Основные производители и номенклатура ОК

Технические требования, предъявляемые к ОК.

Классификация оптических кабелей связи.

Лекция 3. Конструкции и характеристики оптических кабелей связи.

Оптические кабели связи (ОК), в отличие от электрических кабелей, нет необходимости классифицировать по принципу их принадлежности на магистральные, внутризоновые, городские и сельские. Объясняется это тем, что в современных ОК, в не зависимости от их принадлежности к тем или иным сетям, используются одинаковые оптические волокна, в большинстве случаев – одномодовое.

В связи с этим ОК классифицируются по назначению на две основные группы [34]:

- линейные – для прокладки в не зданий (для наружной прокладки и эксплуатации);

- внутриобъектовые – для прокладки внутри зданий (для внутренней прокладки и эксплуатации).

Определяющим фактором применения линейных ОК на сетях связи являются условия их прокладки и эксплуатации. Линейные оптические кабели позволяют создавать сети во всех средах: на суше, в воде и воздухе. С учетом этого линейные ОК можно классифицировать на три группы: подземные; подвесные; подводные. Внутриобъектовые ОК по условиям применения можно классифицировать на две группы: распределительные; станционные (монтажные).

Условия прокладки и эксплуатации ОК в одной и той же среде далеко не одинаковы, поэтому целесообразно классифицировать ОК и по вариантам их применения.

Классификация оптических кабелей по назначению, условиям и вариантам применения представлена на рисунке 2.1. Предложенная классификация ОК исходит из требований нормативно-технического документа, определяющего технические требования к ОК с учетом их назначения, условий и вариантов применения на Взаимоувязанной сети связи (ВСС) России [4].

Здесь представлена обобщенная классификация ОК. Более подробно классификация по конструкциям и условиям работы для подземных, подвесных, подводных ОК изложена в [36,41].

Рис. 2.1. Классификация оптических кабелей.

В соответствии с [37] основные технические требования к ОК, применяемых на ВСС России сводятся к следующему [34,38].

Оптические кабели должны быть рассчитаны на возможность передачи всех видов информации на базе современных и перспективных оптических технологий передачи. Как правило, линейные ОК не должны иметь внутри оптического сердечника металлических элементов, чтобы не возникали дополнительные затраты на защиту от внешних электромагнитных воздействий.

Оболочка ОК должна в течение всего срока службы сохранять герметичность, влагонепроницаемость, электрическую прочность, стойкость к воздействию соляного тумана, солнечного излучения, стойкость к избыточному гидростатическому давлению, к низким и высоким температурам, обеспечивать нераспространение горения (при прокладке внутри помещений) и иметь требуемые механические свойства на растяжение, сдавливание, удары и изгибы.

Броня, применяемая в ОК, должна обладать механические свойствами, адекватными условиям прокладки и эксплуатации ОК, и сохранять эти свойства в течение всего срока службы, обеспечивать защиту от грызунов.

Оптические кабели должны иметь сертификат соответствия Министерства информационных технологий и связи России.

Требования к одному из основных характеристик ОК коэффициенту затухания, обусловленные необходимостью создания больших длин элементарных кабельных участков для высокоскоростных ВОСП, стремлением уменьшить затраты на строительство, эксплуатацию, а в дальнейшем и реконструкцию линий передачи, приведены в таблице 2.2.

Важными характеристиками, позволяющими контролировать состояние ОК в процессе его эксплуатации, являются:

- электрическое сопротивление изоляции наружной полиэтиленовой оболочки постоянному току между металлическими элементами и землей (водой), которое должно быть не менее 2000 МОм∙км;

- испытательное напряжение наружной полиэтиленовой оболочки между соединенными вместе металлическими элементами кабеля и водой в течение 5с величиной 10 кВ переменным током частотой 50 Гц и 20 кВ постоянным током.

Оптические кабели с металлическими элементами в защитных покровах должны выдерживать испытания импульсным током, I_м, значения которого, в зависимости от категории молниестойкости ОК, должны быть:

I категория I_м > 105 кА;

II категория 80 кА ≤ I_м < 105 кА;

III категория 55 кА ≤ I_м < 80 кА;

IV категория I_м < 55 кА.

Требования к механическим параметрам ОК и рабочей диапазон температур приведены в таблице 2.3.

Оптические кабели вне зависимости от условий применения должны выдерживать циклическую смену температур от низкой до высокой рабочей температуры.

