Слепов Н.Н. Современные технологии Цифровых оптоволоконных сетей связи (ATM, PDH, SDH, SONET и WDM)

Подождите немного. Документ загружается.

Глава 12

Характеристики промышленных оптических волокон и кабелей

395

12.3.1. Классификация типов оптических кабелей

Учитывая наличие по отдельным типам ВОК уже опубликованного материала, ниже приводится

краткий обзор того, что есть на рынке оптических кабелей связи, учитывая большое разнообразие

кабельных изделий, а также то, что большинство кабелей (например, все кабели в грозотросе и

другие кабели воздушной подвески) делаются под конкретные требования заказчиков, что еще

более увеличивает типаж изделий.

Существует большое количество типов ВОК в зависимости от назначения, условий про-

кладки и конструкции составляющих элементов.

По назначению все кабели можно разделить на три категории:

1 - внутренней прокладки (indoor),

2 - наружной прокладки (outdoor),

3 - специальные.

12.3.1.1. Кабели внутренней прокладки

Кабели внутренней или внутриобъектовой прокладки используются внутри телефонных

станций, офисов, зданий и помещений клиентов/абонентов.

По условию прокладки эти кабели в свою очередь можно разделить на:

- кабели вертикальной прокладки (riser cable);

- кабели горизонтальной прокладки (distribution cable);

- шнуры коммутации (patch cord).

Ниже эти типы кабелей нами не рассматриваются, интересующиеся могут обратиться к [246, 268].

12.3.1.2. Кабели наружной прокладки

Кабели наружной прокладки могут применятся практически на любых (сельских, городских, зо-

новых и магистральных) линиях связи.

По условию прокладки эти кабели в свою очередь можно разделить на:

- воздушные (aerial),

- подземные (buried),

- подводные (undersea, underwater)

Кабели воздушной подвески

Кабели воздушной подвески подвешиваются на опорах различного типа и в свою очередь

делятся на кабели:

- самонесущие (self-supporting, например, типа ADSS - All-Dielectric Self-Supporting - полностью

диэлектрические самонесущие) - с несущим тросом или без него, подвешиваемые на опорах

различного типа, в том числе на опорах ЛЭП и контактной сети железных дорог; прикрепляе-

мые (lashed, например, типа ADL - полностью диэлектрические прикрепляемые), которые кре-

пятся к несущему проводу с помощью диэлектрических шнуров или ленты, или же с помощью

специальных зажимов, или спиралевидных отрезков металлической проволоки;

- навиваемые (wrapped, например, типа SkyWrap компании Focas) - навиваются вокруг несуще-

го, например, фазового провода или провода заземления (грозотроса);

- встраиваемые в грозотрос (типа OPGW - Optical Ground Wire - ОКГТ - оптический кабель в

грозотросе).

Кабели подземной прокладки

Кабели подземной прокладки в свою очередь делятся на:

- кабели, прокладываемые в кабельной канализации или туннелях;

- кабели, закапываемые в грунт;

- кабели автоматической прокладки (АП) в специальных трубах (например, трубах типа Silicore

- ПЭ трубы компании Dura-Line).

Подводные кабели

Эти кабели делятся в свою очередь на:

Глава 12

Характеристики промышленных оптических волокон и кабелей

396

- кабели, укладываемые на дно несудоходных рек, неглубоких озер и болот (используются при

прохождении водных преград небольшой длины);

- кабели, укладываемые на дно морей и океанов (что может означать не только укладку на дно, но и

закрепление на определенной глубине, или закапывание в донный грунт на определенную глубину).

12.3.1.3. Специальные кабели

К специальным кабелям относят следующие:

- одноволоконные полностью диэлектрические (ПД) кабели в тонкой специальной оболочке для

использования в сети внутренней коммутации различных спецустройств и приборов;

- многоволоконные плоские ПД кабели, используемые для внутренних шин и компьютерных се-

тей суперкомпьютеров;

- многоволоконные объемные (матричные) ПД кабели, используемые для прямой (несканируе-

мой) передачи плоских графических изображений объектов (например, для передачи видео-

изображений - содержат тысячи или десятки тысяч волокон).

