ВОКС_2013 / Лекция 8

8. Типы и конструкции оптических кабелей связи

8.1. Классификация оптических кабелей связи

Рис. 8.1.

Указанную классификацию можно считать условной, так как часто трудно разграничить указанные группы.

В зависимости от условий внешней прокладки кабели разделяют на:

1. воздушные

2. укладываемые в грунт

3. укладываемые в кабельную канализацию или туннели

4. подводные

В свою очередь, каждая из этих групп также подразделяется на множество подгрупп в зависимости от технических требований к кабелю.

Основные конструктивные элементы оптических кабелей связи (ОКС):

1. ОВ с защитными оболочками

2. оптические модули

3. сердечники

4. силовые элементы

5. гидрофобные материалы

6. оболочки

7. броня

8.2. Типы покрытий оптических волокон

Кварцевый оптический световод, состоящий, как минимум, из сердцевины и оптической (отражающей) оболочки, покрывают защитными слоями полимерного материала (рис. 8.2).

Рис. 8.2.

Геометрические размеры слоев приведены в таблице.

Слой	Типичные размеры	Стандарт	№ на рис. 8.2
ВС без защитного покрытия	-	125 мкм	3
Первичное покрытие	0,15..0,25 мм		2
Буферный слой	0,2..0,4 мм	-	4
Вторичное покрытие	0,7..1,0 мм	0,9 мм	1

Первичное покрытие должно обладать свойствами:

1. обеспечить защиту стеклянной нити световода

2. первичное покрытие должно свободно удаляться при сращивании волокон или при заделке световода в коннектор

3. должно быть сравнительно мягким (по сравнению со вторичным защитным покрытием), чтобы уменьшить микродеформацию световода при прокладке кабеля и изменениях температуры

4. должно препятствовать распространению мод оптической оболочки световода

Указанные условия выполняются при использовании акрилата или силиконовой смолы.

Буферный слой улучшает характеристики оптического волокна при радиальном сжатии. Для этой цели буферный слой создают более жестким, чем первичное покрытие, но более мягким, чем вторичное.

Вторичное покрытие обеспечивает механическую прочность ОВ и защиту от влаги.

Часто световоды используются без вторичного покрытия. В этом случае, как правило, применяют конструкции, которые называют вторичной защитой (рис. 8.3).

Рис. 8.3.

При модульной (или «многослойной») конструкции вторичной защиты световод или световоды располагаются внутри трубки из полимерного материала, часто, заполненной гидрофобным гелем. Количество световодов в модуле может быть существенно больше одного. Недостатком такой конструкции является сравнительно большой диаметр модуля: стандарт – 2 мм, т.е. существенно больше диаметра вторичного покрытия. Существуют также микромодульные (диаметр 900 мкм) конструкции. Главным достоинством модульных конструкций является снижения влияния изгибов и деформаций кабеля на потери в световодах. Модульную конструкцию целесообразно использовать при передаче сигналов на большие расстояния. Пример таких конструкций приведен на рис. 8.4.

Рис. 8.4.

Пример ОВ, защита которых осуществляется посредством их укладки в пазах профилированного сердечника, приведен на рис. 8.5.

Рис. 8.5.

Для увеличения количества оптических волокон в кабеле иногда используется ленточная конструкция, которая состоит из множества ОВ с первичным покрытием, объединенных в ленту вторичным покрытием (рис. 8.6).

Рис. 8.6.

Недостатки ленточных оптических кабелей:

1. сложность монтажа и соединения большого количества волокон

2. повышенные потери вследствие микродеформаций вторичного покрытия, особенно, при низких температурах.

Примеры конструкций элементов из ОВ приведены в таблице.

По типу расположения ОВ в защитной оболочке можно выделить следующие группы:

1. свободная укладка ОВ в трубку

2. модульная (многослойная) конструкция

3. в пазах профилированного сердечника

4. ленточные

Гидрофобный гель, используемый при производстве волоконно-оптических кабелей связи, должен обладать следующими свойствами:

1. обладать хорошей влагостойкостью

2. не препятствовать свободному перемещению ОВ в модулях

3. не оказывать влияния на оптические характеристики ОВ

4. быть совместимым с материалами, из которых изготовлен световод и защитные оболочки

5. легко удаляться при монтаже

6. быть нетоксичным

7. не поддерживать горение

8. обладать достаточной вязкостью, для того, чтобы не вытекать из кабеля при монтаже

9. рабочий диапазон температур должен соответствовать рабочему диапазону температур кабеля

Оболочки ОКС предназначены для защиты световодов от внешних воздействий и механических повреждений. Тип оболочки выбирается с учетом механической стойкости к изгибами, кручению, поперечному сжатию, продольному растяжению и др, стойкости к воздействию окружающей среды, и т.п.

8.3. Типичные конструкции кабелей

Примеры типичных конструкций кабелей приведены на рис. 8.7-8.8.

Рис. 8.7.

Рис. 8.8.

Оптические кабели для внешней прокладки условно подразделяют на четыре типа:

	Допустимое растягивающее усилие, не менее	Назначение
Тип 1	80 кН	Для прокладки через водные преграды, судоходные реки, водохранилища, болота, глубиной более 2 м и в районах вечной мерзлоты
Тип 2	20 кН	Для прокладки в скальных и тяжелых грунтах при наличии опасности механического повреждения
Тип 3	7 кН	Для прокладки в гравийно-песчаном грунте, наносных песках и тяжелых глинистых грунтах
Тип 4	2,2 кН	Для прокладки в кабельной канализации и защитных пластмассовых трубах

Для прокладки в грунте кабель должен быть бронированным и грозостойким. Оптический кабель должен иметь маркировку, наносимую на поверхность кабеля, позволяющий определить его основные параметры. Кабель должен быть сертифицирован.

8