3.2 Конструкція оптичних кабелів і їх маркування.
Оптичні кабелі (ОК) крім волокон містять: силові (армуючі) елементи, що сприймають на себе повздовжнє навантаження і розрив, заповнювачі увигляді суцільних стержнів із пласмаси захисні оболонки з поліетилену, полівінілхлориду чи броні склопластикових стержнів. В кабелях, що мають захисні покрови в вигляді екрану чи броні, під ними розміщується додаткова проміжна (демпфузуюча)оболонка з прліетилену.
На даний момент є ряд конструкцій оптичних кабелів,які відрізняються один від одного способами захисту волокон від механічної деформації, взаємних розташувань елементів осердь, наявністю чи відсутністю в складі осердя кабелю металічних провідників для дистанційного живлення і допоміжних функцій (контроль і автоматика, службовий зв`язок, резерв і т.д.), складом зовнішніх покриттів кабеля.
Не дивлячись на різноманітність існуючих типів ОК їх можна поділити на три групи: кабелі трубково-модульної конструкції (рис. 4), з фігурним сердечником (рис. 5), стрічкового типу.
Кабелі першої групи складаються з розміщених послідовними концентричними шарами (повивами) оптичних модулів, що являють собою тркбку з полімерного матеріалу, всередині якої вілбно розміщається одне або більше волокон. При необхідності для забезпечення повздовжньої герметизації вільний простір всередині модуля заповнюється гідрофобним заповнювачем. Перевагою такої конструкції є можливість включення в повив металічних провідників різноманітного призначення.
Рис.4
Кабелі другої групи мають пластмасовий профільований сердечник, що містить в центрі армуючий елемент. Сердечник має розміщені по гелікоїді паз, в яких розміщуються по одному або більше волокон. Вільний простір в них заповнюється гідрофобним складом. Перевагою даної конструкції є компактність.
Потрібно відмітити, що в вітчизняній практиці виготовлення конструкцій з ОМ або з профільованим елемментом в сердечника кабелів зумовлене наявним на кабельному заводі обладнанням.
Рис.5
Конструкція кабелю ОЗКГ-1-07(1.0;1.5) –4.0: 1-центральний силовий елемент (терлонові нитки або нитки СВМ); 2-профільований елемент ( полівінілхлорид); 3-ОВ в епоксіакрилатному захисному покритті ; 4- гідрофобний заповнювач; 5- обмотка лентою (фторопласт); 6- внутрішня оболонка (полівінілхлорид); 7- стальний провід в плостмасовому покритті (поліетелен); 8- обмотка лентою (фторопласт); 9- поліетиленовий шланг.
Кабелі стрічкового типу , які отримали широке розповсюдження у США , складаються із набору плоских плостмасових стрічок, в які вмантовано до 12 волокон.
Для зручності класифікації та користування кабелями їм присвоюються умовні позначення – марка кабеля. Марка кабеля – це сукупність букв і цифр, в яких закодовані констуктивні особливості даного кабеля, тип оболонки і броньового захистного шару, оптичні параметри та число оптичних волокон.
Маркіровка всіх оптичних кабелів починається з букви О, буква Г означає , що кабель призначений для прокладання в грунті,
загальними також є позначення захистних шарів: А – оболонка з алюмінію, Б- броня із стального дроту, С – броня з склопластикових стержнів. Решта позначень для різних типів оптичних кабелів не однакові. Всі оптичні кабелі вітчизнянного виробництва мають зовнішній шланг або оболонку з поліетилену чи полівінілхлорида, наявність якого в маркіровці не відображаються.
Для міських ліній зв’язку в даний час випускаються дві групи кабелів: для роботи на довжині хвилі 0.86 мкм та на довжині хвилі 1.3 мкм. На довжину хвилі 0.86 мкм розраховані лінійні кабелі ОК, станційні ОН. Групи цифр у їх назвах означають : діаметр серцевини волокна, мкм; номер розробки; затухання, дБ/км; кількість оптичних волокон. Наприклад, ОК-50-2-5-8 означає : лінійний кабель для МТС на основі волокна з діаметром серцевини 50 мкм , розробка 2 (з гідрофобним заповненням сердечника) і з затуханням 5дБ/км. На вказаних кабелях працюють ВОПС “СОНАТА-2” та ІКМ-120-4/53 ємністю пучка по одній парі волокон до 120 каналів ТЧ (довжина участку регенерації до 12 км).
На довжину хвилі 1.3 мкм розраховані лінійні кабелі ОКК і станційні ОКС. Лінійні кабелі випускаються також в модифікаціях ОККО (з металевим екраном під зовнішньою оболонкою з поліетилену ), ОККС та ОККАК. Остання модифікація призначена для прокладки через судноплавні річки глибиною більше 2м та мерзотних грунтах. Цифрове позначення включає серцевини ОВ(50мкм-для градієнтних волокон та 10мкм –для одномодових ), номер розробки та кількість ОВ , наприклад: ОККО – 10-01-4. На цих кабелях працює система передачі ІКМ –120-4/6 (довжина участка регенерації до 30 км), розробляється система “СОПКА-Г” на 480 каналів.
