1.4. Выбор типа оптического кабеля

При проектировании оптических цифровых линий передачи или кольцевых сетей необходимо принять оптимальные решения по выбору типа оптического кабеля. Выбор ОК для проектируемой ВОЛС осуществляется, исходя из следующих основных требований.

1) Число ОВ в оптическом кабеле и их тип – одномодовые, градиентные, многомодовые – определяются требуемой пропускной способностью с учетом развития сети на период 15 – 20 лет, выбранной системой передачи (транспортной системой), схемой организации линейного тракта (однокабельная, однополосная и д.р) и с учетом резервирования.

2) Затухание и дисперсия ОВ в ОК, зависящие от излучения, должны обеспечивать заданную (или максимальную) длину РУ и высокую экономичность ОЦТС и ВОЛС

3) Защитные покровы и силовые элементы ОК должны обеспечивать необходимую защиту ОВ от механических повреждений и воздействий, достаточную надежность работы ОК.

4) Кабель должен с малым затуханием, достаточной легкостью и за приемлемый отрезок времени сращиваться в муфтах ОК и соединяться с помощью разъемов в полевых и станционных условиях.

5) Механические и электрические свойства ОК должны соответствовать их конкретному применению и условиям окружающей среды, включая стойкость к воздействию статических и динамических нагрузок, влаги, содержанию ОК под избыточным воздушным давлением для обеспечения достаточной надежности работы в течение проектируемого срока эксплуатации ОК.

6) Отдельные оптические волокна в кабеле должны быть различимы для их идентификации.

В настоящее время число типов ОК отечественного производства заметно возросло. Вместе с тем ограничения и требования на параметры системы обычно существенно сужают выбор подходящих типов ОК.

Оценивая параметры и конструкцию ОК применительно к различным звеньям сети связи, при проектировании ВОЛС следует воспользоваться справочником /4/.

Для магистральной связи рекомендуется использование кабеля ОК с одномодовыми во­локнами, обеспечивающими на волне 1,55 мкм большие дальности связи и число каналов. Кабели содержат 4, 8, 16 и более одномодовых ОВ с градиентным показателем преломления и коэффициентом затухания 0,2… 0,3 дБ/км. Имеются специальные модификации ОК:

Для зоновых и внутризоновой связи можно использовать градиентные ОВ на длине волны 1,3 мкм. Зоновые кабели, как правило, прокладывают непосредственно в грунт и поэтому для защиты от атмосферного электричества и грызунов они имеют металлический покров (оболочку, бронеленты).

Для городской связи используют кабели ОК, которые на длине волны 1,3 мкм обеспечивают требуемые дальность связи и число каналов. Так как городские кабели прокладываются в телефонной канализации, то они изготавливаются в пластмассовой оболочке.

Для сельской связи целесообразно применять кабели четырехволоконной конструкции, которые можно подвешивать и прокладывать непосредственно в грунт. Эти кабели поверх сердечника имеют стальную оплетку и пластмассовую оболочку.

Пример представления выбранного типа ОК для линейного тракта и для прокладки в помещении приведен ниже.

Оптический кабель типа ОКЛЖ-ВС

Данный тип кабеля предназначен для воздушной прокладки на опорах воздушных линий связи, линий электропередачи до 35 кВ, между зданиями и сооружениями.

Опции: использование оптических волокон в соответствии с Рекомендациями G.651, G.652, G.655; изготовление оболочки из материалов, стойких к образованию трекинга диэлектрика (марка ОКЛЖ-Т…); применение вспарывающих кордов; применение водоблокирующих материалов («сухая» конструкция сердечника).

Описание конструкции

Описание конструкции кабеля типа ОКЛЖ-ВС

1-Вынесенный силовой элемент —стальной (ВС) или диэлектрический (ВД).

2-Гидрофобный гель, заполняющий пустоты скрутки по всей длине.

3-Оптические волокна свободно уложены в полимерных трубках (оптические модули), заполненных тиксотропным гелем по всей длине.

4-Центральный силовой элемент (ЦСЭ), диэлектрический стеклопластиковый пруток, вокруг которого скручены оптические модули.

5-Поясная изоляция в виде лавсановой ленты, наложенная поверх скрутки.

6-Наружная оболочка выполнена из композиции ПЭ.

Преимущества: компактный дизайн; высокие механические свойства;

низкая температура прокладки; большой диапазон температуры при эксплуатации; выбор оптимальной конструкции для конкретных условий эксплуатации; удобство прокладки и монтажа.

