОКЗС), снимая оплетка (ОКЗО). Изготавливаются также подводные кабели с алюминиевой ободочной и кругпой стальной броней (ОКЗМК). Станционные кабели маркируются ОКС. Оптический модуль, изготовленный из полимерного материала, может содержать одж>> два или четыре ОВ. Внутреннее пространство ОМ запол- няется гидрофобным составом но всей длине, наружный диаметр ОМ составляет 2,0±0,2 мм. Свободные промежутки между скрученными эле- ментами gafy*!” тяге» заполняются гидрофобным составом по всей длине кабеля.
Таблица 4.1 Si Назначение и основные элементы конструкции Преимущественны область применения ОКК-50-01 Кабель городской, с сердечником из градиентного оптического волокна, цент- ральным силовым элементом из стекло- плаепкоаого стержня, оптическими и гидрофобным заполнителем, поверх которого наложена полиэтиленовая обо лочва Да прокладки в кабельной канализации, трубах, бло- ках, коллекторах, ив мости и в шахтах OKK-lO-Oi То же, ио с одномодовым ОВ Тоже OKK-SO-Gl То же, so с градиентным ОВ и стальным тросом в центре Тоже OKK-10-02 То же, но с одномодовым ОВ Тоже OKKO-SO-OI Кабель городской, в котором поверх сердечник* наложены ПЭ иромежугочная оболочка, металлически оплели а ПЭ запиши оболочка Для прокладки в кабельной канализация, трубах, бло- ках, коллекторах, ня мости в в шахтах, с защитой от грызунов OKKC-50-01 То же, но вместо металлической оплетки применяются стеклопластиковыс стержни Тоже OKKC-lO-Ol То же, во с одвомодовым ОВ Тоже 0ККАК-5М1 Кабель городской, в котором поверх сердечника наложены ПЭ промежуточная оболочка из ПЭ, броня из стальных про- волок и ПЭ защитная оболочка Дм прокладки через судо- ходные реки и болота глу- биной более 2 м и в мерз- лотных грунтах ОККАК-Ю-01 То же, но с одвомодовым ОВ Тоже ОКС-50-01 Кабель станционный, в котором поверх Да прокладки внутри станций и в ПРИ ни защитны оболочка окс-10-01 Тоже, по с одвомодовым ОВ Тоже
Таблица 4.2 Область ирвыеаевш Марка ОК Магистральные, аиутржзоеовые, городские лат— связи (для орокладаи а блогах в ходдекгорах кабельной канализации, в гриийвочкечшом грунте, ваносвых песках, тгив гляяистых грунтах ОКЛСт МагистраАгыслванв свив (для прокладки а грунт* кек категорий, болот*) ОКЛК 1 арадские давив дат (дог прокавихи « табелной и»т*»т. ока... Цоя прокладки трубах Dura-hoe методом задувки ОКЛ. Ал Воздушные линии дат ОКЛЖ. . ОКГТ...(встроенный в гразааащишый трос В производстве ОК используются оптические волокна компании Coming: — стандартное одаомодовое; — одаомодовое с новьшенной долговременной прсчжхлъю; — одаомодовое с ненулевой смешенной дисперсией, с большей эф- фективной площадью дм светового потока, —- многомодовое. Оптические характеристики ОК завися- от типа используемого оп- тического волокна, гопример, дм ставдаргиого одаомодового оп- тического волокна марки SMF 28 СРС6 компании Corning коэфициент затухания на волне 1310 им — не более 0,34 дБ/км, на волне 1550 им — не более 0,2; хроматическая дисперсия ня волне 1310 им — не более 3,5 ис/им км, на волне 1550 нм — не более 18 пс/им км.: Вместе с тем, например, “Самарская оптическая кабельная компания” маркирует городские кабели так же, как и междугородные, т.к. конструк- тивно и но типу волокон эти кабели не отличаются (табл. 4.2) «Севкабель оптик» маркирует ВОК дм городских линий связи со- гласно табл 4.3. Таблица 4 3 1 Городские 1 давив дат Дил В кабельной канализации, блоках, трубах (включи метод □вевмоорошядав) оря опасное™ повреждении грызунами, помостам в эстакадам дин То же, а такав виутрв здания по стетам, а вертикальных кабельпроводах. в топвелжх я коллекторы при опасности повреждены |рьпупами дао, дао В кабеш>иой канализации, блоках, трубах (включая метод пиевмоарокладкн)
Основные технические характеристики ОК для городских линий связи ЗАО «Москабельмет-Фуданжура» приведены в табл 4.4,4.5. Таблица 4.4 «беля Число ОДВ 10- МОДОВЫХ оптичосхих волоки, пгт. Коэффициент вату- хаиня, дБ/км Хроиггачесжая дисперсия, ас/нм км Длина волны отсечки, им 1310 № изо 1310 № 1350 им окст. 4-144 <035 <оз! <33 <18 1100-1260 A-DSb2Y. 4-24 <035 <0Д1 <33 <18 1100-1260 A-D(ZN)b2Y 4 <а,зз <031 <3.5 <18 И00-1260 Таблица 4.5 Марка кабеля Число мно- гомодовых отпвчеекях волокон, пгт. Коэффициент затухания, дБ/км Коэффициент ШфЖОВОЛОСВОСП. МГц ' км Числовая апертура 850 кк 1300 кн 830 ии 1300 нм ОКСТ.. 4-144 <3,0 <1,0 >250 >800 ОД A-DSb2Y 4-24 <3,0 <1,0 >250 >800 0.2 4.3 Оптические кабели магистральной связи типа ОМЗКГ Для магистральной связи применяются ОК с 4;8 и 16 волокнами. На рнс.4.3 доказав 8-долоконный отечественный кабель марки ОМЗКГ 12,11,24). Например, марка ОМЗКГ-Ю-1-0,7-8 расфнровывается так: ОМЗКГ — оптический магистральный и зоновый кабель для прокладки в грунте; 10 — диаметр сердцевины одномодового волокна; 1 (2,3) — номер разра- ботки, 0,7 — коэффициент затухании, дБ/км; 8 (4)— число волокон.
Конструктивные размеры элементов магистральных кабелей приведе- ны в табл 4.6. Таблица 4 6 Марка кабеля Деметр тюпральиого злеыеип, мм Диаметр по внутренней оболочке, мм Радиальная толщина наруж- ной оболочки, мм, аемсвее Наружвтй диаметр кабеля, мм ОМЗКГ-10-1-0,7-* ОМЗКГ-10-1-0,7-4 ОМЗКГ-Ю-2-0.7-8 ОМЖГ-Ю-2-0.7-4 ОМЗКГ-10-Э-0.7-8 ОМЗКГ-10-Э-Д7-4 6,О±О.З 8,0±0.5 го 18Д •“ ОМЭ В-Ю-1-0.7-8 6,о+оз 11,0±М г? 22Д ‘‘° ОМЗВ-10-1-0.7-4 6,0±0Д 11Л±0,6 2,5 22.0 ОВ-Ю-1-1,0-1 0.5 3,О±О,5 Строительная длина магистрального и внутризонового кабелейдолж- на быть нс менее 2000 м, а станционного - нс менее 200 м. Одномодовое оптическое волокно имеет следующие геометрические размеры: диаметр модового поля 10±1 мкм, диаметр оболочки 125±3 мим, нежоштевтричвостъ сердцевины н оболочки 1,0 мкм. Защитное не- крыт» ОВ — из эпоксикрилата. В кабелях ОМЗКГ-Ю-1, ОМЗКГ-10-З и ОМЗВ-10-1 центральный про- филированный элемент выполнен из ПВХ штастшеата и армирован те- флоновыми нитями, нитями СВМ иди стеклопластиком. В кабелях ОМЗКГ-10-2 центральный профилированный элемент выполнен из ПВХ пластиката и армирован стекюпластаком. В каждый паз профилирован- ного элемента уложено одно иди два ОВ, свободное пространство запол- нено гидрофобным составом по всей дойне кабеля. Профилированный элемент обмотан скрепляющей фторопластовой или нолютялеигерефта- латной лентой. Магистральные и виутризоээвые табели выдерживают растягивающие усилен, численно равные весу I км кабеля, а станционный кабель — до 50 Н.
4.4 Оптические кабели магистральной связи типа ОКЛ Линейные кабели ОКЛ предназначены для одномодовой связи на вол- не 1,55 мкм. Отличительной особенностью этих кабевей является наличие медных проводов для дистанционного электропитания. Они изготавли- Маркяровка: ОКЛ - оптический кабель линейный; ОКЛС - то же, с броней из стеклонластнковых стержней. ОКЛБ - то же, с броней из ка- тонной стали; ОКЛБ - то же, с броней из круглых стальных проволок; ОКЛАК - то же, в алюминиевой оболочке и с броней из круглых сталь- ных проволок, ОКС - оптический кабель станционный. Марки магистральных кабелей ОКЛ н ОКС, их конструкция в область ар вменения приведены в табл.4.7. Кабели марок ОКЛ-01, ОКЛ-02, ОКЛС-01, ОКЛС-ОЗ, ОКЛК-ОЗ и ОКЛБ-01 могут изготовляться с наружной защитной оболочкой, не рас- пространяющей горение (ари этом в марке кабеля добавляется буква Н). Таблица 4.7 Марк» кабала Назаачеваа оживи элемекхы вовструкцнЯ Область пржмевения ОКЛ-01 Кабель магистральный ж ввутризоновыЯ, с центральным силовым элементом из стекло швстиюиого стержня, вокруг жпторого схручиш овпчеяяе модули (ОМ), с гидро- фобвым заоопвевжем и защитной оболочюв юПЭ Дм прокладки жавалза- цни, трубах, блоках, коллек- торах, аа мостах и в шахтах. ОКЯ-02 То же, по оо стальным тросом а центре
ОКЛСХП Кабель магистральный 8 ваутризоновый, с цетпральным силовым злемеатом с стскло- шистнкового стержня, вокруг которого скручены ОМ, с гядрофобиым заполнением, промежуточной оболочкой из ПЭ, броней из стеклоплипниоиых стержней и защитной оболочкой 83 ПЭ Для прокладки в грунтах все» категорий, в том числе зара- женных трызунамн, кроме подверженных мерзлотным деформациям, в кабельной канализации, трубах, блоках, коллекторах, на мостах и в шахтах, череп неглубокие болота в несудоходные реки, в условиях поаыциншх электромагнитных влияний OKJiC-03 Кабель ыагястральший в внутрвзововый, в армированным сташшласпахяым сгерж- волокна, с гщфофобным залоавеняем, промежуточной оболочкой вз ПВХ пластв- кап, броней вз стеклопластнкоаых стержней к запитой оболочкой из ПЭ Тоже оклк-вз Го же, с броней кз стальных проволок Для прокладки в грунтах всех категорий, в том числе зара- женных грызунами, хроме оодвержекшых мерзлотным деформации, а обельной канализации, трубах, блоках, кшгаекгорах, на мостах в в тахтах, через неглубокие боаэта к несудоходные реки окж-oi Кабель ыагястральшй и внутризоновый, с центральным садовым элементом из стекло- пластикового стержня, вокруг которого скручены ОМ мяв ОМ « жш*а пях ДД, с оболочкой кз ПЭ, броней из стальных лент н защитой оболочкой из ПЭ То же (JKJIAK-Oi Кабель магистральный и внутрнзоновый, с цевпраяьАтм силовым элементом вз стекло- пластикового стержня, вокруг которого «вручены ОМ млн ОМ жаж для ДП, с гщфофобным заполнением, влюминвевой ПЭ, бровей кз стальных проволок в защит- ной оболочкой КЗ ПЭ Дая прокладки через судо- ходные реки и болота глуби- ной белее 2 м и в мерзлотных грунтах OKCfll ВЯ1пра»кым сказаны элементом кз стекло- Мастикового стержня, гвдрофобаым захюл- нонвем в защитой оболочкой вз ПВХ пластиката Для прокладки внутри зданий ивНРП
ОКС-04 Кабель стакцвовный одвововоковкмй, с евловым элементом из стевлошасппювого стержвж в малинов оболочкой вз ПВХ плвствют Тоже OKOOS То же, с садовым злемевтом вз ствльноВ проволока Тоже ОКС-06 я И и Тоже Строительная длина магистральных я внутризоновых кабелей должна быть не менее 2000 м, станционных кабелей — нс менее 300 м. Кабели ОКЛ-01, ОКЛБ-01, ОКЛС-01, ОКЛАК-01, ОКС-01 имеют нейтральный силовой элемент из стеклопластивового стержня, а кабели ОКЛ-О2 • из стального троса, изолированного полизтюгевсм В кабелях ОКЛ-01 и ОКЛ-02 поверх сердечника наложена наружная защитная оболочка из ПЭ номинальной толщиной 2,2 мм, в кабеле ОКС- 01 * из ПВХ пластиката номинальной толщиной 1,7 мм, в кабелях ОКЛБ- 0! и ОКЛС-01 - промежуточная оболочка из ПЭ толщиной нс менее 1,0 мм, в кабелях ОКЛС-ОЗ и ОКЛК-ОЗ - промежуточная оболочка из ПВХ пластиката толщиной нс менее 0,8 мм. Кабели из ОКЛС-01 и ОКЛС-ОЗ поверх промежуточной ободочки имеют броню из 12... 18 стеклопластиковых стержней, а кабели ОКЛК-ОЗ из металлических проводи, покрытых полиэтиленовыми оболочками. Поверх скрепляющей дейты наложена наружная защитная оболочка из полиэтилена номинальной толщиной 2,2 нм. В кабелях ОКЛБ-01 поверх промежуточной оболочхи наложена лента крепированной бумаги, броня из двух стальных лент, бумажное покрытие и защитный шланг из полиэтилена номинальной толщиной 2,2 мм. В кабелях ОКЛАК-01 поверх сердечника наложены: промежуточная оболочка из поливинилхлоридного пластиката толщиной нс менее 1,0 мм, алюминиевая или медная сварная ободочка толщиной не менее 1,0 мм, битумное покрытие, промежуточная оболочка из ПЭ толщиной нс менее 1,0 мм, броня из круглых стальных провозок диаметром 2,8±0,2 мм, битумное покрытие я защитный шланг из полиэтилена поминальной толщиной 2,2 мм Кабели ОКС-ЗД и ОКС-05 содержат параллельно расположенные одно ОВ и упрочняющий элемент из стекжшластикового стержня или стальной проволоки, опрессованные общей ПВХ оболочкой. Минимальный срок службы кабелей (включая срок сохраняемости) яри соблюдении требований к условиям эксплуатанта должен быть 25 дет. Область применения ОК, выпускаемых «Мосвабельмет-Фудзикура» приведена в табл 4.8
Таблица 48 Область применения Марка ОК Условия прокладки Магистральные и вяутритсно- яые лиши ОМЗКГм A-Db2Y... В кабельной какалвзытк. трубах fin™»»*, катаеиорах, rpyeiu всех категорий («роме подверженных мерзлотным деформациям) и а воде при пересечении неглубоких болот а несудоходных pct В кабельной канализации, трубах, блоки, оламлдох ва мости а в шахтах, грунтах ним доформацияи) через неглубокие болота и весудоходвые рва Городские Ливии сыви окст... A-DSblY... A-lXZN)b2Y.. В кабельной канализации, трубах, блоках, коллекторах Воздушные линии связи OKI1-01.... ADSS-D2Y(ZN)2Y.. Для воздушной подвески ва опорах: высоко- вольтных линий электропередач, контактной оеп железных Дорог, радвмраясдянвонаой ости, бэепгеной сети гдоддого траиспорп, мачт уличного освещения, столбах линий сельской омвж, на кронштейнах а лотках Сельские ЛИВИИ смш ОКП-02.. Для воздушной подвеса ва столбах линяй сельской связи. Для доклада в саоциализв- роааяиых трубах ОКК... Дня прокладки в здецваявздомипа трубах Параметры оптического волокна (ОВ), используемого в производстве ОК ЗАО «Севкабель». приведены в табл.4.9. Конструкции кабевей марок ДПС в ДПУ в отличие от марок ДАС не содержат водоблокируюшен в алюмополитгнленовой лент. Основные технические характеристики ОК для магистральных линий связи приведены в табл. 4 10. Полная номенклатура оптических кабелей ЗАО «Севкабель-Опгак» приведена в табл4.11. Аналогичные конструкции производят в другие кабельные заводы' «Электропровод», «Элмкс-иябель» в др.