12.3.2. Типовые конструкции оптических кабелей

По конструкции кабели делятся на ряд типов в зависимости от назначения, условий прокладки и

используемых конструктивных элементов. К этим элементам относятся:

- оптические волокна, имеющие первичное и вторичное защитные покрытия, или специально подго-

товленные для укладки в кабель (например, соединенные вместе в плоскую ленту, а несколько

плоских лент в матрицу - для увеличения общего числа волокон в кабеле до нескольких сот);

- трубчатые модули, пластмассовые или металлические, в которых располагаются ОВ, назы-

ваются также оптическими модулями (ОМ);

- профилированные сердечники, в продольных (по винтовой линии на периферии) пазах кото-

рых укладываются отдельные волокна, пучки волокон или размещаются трубчатые модули;

- силовые элементы: центральные (в виде корда или металлической жилы) - ЦСЭ или внешние (в

виде одного или нескольких повивов металлической проволоки. В качестве ЦСЭ может быть

стеклопластиковый (СП) стержень, пучок специальных высокопрочных арамидных нитей (типа

Кевлар, Тварон или Терлон), стальная проволока или алюминиевый профилированный стержень:

- специальные элементы, например, токопроводящие слои и повивы кабеля в грозотросе

(ОКГТ) для уменьшения удельного сопротивления троса току короткого замыкания (КЗ);

- технологические элементы типа гидрофобных заполнителей (гелей) или водоблокирующих

лент, препятствующих проникновению (и распространению вдоль кабеля) влаги, увеличиваю-

щей затухание в ОВ кабеля, и различных технологических обмоток и оболочек, служащих для

различных целей, в том числе и для тех же целей, что и гели;

- технологические элементы типа корделей (модулей-заполнителей), используемые вместо

оптических модулей в случае малого числа требуемых волокон для сохранения выбранной

геометрии конструкции кабеля (их диаметры, как правило, одинаковы с диаметром трубок для

удобства формирования повива);

- специальные интегрированные элементы типа служебных жил медного провода, используе-

мых вместе с модулями и корделями в гибридных кабелях для заказчиков, использующих две

среды передачи.

- защитная броня либо в виде стальной (чаще гофрированной) ленты для защиты от механиче-

ских повреждений и грызунов, либо в виде круглых (реже сегментированных) стальных нержа-

веющих или оцинкованных проволок накрученных в виде повивов (в один или несколько слоев)

для придания нужных защитных и механических свойств.

Модуль ОВ, или ОМ, представляет собой трубку, изготовленную из полимерного мате-

риала, алюминия или нержавеющей стали, внутри которой в наполнителе {гидрофобном геле) или

без него свободно (loose tube - LT) уложен пучок ОВ или же пучки ОВ относительно плотно уло-

жены в нескольких дополнительных пластмассовых трубках - buffered tube - ВТ, что удобно для

Глава 12

Характеристики промышленных оптических волокон и кабелей

397

селекции отдельных групп по типу волокон, по назначению или группам пользователей (для этих

целей волокно покрывается цветной оболочкой, обычно в пучке волокон может использоваться до

12 (реже 18) различных цветов).

Кабели могут быть одномодулъными и многомодульными. В одномодульных кабелях

трубка находится в центре и содержит ОВ, расположенные свободно или сформированные в пуч-

ки. В многомодульных кабелях несколько трубок скручиваются вокруг центральной жилы, или

центрального силового элемента - ЦСЭ, вместе с модулями-заполнителями (корделями) и/или

служебными жилами (например, медными проводами в оболочке), образуя внутренний (или пер-

вый) повив (скрутку). Он чаще называется сердечником кабеля (включая в него ЦСЭ и необяза-

тельные. но часто используемые технологические обмотки и оболочки). Для единообразия с таб-

лицей кабелей в грозотросе за этой скруткой вокруг ЦСЭ оставлен статус первого повива, учиты-

вая, что в грозотросе даже в многомодульных конструкциях используются полые металлические

(а не пластмассовые) трубки с волокнами, так что скрутка ничем не отличается от повива.

Использование тех или иных элементов зависит не только от конструктивных особенно-

стей кабеля, диктуемых его типом, но и от того, является ли кабель полностью диэлектрическим

или нет. Для диэлектрического кабеля ЦСЭ, например, изготавливается из высокопрочного стек-

лопластика и/или арамидных нитей или высокопрочных волокон/нитей, тогда как для недиэлек-

трического кабеля в качестве ЦСЭ может быть использована стальная проволока или стальной

трос (в полиэтиленовой оболочке или без нее).

Для подвесных кабелей кроме ЦСЭ может использоваться внешний силовой элемент -

ВСЭ, изготавливаемый из тех же материалов, что и ЦСЭ. Кабель в этом случае приобретает в се-

чении форму "8", но имеет общую (например полиэтиленовую) оболочку, при этом параметр

"диаметр кабеля", учитывая некруглость конструкции, заменяется на "габариты кабеля". Кабели с

ВСЭ относятся к классу самонесущих кабелей.

Рисунки некоторых типовых конструкций оптических кабелей отечественных производи-

телей приведены в ряде публикаций, например, [324], где представлены кабели компании

"СОКК", и [275], где представлены некоторые конструкции кабелей других компаний, приведен-

ных в табл. 12-5. Они, конечно, не исчерпывают многообразия всех конструкций, поэтому для бо-

лее подробного знакомства, нужно обращаться к спецификациям и каталогам производителей.

