Технико-экономический проект развития межстанционных связей местных сетей с помощью SDН

     К факторам, ухудшающим свойство ОВ можно  отнести: испарение пластификаторов, увлажнение материалов ОВ и запыление мест коннекции, радиационные замутнения. Все это приводит к ухудшению передаточных характеристик ОВ.

     Так сердечник оптического кабеля из-за необходимости обеспечения эффективной защиты ОВ от механических воздействий принципиально представляет собой пустотелую конструкцию. Это ставит перед разработчиками проблему обеспечения его влагостойкости. Малый внешний диаметр делает неэффективным содержание под избыточным воздушным давлением, иногда используемым в многопарных электрических кабелях.

     Для получения необходимой влагостойкости оптического кабеля необходимо решить задачи обеспечения его продольной и поперечной герметизации. Основным средством обеспечения продольной герметизации является гидрофобный гель, который заполняет пустоты кабельного сердечника. Поперечная герметизация кабеля задается наружными оболочками. В некоторых кабелях фирмы Lucent Technologies дополнительно применяется слой целлюлозной бумаги, которая при попадании на нее влаги разбухает и герметизирует небольшие проколы оболочки, а в кабелях компании ABB использована тонкая алюминиевая оболочка.

     Для облегчения разделки кабелей под внешнюю оболочку закладывается прочная разрывная нить (rip-cord), которая при вытягивании делает на шланге оболочки продольный разрез, открывая доступ к элементам кабельного сердечника. В кабелях производства Lucent Technologies применяются две разрывные нити, которые укладываются на противоположных сторонах кабеля в его диаметральной плоскости. В бронированных кабелях компании Mohawk разрывная нить используется для вскрытия клеевого шва, соединяющего края стальной гофрированной ленты.

     Каждый  из перечисленных выше факторов имеет место при определенных условиях эксплуатации. Естественно, для каких-то ОК нужна броня, для других требуется полное отсутствие металлических деталей.

     Рассмотрим вариант классификации ОК, показанный на рисунке 2 [П.А.].

     Как следует из представленного, ОК находят применение на всех участках сети связи и подразделяются на магистральные, зоновые местные и внутриобъектовые. Условия существования кабелей на магистральных, внутризоновых, местных, объектовых (локальных) сетях связи различны, и используемые средства могут довольно значительно отличаться друг от друга по конструкции не только сердечника, но и оболочек и наружных покровов. Так, магистральные ОК могут прокладываться непосредственно в земле, в кабельной канализации, коллекторах, тоннелях, в водной среде (реки, озера, моря), подвешиваться в воздухе.

     Большая часть кабелей внутризоновых  и местных сетей находится  в аналогичных условиях. В значительно  более легких условиях работают ОК объектовых сетей, в основном прокладываемые в помещениях. В этой связи мы будем допускать деление ОК по условиям применения две основные группы: внешней прокладки и внутриобъектовые.

     Отдельно  следует заметить, что ряд ОК имеет  специальное предназначение. Такие ОК делаются на заказ для определенных условий и отличаются специфическими характеристиками. Так, например, кабель для электрификации железных дорог может включать несколько ОВ (в параллельном жгуте). Существуют морозо- и жаростойкие ОВ и др. 

     1.6.3 Конструкция основных типов волоконно-оптических кабелей связи 

     1.6.3.1 Кабели внешней прокладки  

     Кабели  внешней прокладки (outdoor cables) используются для связи между зданиями. Основным требованием к конструкции таких кабелей наряду с малым затуханием и высокой широкополосностью является высокая механическая прочность к растягивающим и сдавливающим усилиям, а также влагостойкость и широкий диапазон рабочих температур.

     В настоящее время известно большое  количество конструкций оптических кабелей внешней прокладки, полную совокупность которых можно условно разделить на четыре группы, изображенные на рисунок 1.2. 