Таблица 4 9 Параметры Рабочая для» волны волокна, нм Много мо- довое ОВ Одноыодовое ОВ стандартное СОСМВЩеН- аойик- перевей с венулевой смещенной двспаквей 1300 1310 1550 1550 1530-1565 Коэффициент затуханах дБ/m, аа белое 0.7 0.36 0,22 0,22 0,22(1550) Хроматическая дисперсна, п^вм - км <35 <18 <3,5 1,04,0 Длина волны отсечке, нм, аа 1270 1270 1270 1470 Коэффициент шфокополос- ности, МГц - км. аа менее 500 Числовая ыкртура 0,18-0.24 Диаметр сердцевины, him 50±3,0 Диаметр модового пола, мкм 9,3± ±0.5 10,5± ±1,0 8,1±О,65 (8-11)±10% Таблица 4.10 Марка ОК оптических ВОЛОКОН, ЦП. Дяительно допустимое раетжгаваюиее усилие. кН Стойкость к УДару. Дж Диаметр кабеле, ДП2 30.. 144 80 50 25,8.-34,1 ДА2 30.. 144 80 50 27,0.. 353 ДАС 30—144 7 30 17,7—26,0 ДАУ 30 ..144 20 30 18.5.. 26,8 опс 8...48 7 30 10,0-13,7 ОПУ 8.48 20 30 10,0 ..13,7 ДПС 16 ..144 30 15,8-24,8 ДПУ 16 144 20 30 16.6 25,6 дпм 30 60 20 30 18,5-20,1
Таблица 4.11 Область цшыеаеши Марка Условии прокладки Магистральные ЛИНИИ С1ИЗВ ДП2.ДА2 В Грутах всех групп в районах с активными проявле- ниями мерзлотно-грунтовых процессов, а также через судоходные реки в глубокие водные преграды (ДА2) ДАС. ДАУ В грушах всех групп, включая болота в неглубокие несудоходные реки ОПС, ОПУ В грушах всех групп при прокладке в открытую траншею или ножевым кабеяеукшликом. В кабсаной канализа- ция, трубах, блоках, по мостам я эстакадам, в тоннелях я хапяызорах ДПС, Д ПУ При прокладке в грунтах групп 1-3 ножевым кабсле- укладчиком (кроме грунтов подверженных мерзлотами деформациям) и грунтах всех групп в открытую траншею. В кабельной капализации, трубах, блоках, по мостам в эстакадам. В тоннелях и коллекторах в исполнении, не распространяющем горение ДИМ Ди подвески на опорах линий еявв электропередач В грунтах всех групп (кроме грунтов, подверженных мерз- блоках, на мостам и эстакадам. В тоннелях коллекторах в исполнении, на распространяющем горение при особо тромапопным воздействии В настоящее время АО НФ «Электропровод» готовит к производству следующие новые оптические кабели для местных и междугородных линий связи ВСС России по ТУ 16.K12-I6-97: городские ОК (табл 412), в том числе модульной инструкции; магистральные ОК (табл.4.13), подвесные ОК; внутриобъектовые ОК, предназначенные для прокладки внутри аппаратуры, станций, здании и сооружений. Оболочка кабелей типа ОК-М...-ОКН-М..., ОКО-М...-ОКНО-М... со- стоит из полиэтилена или ПЭ, не распространяющего горения. Кабели типа ОКС-М...-, ОКНС-М .-, ОКСА-Т...-, ОКНСА-Т...- бро- нированы стальной гофрированной жвтой. Кабели типа ОКСА-Т.ОКНСА-Т- имеют диаметр центральной трубки 3,0; 4,0; 6,0 мм.
Таблица 4 [2 Характеристики ОКБС-Т.. ОКБ-М -, ОКНБ-И - ОКБ-Т. • Число модулой 6 Число ОВ 4-24 4-48 4-24 Диаметр пентрагаиой трубки, им 3,0,4.0; 6,0 ЗА. 4.0.6.0 Допустимое растяги- вающее усилие, кН ’0,0 10.0 7,0 Центральный сило- вой аммевт Сильвой трос или стекяотшасшковый пруток Стальной трос или стеклоолаепковый пруток Арамидные нити Броня Стальные проволоки Стальные проволоки Стальные круг- лые проволоки Оболочка Пояэтжлен или ПЭ, аа распространяющие горение Полиэтилен или ПЭ, ее распространяющие горение Полиэтилен Назначение Грунты всех катего- рий (к т.ч зара- женные грызунами), роме подверженных мерзли! ним дефор- мациям. водные преграды я судоход- шае реки глубиной белее 2 м, кабельная кавалкшцня. трубы, блоки, коллекторы, мосты в кабельные Грунты всех категорий (в Гт зараженные грьаунамик «роме подверженных мерз- лотным деформациям, водные преграды я несудоходате рекв, кабельная канализация, трубы, блоки, коллек- торы, мосты и квбель- шае талы Грунты всех категорий (в т.ч. ЗфВЯШИЯЫе грызунами), кроме подвер- женкых мертлот- ным деформаци- ям, водные преграды и несудоходные реки, кабельная канализация, трубы, блоки, коллекторы, мосты » кабель- ные шахты Таблица 4.13 Характеристики ОК-М...-ОКН-М..., око-и. -окном. ОКС-М..., OKSC-M-. ОКСА-Т...-, ОКНСА-Т.. • Число модулей 6,8,12 6,8,12 Число ОВ 4-72 4-72 4-24 Растягивающее усялве.Н 1500 (ОК-М>, 3500(ОКО-М) 3500 3500 Цетпреялый сило- вой элемент Стальной трос или сгекловластнковый ITOVTOK ш h Арамидные нити
На-имчепяс Кабеяыш катализа- ция, трубы, блики, кодзветоры в табель- ные шахты Легкие грунты, канализация, трубы, блат, кошжтары, мосты ибальвые Легкие грунты, кабслыгая кшли- заяв*, трубы, блока, коллекторы, мосты и кабельные 4.S Оптические кабели сельской связи Кабеля сельской связи предназначены для организации связи между райцентром и сельскими предприятиями (совхозами, колхозами, фабри- ками). Как правило, они имеют четырехволоконную конструкцию и под- вешиваются на опорах или прокладываются в земле [7]. Подземный и подвесной кабели показаны на рис.4.5. Другой вариант подвесного кабели показан на рас.4 6. Основные технические характеристики одномодовых ОК марки ОКП- 01 приведены нижет Число оптических волокон, шт. 2...32 Коэффициент затухания, дБ/км, на волне 1310 им <0,35 1550 нм <0.21 Хроматическая дисперсия, пс/нм км, на волне 1310 нм 1550 им Длина волны отсечки, им <3,5 > 18 1100 .1260
ОК для прокладки в специальных защитных трубах приведен на рис 4 7. Основные технические характеристики ОК ди прокладки в специаль- ных защитных трубах приведены ниже Диаметр модового ноля, мкм 9,5+/-0,5 Допустимое растягивающее усилие, Н >6000 Температурный диапазон, °C -60 +55 Габаритный размер, мм 10x18 Допустимое раздавливающее усилие, кН/см 0,4 Рис. 4.7 Конструкция кабеля марки ОКЛ . Ап Основные характеристики оптического кабеля сельской связи, диа- метр 10 мм; масса 130 кг/км; строительная длина 1 км; длина волны 1,3 мкм; затухание 1 дБ/км; система передачи ИКМ-30х2 (кроме того, орга- низуются 2-3 канала вещания); погоса пропускания 250 ..400 МГц-км; дальность связи 30 км ( с номощыо регенераторов возможно обеспечить большую дальность связи); эксплуатация при температуре -4О...5О°С; растягивающее усилие не более 3000 Н. Фирма Siemens AG предложила принципиально новый подход к про- кладке ВОЛС посредством нового ноколения кабеля • Micro Cabling Systems (MCS). Его использование обеспечивает не только минимальные объемы и кратчайшие сроки выполнения работ, но и полную совмести- мость с существующими волоконно-оптическими сетями. Кабель MCS выпускается в двух исполнениях, ди прокладки в верх- ней части дорожного покрыгия/тротуара (MCS-Road) и в системах кана- лизации (MCS-Drain). Основным элементом MCS-Road является специально спроектирован- ный кабель, состоящий из медной трубки с внешним диаметром 5 мм, которая содержит ОВ. Она покрыта полиэтиленовой оболочкой и запол- нена гидрофобным компаундом, не теряющим свои свойства при темпе-
ратурах от -40 С до +70°С [211. В кабеле такой конструкции может нахо- диться до 60 ОВ, его отгтические я механические характеристики приве- дены НИЖЕ. Затухание, дБ/км. на воиве 1310 вм 1550 нм Дисперсия, ос/(нм • км), на волне 1310 им 1550 нм 0,36 0,25 3.5 18,0 Внешний диаметр, мм Масс, кг/км Минимальный радиус изгиба, мм НПР, Н Температурный диапазон: рабочий у» падка -транспортировка и хранение 7 ПО 70 1000 -40оС...+7ОоС +5°С +70°С -40°С .+80°С Примечание. НПР — номинальная прочность на растяжение В силу оригинальной конструкции MCS обладает многими уникаль- ными характеристиками. Его мояиэ много раз сгвбатъ/разгабеть, не рискуя повредить Минимальный радиус изгиба составляет всего 7 см. Особенно следует подчеркнуть, что изгибы кабеля не приводят к измене- нию механических или оптических свойств волокна. Световода могут собираться в пучок или выстраиваться в «линейку», при этом оптические свойства не изменяются (например, затухание). Кроме того, мшрокабедь может выдерживать большие статические нагрузки, возникающие, на- крнмер, при сезонных подвижках асфальта. Оптические кабели, прокладываемые в конструкциях высоковольтных распределительных кабельных линий Развитие промышленности и всесторонняя электрификация сельского хозяйства, а также возросшие потребности населения вызвали интенсттв- вое развитие эжгтричсских сетей средних классов напряжения. Общая протяженность этих сетей превышает 3 млн. км, а число трансформатор- ных подстанций в них - около миллиона штук. Энергетической программой на длительную персгЕктнву в качестве одной из важнейших определена задача повышения надежности энерго- снабжения страны. Нарушение надежности к, как следствие, перерывы в
энергоснабжении приводят к различным нежелательным последствиям, в том числе к значительному социальному и материальному ущербу. Поскольку большинство потребителей получает питание от сетей 6... ...35 кВ, имеющих меиыпую надежность, чем сети более высоких классов напряжения, то большая часть перерывов электроснабжения потребите- лей (по количеству и длительности) происходит при повреждении эле- ментов этих сетей. Сети 6...35 кВ работают с изолированной или резонансно • заземлен- ной нейтралью Эго обстоятельство, в свою очередь, приводит к появле- нию специфических особенностей как по видам и характеру протекающих переходных процессов (перенапряжений), так и по их последствиям в методам защиты от них В сетях с небольшой протяженностью линий при изолированной ней- трали ток однофазного замыкания составляет всего несколько ампер. Дуга при таких токах оказывается неустойчивой и через некоторое время самостоятельно гаснет. Поэтому в тэгах сетях изолированная гойтраль обеспечивает нормальную работу при наиболее распространенном виде нарушений - однофазных замыканиях на землю (табл.4.14). Таблица 4.14 Д опустимы протяженность сети с изолированной нейтралью выфяхевш. кВ Наябояьтее рабочее ваврякмяе, кВ Доп устный пж зямыкяиия ааэеияо, А Ток замыкаем НКШКЭДЯ1 100 км кабель- Допустимая протккеяиостъ кабельной 3 3,5 30 50 60 6 6,9 30 90 33 10 20 НО 1$ 15 173 15 20 - 23 15 340 35 40,5 10 400 2.5 Температура внутри конструкции высоковольтного кабеля зависит от передаваемой мощности, нагрузка, конструктивных особенностей и ряда других причин. В распределительных сетях городов класс напряжений лежит в пределах 3...35 кВ В нормальвых условиях температура может колебаться в пределах допустимых значений. Во время переходных ре- жимов температура может меняться для токонесущего проводника от 70 ДО 110°С, для изоляции — от 60 до 90°С, для канала, в котором проложен
высоковольтный кабель, — от 60 до 70°С а для соседнего канала — от 45 до 50°С. Температура зависит от колебания нагрузки, от величины тока и свойств изоляционных материалов. Оптический кабель с термозашнгным покрытием может проклады- ваться (рис.4.8) непосредственно в конструкции силового кабеля, в том же канале, что и высоковольтный кабель, а также в свободном соседнем канале [26}. Рис. 4.8. Соямеспия просиди с высоко- вольтным кабелем а в б — • одной трубе вместе с аыоокоаальтным пбшим; в - рядом с высокомльтвым кабелем в отдель- но* каввшвашш; г - - - » жовструииж аысо- юяояьтяого кабеля
5. Подвесные оптические кабели связи 5.1 Кабели на опорах высоковольтных линий и электрифицированных железных дорогах Подвесные оптические кабели связи широко внедряются ва участках зоновой сети Взаимоувязанной сети России. Конструкции таких кабелей можно условно разбил, ва две группы: подвесные кабели на опорах линий связи и подвесные кабели ва опорах высоковольтных линий и железных дорог [10,15-17,22}. Кабели первой группы чаще всего выполняются с металлическим тро- сом, к которому подсоединяется конструкция оптического сердечника. В качестве троса или совместно с тросом могут быть использованы и медные жилы, по которым передаются сигналы служебной связи и теле- механики. Кабели второй группы полностью диэлектрические с диэлек- трическими армирующими элементами. Однако орименение полностью диэлектрической конструкции ва опо- рах линий связи также не исключается. Кабели первой группы можно разбить ва 4 подгруппы: — - с металлическим тросом; — самонесущие конструкции ОК; — навивные конструкции ва металлический провод иди трос; — прикрепленные к металлическому проводу конструкции ОК. Кабели второй группы также разбиваются на несколько подгрупп: — в грозозащитном тросе; — - в фазном проводе; — самонесущие конструктив ОКС в межфазном промежутке; — навиваемые ва грозотрос, — навиваемые ва фазный провод; — прикрепленные к грозглросу; — прикрепленные к фазовому проводу; — самонесущие конструкции ОКС, подвешенные ниже уровня фазных проводов В табл. 5.] приведены эксплуатационные характеристики ОК
Таблица 5 1 Выбор ОК ври строительстве ВОЛС-ВЛ (критерии выбора, достоинства и недостатки кабельных систем) Характеристики окгт ОКИН на грозотрос Ui ! р оксн Общи стоимость _й£от too% 60% 65% 90% Стоимость мотив 108% 50% 50% 80% Скорость нотиса 100% 20% 20% 50% Ограямченав по напряжена» ВЯ, кВ <175 <150 Механические нагрузи Увеличение до 20% Увеличение на 1% (вибрация ушвьтастся на 20%) Увеличеве ва 1% (вибрация уменьшается на 20%) Увеличите на 8-13% Длины пролетов, м Диалогично обычному грспотросу равного диметра <1000 (>[000 саецваящы* till ООО Гололед Диалогично обычному грозотросу равного диаметра Hill Увшжчави стеекв гололе- да при иавивке не наблюдается Нарастание гололе- да может тфвасстн я провисанию на несколько метров и схлестыванию с фазовыми прово- дами Акты вандализма в пожары Практичес- ки ее иод- Практически не подвержен Мало подвержен Падиржет Топография мест- ности, состояние сереоечсеи с кациши затруднить строительст во я уве- личить сто продолжи- тельность Окатывают Оказывают мало влыная Могут сдоить ивсталлишю невозможной Необходимость учет* расстояний между проводами - Граютрос- Фа» Фаи-фа» Фаза-земля Стоимость реыовт- шх работ 100% 50% 50% 80% Загрпвоаае окру- жающей среды Учитывает- предсказан Ия скорости корразии Оказывает мало влияния Оказывает Сдособсгаует разрушению обо- лочки сухими дуговыми разряда- Дополнительные факторы, вс- Невазмож- Плохое со- стояние или Расщепленные фазовые про- Невозможность найти на опоре
клюкающие мок- отключения ВЛ отсутствие гроютроса, вигами- ноль от- ключевая ВЛ вода, иевс1- МОЖЙОСП отключения ВЛ точку ШПВМШШ10. го потенциал», наведенного на- пряжены (новее 12 кВ) Воздушные кабели со световодами начали применяться в сетях сияли ВВЛ с 1978г. Конструкция первого такого кабеля показана на рис. 5.1. Эго подвесной кабель с двухслойной круглопроволочной броней, оба сдоя располагаются один на другом таким образом, что результирующий мо- мент кручений за счет действия сиды растяжения остается пренебрежи- тельно мал. Кабели с однослойной круглопроволочной броней примениотся там, где в связи со статической нагрузкой на оперы кабель с твухспп&япй броней оказывается слишком тяжелым, а диэлектрические кабели с большими пролетами подвески становятся уже неприемлемыми. В режиме токов короткого замыкания и грозовых разрядов любое оп- тическое волокно должно выдерживать превытеши» температур 2ОО°С. Эта температура определяет нижнюю точку плавления диэлектрических элементов ОВ. Расчеты показывают, что в ряде случаев температура мо- жет превышать ЗОО°С, что является недопустимым. При больших пролетах и существовании риска внешних повреждений ОК встраивают в качестве центрального элемента внутрь стального троса ВВЛ (рис.5.2.) Кабели, встроенные в конструкцию ВВЛ, можно разделить на два типа (3): — самонесущие ОК; — ОК, навитые на фазу или грозозащитный трос или прикрепленные к фазе или грозозащитному тросу навитым диэлектрическим корделем. Самой экономичной является конструкция ОК (рис.5.3), навитая на провод или трос (рис.5.4), либо прикрепляемая к тросу навитым корделем высокой прочности (рис.5.5). Эта конструкция позволяет избежать переделки элементов ВВЛ и на короткий срок может быть навита на фазный провод или грозозащитный трос. Она должна быть полностью диэлектрической. Опыт использования такой конструкции имеется в Великобритании, Новой Зеландии, Норве- гии, Индии, США.
