Digitrode

цифровая электроника вычислительная техника встраиваемые системы

Типы и отличия оптических кабелей

Типы и отличия оптических кабелей

Выбор того или иного типа волоконно-оптического кабеля (ВОК) зависит от конкретной задачи, решаемой заказчиком. В каталоге АО «Компонент» представлены оптоволоконные кабели для «последней мили» и магистральных линий связи, которые прокладываются внутри зданий и под землей, подвешиваются на опорах и сооружениях.

Типы волоконно-оптических кабелей для различных вариантов монтажа

Можно выделить несколько типов волоконно-оптических кабелей для проектов, реализующих задания по строительству магистральных или локальных ВОЛС. В зависимости от типа оптического кабеля изменяется его конструктивное исполнение: диаметр и вес, вариант внешней оболочки, защита силовыми элементами, количество волокон. Рассмотрим оптоволоконные кабели, предназначенные для различных вариантов монтажа:

• дроп-кабели;
• для монтажа внутри зданий;
• для кабельной канализации;
• для укладки в грунт;
• подвесные самонесущие.

Оптические дроп-кабели

Оптические плоские дроп-кабели — это решение для сетей FTTH и GPON, отличающееся универсальностью применения и простотой монтажа. Дроп-кабели можно прокладывать внутри зданий или подвешивать на опорах различного назначения и между сооружениями. Дроп-кабель не относится к самонесущим ВОК и при подвеске закрепляется на специальных натяжных зажимах.

• усиление стеклопластиковыми прутками или стальной проволокой, а также витым тросом;
• негорючая оболочка из безгалогенных низкодымных материалов;
• возможность сделать отвод волокон в любом месте ВОК.

ВОК внутри зданий

Волоконно-оптические кабели внутри зданий прокладываются в кабельных лотках и кабель-каналах от оптического кросса до точек подключения абонентского оборудования. Для соблюдения мер противопожарной безопасности наружная оболочка изготавливается из материала с низким дымовыделением, нераспространяющего горение. Защитные функции выполняет армирующий слой кевларовых нитей.

Кабель для внутренней прокладки отличается малой массой, гибкостью и небольшим диаметром. Количество волокон составляет от 2 до 24 штук. При прокладке в помещениях с агрессивной средой, а также повышенными показателями влажности и температуры используются специальные оптические кабели с повышенным уровнем защиты.

ВОК для внутренней и внешней прокладки

Волоконно-оптические кабеля для прокладки внутри и вне помещений прокладывается в кабельных лотках и кабель-каналах. Для соблюдения мер противопожарной безопасности наружная оболочка изготавливается из термполастичного полиуретана с низким дымовыделением, нераспространяющего горения, а также обеспечивающим защиту от УФ излучения.

Кабель данного типа отличается малой массой, высокой гибкостью и небольшим диаметром сечения. Пригоден для прокладки как внутри помещений, так и снаружи. Благодаря армирующему слою из кевларовых нитей обеспечивается дополнительная защита от растяжения.

Оптический кабель для прокладки в канализации

Для прокладки в канализации и коллекторных сооружениях используется бронированный волоконно-оптический кабель, способный выдерживать значительные механические нагрузки, в частности на растяжение. Варианты бронирования:

проволочное — одноповивное или двухповивное.

Ленточное бронирование — это гладкая или гофрированная трубка из стали толщиной 0,1 — 0,2 мм. Гофрированная лента лучше защищает от грызунов и улучшает гибкость кабеля. Проволочная броня является оптимальным вариантом для более тяжелых эксплуатационных условий.

Кабельная оболочка из негорючего полиэтилена обеспечивает надежную защиту в условиях повышенной влажности, выдерживает большие температурные перепады. Внутреннее пространство ВОК заполнено гидрофобным гелем, препятствующим проникновению влаги.

Волоконно-оптический кабель для укладки в грунт

Укладка в грунт предъявляет повышенные требования к параметрам оптического кабеля из-за эксплуатации в неблагоприятной внешней среде и вероятности критических механических воздействий.

Обычно применяется кабель, имеющий проволочную броню с одним или двумя повивами, гораздо реже с ленточной броней. Для сравнения:

Оптический модуль защищен внутренней оболочкой из полиэтилена. Эффективная влагозащита обеспечивается водоотталкивающим гелеобразным наполнителем, покрывающим волокна.