12.3.3. Основные параметры промышленных оптических кабелей

В качестве иллюстрации в табл. 12-5 приведены основные характеристики промышленных кабе-

лей, выпускаемых пятью отечественными производителями, такими как: ЗАО "Москабельмет"

(Москва, теперь "Москабель-Фуджикура"), ЗАО НФ "Электропровод" (Москва), ЗАО "Самарская

оптическая кабельная компания (СОКК)" (Самара) и ОАО "Завод Сарансккабель" (Саранск). Их

изделия покрывают практически весь спектр выпускаемых в России ВОК (более подробные таб-

лицы см. в работе [447]).

Сокращения, используемые в табл. 12-5, приведены в примечаниях к самой таблице. Неко-

торые позиции этой таблицы нуждаются в пояснении, которые даны как ниже под таблицей, так и

в виде Общих и Частных замечаний ниже. Кроме этого, можно сделать следующие общие замеча-

ния, показывающие, что в отличие от производителей медного кабеля, предлагающих жестко

фиксированную номенклатуру изделий, производители ВОК готовы (и способны) делать кабели

по индивидуальным заказам, подбирая нужные заказчику параметры и тип волокон, а также типо-

размеры ВОК.

Общие замечания:

- код типа кабеля не всегда точно указывает на возможную область его применения, смотрите

для ориентации варианты использования кабеля в табл. 12-6 для конкретной компании;

- "Dura-Line" (Дюралайн) - технология для автоматизированной пневматической прокладки с

всасыванием кабеля в трубы Silicore;

- минимальное допустимое число волокон в кабеле обычно равно 2 или 4;

Глава 12

Характеристики промышленных оптических волокон и кабелей

398

- вместе с оптическими модулями (при малом количестве волокон) могут быть использованы

модули наполнители - кордели;

- вместо корделей (по желанию заказчика) производитель может включать 2, 4, 8 медных жил;

- внешняя оболочка, как правило, изготавливается из полиэтилена (ПЭ) или (по желанию заказ-

чика) из специального материала с замедлением или нераспространением горения (часто такую

оболочку называют просто негорючей);

- максимальная строительная длина, указанная в таблице, взята из ТУ или рекламных проспектов,

фактически производители готовы поставлять для заказчика любые согласованные длины от не-

скольких десятков метров до 6,5 километров, если позволяют размеры транспортных катушек;

Глава 12

Характеристики промышленных оптических волокон и кабелей

399

- в таблице не отражены некоторые общие детали конструкций: наличие гидрофобного за-

полнителя (геля) в трубках и между ними, а также технологических (например, водобло-

кирующих) лент.

Частные замечания

Эти замечания призваны конкретизировать назначение и область применения кабелей в

соответствии со спецификациями производителя. Для более компактного представления эти спе-

цификации были обобщены, унифицированы и сведены в табл. 12-6 (см. ниже). В ней приведены

только производители, представленные в табл. 12-5 и используются следующие сокращения: КК -

кабельная канализация, ЖД - железные дороги, ЛЭП

- линии электропередач.

Указанные таблицы 12-5, 12-6 (см. ниже) позволяют провести предварительный выбор

типа кабеля, уточнив его, если надо, по спецификации производителя. Это может касаться таких

параметров, как внешний диаметр кабеля и погонная масса кабеля, а также "более тонких" дета-

лей конструкции или конкретной специфики применения. Ясно, что окончательный выбор может

потребовать дополнительных консультаций с производителем.

Глава 12

Характеристики промышленных оптических волокон и кабелей

400

12.3.4. Оптические кабели воздушной подвески

Все многообразие кабелей - велико, и в рамках этой работы мы лишь очерчиваем его границы,

приводя классификацию кабелей воздушной подвески, не имея возможности рассматривать их бо-

лее подробно. Для иллюстрации приведем краткий обзор только одного из типов подвесных кабе-

лей, который для широкого внедрения сетей SDH/WDM в нашей стране играет большую роль,

учитывая огромную протяженность ее территории. Речь идет о кабелях, встроенных в грозотрос.

12.3.4.1. Типы кабелей, связанных с грозотросом

Кабели, связанные с грозотросом можно разделить на кабели:

1 - встроенные в грозотрос - ОКГТ (OPGW - Optical Ground Wire);

2 - навиваемые на грозотрос (Wraped);

3 - прикрепляемые к грозотросу (Lashed).

Кабели, встроенные в грозотрос

Этот тип кабелей, согласно мировой статистике, применяется в 80-90% случаев использова-

ния кабелей воздушной подвески. Его конструкция может быть различной и зависит от компании

производителя. В общем случае она содержит две группы элементов: специальные элементы конст-

рукции грозотроса и общие элементы ОК, включая модули, содержащие оптическое волокно.