Рис $.3 Козструвпм ОК, навиваемого в* грхинрос ВИН’ 1 — ОВ во гмриявым шлры- тяем; 2 — илтральмый армирующий элемент. 3 — тетивой имируюшяй елей; 4 — тголо стойки ретина Рве. 5.4. Нажима ОК. в* грозотрос. I — ОК, 2 -трос Рис. 3.5 Подвеоаа ОК н* гроэотрос с помощью аорделг I -гордень;2—трос;3 — ОК
ОК может навиваться на фазу напряжением не выше 115 кВ и ни гро- зозащитный трос ВВЛ 400 кВ Согласно мировой статистике из всех типов подвесных оптических ка- белей наиболее распространены (до S0. 90%) кабели в тросе (ОКГТ) |22,31,32] Эффективность использования ОКГТ на ЛЭП определяется несколь- кими факирами' — наличием в каждой стране разветвленной сети высоковольтных ли- ний электропередачи и, следовательно, возможностью не строить само- стоятельную линию связи, а подвешивать кабель к уже существующим, к -тому же более мощным, чем на ВЛ связи, опорам; — совмещением ОК с обязательным на ЛЭП грозозащитным тросом, который одновременно служит силовым несущим элементом кабеля связи и экранирует его от внешних электромагнитных влияний. Кабели в тросе можно классифицировать по раду признаков, опреде- ляемых, в основном, конструкцией сердечника. Кабели бывают как с пластмассовыми, так и с металлическим модулями Модуль - это само- стоятельный конструктивный эдоменг кабеля, содержащий одно или несколько оптических волокон (ОВ). В ОКГТ используются, как правило, так называемые свободные трубчатые модули - пластмассовые или металлические трубки, в которых ОВ располагаются свободно с небольшой избыгочтюй длиной по отноше- нию к длине кабеля Делается это для того, чтобы волокна не испытывали деформации при воздействии на кабель растягивающего усилия. Кабели бывают модульные и многомодульные. В центре одномодуль- ного кабеля находится трубка относительно большого диаметра, в кото- рой помещаются все ОВ. В многомодульном кабеле несколько модулей скручиваются вместе, образуя повив чаще всего вокруг центрального силового элемента. Возможна скрутка металлических трубок и без ценг- ралытого элемента. Герметичные металлические трубки защищают волокна от проникно- вения извне воды и свободного водорода и обладают высоким сопротнв- нетисм раздавливанию. Через пластмассовые трубки возможна диффузия паров воды и сво- бодного водорода, выделяющегося ^которыми защитными материалами Водород и образованные вм гидроксильные труппы ОН проникают в кварцевое волокно, ото приводит к значительному повышению потерь передаваемой энергии на длиж волны 1350...1400 нм Поэтому пласт- массовые трубке модуней обязательно заполняются гидрофобным помла- ундом. защищающим волокна не только от влага, по и от вибраций. Центральный опорный элемент в многомодульных кабелях может быть либо диэлектрический - стеклопластиковый круглый стержень - кордель, либо металлический- стальная круглая проволока, плакирован-
пая алюминием (алюминированная), профилированный алюминиевый (нлн из сплава) стержень с пазами. Оптический сердечник в ряде конструкций заключается в трубку - по- лимерную или металлическую (алюминиевую, из алюминиевого сплава, аз нержавеющей стали). Во всех кабелях поверх пояспой трубки распола- гается один или два повива металлических проволок, образующих грозо- защитный трос Проволоки могут быть стальные; алюминиевые, сталь- ные, плакированный алюминием (ACS), и адлреевые - из сплава алюми- ния с магнием, кремнием к железом (АА). Выбор вида провокок зависит от эксплуатационных требований к физико-механическим параметрам троса. В двухповявном тросе внешний покна состоит из проволок повышен- ной эжктропроводности (алдрей, алюминий), а внутренний - из проволок высокой мехакичесвой прочности (сталь, плакированная стат,) Таким образом, проволоки, обесточивающе механическую прочность троса к, с.-кдоватедыю, кабеля, зашищегая от воздайстьих при ударах молнии. Короткие замыкания в высоковольтных ЛЭП приводят к высокой плот- ности тока в тросе и сопровождаются повышением температуры внешних алдреевых или алюминиевых проволок, чего не испытывают стальные проволоки внутреннего повива, экранируя тем самым от нагрева оп- тические модули. В одаоповивпом тросе сочетаются оба типа проволок. В вентральной полимерной трубке модуля (maxi tube) кабелей Siemens размещается, как правило, до 60 одиомодовых оптических волоков (ООВ) Е 9/125 (при необходимости до 100), расположенных произвольно нлн труппами. Поверх трубки, заполненной гидрофобным компаундом, следу- ет повив из высокопрочных синтетических нитей (тип А). В некоторых эонструихиях в связи с необходимостью увеличения диаметра централь- кой части кабеля да возможности наложения требуемого числа проволок грозотроса поверх повива нитей экструдируется полипропиленовая обо- лочка (тип В) Грозозащитный трос состоит, как правило, из двух повквов проволок В первом (внутреннем) ковиве находятся либо только стальные алюми- нированные проволоки, либо стальные в сочетании с алдреевыми. Второй (внешний) покна образуют исключительно алдреевые проволоки. В однослойных конструкциях ОКГТ броня состоят из стальных прово- зок с я томивйеной оболочкой и проволок из алюминиевого сплава. По- перечное сечение проволоки из разных материалов выбирается в зависи- мости от электрических и механических требований (26]. ОКГТ выдерживают очень высокие механические и электрические на- грузки; имеют длительный срок службы; обладают малой массой и диа- метром, работают при температуре 6О...+7О’С; оказывают малую на- грузку на опры; обеспечивают оптимальную механическую защиту свето- водов
Конструкция ОКГТ состоит из: центральной защитной оболочка (ЦЗО); алюминиевой трубки (или трубки из нержавеющей стали); круг- лопроволочной брони из алюминиевого сплава AY (или стали, плакиро- ванной алюминием, — ACS). В табл.5.2 даются типичные технические характеристики ОКГТ с од- нослойной броней. Таблица 5.2 Характеристики Тяп/Броня , AY'ACS 34/11 AY+ACS 6*2 AY/ACS 23/23 AY+ACS 4+4 ACS 46 AY+A С8 0+8 AY/AC S 42/14 AY-t-A С8 6+2 AY/AC 8 28/28 AY'A С8 4+4 ACS «4 ACS 0+8 Конструкция с адоминиеаой трубкой Число светоаодо* (масс.) 12 12 12 24 24 24 Масса кабеля, кгЛш 205 250 340 250 305 420 11 (расч, Т=20°С). кА’с 30 23 19 44 34 27 Сосфопвлсяие пост току, Ои/ш 0.W 0,82 U5 0.58 0.68 1,04 Конструкция оо епилявб трубкой Число светоаодо* (касс.) 36 36 36 54 54 54 Масса кабеля, кг/ки 220 265 355 265 320 435 11 (расч, Т=20"С\ кА‘с 21 15 14 32 22 21 Соорошлшие пост току, Ом/км 0.87 1,06 1,91 0,71 0,86 1.54 В ОКГТ с многослойной броней в зависимости от эксплуатационных требований, предъявляемых к грозозащитному тросу, к желаемых меха- нических характерктик броня состоит из комбинации проволок: алюми- ниевой; из алюминиевого сплава; оцинкованной стальной или сталыюй с алюминиевой оболочкой. Внешний слой состоит из тошэпроводяших про- волок (алюминиевой или из алюминиевого сплава), а внутренний - из проволок с высокой прочностью на растяжение. В табл. 5.3 даются типичные технические характеристики стандарт- ных ОКГТ с двухслойной броней.
Таблица 5.3 Характеристике ТипБроня AY/ACS 80/19 AY+ +ACS/A 3+5/16 AY/AC8 61/20 AY+ + ACS/A 0+10/16 AY/ACS 91/38 AY+ +ACS/A 0+10/12 AY/ACS 127/28 AY+ +ACS/A 4+4/14 AY/ACS 113/42 AY+ +ACS/A 2+6/14 AY/ACS 99,57 AY* +ACS/A 0*8/14 Дваметр Проволо- ки, мм 23/23 2333 2.2/3.1 з.о/з.о 3,0/3,0 з.о/з.о Дваметр кабеда OPGW.mm 13,8 13,8 15.6 17,0 17,0 17,0 Число световодов 24 24 24 24 24 24 Маха кабеля, кг/км 385 465 545 585 640 695 ft (расч., Т=20’С), кА2с 114 89 161 264 234 206 Сопротивление пост току. Ом/км 0.35 0,39 039 033 034 036 Конструкция со сткшмЛ трубкой Число световодов (макс.) 54 54 54 54 54 54 Маха кабеля. 405 480 560 600 655 710 ^(расч., Т-20"С), 94 71 136 233 204 178 Сопротивление пост току. Ом/км 0J9 0,45 0,32 034 0.26 0,28 Конструкция с диэлектрической трубкой Число световодов (макс) 24 24 24 24 24 24 Масса кабеля, п/км 375 455 535 575 630 685 ft (рас% Т=20“СХ кА’с 94 71 136 233 204 178 Сопротивление пост таку, Ом/км 0,39 0,45 0,32 0,24 036 038 В табл. 5.4 приведены типичные технические характеристики стан- дартных ОКГТ с проволоками из алюминиевого сплава (AY) и стальны- ми оцинкованными (ST) (два слов брони)
Таблица 5 4 Характеристика Тни/Броня AY/ST 80/19 AY* *ST/AY 5*5/16 AY/ST 61/38 AY* »ST/AY 0*10/16 AY/ST 91/38 AY* bST/AY 0*10/12 AY/ST 127/28 AY* *ST/AY 4*4/14 AY/ST 113/42 AYt • ST/AY 2*6/14 AY/ST 99/57 AY* *ST/AY 0+8/14 ПНР. кН 51 73 82 78 94 110 Модуль упругости, кНым3 80 102 92 79 89 100 Коэф тепл, расши- рена* ю^/к 17,9 15.1 16,2 18,1 16.6 15,4 Диаметр ЦЭО, мм 5.0 5.0 5,0 5,0 5.0 5,0 Диаметр ороаоло- ки, ММ W1 11V 2Д/3.1 3.0/3.O 3,0/3,0 3.073,0 Диаметр кабеля OPGW. мм 13,8 13.8 15.6 17,0 17,0 17,0 Число саегоаодое (макс) 24 24 24 24 24 24 Масса кабала, п/кк 420 520 605 635 710 785 11 (расч., Т=20"С), кА’с 105 72 138 243 204 168 Сопротаалеяае пост. току. Ом/км 0.36 0,43 0,31 0.24 0Д6 0,28 Конструктив со стальной трубксЛ Число светоаодов (макс.) 54 54 54 54 54 54 Масса кабеля кг/км 440 540 620 650 725 800 14 (расч, Т- ИРС). кА’с 85 56 115 212 176 143 Сопротаалеиае вост току, Ом/км 0,41 0,50 035 0.26 0,28 0,31 Конструктив с даэлектра ческой трубкой Число световодов 24 24 24 24 24 24 Масса кабеля кг/км 410 510 595 625 700 775 H^tpara, Т=20“С), 85 56 115 212 176 143 Сопротяалееае пост. току. Ом/км 0.41 0,50 035 0,26 0,28 031 Оригинальные одаомодульиые кабели иод названием Spiral space рек- ламирует бывшая финская фирма Nokia (ныне преобразованная). Поли- мерная (из полизгилеягерефтадита) трубка сплошного сечения имеет внутренний спиральный канал, в шпором размешено до /Л групп ОВ Какал заполнен гидрофобным компаундом Спиральный канал обеспечивает избыточную длину волокна (0,5 0.6%). Поясную изоляцию
образуют несколько слоев лент из различных материалов Двухповивкый гроэотрос составляют преимущественно проволоки ю алюминиевого сплава, во во внешнем повиве имеется несколько стальных алюминиро- ванных проволок. Кабели AEG выпускаются четырех типов. Три из них однородные (1,2;3) - только с оптическими модулями, а один - комбинированный, в нем гюмимо оптических модулей есть четверки, скрученные из медных изолированных жил. Во всех однородных кабелях содержится от 2 до 6 модудей, в каждом из которых но одному-два ОВ. Общее число ОВ в кабелях 2... 12. Избы* точная длина ОВ ко отношению к длине кабеля создастся благодаря скрутке модулей 115-17,22,26]. Поверх полиэтялсаоной оболочки в кабеле 1-го типа - один повив проволок троса, а в кабелях 2- и 3-го типов - два повива. Различаются кабегш 2- к 3-го типов по числу ОВ и, главное, по дембииации проволок троса я по его суммарному седеяню. Каждый тип однородных кабелей имеет пять конструктивных вариантов. Представление об их параметрах дает сводная табл.5.5, в которую включены по два варианта кабелей каж- дого типа Кабель троса Pirelli Telecom (Испания) имеет 14 типоразмеров, разде- ленных на три труппы по числу ОВ. до 16; до 24 и до 48. Центральный силовой элемент - диэлектрический. Пространство внутри модулей, а такие свободный объем скрученного сердечника (межмодульное про- странство) заполнены водоотталкивающим и поглощающим водород компаундом. В отличие от кабелей AEG поверх поясной обмотки сер- дечника экструдирована не нолизгмленовая, а алюминиевая трубка. Волоконно-оптический кабель марки OPGW компании Pirelli приме- няется для прокладки волоконно-оптических линий связи по опорам ли- ний электропередачи с одновременным использованием его в качестве грозозащитного троса (рис.5.6). Ряс 5.6. Грозотрос с ОК. 1 — «ипячеоие водокза; 2 — гадрофобшЯ задотаитап.; 3 — свободные трубки; 4 — арамидные волокна; 5 водорсдооослоаиющий гидрофобный зыюднэтеж; 6 * оберточная леапв, 7 -- тзшупя алюминиевая трубка, 8 — имьаи пока кз ывоыяввевых сшааов
Таблица 5.5 Параметры OPGW (ОКГТ) AEG Параметры Кабели типов 1-го 2-го | 3-го повмны Число оютчеекях 2..6 4...12 2 .6 2 6 2.. 12 2.. 12 Дваметр труби моду- 1.4 W 1<4 1,4 W го Проволоки троса, nxd, первый ПОВИВ - алдрееаые стадионе торов нови - алдрееаые спллые алюмивирмашше j § . 13x3,25 13x2,0 10x3,0 4x3,0 12x3,25 13x3,25 5x3,25 18x2,0 1213,0 5x3,0 11x3,75 13,75 4x3,75 Диаметр кабеля, мм 153 17.4 16,8 23.1 20,0 25,0 Масса кабаля, кг/км 421 389 551 956 724 1136 Суммарное сечяяяе проволок Троса, мм2, в том чк». дартсты* стажааюмжпневых 91,3 66,4 24,9 107,8 107,8 139,8 111,5 28,3 248,9 207,4 41,5 176,7 141,4 353 3O9J 265,1 Расчетная разрывная нагрума. кН 47,6 30,1 64,1 106,3 80,7 125,6 Коэффициент Теплово- го расширенна, 10*/К 18.0 22,7 18.9 19,4 18,9 19,8 Допустимое растяги- вающее уекяи, Н/мм2 ыахешияиюе среднее 210 83 115 53 186 75 173 71 185 75 165 69 Эквшлеяпюе прово- дящее сечение, приве- денное к алюминию, мы2 63,3 92,7 103 189 130 239 Сопротивление посто- янному тогу пре 20°С, Outoa 0,452 0,318 0,280 0,155 0,221 0,122 Допустимый ток КЗ при 30 160°С, 1с. кА 0,7 10.0 11,0 20Л 14,0 25,7 я транспортировке и эксплуатация £ 4 70°С, при прокладке 10.. *50°С
каждая из которых может содержать до 12 одноиодовых цветных воло- кон. Сердечник кабеля также заводнен гидрофобным водородопогло- щаюшим гелем (HYDROGET) и обернут синтетической упрочняющей лентой. Сердечник кабеля помещен в тянутую алюминиевую трубку, толщина которой зависит от технгеских требований, предъявляемых к кабелю. Кабель защищен одним слоем стальных с алюмямиевым нокрытием проволок н/нлн проволок из алюминиевых сплавов в зависимости от технических требований, предъявляемых к кабелю. Кабель разработан для использования на линиях элегтрпперт^чи с напряжением до 500 кВ. Оригинальна конструкция OPGW Alcatel я Samsung Основу ее со- ставляет опорный профилированный стержень из алюминия (Alcatel) или из алюминиевого сплава (Samsung), в пазах которого расположены пластмассовые трубчатые модули, содержащие ОВ н заполненные компа- ундом. В кабелях Alcatel - четыре модуля, в кабелях Samsung - два. В кабелях Samsung трос одноновивиый из стальных алюминированных (ACS) проволок, а в OPGW Alcatel - двухповивный: первый повив про- возок из ACS, второй ~ кз алюминиевого сплава. Кабели данного типа обладают наибольшей стойкостью к раздавливанию. Принципиальная одномодульная конструкция OPGW Alcatel- Kabelmetal содержит центральный опорный элемент - стальную алюми- нированную проволоку. В первом (внутреннем) новиве кабеля имеется один металлический модуль - стальная трубка, содержащая до 24 одномодовых волокон Е 9/125. В этом же повиве расположены пять стальных алюминированных проволок, определяющих, в основном, механическую прочность кабеля В последующих - втором и третьем (если он есть) - новнвах проволоки адореевые, обеспечивающие стойкость кабеля к току короткого замыка- ния. Тринадцать конструктивных вариантов кабеля разбиты на «тыре группы как по числу ОВ (15;18;24) и соответственно диаметру трубки модуля, так и по числу к диаметру проволок троса. Многообразием конструкций выделяются (OPGW) Philips, в основе которых также лежат только мсгаллкчЕские элементы. Все кабели разде- лены на четыре арннпипиальных типа. Тип I. Вокруг центрального опорного элемента - проволоки из алю- миниевого сплава (АА) или стальной алюминированной (ACS) - распо- ложен повив с опины иди двумя модулями - трубками из алюминирован- ной нержавеющей стали (ACST), в которых находятся ООВ Е 9..,10/125. В новиве также размещены петь или «тыре ACS-проволоки - заполните- ли. Скрученный сердечник окружен трубной из сегментных проволок АА а Существуют восемь конструктивных вариантов, попарно разбитых на четыре группы.