Основные технические характеристики:

Тип волокна: одномодовое;

Коэффициент затухания, дБ/км (для1550 нм): 0,4;

Кол-во ОВ в кабеле 16;

Диаметр кабеля, мм 15,5;

Вес кабеля, кг/км 110;

Статическая растягивающая нагрузка, кН, не более 5,5;

Радиус изгиба, мм 310;

Температурный диапазон:

эксплуатация от -60ºС до +70ºС

монтажа не ниже -30ºС

транспортирование и хранение от -60ºС до +70ºС

Д ля прокладки в помещениях выбран кабель компании «СОКК»: ОКЛ-Н-01-8-16-10/125-0,36/0,22-3,5/18-1,0.

Описание конструкции кабеля типа ОКЛЖ-Н

Кабели предназначены для прокладки и эксплуатации внутри помещений, а так же лотках и трубах при повышенных требованиях по пожарной безопасности.

Описание конструкции:

1.Оптические волокна свободно уложены в полимерных трубках (оптические модули), заполненных тиксотропным гелем по всей длине.

2.Центральный силовой элемент (ЦСЭ) – диэлектрический стеклопластиковый пруток, вокруг которого скручены оптические модули.

3.Кордели – сплошные ПЭ стержни, для устойчивости конструкции.

4.Поясная изоляция – лавсановая лента, наложенная поверх скрутки.

5.Гидрофобный гель – заполняет пустоты скрутки по всей длине.

6.Наружная оболочка – композиция ПЭ, не распространяющего горение или другого материала, не содержащего галогенов.

Преимущества: компактный дизайн, минимальный вес, высокая гибкость.

Основные технические характеристики:

Тип волокна: одномодовое;

Коэффициент затухания, дБ/км (для1550 нм): 0,4;

Кол-во ОВ в кабеле: 16;

Диаметр кабеля, мм: 10,1;

Вес кабеля, кг/км: до 105;

Раздавливающая нагрузка, Н/10 см: не менее 2500;

Растягивающая нагрузка, Н см: не менее 1000;

Радиус изгиба, мм:

при монтаже 205;

при эксплуатации 155;

Температурный диапазон, ºC: от -40 ºС до +50 ºС;

Минимальная температура прокладки: -10 ºС.

После выбора ОК с определенным видом ОВ (многомодовые или одномодовые) целесообразна предварительная оценка соответствия пропускной способности ОВ, зависящей от его дисперсионных свойств, скорости передачи ВОСП в линейном тракте.

Считается, что ширина полосы частот цифрового сигнала определяется тактовой частотой и занимает полосу частот от нуля до fт. Поэтому максимальная скорость передачи информации Вmaх по ОВ должна быть больше скорости передачи B_лт цифрового сигнала в линейном тракте выбранной ОЦТС. Если, например, в качестве линейного ис­пользуется код 1В2В, линейная скорость передачи ОЦТС определяется по формуле:

В_лт =  B = B =  B, Мбит/с,

где В – скорость передачи цифрового сигнала до преобразования кода в код mBnB.

Дисперсия – это рассеяние во времени спектральных или модовых составляющих оптического сигнала. Под дисперсией понимают увеличение длительности (расширение) импульса оптического излучения при распространении его по ОВ. Дисперсия не только ограничивает частотный диапазон ОВ, но и существенно снижает дальность передачи сигналов, так как чем длиннее линия, тем больше расширение импульсов.

В одномодовых ОВ межмодовая дисперсия отсутствует (передается одна мода). Уширение импульса обусловлено хроматической дисперсией, которую разделяют на материальную и волноводную.

Волноводная дисперсия обусловлена зависимостью групповой скорости моды от частоты и определяется профилем показателя преломления ОВ.

В нормальных условиях материальная дисперсия преобладает над волноводной. Обе компоненты могут иметь противоположный знак и различаются зависимостью от длины волны. Это позволяет, оптимизируя профиль показателя преломления, минимизировать общую дисперсию ОВ на заданной длине волны за счет взаимокомпенсации материальной и волноводной дисперсией.

Для одномодовых ОВ в паспортных данных указывается нормированная среднеквадратичная дисперсия, пс/(нмкм), которая с ненормированной величиной связана выражением

 = 10^-6    _н, мкс/км, (1.1)

где  - ширина полосы оптического излучения, нм, определяется из справочных данных соответствующего источника излучения.

Максимальная скорость передачи информации по выбранному одномодовому или многомодовому ОВ может быть найдена по приближенной формуле:

Bmax = , Мбит/с.

Далее полученную максимальную скорость передачи информации по ОВ следует сравнить со скоростью передачи цифрового сигнала в линейном тракте выбранной ВОСП. При этом должно соблюдаться условие:

Вmaх  В_лт,

В противном случае выбирается ОК с лучшими параметрами ОВ.