Всі оптичні кабелі МТС, що випускаються на даний час вітчизняними заводами , мають модульну конструкцію повивної скрутки.
Для зонових сіток виробляються кабелі ОЗКГ –1 з градієнтними волокнами, призначеними для роботи на довжині хвилі 1.3 мкм.. В них застосовується центральний профільований елемент із пластмаси, що має 4 пази. У кожен з пазв може бути вкладено одне або два ОВ. Випускаються модифікації кабелів, що мають 4 мідні ізольовані жили для дистанційного живлення регенаратора . Маркіровка вказаних кабелів має наступний вид: ОЗКГ-1-1.5-8/0 або ОЗКГ-1-0.4-4/4 . Розшифровуються вони наступним чином : оптичний зоновий кабель, першої розробки, що має затухання 1.5 або 0.7 дБ/км. Чисельник у дробі марки кабеля означає кількість оптичних волокон , а знаменник – кількість мідних жил. Кабелі призначенні для роботи із системами передачі “СОПКА-2” ( 120 каналів ТЧ) та “СОПКА-3” (480 каналів ТЧ) з максимальною довжиною участку регенерації 25 км.
Розвиток магістральних ліній оптичного зв’язку в нашій країні почалося у 1988 році з прокладки магістрально-зонового кабеля ОМЗКГ-10 з одномодовими волокнами, призначеного для роботи на довжині хвилі 1.3 мкм. Кабель має модифікації ОМЗКГ-10-1, ОМЗКГ-10-2, ОМЗКГ-10-3, ОМЗВ-10-1. Станційні кабелі маркіруються ОН-10-1. Цифрове позначення включає діаметр модового поля (серцевини ОВ) у мкм та номера розробки.
Кабелі розробки 1 мають армований склонитками або склопластиком центральний профільований елемент, в пази вкладені ОВ, броню у вигляді склопластикових стержнів та склониток.
Кабелі розробки 2 мають центральний профільований елемент армований склопластиком і броню у вигляді склониток. Розробка відрізняється тим ,що броня виготовлена із стального дроту в кабелі ОМЗВ-10-1, призначеному для прокладення через судноплавні річки, поверх сердечника накладається оболонка із алюмінію або броня із стального дроту.
У маркіровці ОК вказується, крім діаметра модового поля і номера розробки, затухання в дБ/км та кількість волокон. Приклад маркіровки: ОМЗКГ-10-1-0.7-8.
Кабелі ОМЗ призначені для роботи з ВОСП “СОПКА-4” (1920 каналів ТЧ) з максимальною довжиною участка регенерації до 30 км. Відсутність у їх конструкції мідних жил вимагає організації автономного живлення НРП.
З 1991 року почався випуск оптичних волоконних кабелів 2 покоління, розрахованих на довжину хвилі 1.55 мкм і призначених для використання на магістральних та зонових лініях зв’язку.
Необхідність в цих кабелях обумовлена необхідністю збільшення довжини регенераційних ділянок до 70 км, та більше. Для різних умов прокладання використовуються 7 марок кабелів: ОКЛ-01, ОКЛ-02, ОКЛС-01,ОКЛС-03, ОКЛК-03, ОКЛБ-01, ОКЛАК-01. Буква Л значить”лінійний”, 01,02,03 – номер розробки. Станційні кабелі маркуються ОКС.
Кабелі розробки 01 мають центральний силовий елемент з склопластикового стержня, навколо якого скрученні оптичні модулі, які являють собою трубки з поліетилена, всередині яких розміщується одне. Два або чотири оптичних волокна. Розробка 02 відрізняється тим, що центральний силовий елемент виконаний в виглядістального тросу. В кабелях ОКЛС-03 та ОКЛК-03 замість модулів приміняється профільований елемеент з пластмаси. Що має чотири пази. В кожен з пазів може бути вкладено одне або два волокна. Профільований елемент армований склопластичним стержнем. Розташованим в центрі елемента. Кабелі ОКЛБ-01 та ОКЛАК-01 можуть мати чотири мідні ізольовані жили для дистанційного живлення лінійних генераторів.
Цифрове позначення кабелів включає в себе :номер розробки дріб, в чисельнику якого вказане затухання в дБ/км, а в знаменнику – дисперсія на довжині хвилі 1,55 мкм в нс/нм*км; число оптичних волокон. Якщо кабель містить мідні жили, то в останній частині позначення в знаменнику вказується їх число –4. Приклад позначення:ОКЛ-02-0,3/3,5-16;ОКЛАК-01-0,32,0-8/4.
Кабелі призначені для роботи з ВОСП “СОПКА-4М”(1920 каналів ) та “СОПКА-5” (7680 каналів ТЧ ), що мають довжину ділянки регенерації до 70 км і більш ніж в 2 рази зменшити число НРП, а, відповідно, значно покращити експлуатаційні та технічно економічні показники системи передачі в порівнянні з СП“СОПКА-3”. Передавальні параметри оптичних кабелів – коефіцієт затухання, розширення імпульсів – при достатньо доброму захисті оптичних волокон , які в них використані. Зокрема коефіцієнт затухання оптичних кабелів зв`язку в залежності від призначення і вартості може складати величину від 0,2 до 6 дБкм і більше.