Тип 2. Конструкция по типу 1, усиленная повивом из прополок АА б. Тип 3. Три или четыре стальных нодуля скручены между собой и рас- положены в центре кабеля (без опорного элемента). В каждом по восемь ОВ. Они окружены сегментированной трубкой из алюминиевого сплава и одним или двумя повивами проволок грозотроса. Тип 4. Подобен типу 2, по без сегментированной трубки. Трос однопо- вквный. В маржах большинства зарубежных кабелей помимо условного обозначения их тина через дробь указаны суммарные площади дове- ренных сечений несущих компонентов - проволок из алюминиевого сплава и стальных алюминированных, а через тире - допустимое значение тока короткого замыкания. (табх5.5) Физико-механические характеристики кпольэуемых в мире для под- вески кабелей ариведены в табл.5.6. Таблица 5 б Параметры Фирма - юютмитсль я тип троса FujikuraUd. Alcoa Fujibtt* Ltd. Л-3698 А-3722 А-3779 А-3990 19/42mm 2/512 ОРТ-GW 22/43пяп2/555 ОРТ-GW Число отпичеспх ИШМОН. ШГ 16 32 32 16 16 32 Число/диаметр алюмомдамык ПРОВОЛОК, яп/мм 83.6 9/3,35 24/3,15 24/3,15 13/2,45 15/235 Наружный дваметр аыоышпкаой трубки, мм 5.6 6,3 6Д 6Д 8.1 9.4 Расчетная прочность. кг 9790 9540 23200 23200 6252 6583 Расчетная площадь поперечного сечсияя, мм2: алэомомядоошх проволок иоомянисвой 81,44 17.08 98,52 79,33 20,99 10032 187,0 20,01 207,0 187,0 20,01 207,0 61,29 31,90 93,18 65,06 41,12 106,18 Наружный диаметр троса, мм 48 13.0 18.8 18.8 13.0 Примерная касса. 590,3 568,8 1321 1316 439
Расчетов сопроти- вление постоянно- му току оря темпе- регуре *200°С, Ом/хм 0.659 0.571 0.353 0353 0,4699 03946 Модуль упругостя. 14690 13330 15230 15230 10520 10089 Коэффишеет явяеЯвого удаяве- яи.1“С 1Э,?х хЮ* 13,6х «10* 13,0s Х10* 13.0s xlO* 16,01х Х10* 16.46Х KlO* Урояеиь тосоя короткого чмык*- ви, (хА.)% 60 60 60 60 60 80 Кабель Skylitc фирмы «Фогас» может использоваться не только в качестве грозозащитного троса, по и в качестве фазного провода со встроенным оптоволоконным кабелем (17] Благодаря уникальной техно- логии изготовления высоковольтных изоляторов, содержащих оптические волокна для стыковки кабеля по обоим концам линии, компания «Фокас» предлагает беспрецедентную возможность строительства ВОЛС-ВЛ вы- сокого напряжения (выше 150 кВ) для энергосистем, где традиционно грозозащитный трос не используется но всей длине линии Специалисты компании «Фокас» начали разрабатывать оптические полимерные изоляторы свыше 15 лет назад. На сегодняшний день выпус- каются различные изоляторы для работы на линиях напряжением до 750 кВ. Вся продукция выпускается в соответствии с международными стан- дартами МЭК 1109 (ЕС). Кабель Skylitc является комбинированным проводником, одновремен- но служащим электрическим проводом и кабелем связи. Существуют две модификации кабеля Skylite: оптический кабель в грозотросе (ОКГТ) и оптический кабель в фазовом проводе (ОКФП). Благодаря совершенной конструкции на основе прочного профилиро- ванного сердечника кабель Skylite выдерживает жесткие условия монтажа лучите, чем алюминиевый кабель обычной трубчатой конструкции. К тому же он позволяет решить проблемы, связанные с выделением водо- рода Кабель Skylite отвечает требованиям стандарта ЕЕ 1138,он аризкан и широко используется злеггроэнергетическими предприятиями во всем мире. 5.2 ОК диэлектрической конструкции Полностью диэлектрические ОК с ленточным креп пением к несущему проводу крепятся специальной липкой лентой с помощью тюлуавтомэ-
гической наливочной машинки, движущейся по модниезащвтному тросу i или фазовому проводу. В зависимости от условий кабель типа AD-Lash может быть смонти- рован на грозозащитном тросе без отключения электроэнергии. Об эвоноиичви, прост в монтаже, имеет малую массу, недорог. Креп- ление не позволяет двигаться кабелю относительно несущего проводами так как кабель не наматывается, всклочено образование нетель. Липкая лента содержит облицовку из арамида для защиты от молний и птиц. Передвигая каретку с кабелем по несущему проводу, можно смонтиро- вать и второй кабель типа AD-Lash, Эго не влияет на подвешенный ранее кабель. В табл. 5.7 даются характеристики стандартных кабелей типа AD-Lash для монтажа на трозпзащЕпном тросе кии фазпом проводе. Таблица 5.7 Параметры ADDD2Y ADLP.D2Y Число асгоьолм До 24 2$ 48 До 24 Дваметр ибеля, им 5,9 6.5 5,9 Масокабшш, кг/км 28 34 27 Стандартна» етряпсплм длвва, м 2000 1700 2000 Маас натрут п растяжение пре монтаже, Н 100 100 100 Мвн. радвус югиба, им 130 ВО 130 Температура, "С: жсолупапмя аралоаремевнаа длкплыш -60 .*-10 ’200 -60. +70 <200 -60...+70 <200 <80 Макс, рабочее аапрвжеаве, кВ 30 Првметавее. ADL-D2Y предназы-ив для хрешвнка к гроюааигиюму троссу, ADLP-D2Y — к фашоку провод» Для самонесущих ОК, подвешенных на ВЛ напряжением 132 кВ, ши- роко применялись полиэтиленовые оболочки. При этом было замечено, что при длительном нахождении в высоком электрическом поле происхо- дит разрушение шшяэтияежшой оболочки и, следовательно, разрушение ОК. Вследствие загрязнения окружающей среды и выпадения осадков с различными примесями происходит изменение поверхностного сопротив- ления подиэтнлевовых оболочек при высыхании их от середины пролета к опоре. Следует различать конструкции самонесущих ОК для больших проле- тов подвески 100.250 м и малых. Для больших пролетов нодвескв кабе-
ли содержат большое число армирующих диэлектрических элементов - это для 110 ..500 кВ ВВЛ, дм малых - конструкции несколько от- личаются и имеют менее прочную структуру: могут быть подвешены на 10...35 кВ ВВЛ и на опорах электрифицированных железвых дорог пере- менного и постоянного токов Приветам два типа конструкций для наружной прокладки, применяе- мых и испытанных на электрифицированных железных дорогах (табл 5 8). Таблица 5 8 Тсхавчаскве усазш Температура, °C, дитяггов «Ожирев» вга Храмов» и граасшфЛфош -40. *70 -40 +70 (-30...+70) Просиди 1 к моти -5. *50 -5 +55 (-5 ••*«) Эксшгутцвк -40...*70 -40 +70 (-30...+00) Примечание', в скобках указаны значения для кабелей отдельных ти- пов На сегодняшний день для различных сетей фирма “ФОКАС” (Швеция) предлагает следующие решения [17): СКАЙСПАН - оптический самонесущий диэлектрический кабель, монтируется ниже фазовых проводов Рекомендуется к применению на существующих линиях. Преимущества: — можно проводить монтаж без отключения линии; — не повреждается молнией или токами короткого замыкания. Недостатки: — применение ограничивается напряжением линии — не выше 110 кВ, — при больших длинах пролетов возрастает стоимость кабеля; — увеличивается загрузка на опоры; — очень низкая надежность. СКАЙРЭП - волоконно-оптический навивной кабель. Навивка осу- ществляется на фазовый провод или грозозащитный трос. Рекомендуется к применению на существующих линиях. Преимущества: — экономичное решение; — можно проводить монтаж без отключения линии; — высокая скорость монтажных работ, — простота монтажа в сложных условиях (горы, реки и т.п.),
— простота прохода спсцпереходов (не нужны ловушки), — увеличение нагрузки на опоры незначительное, (малый слой гололеда и увеличение ветровой нагрузки), — нет ограничений по классу напряжения линии при навивке на гро- зозащитный трос. Недостатки: — срок службы кабеля определяется сроком службы вровода/троса, на который он навит, — применение ограничивается напряженней линии — не выше НО кВ при навивке на фазовый провод; — число волокон до 48. Основной продукцией фирмы “ФОКАС” является навивной кабель (рнс.5.7) Волокна Оболочка Рис. 5 7. Ншпаов ОК ш грсмпрос фцпш 'ФОКАС Монтаж кабеля СКАЙРЭП производится с помощью наживочной ма- шинки и радиоуправляемого самодвижущегося механизма (РСМ), пере- мещающихся по проводам и укладывающих кабель. При использовании двух комплектов монтажного оборудования воз- можна навивка кабеля в разные стороны, что позволяет увеличить строи- тельную длину до 3,7 км и таким образом минимизировать потери сигна- ла на стыках волокон. Монтаж системы СКАЙРЭП ведется довольно быстро, т к. скорость перемещения РСМ по проводам составляет около I м/с. Основная потеря времени происходит при обходе опоры. Так, на- пример, одной бригадой одним комплектом монтажного оборудования в среднем за пятидневную рабочую неделю можно произвести укладку 18 км навивного кабеля, а подвеску — лишь 8 км ОКГТ или ОСДК. Фирма “ФОКАС” выпускает 6 различных модификаций навивного на- беля. Во всех кабелях, в том числе и в кабелях СКАЙРЭП, используется свободная укладка волокон, поэтому волокна в кабелях остаются нена- пряженными при любых энсплуатацнонных режимах. “ФОКАС” может поставить в кабель любые волокна от любых производителей по выбору
5.3 Оптические кабели, подвешенные на ВЛ 110-500 кВ ниже уровня фазных проводов Одним из способов организации волоконно-оптических линий на опо- рах высоковольтных линий по...750 кВ является подвеска оптического кабеля ниже уровня фазных проводов. При этом конструкция оптического кабеля может содержать центральный металлический элемент. вокруг которого в повнве располагаются оптические волокна в плотном защит- ном покрытии и полимерные слон, защищающие волокна от проникнове- ния воды, солнечной радиации и других явлений окружающей среды (снег, дождь, гололед н др). Такая подвеска обладает следующими пре- имуществами: — уровень электрического поля на поверхности диэлектрической обо- лочки, приводящий к появлению сухоразрядной дуги, несколько ниже; — ветровые нагрузки ниже, чем у конструкций, подвешенных на большой высоте; — фазные провода защищают ОК от [розовых воздействий. В последнее время появились предложения 127,30] о снятии грозоза- щитных тросов с ВЛ напряжением 110..750 кВ на металлических опо- рах. Известно, что в районах с малой интенсивностью грозовой деятель- ности линии без грозозащитных трогов работают весьма успешно. Внед- рение в линейное строительство новых полимерных материалов позволя- ет значительно повысить электрическую прочность изоляции ВЛ при воздействии грозовых импульсов. Для обеспечения приемлемой грозсупорности безтросоиых линий на- пряжением 110 кВ не требуется усиления изоляции линий. Для линий, напряжением 220...330 кВ необходимо усилить изоляцию в 1,5 и более раз (в зависимости от интенсивности грозодеятельности), усиление изо- ляции в 2 и более раз необходимо для безтросовых линий на 500.. 750 кВ.