Подвесной самонесущий оптический кабель

Подвесные самонесущие оптоволоконные кабели предназначены для монтажа на опорах линий электропередачи, связи, освещения, а также других сооружений. Существуют два вида подвесных кабелей, отличающиеся по форме:

круглого сечения — применяются на длинных пролетах, благодаря меньшей парусности. Полностью диэлектрические, конструкция усилена стеклопластиковыми прутками или армирующими арамидными нитями. Крепление ВОК выполняется спиральными натяжными и поддерживающими зажимами;

с сечением в виде цифры «восемь» — используются на коротких пролетах до 100 метров. Отличаются вынесенным силовым элементом — стальным тросом или стержнем из стеклопластика в отдельной оболочке. Можно крепить кабель с помощью различных натяжных зажимов, обеспечивающих необходимую величину провеса. На ЛЭП нельзя подвешивать волоконно-оптический кабель с тросом из металла из-за появления на нем наведенного потенциала электромагнитного поля и опасности для обслуживающего персонала.

Оптоволоконные самонесущие кабели рассчитаны на эксплуатацию в любых климатических условиях с температурами от -60О до +70О и максимальным уровнем влажности. Заполнение гидрофобным гелем предохраняет оптический модуль ВОК от попадания влаги. Допустимые нагрузки на растяжение достигают 9 кН.;

Как правильно выбрать оптический кабель для проекта

Сотрудники АО «Компонент» с удовольствием помогут вам подобрать оптимальный тип волоконно-оптического кабеля именно для вашего проекта. Позвоните нам или вышлите техническое задание на электронную почту. Наш специалист свяжется с вами для уточнения деталей и предложит конкретную модель ВОК, наиболее подходящую по условиям монтажа и характеристикам. При наличии рабочей документации можно заказать оптоволоконный кабель с нарезкой необходимыми строительными длинами.

Источник

Оптоволоконные кабели — устройство, виды и характеристики

В оптоволоконных кабелях, в отличие от кабелей с медными или алюминиевыми жилами, в качестве среды для передачи сигнала используется прозрачный волоконный световод. Сигнал здесь передается не с помощью электрического тока, а с помощью света. Это значит, что движутся практически не электроны, а фотоны, соответственно и потери при передаче сигнала оказываются пренебрежимо малы.

Данные кабели идеальны в качестве средства передачи информации, ведь свет способен проходить по прозрачному стекловолокну практически беспрепятственно на десятки километров, при этом интенсивность света уменьшается незначительно.

Бывают GOF-кабели (англ. glass optic fiber cable) — со стеклянным волокном, а также POF-кабели (англ. plastic optic fiber cable) — с прозрачным пластиковым волокном. И те и другие традиционно называются оптоволоконными или волоконно-оптическими кабелями.

Устройство оптоволоконного кабеля

Оптоволоконный кабель имеет достаточно простое устройство. В центре кабеля расположен световод из стекловолокна (его диаметр не превышает 10 мкм) облаченный в защитную пластиковую или стеклянную оболочку, обеспечивающую полное внутреннее отражение света за счет разности коэффициентов преломления на границе двух сред.

Получается что свет, на всем своем пути от передатчика к приемнику, не может выйти из центральной жилы. К тому же свету не страшны электромагнитные помехи, поэтому такой кабель не нуждается в электромагнитном экранировании, а нуждается лишь в упрочнении.

Для придания оптоволоконному кабелю механической прочности, применяют особые меры — делают кабель бронированным, тем более когда речь заходит о многожильных оптических кабелях, несущих сразу несколько отдельных световодов. Кабели для подвесного монтажа требуют особого упрочнения металлом и кевларом.

Самая простая конструкция оптоволоконного кабеля — стеклянное волокно в пластиковой оболочке. Более сложная конструкция — многослойный кабель с упрочняющими элементами, например для прокладки под водой, под землей или для подвесного монтажа.

В многослойном броневом кабеле несущий упрочняющий трос изготовлен из заключенного в полиэтиленовую оболочку металла. Вокруг него располагаются светонесущие пластиковые или стеклянные волокна. Каждое отдельное волокно покрыто слоем цветного лака в качестве цветовой маркировки и для защиты от механических повреждений. Пучки волокон облачены в пластиковые трубки, заполненные гидрофобным гелем.

В одной пластиковой трубке может находиться от 4 до 12 таких волокон, в то время как общее количество волокон в одном таком кабеле может доходить до 288 штук. Трубки оплетены нитью, стягивающей пленку, смоченную гидрофобным гелем — для большего демпфирования механических воздействий. Трубки и центральный кабель заключены в полиэтилен. Далее идут кевларовые нити, практически и обеспечивающие многожильному кабелю броню. Потом снова полиэтилен для защиты от влаги, и наконец внешняя оболочка.

Два основных типа оптоволоконных кабелей

Оптоволоконные кабели есть двух типов: многомодовый и одномодовый. Многомодовый стоит дешевле, одномодовый — дороже.

