1.2 Выбор кабеля и его характеристика
Современные ОК классифицируются по следующим признакам: назначению, конструкции сердечника, условиям прокладки и типу защитной оболочки.
По назначению ОК подразделяются на 5 основных групп: магистральные, зоновые, городские, сельские, объектовые.
По конструкции сердечника: на кабели концентрической повивной скрутки, с профилированным сердечником, плоские кабели ленточного типа и кабели пучковой скрутки.
По условиям прокладки: на подземные, подводные, подвесные.
В качестве соединительных линий между городскими АТС используются городские кабели с пучковой скруткой сердечника. Они рассчитаны на работу без промежуточных линейных регенераторов.
По типу волоконных световодов ОК подразделяются на одномодовые, многомодовые ступенчатые и многомодовые градиентные.
Число мод зависит от соотношения диаметра сердцевины световода (d) и длины волны (X). С увеличением диаметра число передаваемых мод возрастает.
Отличительными особенностями выпускаемых кабелей второго поколения являются:
переход на длину волны ^=1,3-1,55 мкм;
применение одномодовых волокон;
модульная конструкция (каждый модуль на 1, 2, 4 волокна);
наличие медных жил для дистанционного электропитания;
разнообразие типов наружных оболочек.
Для городских телефонных сетей Российские предприятия освоили и серийно выпускают ОК, содержащие сердечник повивного типа с центральным упрочняющим элементом, градиентным многомодовым ОВ и одномодовым ОВ. Различные марки городских ОК в зависимости от условий прокладки и эксплуатации, а также характера решаемой задачи отличаются друг от друга кроме типа ОВ, количеством оптических модулей, броневым покровом, типом силового
Одним из важнейших параметров ВОЛС является пропускная способность, определяющая полосу частот, пропускаемую световодом и соответственно число каналов, передаваемой по ОК информации. Ширина полосы пропускания зависит от дисперсионных свойств световодов.
Таким образом, дисперсия в многомодовых световодах существенно ограничивает полосу передаваемых частот и дальность передачи.
Учитывая перспективу увеличения в дальнейшем объема сетевого трафика, отдадим предпочтение марке ОК с одномодовым ОВ, ввиду его лучших характеристик.
На межстанционных связях ГТС в основном используются одномодовые кабели, с длиной волны 1,55 мкм, так как в области А,=Т,55мкм результирующая дисперсия приближается к нулевому значению, а значит обеспечивает наибольшую пропускную способность световода.
ОК предполагается прокладывать в занятых и свободных каналах кабельной канализации. Для предохранения ОВ и самого ОК от растяжения и изгибов и защиты от внешних механических воздействий, выбираем кабель с центральным силовым элементом из стеклопластика и полиэтиленовой наружной защитной оболочкой [3].
1.2.4 Технические требования к оптическим кабелям
В соответствии с «Техническими требованиями к оптическим кабелям связи, предназначенным для применения на взаимоувязываемой сети связи Российской Федерации», утверждённым 21 мая 1998 года оптические кабели связи (ОКС) должны удовлетворять нижеперечисленным требованиям, представленным в Приложении Г.
Оболочки, бронепокровы в соответствии с их функциональными назначениями и областью применения должны обеспечивать:
механическую защиту;
стойкость к избыточному гидростатическому давлению;
герметичность и влагостойкость;
стойкость к воздействию соляного тумана, солнечного излучения;
нераспространение горения.
Оптические волокна и элементы группирования волокон в теле должны иметь цветовую идентификацию.
Номинальная строительная длина кабеля, указанная в технической документации производителя, должна быть не менее 2 км (кроме станционных кабелей).