На основании статистических данных о повреждении ВЛ с грозотросами в без них можно сделать вывод, что оптические самонесущие кабели с металлическими элементами следует прокладывать трема способами — подвеска оптического кабеле с центральным металлическим элементом ниже уровня фаз при наличии грозозащитных трест» на ВЛ, — подвеска оптичесвого кабеля с центральным металлическим элементом ниже уровня фаз на линии с металлическими опорами при святом грозозащитном тросе без усиления изоляции ВЛ; — то же с усилением изоляции ВЛ без грозозащитных тросов. Случаи повреждений распределяются между этими тремя способами примерно в соотношении 1:3:0,3. В настоящее время на высоковольтных линиях широко используются оптические кабели, встроенные в грозозащитный трос (75% всех подвесок на ВЛ ОК). Однако интересно рассмотреть вариант более упрощенного внедрения самонесущих конструкций с усиленными механическими характеристиками в конструкции ВЛ. Подвеска ниже уровня фаз показывает, что конструкция с непереоборудовавным грозозащитным тросом является наиболее надежной с тачки зрения грозозащиты. Рассмотрим конструкции на металлических опорах для ВЛ на 110... 220 кВ [29]. Таблица 5.9 и, кН Виола овср. км N„, аа 100 км ливи8 ири 100 грозодвяха год Процеят однофазных замыпаяй НО без троса 220 без троса 13 23,5 84 2$ 1.6 76 25 10.8 47 25 од 87 Из табл. 5.9 видно, что наличке троса в несколько раз снижает число отключений на ВЛ напряжением НО... 220 кВ Сжаювапелыю, уменьшается к воздействие на оптический кабель, подвешенный ниже уровни фаз. В табл 5.10 приведены данные, подтверждающие усиление изоляции ВЛ на 110 кВ с деревянными и металлическими опорами [29].
Таблица 5.10 Мп«рШ1 Высота Палаше троса NM ва 100 кы шняв при ЮО ipoooaao а год Процент однофазных звмымяай дерево 13 без троса 3.8 14 ыепихп 13 без эроса 23J5 84 металл 25 стросом 1,6 76 Усиление изолщин опор современными полимерными материалами может привести к снижению числа отключений на линии до таких же значений, как и для случая с тросом, но при этом может увеличиться доля мсждуфазяых замыканий, что может сказаться на надежности ОК Вместе с тем, чем ниже подвешены провода, тем больше повреждений за счет набросов на провода, падения деревьев и перекрытий транспортными средствами: 31% на ВЛ напряжением 110 - 220 кВ (дм ВЛ 500 кВ — 12%). Поэтому, выбирая способ подвески, нельзя забывать о повреждениях, связанных с габаритами подвески ОК (повреждения негрозового характера). 5.4. Подвески ОК на различных несущих опорах Для прокладки ОК в сельских районах, а также дм устройства переходов от одного здания к другому могут применяться ОК с несущим тросом. Примером такой конструкции является кабель, представленный аа рис. 5.8. Кабель может эксплуатироваться при температуре - З0...+50°С. Макимальаое растягивающее усилие при установке — 50кН, минимальный радиус изгиба — 300 мм Важной характеристикой подгруппы кабелей является их стойкость к воздействию вЖтряпни возникающей под воздействием ветра и вызывающей модальные шумы и нестабильность затухания [2]. На рис. 5.9 представлена вонструкция ОК, н которой несущий трос выполнен распределенным равномерно so сечению ОК из неметаллических элементов, что позволит устанавливать его непосредственно на опорах ЛЭП высокого напряжения. Два ОВ располагаются вдоль сердечника из полимерного материала, являющегося одновременно армирующим элементом. Вторичная защитная полимерная оболочка ОВ выполнена в виде ТЗО. Сердечник н ОВ в ТЗО скреплены пыпвяериой лентой и помещены внутрь первой оболочки ОК из полиэтилена. Поверх этой оболочки накладывается слой из высокопрочных синтетических нитей. Внутри внешней оболочки ОК (выполнена из полиэтилена) равномерно размешены армирующие элементы (31|. Максимальное расстояние между точками подвеса кабеля
составляет 200 м Рис 5 8 Конструкция ОК с несущим тросом- к - со сплайнов оболочкой', б - с оболочкой, полученной обшикой ю лент 1 - - ОВ с ТЭО; 2 — сердечник с армирующими элшентшк 3 — демофирупвее мполвваие к киде пошшрошиеисшх трубок, 4 стильаой трос. 5 — квепгап оболочка (Ж; 6 ~ скреллямшвй элемент к> профилированной ленты или алюмяяиекой фольги; 7 — киутреявжи оболочка, 8 — |вапшяа оболочка заготовка с ОВ;9 — мига» оболочка троса Рис $.9 Кжтдоям ОК «еесужим тросом яз подвески Конструкция Ок, включающая 8 ОВ, расположенных в повнве вокруг кевларового армирующего центрального элемента и заклеенного в изоляцию из материала, не трескающегося под воздействием солнечных лу«й, перепадов температур, представлена на ряс. 5.10. Внутри конструкция заполнена водоблокирующим составом. Диаметр такого кабеля 5,5 мм, вес 24 кг/км при б волокнах, радиус вамогкн (минимальный) 2,54 см, температурный диапазон применения - 4О...1ОО°С. В кабеле применяются многомодовые оптические волокна 50/125 во вторичном поарытии с минимальной шириной полосы 400 МГц/ км и максимальным затуханием 1,36 дБ/км на волне 1,3 мкм. Ожидаемый срок службы такого кабеля 10 лет.
Самонесущие OK (32J также имеют полностью диэлектрическую конструкцию В этом случае центральный армирующий элемент вылолияется из стеклопластика большого диаметра, обеспечивающего высокую механическую прочность Один из вариантов самонесущего ОК представлен на (рис. 5.11) — это мягкий центральный элемент с волокном с защитным покрытием, навитым в один слой (диаметр защищенного волокна 0,5 мм). Волокно имеет избыточную длину, поверх вожжой наложена пластмассовая оболочка, покрытая фольгой. Затем располагаются полиамидные стержни, составленные из лент, и полиэтиленовая оболочка Внешний диаметр кабеля 11 мм. Рассчитан он на пролет в 75 м. Другая конструкция ОК для пролетов 50 - 75 м представлена ва рис 5.12 ОК содержит полимерную трубку, внутри которой расположены оптические волокна с избыточной длиной в гидрофобный заполнитель. Далее расположены ленточные армирующие элементы, слой жароштавкого клея и тюлиэпшсновая оболочка. Для 50-мстроаого пролета используется самонесущий кабель диаметром 9 мм, для 75- метрового пропета -12 мм. Эта конструкция проста в изготовлении р2) Конструкция самонесущего ОК имеет центральный диэлектрический стержень, вокруг которого скручены диэлектрическая трубка с двумя волокнами, в полиамидные стержни, покрытые пластиком. Поверх стержней расположены дополитеиьиые ленточные силовые элементы и полиэтиленовая оболочка (рис. 5.11). Данные о трех типовых конструкциях этого кабеле приведены в табл. 5.11. Таблица 5.11 Характеристики Самонесущие кабели Тип! Тип 2 ТкпЗ Диаметр кабеля, м 11 12 10 5 Масса, кг/км 90 120 90 Число волевой & 6/12 6/12 Допустимое удлинение кабеля, % 7.0 1,0 1.0 Максимальная натрума при растяжоши, кН 2,5 2,5 5,5 Полностью диэлектрические самонесущие кабеле (ADSS) фпрмм Siemens подвешиваются на действующих высоковольтных линиях. Использование высокопрочных волокон из арамида с очень высоким модулем упру гости в качестве элементов, воспринимающих нагрузку на растяжение, обеспечивает малую массу кабеля и опгимальвые характеристики [26] Таким образом, дополнительная нагрузка на опоры от кабеля типа ADSS в целом сводится к минимуму.
Преимущества самонесущего ОК - - может быть смонтирован без отключения электроэнергии, — обладает оптимальным сопротивлением явлению трекинга; — допускаются пролеты большой длины; — малая масса; — малый наружный диаметр; - - повреждения ЛЭП обычно не оказывают влияния на перед ачу, — ра6счаятемпература-60...+ 70°С. В табл. 5.12 даются характеристики стандартных самонесущих конструкций. Таблица 5.12 Параметры Твпхабеян A-D(T) 2Y A-DfD 2Y.. a-dcd 2Y. A-D (1)Н A-D CDB • A-D (Т)Н A-D (Т1И Сечен элем ej арамида, им* 7Д 15,0 25,0 7Д 15,0 25,0 36,0 Наружный диаметр, им 96/ 10.8* 10.8/ 118* 118/ 12 9 9.6/10 8" 108/ 11.8* 10 8/ 11.8* 12 9/13 .9* Монуль упругоета, di/им* 120.0 120.0 1200 120 0 1200 1200 120.0 Коэф теня, рапными»» _2 -2 . j -2 -2 _2 -2 Расч разруа. натр, ill по 36 0 «0.0 170 360 «00 860 Маса аабеля. хг/ям 71/92" 92/109" 111/128’ 98/122' 124/142" 146066* 172092" Махе растят, вагруиа. Я 3500/ 4500* 8000/ 10000* 13000/ 16500* 3500/45 00’ 8000/100 00’ 13000/ 16500* 19000/ 24000" Мне раджус нзгабемм 4500" 10000" 16500 4500 10000" 16500 24000" Махе, напряженно ЛЭП.ХВ <110 <110 <Ц0 2110 >110 >110 2110 Когда новерхвость кабеля типа ADSS подсыхает (например, после дождя), может произойти разряд по поверхности ободочки кабеля между мокрыми проводящими зонами. Этот, так называемый, эффект трекинга вызывает эрозию внешней оболочки. Уменьшить эффект трекинга в кабелях типа ADSS фирмы Siemens можно за счет: — использования для оболочки кабеля специального устойчивого к трекингу и самогасящегося полимера; — пропитки волокна ИЗ ярами яа полупроводхпкй ЖИДКОСТЬЮ. Самиесущимй кабель SH180997/02.100 фирмы «Пирелли» состоит из 6 модулей , спирально обвитых вокруг центрального силового элемента Сердечник кабеля представляет собой комбинаций свободных пластиковых трубок, заполненных гидрофобным наполнителем, каждая
из которых может содержать до 8 одномодовых цветных волокон Сердечник кабеля также заполнен гидрофобным наполнителем, обернут упрочняющей лентой и закрыт полиэтиленовой оболочкой Вокруг сердечника расположены усиливающие волокна, пропитанные закрепляющим и водоотталкивающим гелем Внешнее покрытие изготовлено из специального материала, стойкого к механическим повреждениям (рис. 5.13) и воздействию электрического поля (рис. 5.12). Рве. 5 11 Самоаесущий ОК оо сторжаевымв «риируюпппа ыкмевпыи I - мягкий центральный элемент; 2 ОВ « мгшпном Рве 5 12. Семовесупий (Ж с ленточными армирующими элементами: ! — 0,5 мм ОВ. 2 — гоыпаувд 3 — волшернм трубка, 4 — силовые аоемевпе 5 — иароирочиый кпееиой слой; б — палиэтаяеиоьо оболочка Основным элементом самовсущей конструкции ОК, представленной на рис. 5,13, является несущий трос из стальных проволок [26V Так как кабель может эксплуатироваться в широком интервале температур и при наличии ветровой и ледовой нагрузок, в нем применяется свободная укладка ОВ. В конструкции кабеля; приведенного на рис. 5.14, оптические волокна 1 размешены внутри полиэтиленовой (ПЭТ) трубки 3, поверх которой укладываются профильные элементы 4 таким образом, что их взаимно прилегающие бововые поверхности с продольными пазами 5 расположенными длин против другого) образуют закрытые камеры, в которые вложены эластичные уплотняющие шнуры 5
На рис. 5.15 представлена конструкция кабеля, стойкого к воздействию токов утечки. Термопластическую или эластомерную оболочку 4 после полимеризации силикатными составами сшивают. Материал оболочки содержит добавки в воде оксидов мета нт» в карбидов, которые обеспечивают стойкость оболочки к воздействию токов утечки [26]. Рк ! 13 ОК с несущим тросом: 1 - весушй трос; 2 — шружаи воаиурепаош оболочи 3 — алаепмеомм обооотх*. 4 — ОВ, 5 - сердечник, 6 — еялоаой элемент Рве. $ 15 СыюяесупиЯ OK crotart смеЯстипо эдссрячесыго dou. I — ОВ
Испанская фирма Pirelli Telecom применяет как МОВ 50/125 и 62,5/125, так и ООВ, в том числе со смещенной дисперсией. Выпускаются кабеля (26] подвесные, со свободными трубчатыми модулями. Кабели для наружной прокладки разделяются на три тити: Тип 1. ОК в стальной гофрированной броне с металлическим центральным силовым элементом (ЦСЭ) — универсальный кабель Применяется ддя нрокладки. в канализации или непосредственно в грунте, для крепления к тросу линий воздушной подвески я ддя монтажа по стенам зданий и сооружений. Модули и скрученный сердечник заполнены гидрофобным компаундом. Стальаал броиелекга - луженая или покрытая сополимером. Тип П. Кабели без металлических элементов, облегченные (в одной пластмассовой оболочке). Используются так же, как и ОК первого типа, за исключением прокладки непосредственно в грунте. Тип Ш. Аналогичен типу П, по усиленный: две пластмассовые ободочки чередуются с двумя сколия арамидных волокон. Пригодны ддя эксплуатации вблизи ЛЭП. Польские кабельные заводы «Ожаров» н BFK производят широкую гамму оптических кабелей с МОВ <362,5/125 и ООВ как с несмещенной Q), [26] так и со смещенной (jp) дисперсией. Кабели для наружной прокладки со свободными трубчатыми модулями, с 1...144 ОВ, усиленные арамидными волокнами пригодны для подвески на опорах ЛЭП и линиях электрифицированных железных дорог. Самонесущие кабели воздушной подвески (трубчато-модульные) имеют 1...72 ОВ и металлический или неметаллический ЦСЭ, а профильно-модульные - 1...3 ОВ. Допустимые радиусы изгиба самонесущих кабелей - 30 диаметров кабеля. Южнокорейская корпорация Jijin во всех ОК наружной прокладки - самонесущих кабелях применяет свободные трубчатые модули, заполненные гидрофобным компаундом. В повиве кроме модулей могут размещаться пластмассовые кордели - заполнителя [9]. Для подвески на опорах можно использовать самонесущий трос, стальные либо стекдопластиковые стержни. Строительная длина всех табелей нс более 1... 1,5 км. Самонесущие кабели фирмы Samsung восьмсрочной конфигурации содержат 2... 144 ОВ. Несущий трос - стальной. Кабели могут иметь либо одну алюмополиэтиленокую оболочку, либо броню из стальной гофрированной ленты я две ПЭ-оболочки (наружная соединена с броней). Сампугргупри» кабели Fujikura выпускаются в трех вариантах.