     а – с профилированным сердечником; б – модульной конструкции;

     в – типа Monotube; г – ленточная 

     Рисунок 1.2 - Типовые конструкции оптического  кабеля: 

     Основой кабелей первой группы (рисунок 1.2 а) является профилированный сердечник, в пазах или внутренних полостях которого уложены ОВ. Кабели второй группы (рисунок 1.2 б) имеют традиционную повивную скрутку, которая в подавляющем большинстве случаев образована пластмассовыми трубками, получившими название модулей. В каждом модуле может размещаться от одного до 12 волокон. Некоторые инофирмы называют такую конструкцию multitube cable.

     Кабели  типа monotube (рисунок 1.2 в) могут рассматриваться как разновидность кабелей модульной конструкции и содержат одну большую трубку для укладки волокон, размещаемую по оси конструкции.

     Кабели  ленточного типа (рисунок 1.2 г) реализованы на основе сердечника в виде одной или нескольких уложенных в стопку полимерных лент, в толще которых располагаются отдельные световоды.

     Кабели  модульной конструкции (повивной скрутки) в тех или иных конструктивных разновидностях имеют, как правило, емкость не более 100 волокон и в настоящее время занимают доминирующее положение в общем объеме выпуска кабельной продукции, предназначенной для использования во внешних подсистемах локальных сетей. Это объясняется хорошей защитой отдельных волокон от механических и климатических воздействий, а также простотой и удобством разделки.

     Кабели  с профилированным сердечником  уступают кабелям модульной конструкции по уровню защиты ОВ от механических воздействий и в настоящее время почти полностью вытеснены из практического использования.

     Ленточные кабели обеспечивают максимальное преимущество над конструкциями других типов при большом (до нескольких сотен) количестве волокон и поэтому используются главным образом при построении городских телекоммуникационных сетей.

     В настоящее время применяются  две конструктивные разновидности оптических кабелей: кабели, содержащие металлические элементы (проводники, броневые покровы и др.), и полностью диэлектрические кабели. К достоинству первых относится более высокая механическая прочность и влаго- и грызуностойкость, кабели второго типа менее подвержены влиянию электромагнитных воздействий и имеют несколько меньшие габариты и массу.

     Кабели  рассматриваемой группы могут прокладываться в кабельной канализации, трубах, коллекторах, на мостах, эстакадах и в шахтах, а при наличии броневых покровов различного типа возможна непосредственная укладка кабелей в грунт без мерзлотных деформаций с использованием песчаной подушки или без нее. Допускается прокладка кабелей при переходах через неглубокие озера, реки и болота.

     Специально  для организации линий воздушной  связи выпускаются кабели для подвески на опорах с интегрированным в конструкцию внешним несущим тросом. Многие оптические кабели имеют так называемую самонесущую конструкцию. Такие кабели также можно использовать для воздушной подвески при условии применения для крепления специальных зажимов.

     Рабочий температурный диапазон кабелей внешней прокладки обычно составляет для:

     - отечественных ** кабелей   –40 ...+50°С;

     - импортных кабелей   –40 ...+70°С.

     Примечание ** Под отечественными считаем кабели стран СНГ (в том числе России и Казахстан).

     Существуют  специальные морозостойкие кабели, нижняя рабочая температура которых достигает –60°С.

     Для работы в особых условиях эксплуатации применяются специальные кабели. Так, например, компанией ABB разработаны конструкции, предназначенные для использования на нефтяных платформах, нефтехранилищах и других аналогичных объектах. Они выдерживают в течение 1 часа нагрев до температуры 1000°С (при снижении температуры до 850°С жаростойкость возрастает до 3 часов), а также воздействие агрессивных химических материалов. Фирмой BICC поставляется кабель с внутренней свинцовой оболочкой, который предназначен для применения на атомных электростанциях и других объектах с повышенным уровнем ионизирующего излучения.

     Промышленность  выпускает одномодовые, многомодовые и комбинированные кабели внешней прокладки. Последние могут иметь одномодовые и многомодовые ОВ, а также медные проводники для подачи напряжения дистанционного питания, ведения служебных телефонных переговоров и других целей. Спецификация комбинированного кабеля обычно оговаривается при конкретном заказе. Аналогично комбинированный кабель может включать ОВ стандартной дисперсии и ОВ со смещенной ненулевой дисперсией.