Таблица 2.2. Коэффициент затухания ОВ и ОК

Параметр	Ед. измер.	Многомодовые (градиентные) ОВ	Одномодовые ОВ
Рекомендации МСЭ-Т
G.651	G.652	G.653	G.654	G.655
Рабочий диапазон длин волн	нм		1260…1360 1530…1565	1530…1565	1530…1565	1530…1565 1550…1625
Коэффициент затухания, не более, на опорной длине волны: 1300 нм 1310 нм 1550 нм 1625 нм	дБ/км	0,7 - - -	- 0,35 0,22 -	- - 0,22 -	- - 0,20 -	- - 0,22 0,25

Подвесные ОК должны быть стойкими к воздействию атмосферных осадков, соляного тумана, солнечного излучения (радиации).

Подводные ОК должны выдерживать избыточное гидростатическое давление 70 МПа (при прокладке на береговых и морских участках) и 0,7 МПа (при прокладке на речных переходах и на глубоководных участках водоемов).

Оптические кабели должны иметь защиту от продольного распространения влаги.

Гидрофобный компаунд, заполняющий оптический кабель, не должен становиться текучим при температуре до +70⁰С и должен быть совместим с другими материалами оптического кабеля. Гидрофобный компаунд не должен влиять на параметры оптических волокон, должен легко удаляться при монтаже, не быть токсичным и не вызвать коррозию.

Оптические кабели, предназначенные для прокладки внутри зданий, в коллекторах и тоннелях, должны иметь наружную оболочку из материала, не распространяющего горение.

Срок службы оптических кабелей должен быть не менее 25 лет.

В настоящее время в России ОК выпускают достаточно большим количеством отечественных предприятий. Оснащение производства современным высокопроизводительным и полностью автоматизированным оборудованием ведущих зарубежных фирм, использование отечественного и импортного высококачественного сырья и материалов, современной испытательной и измерительной техники, а также внедрение систем качества, отвечающих требованиям отечественных и зарубежных стандартов позволяют кабельным заводам успешно конкурировать с ведущими зарубежными фирмами-изготовителями оптических кабелей. На сегодняшний день на сети связи России в основном поступает ОК отечественного производства.

Перечислим основные заводы-изготовители оптического кабеля.

Совместные предприятия:

- СП ЗАО «Самарская оптическая кабельная компания» (г. Самара), одним из соучредителей которой является фирма Corning Inc., США;

- СП ЗАО «Москабель-Фуджикура» (г. Москва), одним из соучредителей которой является фирма Fujikura, Япония;

- СП ЗАО «ОФС Связьстрой-1», «Волоконно-оптическая кабельная компания» (г. Воронеж), соучредителем которой являются фирмы Furukava (Япония) и Commscope (США).

Отечественные предприятия:

- ЗАО НФ «Электропровод» (г. Москва);

- ЗАО «Севкабель-оптик» (г. Санкт-Петербург);

- ООО «Оптен» (г. Санкт-Петербург);

- ЗАО «ОКС-01» (г. Санкт-Петербург);

- ООО «Сарансккабель-оптика» (г. Саранск);

- ООО «Эликс-кабель» (г. Реутов Московской области);

- ЗАО «Трансвок» (г. Боровск Калужской области);

- ЗАО «Еврокабель» (г. Щелково Московской области).

На российский рынок также поставляют ОК ОАО «Одесскабель»
(г. Одесса, Украина) и завод «Союз-кабель» (г. Витебск, Республика Беларусь), который начал свою деятельность в 2003г.

Большинство кабельных заводов придерживается стратегии выпуска ОК, при которой потребителю предлагается на выбор конструкции ОК с несколькими базовыми конструкциями оптических сердечников (с центральным ОМ или с различным числом ОМ и элементов заполнения вокруг ЦСЭ), несколькими вариантами брони (круглая проволока, стальная лента, арамидные нити, стеклопластиковые прутки и т.п.), внутренних и наружных оболочек.