классической восьмерочкой конструкции с перемычкой (тип SSD), со скрепляющей проволокой (тип SSF) и полиэтиленовыми бандажами (тип SSH)-специально для больших пролетов. Число ОВ-12 Швейцарская фирма Cortaillod Cable выпускает [15,16] самонесущие конструкции кабеля без несущего троса, с периферийным силовым элементом из двух повввов либо тонких стекловолоконных нитей, либо тонких арамидных вояэнон. Эти кабели пригодны для подвеска при длинах пролетов менее 50 м. Многообразны конструкции и механические параметры самонесущих кабелей Siemens (Германия) Простейшая конструкция [8| - ОК без метадаичееккк элементов В центральной пластмассовой трубке с заполнителем содержится до 48 ООВ 9/125. Вокруг нее расположен силовой элемент из прочных на расткжеию пластмассовых нитей. Оболочка выполнена из полиэтилена или из огнестойкого материала. Кабели финской фирмы Nokia, предназначенные дм подвески ва опорах, содержат 2...96 ООВ, расположенных в профильном модуле со спиральными каналами («spiral space» - s. р) небо трубках («loose tube» -1 t) Трубки скручиваются в одни повив вокруг центрального силового элемента - композитного (пластмассовый вардель, обмотанный пропитанными адгезивными стекловолоктамн) или стального с пластмассовым покрытием (15,16,26]. Сердечник ОК покрыт слоем водостойкого материала. Экраном служит алюминиевая лента толщиной 0,15 мм, ламинированная с обеих сторон полиэтиленом. Оболочка • из ПЭ. Самонесущие кабели восьмерочной конструкции (со встроенным тросом 7x1,57 и 7x2,12) содержат до 48 ООВ, также расположенных в профильном модуле или в свободных трубках Кабель GNSLSLDV шведской фирмы Ericsson - самонесущий, неметаллический, подвесной. Используется для монтажа на опорах. Расстояние между опорами не превышает 150 м. Конструкция — диэлектрическая в может прокладываться параллельно силовым линиям напряжением до 120 кВ. Кабель может содержать 4. .48 волокон (одномодовые, многомодовые и вомбинированные). Радиальная форма профилированного сердечника обеспечивает хорошую защиту против растяжения и радиальной сиды кабельной прматуры. Гидрофобный заполнитель защищает кабель от проникновения иол ы. Кабель GNSLCV фирмы Ericsson - самонесущий кабель «восьмерка’ для монтажа на опорах. Расстояние между опорами — не более 75 м. Кабель может содержать 4...48 волокон (одвомодовые, многомодовые или комбинированные) Подвесная стальная проволока в соединении с оболочкой образуют тиштый профиль «восьмерки*, известный своим легким монтажом.
S.5. Оптические кжбым отечественного производства ЗАО «Озлен» (Санкт-Петербург) предлагает кабели со свободными трубчатыми модулями, с МОВ и ООВ, с несмещенной я смешенной дисперсией. Число ОВ в модулях 1...8; число модулей в кабеле 1.8 (26]. Для подвески на опорах выпускаются ОК с 2 ..64 ОВ, усиленные арамидными иди стеклянными нитями, расположенными между двумя оболочками. Самонесущие кабели, в которых функцию несущего элемента выполняет повив стеклопластиковых корделей, имеют 2.. 64 ОВ (ряс. 5 16) Кабели для навивания на трос ЛЭП. получившие название «навивные», с 2...24 ОВ имеют одну оболочку и слой армирующих высокомодульных нитей под ней- В свободных трубчатых модулях располагаются 1 ..6 ОВ. Число модулей в кабеле 1.. 4. Центральный силовой элемент - стеклопласткховый или металлический. Свободный объем сердечника заполнен гидрофобным номпзуидом. Кабели ЗАО «Оптика-кабель» (Москва) содержат 4...32 ОВ в свободных трубчатых модулях с гидрофобным заполнителем. ЦСЭ - сгальиой (стренга) или стеклопластиховый. Самонесущий ОК - восьмерочиого типа, нс содержит металлических элементов. В АО «Воноконжмиггичсская техника» (ВОТ) и СП «Элике -МО» представлены кабели с числом ОВ до 36 в свободных трубчатых модулях (в каждом 1 .6 ОВ). Типы кабелей, небронированные, усиленные продольными диэлектрическими элементами, раегкнюженныии между двумя полиэтиленовыми оболочками; бронированные стальной гофрированной лентой или оцинкованной проволокой. В повиве сердечника находятся трубчатые кордели, заполненные стеклонитями Некоторые параметры кабелей, производимых отечественными фирмами, представлены в табл. 5 В. Оптические передаточные параметры соозвезсзвукл рекомендациям МСЭ-Т таблица 5.13 Патеметры «Оотеа» мОттв» «ВОТ-Эшио Часло он Н*ружяый диаметр, мм Допустимая лродолымя ыгртаяа. кН 2 64 12,2 22,1 2,0 30.0 3...32 IOkU >6 - Допустимые рабочие температуры -60 +60 -60 +35 -50 *50 Завод «Одессакабель» (Украина) рекламирует подвесные ОК четырех ’тгаов - с ООВ и с МОВ ОВ заключены в свободные трубки, заполненные вомпаундом Центральный силовой элемент - из стального ^хка или в ваде стеююпластиконого стержня. Могут выпускаться также
кабели профидано-модульные Параметры подвесных кабелей йвоэд ' Одессакабель” приведены ниже Длина полны, мкм 1,3; 1,55 Коэффициент затухания, дБ/км 0,7; 1,0; 0,25 Коэффициент широкополосносги. Мгц - км 800; 1000; - Дисперсия, пс/ны - км 3,5; 20 Максимальное растягивающее усилие, кН 7; 12; 26 Оптические кабели дальней связи могут быть проложены как подвеска в междуфазовом пространстве воздушных линий электропередачи напряжением не выше 110 кВ. В соответствии с ТУ 16 К71 - 214 - 94 «Кабели связи оппгюжис несущие», согласованными с Минтопэнерго РФ, выпускаются шесть марок самонесущих кабелей: ОКС-3, ОКС-7, ОКС-9, ОКС-12, ОКС-19, ОКС-26. Эго кабеля навивного типа с одним или двумя оптическими модулями в первом повиве и стеклоцластиковымн стержнями в качестве упрочняющих элементов {26]. Основные конструктивные и массогабарктные характеристики приведены в табл. 5.14. Минимальный срок службы кабелей, включая срок хранения, составляет 15 лет. Таблица 5.14 Число ОМ Число ОВ Допустимое рвстжгимошее усилие, ве боям. кН Наружный дшшетр, им ее белое РасчепйН мисс* 1 км кабеля, кг ОКС-3 2 2,4:6; 8 33 93 95 ОКС-7 2 2,4; 6,8. 12; 16 12,2 160 ОКС-9 2.4; 6; 8 9,0 123 160 ОКС-12 2 2; 4; 6; 8; 12,16 12.0 153 ИО ОКС-19 2 2.4; 6,8. 12; 16 19,0 163 258 ОКС-26 2 г, 4,6,8, 12; 16 26,0 18,2 170 ЗАО НФ «Электропровод» также выпускает подвесные оигнческие кабели аналогичные представленным на рис 5 13
Ряс 5 16 СамовесущийОК Оптический самонесущий неметаллический кабель ОКОН предназначен дая подвески на опорах воздушных линий элекгронередач при строительстве ношжонно-оптическкх линий связи: магистральных, внутризоновых и городских. Пример расшифровки условного обозначения марки кабеля ОКСН- 40Т-72: оптический кабель самонесущий с максимально допустимой растягивающей нагрузкой 40 кН 124], с внешней оболочкой из трскингстойкого полиэтилена (Т) или полиэтилена (П). имеющий семьдесят два (72) одномодовых оптических во покна. В зависимости от числа ОВ, максимально допустимой растягивающей нагрузки, дайны пролета, скорости ветра, толщины стенки гололеда и других факторов предлагаются более 400 типоразмеров ОКСН. «Севкабель-опгик» также разрабатывает и выпускает ОК дая воздушных линий связи, дая подвески на опорах линий связи, контактной сети железных дорог, линий электропередач, в кабельной канализации, блоках, трубах (включая метод пневмопрокладки), внутри зданий по стенам, в вертикальных и горизонтальных кабелъпроводах, в тоннелях и коллекторах при особо высоких требованиях по устойчивости к внешним электромагнитным воздействиям Основные технические параметры оптических кабелей мерки ДПТ приведены в табл 5.15. Таблица 5.15 Ten кабеля <ят чес ких волокон, шт Длина пролета, м Диаметр, им Детально допустим растагипЮЕШ нагрузка. кН Дпгмохоа 40 <80 12,7 2.8 <200 13.1 4.9 200 - 300 13.S 5.9
300 - 400 14,3 8.0 400-600 15.0 10,7 ДТП060x12 40 <а> 13.7 2.9 <200 14.1 5.1 200 - 300 14,8 Ь2 300 -400 13.5 83 400-600 >6.0 11.2 Параметры диэлектрической конструкции ОК для воздушной тюдвески типа ОКЛЖ, выпускаемой “Самарской оптической кабельной компанией” приведены ниже: Число оптических волокон, ют. 2. .96 Допустимое расшивающее усилие, Н 3500...30 000 Диапазон рабочих температур, °C -60...+70 Диаметр кабеля, мм 12,0 ..22,0 Масса, кг/км 12O...41O ОАО «Сезкабель» и ЗАО «Севкабель-оптнх» выпускает самонесущие конструкции ОК: ДПТ - полностью дяэзвктрическвй кабель с арамидным продольным армированием ®и подвески на опорах линяй связи, контактной сета железных дорог, линий электропередачи. Он также прокладывается в кабельной танашпатш, блоках, трубах (включая метод пневмопрокладкя), а с оболочкой, на распространяющей горение, - внутри зданий по стенам, жабель-ростам, в вертикальных в горизонтальных кэбель-проводах, в тоннелях и коллекторах (при особо высоких требованиях по устойчивости к внешним элекпмпапппным воздействиям) ДПМ - полностью диэлектрический кабель со стекдопластодовой броней для подвески на опорах линий связи, линий электропередачи, для прокладки в грунтах всех групп (кроме групп», подверженных мерзлотным деформациям), в кабельной канализации ДПТ - самонесущий кабель модульной конструкции, содержащий сердечник, образованный поводом оптических модулей вокруг центрального стеклошистюшвого элемента. Сердечник защитен промежуточной оболочкой из полиэтилена, поводами арамздных нитей к наружной полиэтиленовой оболочкой. Этот тип ОК тфедодзодчен преимущественно для подвески на опорах. В завкимостн от длины пролета (не более 600 м) и климатических условий эксплуатации погонная масса нитей арамидного армирования варьируете* от 8 до 4$ ,5 кг/км, при этом диаметр кабеля изменяется соответственно от 12,7 до 15,0 мм
Для самонесущих кабелей существует опасность повреждения груженной дробью, поэтому часто возникает необходимость в баллистической защите. При традиционном методе защиты используются I те же арамидные нити: либо просто увеличивается толщина армирующих повивов, либо сердечник кабеля обматывается специальными тканными арамидными лентами. «Севкабель» предлагает модификацию ОК типа ДПТ с повышенной баллистической стойкостью, которая достигается благодаря применению промежуточной оболочки из специальной высокопрочной полиамидной композиции, разработанной специалистами швейцарской фирмы EMS. В сочетании с арамидными повивами такая оболочка обеспечивает хорошую баллистическую защиту оптического сердечника кабеля, не меняя существенно его массогабаритных показателей. “Самарская оптическая кабельная компания” разработала ОКГТ для подвести на опорах высоковольтных линии 110...220 кВ. Основные технические характеристики приведены ниже: Число оптических волокон 2... 16 Допустимая нагрузка, кг максимальная 3650 минимальная 7300 Среднеэксвлуатацяонная нагрузка, кг 1470 Модуль упругости (конечный), кг/мм2 13214 Минимальный радиус изгиба, мм 260 Сопротивление постоянному току при 20°С, Ом/км 0,47 Допустимый ток КЗ в 1 с, А 9,1 Термическая стойкость к КЗ, кА2-с 81 Коэффициент линейного термического расширения, 1/°С 1,6х1О'5 Диапазон рабочих температур, °C -60.. .+70 Номинальный внешний Диаметр кабеля, мм 13,1 Масса, кг/км 545
6. Оптические подводные кабели Принципиально новый, качественный скачок в технике подводных линий связи произошел при появлении оптических кабелей. В первой половине 1980-х годов осуществилась прокладка для регулярной эксплуа- тации линий длиной от 300 до 10000 км на глубинах до 7 500 и Коэффициент затухания кабелей с одномодовыми волокнами на дли- не волны 1,3 мкм составляет 1 вё/ш, длина усилительного участка — 35 км Кабели должны обладать прочностью на разрыв не менее 80 кН и вы- держивать давление воды до 75 МПа. Принципиальная схема и возмож- ные разновидности конструкций подводных оптических кабелей пред- ставлены на рис 6.1. ?№. ЬЛ Подаодвый ощячоскиВ кабель В пластмассовом оптическом модуле 1 (а. б. в) размещены шесть оп- тических волокон (три цепи) 2. В шлире модуля находится силовой эле- мент 3 из стальной проволоки. Модуль покрыт тонкой нейлоновой или полиэтиленовой трубкой 4. В модуле 6 типические волокна помешены в пластмассовые трубки 5. Пространство внутри этих трубок и в пазах мо- дуля в заполнено компаундом 6. Оптический модуль (ОМ) располагается в центре кабеля, поверх него накладывается одним или двумя повивами высокопрочные стальные проволоки 7 Затем следуют металлическая - медная или алюминиевая - трубка 8, но которой передастся ток питания
усилителей (обратным проводом цепи питания служит морская вода), и полиэтиленоная оболочка 9. Кабели подобной конструкции с наружным диаметром всего 20-22 мм рассчитаны на организацию по каждой каре световодов 4000 канал» (следовательно, всего до 12000 каналов) в диа- пазоне частот до 280 МГц на несущей волне 1,3 мкм. Расстояние между промежуточными ретрансляторами (в каждой по шесть уевдителей- регенераторов) в линии 35 км. Подобного типа кабель был проложен в 1987 г. между Францией и Португалией на трассе протяженностью 1300 км. Рве. 6.1. Коаотруюх» псцвоавого ОК без реге- 1 — слой армвруюплх провозок; 2 - «иуг- ренвяй аюй арыярующах провоз»; 3 обо- лочка, 4 — иедвкк трубок S — аолвзтвлев, 6 — ОВ; 7 — »аутреняжй проводя» Минимально достижимый коэффициент затухания сверхчистых квар- цевых стекловолокон равен 0,2 дБ/км. Значит, в перспективе можно ожи- дать расстояний между подводными усилителями 150-200 км Для квар- цевых волокон это. видимо, предел, но, возможно,будут созданы новые сверхчистые материалы, напрныер, стекла с добавками циркония (Zri) жли гафния (Hf). обладающие меньшими потерями. Значительное умень- шение коэффициента затухания оптических волокон сулит переход к бо- лее длинным волнам инфракрасного излучения, сначала 3-6 мкм, а в перспективе 6-12 мкм. В настоящее время подомные тюлокоино-оятичесие кабели имеют протяженность более 300000 км и обеспечивают связь между 90 страна- ми. Запушенная в 1988 г. Трансатлантическая линия ТАТ-8 между США, Францией и Англией, работала такай на длине волны 1,3 мкм н имела емкость 280 Мбит/с на 20 В. До этого момента 65% всех международных кжналов между США и Европой организовывались с помощью спутников. В настоящее время 75% всех каналов работают с помощью ОК. Через «сколько месяцев после введения ТАТ-8 была запушена Транстихооке- ;Шгкая линия ТРС-3, соединившая США н Японию Второе поколение 0К также использовало регенераторы, но уже работало на длине волны А.