ОКС, содержащие металлические элементы, должны удовлетворять следующим требованиям к электрическим параметрам [5]:
внешняя оболочка кабеля должна выдержать напряжение, приложенное между металлическими элементами, соединёнными вместе, и водой (землёй) 20 кВ постоянного тока или 10 кВ переменного тока частотой 50 Гц в течение 5 секунд. Для морских кабелей величина испытательного напряжения определяется с учётом величины дистанционного питания (ДП);
электрическое сопротивление наружной оболочки кабеля, измеренное между металлическими элементами и землёй (водой) должно быть не менее 2000 МОм/км (при заводских испытаниях);
электрическое сопротивление жил ДП, приведённое к температуре 20°С, должно быть не более 16 Ом/км;
электрическое сопротивление изоляции жил ДП и между металлическими элементами и жилами ДП должно быть не менее 10000 МОм/км;
изоляция жил ДП должна выдерживать испытательное напряжение 2,5 кВ переменного тока или 5 кВ постоянного тока в течение 2 мин;
• оптический кабель с металлическими наружными покровами должен выдерживать испытания импульсным током в четырёх диапазонах значений: менее 55 кА (1-ая категория молниестойкости); 55 - 80 кА (П-ая категория); 80 - 105 кА (Ш-я категория молниестойкости); 105 кА и выше (IV-я категория);
Оптический кабель связи должен быть стойким к механическим воздействиям. Он должен выдерживать 20 циклов изгибов ±90° по радиусу не более 20-кратного внешнего диаметра при нормальной температуре не ниже минус 10°С окружающей среды (кроме внутри объектовых). Кабели должны выдерживать 10 циклов осевых закручиваний на угол ±360° на длине не более 4 м при нормальной температуре окружающей среды. Он должен быть стойким к вибрационным нагрузкам в диапазоне частот (10 - 200) Гц с ускорением 4g [5].
Срок хранения в полевых условиях под навесом должен быть не менее 10 лет, в отапливаемых не менее 15 лет.
Срок службы оптических кабелей должен быть не менее 25 лет.
Хранение кабелей должно осуществляться в упакованном виде. Не должно быть воздействия паров кислот, щелочей и других агрессивных сред.
Срок хранения входит в срок службы кабеля.
Транспортирование кабелей допускается любым видом транспорта на любое расстояние в соответствии с правилами перевозки грузов.
Допустимый статистический радиус изгиба кабеля должен быть равен 20-ти номинальным наружным диаметрам кабеля. Для кабелей, прокладываемых в кабельной канализации, допустимый радиус изгиба не должен превышать 250 мм.
Условия хранения морских кабелей определяются заводом изготовителем.
Температура окружающей среды при транспортировании и хранении от минус 50°С до плюс 50°С, для кабелей с пониженной рабочей температурой окружающей среды от минус 60°С до плюс 50°С.
Допустимый статический радиус изгиба оптических модулей должен быть указан в ТУ на конкретный тип кабеля.
Кабель должен обеспечивать возможность его прокладки и монтажа при температуре до минус 10°С (внутриобъектовые - не ниже минус 5°С).
Допустимый радиус изгиба оптического волокна при монтаже должен быть не более 3 мм (в течение 10 мин).
Изготовитель должен гарантировать соответствие оптического кабеля требованиям Технических условий при соблюдении потребителем условий транспортирования, хранения, эксплуатации и монтажа, установленных в ТУ и эксплуатационной документации.
Срок гарантии составляет не менее двух лет со дня ввода в эксплуатации. 1.2.5 Конструкции волоконно-оптических кабелей
Все существующие волоконно-оптические кабели можно разделить на кабели внешней прокладки, кабели внутренней прокладки и кабели специального назначения. Эскиз поперечного сечения оптического кабеля и его конструктивные элементы приведены в приложении Е.
Кабель внешней прокладки в зависимости от условий их применения можно разделить на кабели для прокладки в трубах, кабельной канализации, коллекторах, непосредственно в грунт, подвесные и подводные. Кабели этой категории подвержены значительным механическим нагрузкам, возникающим в процессе их прокладки и эксплуатации. Температурные отклонения окружающей среды, в которой находится кабель, также приводят к дополнительным механическим нагрузкам. Вредное влияние оказывают различные химически агрессивные вещества и влага. Воздействие грызунов на кабель может привести к ухудшению рабочих характеристик или полному выходу из строя.
Все эти факторы определяют основные конструктивные элементы, характерные для этой категории кабелей. К таким элементам относятся трубки со свободной укладкой оптических волокон, скрученные вокруг металлического или диэлектрического ЦСЭ или одна центральная трубка для укладки большого числа ОВ; заполнение свободного пространства ОК ГЗ или водоблокирующие ленты для обеспечения продольной водонепроницаемости; силовые элементы в виде слоев арамидных нитей, стеклопластиковых стержней или стальной проволоки; защитная броня в виде стальной (чаще гофрированной) ленты для защиты от механических повреждений и грызунов, либо в виде крученых стальных нержавеющих или оцинкованных проволок, наложенных слоями для придания нужных механических защитных свойств; защитный шланг из полиэтилена чёрного цвета [6].