2 Вибір марки кабелю

2.1 Вибір типу кабелю

Кабель оптичний - це фізичний медіум, що складається з певної кількості оптичних волокон оточених спільною захисною оболонкою, та використовується для передачі світлового потоку.Конструкція складається з одного або кількох ізольованих один від одного оптичних волокон (оптоволокно), захищених оболонкою. Окрім жил та ізоляції може містити екран, силові та інші конструктивні елементи.

Оптичне волокно складається з:

1) ядра (серцевини)

2) оптичної оболонки

3) захисного покриття

4) буферного покриття (опціонально)

Основні конструктивні елементи оптичного волокна (ОВ) наведені на рис.1

Рисунок 1 - Структура оптичного волокна

Кожне волокно складається з ядра і оболонки, які утворюють хвилеводну систему.

Ядро (серцевина) – виготовляється зі скла або пластику. Кількість мод, які передаються хвилеводом, залежить від діаметру серцевини. Захисна оболонка міцність волокна, поглинає удари, створює додатковий захист волокна від впливу навколишнього середовища. Такі буферні оболонки, як правило, бувають багатошаровими, виготовляються з пластику і мають товщину від 250 до 900 мкм.

Розміри волокна в загальному випадку визначаються зовнішніми діаметрами

його ядра, оболонки та захисної оболонки. Захисну оболонку завжди видаляють при з’єднані волокон.

Типові конструкції волоконно – оптичних кабелів :

Міжнародна електротехнічна комісія розділили усі волоконно – оптичні кабелі на ряд основних типів:

• для безпосереднього прокладання в грунт;

• для прокладання в колекторах і трубах;

• для повітряного прокладання ( кабелі з несучим тросом);

• для підводного прокладання;

• для внутрішньо - об’єктового прокладання;

• для міжоб′єктового зв’язку;

• монтажні;

• для спеціальних цілей (відрізняються від звичайних виробів загального призначення наявністю особливих вимог, що викликані особливостями їх експлуатації в спеціальних галузях техніки або кліматичних зон);

Крім цього, оптичні кабелі розрізняють :

• за матеріалом оптичного волокна: з кварцу, багатокомпонентного скла, кварцу в поєднанні з полімером, полімерні;

• за профілем показника заломлення: ступінчасті та градієнтні;

• за кількістю типів хвиль ( одномодові та багатомодові)

• з струмопровідними жилами та без них;

• екрановані та не екрановані;

Проте всі різноманіття існуючих типів кабелів можна поділити на три основні групи:

• кабелі повивної скрутки;

• кабелі з фігурним сердечником;

• плоскі кабелі стрічкового типу.

Кабелі повивної скрутки мають традиційну повивну конструкцію сердечника по аналогії з електричними кабелями (рис.2). Кожний наступний повив сердечника в порівняні з попереднім має на шість волокон більше. Відомі такі кабелі переважно з такою кількістю волокон 7,12, 19.

Рисунок 2 - Конструкція кабелю повивної скрутки

Оптичне волокно

Силовий елемент

Оболонка

Захисна оболонка

Кабелі другої групи мають в центрі фігурний пластмасовий сердечник з пазами, в яких розташовуються оптичні волокна ( модуль). Пази і відповідно волокна розташовуються по гелікоїді, і тому вони не зазнають поздовжньої дії на розрив. Такі кабелі можуть містити 4,6,8 і 10 волокон. Якщо необхідні кабель великої ємності, то застосовується декілька таких первинних модулів.

Кабелі стрічкового типу складається із стопки плоских пластмасових стрічок, в які вмонтовано певне число волокон. Переважно в стрічці розташовується 12- ти волоконні, а число стрічок складається 6-8-12. При 12 стрічках такий кабель може містити 144 волокна.

Найбільшого поширення отримав кабель другої групи з фігурним сердечником. Такі кабелі виготовляються в країнах Західної Європи, Україні. В США застосовують в основному кабелі стрічкового типу.

В оптичних кабелях крім оптичних волокон, як правило мають місця наступні складові елементи:

- силові ( підсилюючі ) стержні, що приймають на себе поздовжнє навантаження на розтяг;

- наповнювачі у вигляді суцільних пластмасових ниток;

- армуючі елементи, що підвищують стійкість кабелю при механічних діях;

Зовні захисні оболонки , запобігають від проникнення вологи, парів шкідливих речовин і внутрішніх механічних впливів.

В Україні виготовляють різні типи і конструкції оптичних кабелів. Для організації багатоканального зв’язку застосовуються, в основному, чотирьох і восьми волоконні оптичні кабелі.

Конструкція оптоволоконного кабелю ОК- 8 складається з восьми оптичних волокон, розташованих навколо силового стержня, із високо стійких пластмас. Волокна двохшарові в захисному покритті діаметром 50-125-500 мкм. Ззовні пластмасова оболонка. Діаметр кабелю 15 мм, вага 140 кг/км; загасання 1-5 дБ/км; смуга пропускання 500 МГц.