= 1,55 мхи в на скорости передач» 560 Мбнт/с на 20 В. К этому поколе- нию относятся ТАТ-9 (США - Канада - Англия, Франция - Испания), ТАТ-10 (США - Германия), Т АТ-11 (США - Англия - Франция) и ТРС-4 (США - Канада - Япония). ТАТ-9 обеспечивало эжкгроиное мульти- плексирование в демультиплексирование в подводной части системы. Третье поколев» (1995 г) использовалось для начального сегмента первой трансокеанской кольцевой системы TAT-12, ТАТ-13 и ТРС-5. На пару № приходилась скорость 5 Гбит/с синхронной цифровой иерархии, применялись эрбкевьЕ усилители оптических сигналов, длина волны составляла 1,55 мхм. Кольцевые структуры подводных кабельных сястем четвертого ноко- ления позволили соединить США - Англию; Англию - Голландию; Гол- ландию - Германию я Германию - США. Каждый из утазаями» сегмен- тов содержит 8 ОВ Каждые 2 ОВ несут емкость 4 STM-16 с использова- нием WDM. Общая емкость составляет 16 STM-16 (40 Гбш/с) на сег- мент. Конструкция подводных ОК - одна из наиболее сложных. Подводные оптические кабели разделяют на ОК с регенераторами и без них ]26] Подводные ОК без регенераторов (рис. 6.2) предназначены дая про- кладки на небольшие расстояния. Его можвэ применять дая преодоления небольших водных преград (реки, озера, каналы я пр). Предполагаемая длина такого ОК пе превышает 50 — 200 км. Герметизация волокон обеспечивается гидрофобными заполнителями. ОВ обычно прокладывают на расстоянии (Н2) мм от осн кабеля. При этом радиус тба кабеля должен быть меньше I и. При изготовлении кабеля необходимо добиваться минимума оста- точных напряжений в ОВ. В насгаяпюе время в лучших образцах она со- ставляет 0,05% от допустимой. ОВ очень чувствительны к воздействию морской воды [26]. При ре- мойте линии необходимо удалить куски ОК, в которых обнаружены сле- ды воды. При наличии постоянного гидростатического давдоння скорость проникновения воды вдоль кабеля постоянна, ио может быть уменьшена за счет применения затюлиитсля. Структура заполнителя должна быть такой, чтобы он гфоникал во все пустоты внутри ОК, ж оказывал влия- ния на ОВ и эффективно герметизировал кабель в продольном направле- нии. Другая проблема заключается в тя» петши внутри кабеля водорода, который отрицательно воздействует на ОВ. Водород может выделяться вследотв® взаимодействия материалов, из которых изготовлен ОК, с морской водой. Недавние исследования показали, что наименьшего влия- ния водорода на ОВ достигают металлизацией поверхности вогюкиа. Начаты исследования триаксиальной ионструкции ОВ, которая также по-
вышает его стойкость к воздействию водорода. Уменьшить впиши гидростатического давления на ОВ можно за счет использования в конструкции кабеля ноной трубки, которая может быть выполнена из металла и несет на себе функции токопроводящей жиды. Сечение трубки и ее размеры часто определяет не давление, а требование по передаваемой электрической мощности. Трубку довольно часто вы* полняюг из меди или алюминия [26]. Кроме этого способа защиту от гидростатического давления можно осуществлять путем применения скрутки стальными проволоками, кото- рые образуют прочную конструкцию Оптимальное число проволок - 12 Токопроводящие жилы, по которым осуществляется питание усилителей и регенераторов, должны выполняться из аллюминия (так как масса ка- беля валяется определяющим фактором в .данной области применения) и иметь сопротивление постоянному току 1 Ом/км. Армирующие стальные элементы должны обеспечить прочность не только при воздействии статических, ио и динамических нагрузок. Ддя зашиты кабеля от повреждения якорями, рыбами в качестве внешней оболочки применяют полиэтиден высокой плотности Оптимальный диаметр ОК с учетом требований к его прокладке и на- дежности должен составлять 25 мм. С целью унификации конструкция глубоководного ОК принята за ба- зовую. При наложении брони и прочих элементов она последовательно превращается в ОК для прокладки на мелководных местах, ОК для при- брежной прокладки, ОК для прокладки в земле. Необходимо только рассчитать механическую прочность армирующих элементов для каждого конкретного места прокладки с учетом относительного удлинения сталь- ных проволок при разрыве [26]. В настоящее врема можно выделить 6 типов подводных ОК 1) глубоководный ОК для прокладки на глубине до 8 км, 2) кабель специального применения на глубине до 5 км (скальный грунт, опасность атаки акул). Под полиэтиленовой оболочкой дополни- тельно покрыт стальной лентой, внешний диаметр составляет 31,8 мм (в 1,5 раза больший диаметра глубоководного кабеля); 3) кабель для средних глубин до 2000 м (скальный грунт и риск трало- вых повреждений). Поверх глубоководного кабеля находится подушка под броню из полиэтилена, 24 гальванизированных стальных проволоки диаметром 3,4 мм каждая и два нейлоновых защитных слоя. Общий диа- метр кабеля 38,8 мм; 4) кабель для глубин до 1500 м (скальный грунт и опасность повреж- дения тралом) аналогичен кабелю для средних глубин. Отличается диа- метром гальваинзпровакных 20 проколок. Он составляет 4,19 мм, а об- щий диаметр — 38,4 мм (меньше за счет внешних слоев нейлона);
5) кабель для малых глубин до 400 и. (эона шельфа, вулканические скалы высокая опасность повреждения тралом) имеет двойную броню. В основном аналогичен кабелю для средних глубин. Отличается тем, что вод броню второго слоя добаюкга полиэтиленовая подушка, наклады- ваются 27 гальванизированных проволок диаметром 4,19 мм каждая и два слоя нейлоновой изоляции. Общий диаметр кабеля — 48,9 мм; 6) кабель для мелководья также содержит два слоя круглопроводочиой брони и создан на основе третьего типа ОК, ж» второй слой брони содер- жит 9 проволок диаметром 9,7 мм и два слоя тейлоновой изоляции Об- щий диаметр кабеля— 51.3 мм. «Эрикссон» предлагает подводные кабели для морской прокладки на малых глубинах с однослойной и двухслойной броней, те. 4, 5 и 6 типов для районе» шельфа, воздействия тралов и вулканического скального дна. Подводный кабель фирмы «Эрикссон» с однослойной броней имеет юветрутщию с профилированным сердечником, 4 ..96 волокон, оболочку из медной трубки, стальной проволоки. Предназначен для прокладки под водой. Броня из стальной прово.токя и оболочка из медной трубки обеспечивают высокий уровень механических характеристик. Кабель противостоит раздавливанию а ударам, которые могут быть нанесены «орем или при проведения монтажа и ремонта. Гидрофобные свойства: медняя трубка, используемая в качестве вод- ного барьера; сердечник кабеля заполнен яагюднителяя. Подводный кабель фирмы “Эрикссон" 5 в 6 типов с двухслойной бро- ней имеет профилированный сердечник, 4...96 волокон, оболочку из мед- лой трубки и стальной бронепроэолоки. Предназначен ддя мелководья и малых тлубиа. В табл. 6 I в 6.2 иряведены хараыеркгики оптических магистраль- ных кабелей для речных переходов, а в табл 6.3 - городских оптических кабелей для речных переходов. Технические характеристики оптических кабелей для речных переходов, выпускаемыз ЗАО «Севкзбель-огтгик», приведены в табл 6.4 я 6.5. Конструкция кабеля гфкведена на рис. 6.3. Таблица 6.1 Март обед ОКЯМ! заоалвеввем, промежуточное обо- лочкой в ПЭ, броней из стиивых лент g ютгпюй оболочкой жк ПЭ
ОКЛАК-01 Кабель магистральный » внуфизоао- вый, с леяфальаыы евлмым элемен- том из стеслоамстикоеого спржих, вовруг которого скручены ОМ или ОМ я явям дна ЦП. с гидрофобным шюавегаем. алюминиевой обо- лочкой, промежуточной оболочкой из ПЭ, броней из пыша проволок я папиной оболочкой кх 11Э болота глубиной 2 к а в мерзлотных грунтах Кабели ОКЛБ-01, ОКЛАК-01 имеют центральный силовой элемент из стеклопластикового стержня, в кабелях ОКЛБ-01 поверх промежуточной оболочки наложена лента крепированной бумаги, броня из двух стальных лент, битумное покрытие и защитный шланг из полиэтилена воминаль- ной толщиной 2,2 мм. В кабелях OKJ1AK-01 поверх сердечника наложены: промежуточная оболочка из поливинилхлоридного пластика толщиной не менее 1,0 мы, алюминиевая иля медная сварная оболочка толщиной не менее 1,0 юс, битумное покрытие, промежуточная оболочка из ПЭ толщиной не менее 1,0 мм, броня из круглых стальных проволок диаметром 2,8±0,2 мм, битумное ткжрыпк и защитный шланг из полиэтилена номинальной толщиной 2,2 мм. Таблица 6.2 Обозначение ЧОВ° Число я дваметр Козффв- цеигзиу- пе более. не более Наружный днамстр, мм 1км. ОКЛБЛ-0,3/ /3,5-4(8,16) ОКЛБ-01-03/ /2.0-4(8.16) 4.8.16 4. 8,16 0,3 0,3 М 2.0 18,4±0Д 404,0 ОКЯБ-01-03/
/3,54/4(8'4) ОКЛБ-01-04' 2,04/4(8/4) 4.8 4.8 4x1,2 4x1,2 0,3 04 3,5 2,0 18,4±2,0 404,0 ОКЛАК-01-0,3/ /2,04(8,16) ОКЛАК-01-0Д/ /3,54/4(8/4) 4,8,16 4,8,16 04 04 3,5 2,0 24,8±2,5 1342 ОКЛЛК-01-ОД/ /34-4/4(8/4) ОКЛАК-01-04/ /2,04/4(8/4) 4,8 4,8 4x1,2 4x1.2 04 0,3 3,5 2,0 24,8±2,5 1382,0 Таблица 6.3 Марка кабеля Характеристики кабеле Преимущественная область пршвемения ОККАК-50-01- 0 7(1 0)4(8) Поверх сердечннха наложены промежу- точная оболочка и ПХВ пласпшата тол- щиной не менее 1,0 мм. ицомикиеаая саарнах оболочка толщааой не менее 1,0 мм, тфомсжугочвал оболочка мз ПЭ но- минальной толщиной 1 мм. броня из круг- ла стальных проволок диаметром /2Д+ ОД) мм, ПЭ запопная оболочка номи- нальной толщиной 2Д мм. Коэффициент эхтухаяих 0,7(1,0) дБ/хм. Число ОВ - 4(8) Дях прокладка через судоходшие реки и болота, а также а мерихиных грунтах ОККАК-10-01-1,04(8) То же, с одномодовым ОВ и коэффициен- том татухавнх 14 дБ/км Тоже Таблица 6.4 Маркировка Конструкт □рямененве ДАС (РАС) Диэлектрический ЦСЭ, алюмопалиинленовая оболочка, однослойная брови вз тонких сталь- ных проволок, внешний ааляэтжляюаызй шланг Болота и неглубокие, несудоходные река ДАУ (DAY) Диэлектрический ЦСЭ, алюмоегааизтвлавовая оболочка, однослойная броня из толстых стальных проволок, внешний полкиияеиовый Речные переход ы
Таблица 6.5 Характеристики Кабели ДАС, ДАУ 030x06 040x08 060x12 072x12 096x12 120x12 144x1 Максимальное число волокон 30 40 60 72 96 120 144 Максимальное число модулей «скрутке 5 5 5 6 8 10 12 Дваметр кабели, мм DAC DAY 17,7 18,5 18,5 19,3 19.4 20.2 20,3 21,1 22.2 23,0 24,1 24.9 26,0 26.8 Масса кабеля, кг/км DAC DAY 547 652 579 692 625 733 669 808 782 932 900 1041 1011 1178 Мин. радиус мно- гократного изгиба, мм DAC DAY 354 370 370 386 388 404 406 422 444 460 482 500 512 536 Максимальное растягивающее усилие: долговременное, кН DAC DAY 7,0 20Д 7,0 20,2 7,0 20,2 7,0 20,2 7,0 20,2 7,0 20,2 7,0 20,2 кратковременное, кН DAC DAY 8.1 23.0 8,1 23,0 8,1 23,0 8,1 23,0 8,1 23.0 8,1 23,0 8,1 23,0 Стойкость к раз- давливанию, кН/см 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 Стойкость к удару, Дж 30,0 30.0 30,0 30,0 30,0 30,0 30.0 Температурный даишамн эксплуатации щхжзадки ^0°С +70°С -10°С +50°С
7. Оптические кабедо для прокладки внутри зданий Конструкция, характеристики окружающей среды и механические ха- рактеристики, а также методы испытаний волоконно-оптических кабелей на участках, проходящих внутри зданий, в основном такие же, как я во- .'кжошкмлпюкскнх кабелей, применяемых на участках линейно- кабельных сооружений Существенные различив состоит в использова- нии для оболочки менее воспламеняющихся материалов и в исключении гидрофобных компаундов, поскольку таковые не требуются. Систему прокладки волоконно-оптического кабеля внутри зданий и помещений можно классифицировать следующим образом: — Основная распределительная часть [1] Представляет собой си- стему прокладки кабеля в шутка дытй кабельной канализации внутри шахтных стволов от главной панели переключений к промежуточным или в таких местах соединения кабелей, как шкаф. — Напольная распределительная часть. Представляет собой систему горизонтальной прокладки кабеля между такими местами соединения кабелей, как, например, стена, подпол, под — Оконечная часть . Представляет собой систему прокладки кабелей, идущую от таких мест соеднжння кабелей, как шкаф, до устройства циф- ровой связи или выходов. Часто в качестве оконечной части применяются одно - или двухвопокойные кабели. — Место соединения кабелей. Волоконно-оптические кабели в относящиеся к ним устройства внутри зданий в отличие от внешних кабелей могут применяться на огра- ниченных участках сети электросвязи. При выборе конструкции кабеля и относящихся к нему устройств не- обходимо тщательно проанализировать и учесть усдавия окружающей среды. Факторы, связанные с различными условиями окружающей среды, представлены в табл 7.1 и 7 2. Иерархически современная локальная кабельная сеть имеет конфигу- рацию фазической звезды. Внутриквартальный распределитель (как центральный коммутационный пункт) соединяется кабелями с домовыми распределителями в отдельных зданиях по звездообразной конфигурации. Внутри зданий этажные распределители также звездообразно соединя- ются кабелем с домовым распределителем. На горизонтальном уровне звездообразная лонфшурация используется дм подключения выходных устройств (например, настенных розеток к этажным распределителям). Распределители, используемые для подсоединения кабелей, размевщются в шкафах и стойках. Обычно в горизонтальной и рабочей зонах применяются высоко- качественные экранированные симметричные кабели и компоненты.