Таблица 2.3. Механические параметры ОК

Типы ОК по условиям применения	Статическое растягивающее усилие, не менее, кН	Раздавливающее усилие, не менее, кН/10 мм	Стойкость к удару с начальной энергией, не менее, Дж	Стойкость к изгибу	Стойкость к осевому кручению	Стойкость к вибрационной нагрузке	Диапазон температур, t^0C
Подземные
В грунтах, кроме скальных и подверженных мерзлотным деформациям		0,4		20 циклов изгибов на угол ±90^0 с радиусом не более 20 наружных диаметров в нормальных климатических условиях при температуре не ниже минус 10^0С	10 циклов осевого кручения на угол ±360^0 на длине не более 4 м	С ускорением 40 м/с^2 с частотой 10…200 Гц	-40…+50
В грунтах скальных и подверженных мерзлотным деформациям		0,4		-40…+50
В кабельной канализации	1,5	0,4	5,0	-40…+50
В специальных защитных пластмассовых трубах (ЗПТ)	1,0	0,2	3,0	-40…+50
Подводные
На речных переходах		1,0	В соответствии с документацией завода производителя	То же, что и для подземных	-40…+50
На глубоководных участках водоемов		1,0	-40…+50
На береговых участках		1,0	-40…+50
На морских участках		1,5	+4…+50
Подвесные
На опорах ВЛС, городского электрохозяйства, эл.ж.д. и ЛЭП напряжением менее 110 кВ	3,0	1,0		То же, что и для подземных	-60…+70
На опорах ЛЭП (ОК в грозотросе)	7,0	2,0	-60…+70
Внутриобъектовые
Распределительные	1,0	0,2	3,0	То же, что для подземных, но только в нормальных климатических условиях			-10…+50
Станционные (монтажные)	0,05	0,05	1,0			-10…+50
Примечание. Динамическое растягивающее усилие в соответствии с документацией завода производителя, величина которого должна быть на 15% больше, чем статическое растягивающее усилие

Выпускаются ОК различного назначения (линейные, внутриобъектовые) и для различных условий прокладки и эксплуатации (подземные, подводные, подвесные, для прокладки внутри зданий - распределительные и станционные).

Унификация выпускаемых ОК заключается прежде всего в унификации оптического сердечника ОК. Применяются две конструкции:

- ОК с оптическим сердечником, в центре которого расположен силовой элемент (ЦСЭ) и несколько элементов повива – оптических модулей (ОМ) и корделей заполнения;

- ОК с оптическим сердечником, в центре которого расположена полимерная трубка с ОВ, выполняющая роль центрального оптического модуля.

Всеми кабельными заводами освоены конструкции ОК с многомодульным оптическим сердечником повивного типа, т.е. несколько ОМ и корделей заполнения располагаются вокруг центрального силового элемента. Для многомодульных конструкций хорошо отработана не только технология изготовления, но и технология монтажа ОК, что способствует сохранению стабильности конструкции ОК как в процессе прокладки, так и эксплуатации.

В многомодульном оптическом сердечнике может быть от 2 до18 ОМ, а в каждом ОМ от 2 до 24 ОВ. ОК могут выпускаться емкостью до 288 ОВ. Ряд кабельных заводов освоили конструкции ОК с одномодульным оптическим сердечником в виде полимерной трубки с ОВ, выполняющей роль центрального оптического модуля, внутри которой могут свободно размещаться от 2 до 48 ОВ. Эти конструкции в соответствии с техническими условиями рассчитаны на допустимые растягивающие усилия до 20 кН.

Пределы допустимых растягивающих и раздавливающих усилий зависят от марок ОК и определяются материалом, площадью сечения оболочек и металлических элементов, применяемых в ОК. По требованию заказчика кабельные заводы могут выпускать ОК с любыми механическими параметрами, но не хуже, чем указано в технических условиях. Тенденция такова, что конструкции ОК постоянно усовершенствуются, уменьшается их материаломемкость, улучшаются технические параметры, расширяется номенклатура ОК с учетом адекватности условий применения.

По критерию «допустимое растягивающее усилие» для прокладки и эксплуатации на магистральной сети связи с учетом природно-климатических условий, в основном, можно выделить четыре типа подземных и подводных ОК:

- тип 1 – не менее 80 кН;

- тип 2 – не менее 20 кН;

- тип 3 – не менее 7 кН;

- тип 4 – не менее 2,7 кН.

Указанные типы ОК были использованы при строительстве Транссибирской ВОЛП.

В систематизированном виде технические параметры этих типов подземных, подвесных и подводных ОК, наиболее оптимальные условия их прокладки и эксплуатации, а также марки ОК, соответствующие допустимому растягивающему усилию для конкретного типа ОК с конкретным количеством ОВ, и производители ОК приведены в [34].

Дата добавления: 2014-11-08