     Основным  потребителем кабелей внешней прокладки  являются телекоммуникационные компании – операторы транспортных сетей, которые ориентируются на одномодовую технику. В силу этого удельный вес многомодовой продукции в общем объеме выпуска кабелей сравнительно невелик. Это приводит к тому, что стоимость многомодового кабеля внешней прокладки обычно превышает стоимость такого же по конструкции одномодового примерно на 10-15%. 

     1.6.3.2 Внутриобъектовые оптические кабели 

     Межэтажная  и поэтажная разводка внутри зданий осуществляется внутриобъектовым оптическим кабелем (indoor cables), отличающимся от кабеля внешней прокладки повышенной гибкостью и улучшенными массогабаритными показателями за счет использования в конструкции облегченных упрочняющих покрытий, а также отсутствием элементов защиты от влаги. ОВ в кабелях этого класса снабжаются буферным покрытием толщиной 0,9 мм, которое позволяет осуществлять непосредственную установку коннекторов. Некоторое увеличение затухания, вызываемое применением оболочки tight buffer, не имеет принципиального значения из-за сравнительно небольших длин кабельных трасс в пределах здания. Пример конструкции такого кабеля показан на рисунке 1.3. Максимальное число волокон серийных внутриобъектовых кабелей, как правило, не превышает 12 (фирма AMP выпускает кабели с 18 волокнами).

     В случае необходимости создания внутриобъектовых кабелей с большим числом волокон применяют конструкцию, аналогичную кабелям внешней прокладки: вокруг центрального силового элемента укладывают несколько (в большинстве случаев шесть, реже двенадцать) обычных кабелей и полученный сердечник закрывают сверху общей защитной оболочкой.

     Рисунок 1.3 - Конструкция четырехволоконного внутриобъектового кабеля 

     Для получения в рассматриваемой  структуре более мелкого дискрета по числу волокон некоторые из таких модулей могут заменяться упрочняющими прутками. Кабели подобной конструкции обычно изготавливаются на заказ.

     Конструкции кабелей внутриобъектовой прокладки, в которых не используются материалы, образующие густой дым под воздействием высокой температуры и не выделяющие при этом удушливые галогенсодержащие газы, обозначаются аббревиатурой LSZH (low smoke zero halogen).

     Различают кабели Plenum, используемые при организации горизонтальных участков структурированных кабельных систем и прокладываемые, как правило, над фальшпотолком, под фальшполом и в защитных декоративных коробах в коридорах, а также Riser для вертикальных магистралей.

     Рабочая  температура  внутриобъектовых кабелей  составляет обычно от -+20 до +70°С. Некоторые  модели кабелей серии LGBC производства Lucent Technologies нормально функционируют в температурном диапазоне от –40 до +85°С. Такие конструкции можно применять для внешней прокладки на линиях небольшой протяженности при условии обеспечения защиты от попадания влаги (обычно это выполняется за счет прокладки в защитной трубке).

     Подавляющее большинство внутриобъектовых кабелей  имеют многомодовые световоды. Одномодовые внутриобъектовые кабели применяются в ограниченном объеме главным образом для соединения входного коммутационно-распределительного устройства кабеля внешней подсистемы с полкой или муфтой административной точки. Конструктивно такие кабели не отличаются от многомодовых и выпускаются, например, фирмами Lucent Technologies и Mohawk.

     Для расширения функциональных возможностей кабельной продукции некоторые фирмы производят комбинированные кабели внутриобъектовой прокладки. В конструкциях таких кабелей предусматриваются две или три скрепленные друг с другом внешние оболочки. В первой их них укладывается два или четыре многомодо-вых световода, две другие содержат 4-парный элемент витой пары категории 5 и элемент типа 1 по классификации ИБМ.