обеспечивающие подключение большого числа индивидуальных интер- фейсов Таблица 7.1 факторы Кабель Кабет&аое расиредалителиое устройство распреаепв- томаа часть На- Шкаф ош бокс Оргакпакф Лааей- W* (кабель) Усике обо- лгая кабеле с иагалкавв- Уаадченжв оптического мтуяаяиа пра высокой я пмой тем- пературах. Ломкость обоамш кабеле пра ажио* тем- ьегухавшя пр» оргкакмтора под температур авешнях шкафов) Умршпеввс мгуаажм пр» гежвфетур Уаеючеаже оо- ^г, Ика^Т* ИвШВЯХ Увеличит» овптчаското мтухаяля пра проегшааети оотаческого аатухаажа пра фосачвшаяа аалы всаадствае поврегоеяжа Увешпекае оп- тачесжого ькгузшжае при проепзаашш Саахеаае пре- *еп протжостя ва раенжеаве щя просапвва- ели Повреждение кабеле* под мть лвйстекем ажбращт Поареклекве еябая* сит ош бока Повреждение иажа еэ-ш шамва орпв»- торов ош оеро- рыаасежш Ипаеяеюм аатухь- дае под воывйстав- вовабратпа W Поарежаевм кебаяай пра ударе шаквя аспдасг- ьле доереалекаа Гроувы, кжщ а Г| II, Повреждекие обшючае чьиу- иама, птагама а аасекомыми Поарешеове кабелей (аолокоа) тры- тувамВ. ппщама а аасоллеамж Иемевсаяе «етухь вал пра яжоадеики пызуаое, етвц а васеаожп Поарежлеап ошафоа под ко-
(таяло дм случи Солеки (веже ®ы стучи Свегвлм Сствеч- тачали обличи пучхЛ (галько для Мж наафоа) Таблица 7.2 Факторы, обуслов- ленные де» теавоиыо человека Кабель Кабельное рас|гредалнтлыюе устройство Основам распреде- лительно Наполь- тфадетв- телыия Око- Шкаф ели бокс Орга- ннэатор Ляаей- соедявв- Срос- ток Посланы* коррозия ля ческе деталей Электро коррю мн метал- лическнх дета- лей Иадуктнроы. вяое напр» Поврежае опасность для пер- Поарежденяе кабелей и опасность для персонала Огонь (ЧОЖф) Помжденае кабелей прв пожаре Поврежден» шкафов прв Повреж- деине орган и- М!1>1 Поареж сростков Процесс прокладки Разрезание клв обрыв кабе- лей Наижонме при протв иааниж а процессе прокладке. Изгабанне на паям в апо- Поломка шка- фов Поломка органам Подола волокон Ь“ Псиюм- сростках
поссе прокладки Состояние после про- Витал «ов де чинна Увеличение оп- тического зату- хавая под воз- действием ди- леаий, возни- каюинх при настуиавии но- гой в статис- тической нагруз- Повреждение шкафов под Поломка ВОЛОКОВ ВИКТО- РЫ С1В1ИС1ВЧ1ХК0Й нагрузка и ари УВЧ* Увеличев тичеогого эвтухвии вслсдстви Структурированная кабельная сеть (СКС) [13] включает в себя все во- локонно-оптическое оборудование для прокладки подсистемы внутри- квартальной кабельной сети, подсистемы кабельной сети в зоне стояков зданий н кабельных линий от этажных распределителей к оконечному оборудованию («световод - стол»): — волоконно-оптические кабели (ВОК) для наружной и внутренней прокладки; — распределители и соединительная арматура для соединения, ответ- вления и оконцевания ВОК а также системы сращивания световодов и разъемы; — испытательное оборудование, монтажные инструменты и принад- лежности; — Кроме того, организуется обучение персонала по использованию оборудования. Для СКС характерны — - большая пропускная способность; — пригодность для всех сетевых уровней н протоколов; — хорошо совместимые ВОК системы разъемов и соедишпелей, а также распределительные компоненты, — кабели внутренней прокладки из некоррозиониых материалов и ма- териалов, не содержащих галогены, в исполнении «многоволоконный (минираспределительный) кабель» н «распределительный кабель»; — волоконво-ошидескве (ВО), монтируемые в течение нескольких “ияут без склеивания я иолировиг, — семейство веско монтируемого распределительного оборудования с высокой плотностью комюковкн, — ВО настеннью выходные розетки с запатентованными встроенными Устройствами разводки световодов для кабельных линий к конечному
оборудованию («световод - стол»). Межэтажная и поэтажная разводка внутри зданий осуществляется внутриобъектовым кабелем (indoor cables), отличающимся от кабеля внешней прокладки повышенной гибкостью и улучшенными массогаба- ритиыми указателями за счет использования в конструкции об- легченных упрочняющих покрытий, а также отсутствием защиты от вла- ги. Световоды в кабелях этого класса снабжаются буферным покрытием толщиной 0,9 мм, которое позволяет осуществлять непосредственно уста- новку коннекторов. Некоторое увеличение затухания, вызываемое при- менением оболочки. не имеет принципиального значения из-за сравни- телько небольших длин кабельных трасс в пределах зрения. Конструкция такого кабеля показана на рис 7.1. Максимальное число волокон серий- ных виутрвобъекговых кабелей, как правило, нс превышает 12 (фирма АМР выпускает кабели с 18 водокиами) Световед в буферном покрытии 0.9 хм Рве 71 Конструкция четыретволоконвмп «нутрвобмктового оптического отбеги При иеобходамосга создания внутриобъектовых кабелей с большим числом волокон применяют конструкцию диалогичную кабелям внешней прокладки вокруг центрального сядокото элемента укладывают несколько (в большинстве случаев шесть, pease двенадцать) обычяых ка- белей и полученный сердечник покрывают обшей защитной оболочкой. Для получения в рассматриваемой структуре более мелкого дискрета по числу волокон некоторые из таких модулей могут заменяться упрочняющими прутками. Кабели подобной конструкции обычно изго- тавливают на заяв. Конструкции кабелей внутриобъектовой прокладки, в которых не ис- кользуются материалы, образующие густой дым под воздействием высо- кой температуры и нс выделяющие ори этом удупшивью галогеносодер- жащие газы, обозначаются аббревиатурой LSZH. Кабели Plenum используются при организации горизонтальных
участков структурированных кабельных систем и прокладываются, хак правило, над фальшпотодком и в защитных декоративных коробах кори- лоров. Кабели Riser используются дая вертикальных магистралей. Рабочая температура внутриобъектовых кабелей составляет - 20.. +70°С. Некоторые модели кабелей серии LGDC производства Lucent Technologies нормально функционируют в диапазоне -40 ..+85°С. Такие конструкции можно применять для внешней прокладки на линиях не- большой протяженности при условии обеспечения защиты от попадания влага (обычно это выполняется за счет прокладки в защитной трубке). Подавлаощее большинство внутрнобъектокых кабелей имеют мно- гомодовые световоды. Одаомодовые внутриобъектовые кабели применя- ются в ограниченном объеме, главным образом дм соединения входного коммутационно-распределительного кабеля внешней подсистемы с пол- кой или муфтой административной точки. Такие кабели ае отличаются от многомодовых и выпускаются, например, фирмами Lucent Technologies и Mohawk. Кабели внутриобъектовой прокладки с одним или двумя волокнами, каждое из которых уложено в индивидуальный защитный шланг, выде- ляются в специальную группу н называются мини-кабелями. Мини- кабели бывают одинарные (simplex) я двойные (duplex) (рис. 7.2). DUPLEX HEAVY DUTY DUPLEX (jX§) (•ХВ SIMPLEX Рве 7 2 Ковструкдая внутриобъектовых минв-ибелей Дуплексные кабели используюугся для: — изготовления соединительных шнуре®; — создания кабельной разводки в технических помещениях локаль- ных сетей: — формирования горизонтальных магистралей крупных структуриро- ванных кабельных систем с прокладкой в декоративных коробах до ра- бочего места. Диаметр внешней оболочки мини-кабеля обычно составляет 2,4...3,0 мм В последнее время выявились конструкции со шлангом диаметром 1,6 мм Для изготовления монтажных шнуров (пигтейлов), присоединяемых к
магистральным кабелям я процессе сборка оконечных разделочных уст- ройств, используется одинарвюе волокно в буфергом покрытии 0,9 мм. Такую конструкцию иногда называют иикрокабелем Нумерация световодов ошическкх кабелей производится в сат- вегспяи с их цветовой кодировкой к позволет существенно упростить процедуру укладки оконечных разделочных устройств (муфт и полок), а также последующее тестирование к паспортизацию трассы. Присваивание волокнам номеров осупкствлжтся всходя из цвета мо- дулей, которые имеют различную окраску. Обычно кабель имеет два цветных модуля, остальные шесть выполнены бесцветными. При наличии в модуле только одного световода его номер совпадает с номером модуля. При двух или более волокнах пркваивание гомеров световодам производится с привлечением цветов буферных покрытий 250 мкм. Какой-либо системы в вьйоре цветовой окраски отдельных во- локов не существует, поэтому нумерация вьпюлнжтея в каждом отдель- ном случае индивидуально (обычно первый гонер присваивается свето- воду с неокрашенным буферным слоем). В тех случаях, когда красный в цветной модуле располагаются не рядом друг с другом, принцип нумерация не мешется: номер 1 присваи- вается модапо красного цвета. Нумерация волокне в кабелях импортного производства осу- шеспшяется в соответствии с индивидуальным цветовым кодом, приве- денным в табл 7 3. Встречаются также другие варианты окраски, опре- деляемые иадаяадькыми нормами (например, в кабелях производства фирмы АВВ). Окрашиваются как буферные оболочки 0,9 мм, так и 250 мкм. В многовожжонных кабелях модульной конструкции аналогичная цветовая кодировка применяется и для модулей. Таблиц» 7.3 № волоки» или надута Цдет ютнв» ала буферной оболочка СаяаВ Орвкавшй Умвн* Кодачвеаы* СсрмК 6 Безы* Кмсшз* 8 Черны* 9 Жшпнй 10 Фиаты» 11 Розовый 12 Голубой
В кабелях с числом волокон выше 12 применяется группировка свето- водов в пучки, которые скрепляются цветными витками В некоторых случаях для облегчения попарной группировки колокон они окрашиваются в одинаковые цвета с кольцевыми метками через 2-3 см на втором световоде пары. Стандарты не устанавливают определенных правил цветовой коди- ровки мини-кабелей, которая на практике отличается большим разнооб- разней. Тем не менее в этой области удается выделить некоторую си- стему. Для маркировки внешних шлангов мини-кабелей большинство изго- товителей придерживается следующей цветовой гаммы серыйцвет оранжевый цвет желтый цвет вишневый цвет -кабель 62,5/125; -кабель 50/125; - одиомодовый кабель; - кабель без содержания галогенов. Внешнее покрыт® кабелей heavy duty duplex имеет оранжевый цвет. Внутриобъектовые кабели производства Lucent Technotopes пред- ставлены серией LGBC. Кабели LGBC имеют от 2 до 12 световодов типа 62.5/125 в буферном покрытии 0,9 мм, расположенных нод общей поли- этиленовой оболочкой. Защиту кабеля от механических растягивающих и частично сдавливающих воздействий осуществляет слой кевларовых ни- тей Затухание к коэффициент пшрокоподосностк световодов соответ- ствует значениям для кабелей внешней прокладки, приведенным в табл 6.2. Рабочий диапазон температур -4О...+85°С, внешний диаметр кабеля в зависимости от числа световодов колеблется от 3,0 до 5,7 мм; масса - от 9,5 до 30,5 кг/км. Для облегчения идентификации отдельных волокон и модулей приме- няется цветовая маркировка в соответствии со стандартом EIA/TIA 598. Для повышения механической прочности кабелей используются: — центральный силовой элемент в вице стеклопластикового прутка, — сгеклопласгкковые прутки, расположенные в повнве сердечника вместо модулей; — одна или несколько оплеток иди слоев из кевларовых нитей; — броневой покров из стальной гофрированной ленты. Для внешних оболочек кабеля могут применяться термоплен, поли- этилен, поливинилхлорид, в том числе с нулевым содержанием галоге- нов В некоторых конструкциях кабелей внешней прокладки используют- ся две оболочки, между которыми располагается броневой покров или упрочняющая кевларовая оплетка.
Ддя облегчсвая разделки во всех многоволокоиных кабелях (кроме distribution), предусматриваете» размещение под обо.точгами разрывной нити. При небольшом числе волокон часть трубчатых модулей кабелей внешней прокладки заменяется прутками заполнителей (filler). Кабели внутриобъектовой прокладки имеют две основные конструк- тивные разюввдностн. в dtstribunon-кабелях реалюовава традиционная етруыура, состоящая из 2... 12 волокон в буферном шткрытии 0,9 мм, окруженных слоем упрочняющих кевларовых нитей и обшей защитной термостойкой пластмассовой оболочкой. При числе волокон свыше 12 данная конструкция выполняет функции модуля, причем трубки модулей укладываются вокруг центрального сгеклопластиювого силового эле- мента, скрепляются полистирольвой лентой и снабжаются общей защит- ной оболочкой [13,26]. Применение подобного варианта конструктивного иепшшеиы наряду с увеличением числа волокон позволяет более чем вдвое жвыситъ допу- стимое разрывное усилие (до 3300 Ни выше). Стандартный рабочий тем- , пературный диапазон кабелей внутриобъектовой прокладки составляет- 20°.. +70°С- Так называемые breakout-кабели имеют конструкцию, близкую к тра- диционной модульной, но без гидрофобного гелиевого заполнителя и содержат трубчатые модули диаметром 2,0 и 2,5 мм с волокнами в бу- ферном покрытии 0,9 мм и слоем упрочняющих невларовых нитей Мо- дули укладываются вокруг центрального силового элемента, изготовлен- кого из стеклошйспжового прутка. Дополнительную механическую прочность нм придает слой кевларовых нитей, который расположен во- круг трубок модулей непосредственно под оболочкой сердечника. Кон- струкция рассматриваемого типа позволяет при необходимости после установки коннекторов осуществлял, подключение к оптическим интер- фейсам сетевой аппаратуры без использования переходных муфт я полок. Аналогично мини-кабелям распределительные кабели также нашли широкое примененью. Их параметры приводятся в табл. 7.4. Таблица 7.4 Параметры распределительных кабелей без гидрофобного заполнителя Твп Дваметр ибсла трубга, начеаж Чвсло Ввешня* Масс», авжиетр. хт/км Мшкальвый рыиуе вагяб», см Мисамиь пос рссп- тшошсс усалю, Н Kprr 1 Дояго- кмр времев.
М9ХОС5- М9Х083 2,0 Riser 2-- 36 . 1727 54 ...393 10.7 . .25 9 173 1000 2700 М9Х013- М9Х082 2,0 Plenum 2-36 4 95.. . 15.32 33 ...278 23/0 4». 153 1000 2700 М9Х021- М9Х028 2.5 Riser 2 -24 8.13 .. 17.98 67. ...414 12.2 .27 7 81. . 18.5 1200 . 2700 М9Х029- М9Х0Э6 2,5 Plenum 2-24 594 1646 42 ..307 88.. 25.8 5.8 172 1200 . 2700 Промежуточное положение между кабелями внутриобъектовое и внешней прокладки занимают так называемые кабели дм соединения зданий. В конструкции в качестве буферной оболочки применяется яем- брик диаметром 0,9 мм, в котором в гелиевом гндрсфобюм заполнителе уложено волокно. Выбор именно такой конструкции микромодум позво- ляет ею менять технологию установки коннекторов и получить эффек- тивную защиту от влаги. На рис. 7 3 и 7.4 представлены конструкции ОК фирмы Siemens дм СКС, а на рис. 7.5. а соединительный мини-кабель. Аналогичные юн- струкции предлагает фирма Ericsson. Вместе с тем, фирма Ericsson пред- лагает однолеигочную конструкцию ОК дм внутренней прокладки СКС с четырьмя волокнами и конструкцию с профилированным сердечником, с ленточными элементами ОВ (4.. 96 ОВ), а также с профилированным сердечником, в казах которого размещены трубки с ОВ (2...48 ОВ). Дм прокладки в пожароопасных помещениях может быть примежиа конструкция, представленная ва рис. 7 6. В згой кошпрукции использо- вано ОВ в полиакрилатном покрытии, которое обладает лучшей устойчивостью к воздействию пламени (рве. 7.7). Характеристики внутриобъектовых ОК, производимых АО НФ «Электропровод», приведены в табл. 7.5. Табгпгця 7.5 Параметры Иеряыиы аиупяюбыкттыхОКВ-М Число модулей 6.8; 12 Число ОВ 4 24 4. 48.4 24 Допустимое растяги- ваюпиеусшше. жН 500 500 Цетп'ралыый сало- вой элемент Арамидные ниш СтеалошастяюаыЙ иргпж Оболочка Пшшэталевовая. вс распространив щаа горение Полкаапнлхяорадшей пластикат Диапаюв рабочих температур, °C 10 *50 10 *50
Аналогичные конструкции выпускает ЗАО «Оптея», фирма «Элике* кабель» и др. Оптические шнуры в виде цилиндрической пружины изготавливаются кз одаовопокониого ОК (рис. 7.8). Длина ОК составляет 3 м, диаметр — 5 мм, внешний диаметр спирали — 20 мм, масса с неметаллическими соединителями — 70 г/3 и. ОК выдерживает до 100 000 циклов продоль- ных растяжений - сжатий цилиндрической пружины без ухудшения оп- тических характеристик. ОК может применяться в робототехнике, ЭВМ, телефонии, для соединения с подвижными устройствами (графопостроители, устройства лазерной резки и пр). Нару»*1 Лалом Оболсям. ПВХ *» вм .’wxxwoe CvtWA я впмвмой мшпмоЯ обмеч* Прж» Рис. 7.3. Рылцидалстельвый мбель
Рже 7.4 ОК для (йуфенвей прохлади Рис 7 5 Соединительный ОК
Рис. 7.6. Конструкция ОК для прохлади в пожароопасных помещениях: I - ОВ;2— ТЭОсгкфофобнымзаволняте- леы, 3 — обмотав слюдяной лентой; 4 — цент- ральный Сизовой элемент, 5 — обмотай стек- лолеигой; 6 — внутренняя оболочка ОК; 7 — обмотав стеалолеегой; 8 - - аломиивемя фольга; 9 — внешняя оболочка I 1,2 Ь’ « 1 J0 60 90 120 15В190 ВрДО, Рис. 7.7. Зависимость дополнительных потерт, в ОП от времени воздействия открытого пламени ?bs. 7.8. Конструкция оптического спиршмо- соашутртс 1 — ОВ; 2 — вркнруимрте или типа кевлар; 3 — вветренния обшючкв ОК; 4 — внешняя оболочка ОК; 5 —сощинигель