Глава 12

Характеристики промышленных оптических волокон и кабелей

401

Элементы грозотроса представлены одним или несколькими металлическими повивами.

Если их два, то они могут называться внешними и внутренними, если больше, то их нумеруют.

Эти повивы могут быть выполнены из стальной проволоки, или из алюминиевого сплава с маг-

нием и железом, например, алдреевой проволоки (АА), или стальной, плакированной алюминием,

проволоки (ACS), или просто алюминиевой проволоки. Внешний повив выполняется, как правило,

из проволоки большей электропроводности (алюминиевой или алдреевой), а внутренний - из про-

волоки большей прочности (стальной с различными покрытиями).

Оптические модули, как правило, аналогичны описанным выше, включая то, что трубки

модулей могут быть металлические. Кабели также могут быть одномодулъными и многомодуль-

ными.

С одной стороны, кабель ОКГТ, как любой грозотрос, должен выполнять свои специфиче-

ские функции молниеотвода, для чего внешние металлические слои (повивы) должны иметь низ-

кое удельное сопротивление, высокую допустимую плотность тока короткого замыкания, и ряд

других специфических характеристик. С другой стороны, он должен служить механическим но-

сителем ОВ и предохранять его от любых воздействий среды, механических повреждений, воз-

можности оплавления оболочки (в случае удара молнии), т.е. в общем случае предохранять его от

прекращения функционирования даже в самых неблагоприятных ситуациях, таких как протекание

тока КЗ и разогрев грозотроса.

В табл. 12-7 (см. след. стр.), приведены параметры таких кабелей и их предельные значе-

ния, обеспечиваемые компаниями-производителями.

Считаем, что параметры, приведенные в табл. 12-7 не нуждаются в дополнительных пояс-

нениях (используемые сокращения приведены под таблицей). Отметим только, что в ней пред-

ставлен первый ОКГТ отечественной разработки, проведенной компаниями СОКК и ОПТЭН, от-

личающийся оригинальностью конструкции - наличием сплошной алюминиевой оболочки, ис-

пользуемой в дополнении ко второму повиву.

12.4. Маркировка оптических кабелей

Кроме знания параметров оптических волокон и кабелей, важным моментом, помогающим на

практике выбрать кабель или провести сравнение кабелей при отсутствии информации о них в

соответствующих таблицах, является знание системы маркировки кабелей различными произво-

дителями (материал данного раздела базируется на публикациях [322, 448]). Это особенно важно,

если учесть отсутствие отечественных стандартов на маркировку ВОК. В этой ситуации отечест-

венные производители вынуждены использовать или стандарты тех компаний, с которыми они

связаны рамками СП или делового сотрудничества, или разрабатывать системы маркировки само-

стоятельно.

Учитывая, что не только инженеры и менеджеры, но и сами производители оптического

кабеля заинтересованы в знании маркировок других производителей и разработке единой систе-

мы маркировки, ниже приведены различные системы таких маркировок и примеры их расшиф-

ровки, а также предложены решения, которые могли бы стать основой при разработке такой сис-

темы маркировки.

12.4.1. Маркировка промышленных оптических кабелей

Маркировка ВОК достаточно разнообразна и зависит от компаний-производителей. Обычно ис-

пользуются два типа маркировки: кодовая буквенно-цифровая и непосредственная, когда вслед за

маркой кабеля последовательно указываются значения основных параметров. Рассмотрим марки-

ровку кабелей наружной прокладки.

Глава 12

Характеристики промышленных оптических волокон и кабелей

402

12.4.1.1. Маркировка кабелей ЗАО "Севкабель-Оптик"

Примером отечественной кодовой маркировки может служить кодировка кабелей компании "Севка-

бель-оптик", которая приведена в табл. 12-8 (код приведен в русской и латинской версиях).

Глава 12

Характеристики промышленных оптических волокон и кабелей

403

Глава 12

Характеристики промышленных оптических волокон и кабелей

404

12.4.1.2. Маркировка кабелей ЗАО "СОКК"

Примером непосредственной цифровой маркировки (кроме буквенных обозначений типа кабеля)

может служить кодировка обозначений кабелей, используемая Самарской оптической кабельной

компанией (СОКК), представленная в табл. 12-9. Элементы маркировки отделяются символом "-".

Например: ОКЛ-01-6-16-10/125-0,36/0,22-3,5/18-1,0

ОКГТ-МТ-24-10/125-0,36/0,22-3,5/18-13,2-81/71,6 (или 7600)

12.4.1.3. Маркировка кабелей ЗАО НФ "Электропровод"

Маркировка кабелей компании "Электропровод" приведена в табл. 12-10. В ней нет явного указа-

ния на рабочую длину волны волокна, но ее можно установить по двум другим параметрам: диа-