Одномодовый кабель обеспечивает лучам, проходящим по световоду, практически один и тот же путь без существенных взаимных отклонений, в итоге на приемник все лучи приходят одновременно и без искажений формы сигнала. Диаметр световода в одномодовом кабеле составляет около 1,3 мкм, и свет именно с такой длиной волны следует по нему передавать.

По этой причине в качестве передатчика используется источник лазерного излучения с монохроматическим светом строго требуемой длины волны. Именно кабели данного типа (одномодовые) рассматриваются сегодня как наиболее перспективные для коммуникаций на значительные расстояния в будущем, но пока они дороги и недолговечны.

Многомодовый кабель менее «точен», чем одномодовый. Лучи от передатчика идут в нем с разбросом, и на стороне приемника имеется некоторое искажение формы передаваемого сигнала. Диаметр световодного волокна в многомодовом кабеле составляет 62,5 мкм, а диаметр внешней оболочки 125 мкм.

Здесь используется обычный (а не лазерный) светодиод на стороне передатчика (с длиной волны 0,85 мкм), и оборудование получается не таким дорогим как с лазерным источником света, да и срок службы у нынешних многомодовых кабелей дольше. Кабели данного типа не превышают по длине 5 км. Типовое время задержки сигнала при передаче составляет порядка 5 нс/м.

Достоинства оптоволоконных кабелей

Так или иначе, оптоволоконный кабель принципиально отличается от обычных электрических кабелей исключительной помехозащищенностью, что обеспечивает максимальную сохранность как целостности, так и конфиденциальности передаваемой по нему информации.

Электромагнитная помеха, направленная на оптоволоконный кабель, не способна исказить световой поток, да и сами фотоны не порождают внешнего электромагнитного излучения. Без нарушения целостности кабеля невозможно перехватить передаваемую по нему информацию.

Полоса пропускания оптоволоконного кабеля теоретически составляет 10^12 Гц, что не идет ни в какое сравнение с токонесущими кабелями любой сложности. Можно легко передавать информацию со скоростью до 10 Гбит/с на километры.

Сам по себе оптоволоконный кабель стоит не дорого, почти так же, как тонкий коаксиальный кабель. Но основная доля удорожания готовой сети все же приходится на передающее и приемное оборудование, задача которого — преобразовать электрический сигнал в свет и обратно.

Затухание светового сигнала при прохождении через оптоволоконный кабель локальной сети не превышает 5 дБ на 1 километр, то есть почти такое же как у электрического сигнала низкой частоты. При том чем выше частота — тем выраженнее оказывается преимущество оптической среды перед традиционными электрическими проводниками — затухание растет незначительно. А на частотах выше 0,2 ГГц оптоволоконный кабель однозначно оказывается вне конкуренции. Практически возможно довести расстояние передачи до 800 км.

Оптоволоконные кабели применимы в сетях с топологиями «кольцо» или «звезда», при этом полностью отсутствуют проблемы заземления и согласования с нагрузкой, вечно актуальные для электрических кабелей.

Идеальная гальваническая развязка, наряду с вышеперечисленными достоинствами, позволяет аналитикам прогнозировать, что в сетевых коммуникациях оптоволоконные кабеля вскоре полностью вытеснят электрические, тем более с учетом растущего дефицита меди на планете.

Недостатки оптоволоконных кабелей

Справедливости ради, нельзя не упомянуть и о недостатках волоконно-оптических систем передачи информации, главный из которых — сложность монтажа систем и высокие требования к точности установки разъемов. Микронное отклонения при монтаже разъема способно привести к увеличению затухания в нем. Здесь необходима высокоточная сварка или специальный клеевой гель, коэффициент преломления света в котором аналогичен оному в самом монтируемом стекловолокне.

По этой причине квалификация персонала не допускает снисхождения, необходимы специальные инструменты и высокое мастерство владения ими. Чаще всего прибегают к использованию готовых кусков кабеля, на концах которых уже установлены готовые разъемы требуемого типа. Для разветвления сигнала от оптоволокна, применяют специализированные разветвители на несколько каналов (от 2 до 8), но при разветвлении неизбежно происходит ослабление света.

Конечно, оптоволокно является менее прочным и менее гибким материалом нежели та же медь, и изгибать оптоволокно на радиус менее чем 10 см небезопасно для его сохранности. Ионизирующие излучения снижают прозрачность оптоволокна, усиливают затухание передаваемого светового сигнала.

Оптоволоконные кабели стойкие к радиации стоят дороже обычных оптоволоконных кабелей. Резкий перепад температуры может привести к образованию трещины в световоде. Безусловно, оптоволокно уязвимо и к механическим воздействиям, к ударам, к ультразвуку; для защиты от этих факторов применяются специальные мягкие звукопоглощающие материалы оболочек кабелей.

Источник