Одномодові оптичні кабелі марок ОКЛ-01, ОКЛ-02, ОКЛС-01, ОКЛС-ОЗ, ОКЛК-01, ОКЛБ-О1, ОКЛАК-01 призначені для прокладання в кабельній каналізації, трубах, блоках, колекторах, по мостах і в шахтах, ґрунтах усіх категорій ручним і механізованим способами й експлуатації на внутрішньо зонових і магістральних лініях зв'язку.

Кабелі мають наступну конструкцію:

ОКЛ-01 - має центральний силовий елемент зі склопластикового стрижня, навколо якого вбудовані оптичні модулі з одномодовими, оптичними волокнами, заповнені гідрофобним заповнювачем, поверх сердечника накладена поліетиленова захисна оболонка.

ОКЛ-02 - тієї ж конструкції, але з центральний силовий елемент зі сталевого тросу.

ОКЛБ-01 має ЦСЕ зі склопластикового стержня, навколо якого скручені ОМ. Поверх сердечника накладена проміжна поліетиленова оболонка, броня зі сталевих стрічок і захисна поліетиленова оболонка.

Таблиця 2 - Характеристики кабелів марок ОК

Позначення кабелю	Кільк. ОВ	Коеф. згасання дБ/км	Дисперсія пс/(нк·км) не більше	Кіл. мідних жил ДЖ, 1,2мм,шт	Зовнішній , мм	Максимальна маса 1 км кабелю, кг
ОКЛ-01-0,3/ /3,5-4(8,16)	4;8;16	до 0,3	3,5	немає	10,81,0	90,0
ОКЛ-02-0,3/ /3,5-4(8,16)	4;8;16	до 0,3	3,5	немає	12,41,2	134,0
ОКЛС-03-0,3/3,5-4(8)	4;8	до 0,3	3,5	немає	16,82,0	277,0
ОКЛБ-010,3/ /3,5-4(8)/4	4;8	до 0,3	3,5	4	18,42,0	440,0

Основний інформаційно - технічний параметр кабелю - це є його загальна пропускна здатність, яка визначається кількістю оптичних волокон, та пропускною здатністю одного оптичного волокна. Пропускна здатність одного оптичного волокна залежить від частоти передачі (довжини) хвилі та типу ОВ.

Обмежуючим пропускну здатність фактором є наявність явища дисперсії, яке залежить від типу ОВ, частоти (довжини хвилі) та довжини регенераційної ділянки. Оскільки даний проект присвячений побудові міжміської кабельної магістралі то вибираємо кабель з одномодовими (ОМ) оптичними волокнами, кількість яких задана у завданні. Спираючись на кількість робочих ОВ вибираємо загальну кількість ОВ у кабелі. Як правило, при побудові мережі використовуються резервні запасні шляхи передачі інформаційного потоку і при наявності двох гілок в мережі, по кожній з них передається 50% загального потоку, а в разі пошкодження однієї гілки, весь потік спрямовується по справній гілці. Враховуючи це, загальна кількість ОВ в кабелі повинна бути щонайменше вдвічі більша від кількості робочих волокон. Окрім того повинен бути невеликий запас, щонайменше в один оптичний модуль, кількість ОВ в якому – 4. Виконавши такий попередній розрахунок загальної кількості ОВ в ОК, з можливих до використання ОК вибираємо такий, що є сертифікований в Україні до використання. Вибір проводимо аналізуючи данні, що наведені в таблиці 2.

При виборі звертаємо увагу на тип ОВ, величину загасання в ОВ на певній довжині хвилі, кількість ОВ. Кількість ОВ у вибраного кабелю має бути не меншою від визначеної мінімальної кількості ОВ і може бути більшим на 2-4 ОВ, (але не більше).Спочатку вибираємо базову модель ОК, тобто конструкцію осердя кабелю без врахування типу зовнішніх та захисних покриттів, будова яких місцем та способом прокладання ОК. Необхідно враховувати те що хоча і допускається використання різних кабелів, проте в межах однієї регенераційної ділянки можна використовувати кабель лише одного виробника. Прокладання кабелю може здійснюватися різними способами. При прокладанні кабелю безпосередньо у грунті використовується броньований кабель ( як правило гофрована металева трубка, або сталеві стрічки). При прокладанні ОК в захисному пластмасовому трубопроводі (ЗПТ) кабель не має броньованих захисних покриттів. Основний спосіб прокладання визначається замовником будівництва (в грунті чи ЗПТ). Слід відмітити, що прокладання кабелю в ЗПТ користується такими перевагами:

• вартість броньованого кабелю ( при прокладанні безпосередньо в грунті) більша за вартість неброньованого кабелю плюс вартість ЗПТ.

• при прокладанні неброньованого кабелю в ЗПТ він більш захищений від механічних пошкоджень.

• при прокладені кабелю в ЗПТ є можливість заміни кабелю, без виконання складних та об′ємних земляних робіт.

• при прокладанні кабелю в ЗПТ можливі варіанти, коли на окремих ділянках кабельних магістралей, наприклад, переходів через авто або залізо дорожні шляхи можливими є використання інших типів (окрім ЗПТ) захисних пристроїв, наприклад, азбестоцементних труб та броньованих кабелів.

Таким чином, для даної мережі виберемо кабель типу ОКЛ- ОМ – 18.