Магистральные оптические кабели

Сегодня весь мир остаётся на связи благодаря огромной паутине магистральных сетей, так как они формируют основную сеть передачи информации внутри городов и населённых пунктов, а также между ними.

Рис 1. Карта магистральных кабелей связи России на 2020 год (скачать pdf)

Для строительства магистральных линий связи могут применяться как медные, так и оптические кабели. Конструкции отличаются материалом передающего элемента: в медных кабелях это медная жила, в оптических — оптическое волокно.

С учётом постоянно растущего объёма и скорости передачи данных, волоконно-оптические кабели обеспечивают намного большую пропускную способность и дальность передачи информации. Они легче, занимают меньше места и требуют меньшего количества репитеров. Кроме того, существенно снижаются расходы на эксплуатацию и техническое обслуживание такой линии связи.

Волокно — это сердце оптического кабеля, а он, в свою очередь, один из элементов волоконно-оптической линии связи (ВОЛС).

Классификация магистральных ВОЛС

Тип магистрального оптического кабеля выбирается исходя из условий применения — способа прокладки ВОЛС. Их условно можно разделить на 4 вида.

Подвесные по опорам ЛЭП

Подвес оптических кабелей на существующие опоры ЛЭП — самый распространённый в России, а также самый бюджетный способ строительства. Позволяет ввести линию в эксплуатацию в короткий срок и не требует большого количества специальной техники.

Однако, чтобы линия бесперебойно работала в течении всего срока службы, необходимо правильно подобрать оптический кабель, а также знать и соблюдать технологию монтажа. Кроме того, воздушные ВОЛС визуально «загрязняют» городскую среду. Во многих европейский странах запрещено возводить воздушные линии связи в черте города, и такая тенденция постепенно приходит и в Россию.

Альтернативный способ — строительство ВОЛС под землей.

ВОЛС в грунт

Укладка кабеля в грунт — один из самых надёжных способов строительства ВОЛС под землей. И несмотря на то, что он более дорогостоящий и длительный по сравнению с подвесом кабеля по опорам линий электропередач, бывает единственным возможным и превосходит подвесной способ по срокам эксплуатации. Надёжность такого способа строительства сетей связи обусловлена применяемыми конструкциями кабеля, которые имеют проволочную — стальную, либо диэлектрическую броню из стеклопластиковых прутков.

ВОЛС в кабельной канализации

Кабельная канализация представляет собой систему подземных сооружений, состоящую из трубопроводов и смотровых устройств (колодцев и коробок). Она обеспечивает прокладку, монтаж и замену кабелей, производство измерений, ремонтных и профилактических работ на линии без вскрытия уличных покровов и раскопок грунта, а также защиту кабелей от механических повреждений и электрохимической коррозии.

Кабельная канализация — наиболее перспективный вид коммуникаций для прокладки кабельных сетей. При правильном устройстве она обеспечивает оптимальные условия эксплуатации проложенных кабелей, простоту и легкость замены или прокладки новых, создавая таким образом надёжную кабельную сеть с гибкой структурой.

Вместе с неоспоримыми достоинствами у этого способа строительства сетей есть и очевидные недостатки: повреждение грызунами, затопление и замерзание затопленных участков, а также возможные негативные последствия повреждений внешней оболочки при протяжке кабеля по лоткам.

Пневмопрокладка (задувка) кабеля в защитные полиэтиленовые трубы (ЗПТ)

Прокладка оптического кабеля в защитные полиэтиленовые трубы пока не так популярна в России, но достаточно перспективна по причине удобства и практичности. Технология проста: в землю закапывают трубу, изготовленную из полиэтилена высокой плотности. С помощью пневмооборудования в трубу задувают кабель. Пневмопрокладка обеспечивает высокую скорость монтажа. Плотная труба защищает кабель от подвижек грунта и возможных механических повреждений, а растягивающее усилие при задувке распределяется по кабелю равномерно, что снижает требования к стойкости к нагрузкам. Если в кабельной канализации до линии могут добраться грызуны и влага, то в трубы они не проникают. Это позволяет укладывать в трубы кабель простой конструкции: без промежуточной оболочки, брони и дополнительной защиты от влаги.

Все конструктивные элементы оптического кабеля призваны защищать волокно от повреждений, чтобы обеспечить бесперебойную работу линии связи в течение всего срока эксплуатации. Поэтому конструкции магистральных оптоволоконных кабелей разрабатываются с учетом особенностей условий эксплуатации и под конкретный способ строительства ВОЛС.

Как правильно подобрать оптический кабель

1. Определите назначение кабеля.
   
   В первую очередь необходимо учитывать способ строительства ВОЛС, который определён техническим заданием. Как правило, кабель имеет разную степень защиты оптического волокна, которая как раз определяется условиями эксплуатации и способом прокладки. Часто к кабелю предъявляются дополнительные требования, например, пожаробезопасность, диэлектрическая конструкция, защита от наведённого потенциала и другие.

2. Определите особенности конструкции.
   
   После того, как условия прокладки определены, необходимо уточнить особенности конструкции. Например, при выборе кабеля для кабельной канализации важно учитывать риск повреждения грызунами и исходя из этого выбирать эффективную защиту. Подбирая кабель для задувки в полиэтиленовые трубы, нужно соблюдать правильное соотношение диаметра конструкции к внутреннему диаметру трубы. Самые важные характеристики кабеля для прокладки в грунт: стойкость к раздавливающим нагрузкам и максимально допустимая растягивающая нагрузка. Выбирая кабель для подвеса на опорах ЛЭП, необходимо понимать климатические особенности зоны, в которой подвесят кабель, а также уделять большое внимание подбору правильной арматуры.
   Также необходимо учитывать особенные, нестандартные случаи. Например, при строительстве ВОЛС на опорах ЛЭП иногда возникает необходимость проложить самонесущий подвесной кабель под землей (например, когда линия связи проходит через автомагистраль). Чтобы не делать «вставку» специализированного кабеля, можно проложить под землей конструкцию, предназначенную для подвеса. Однако в этом случае нужно защитить кабель от соприкосновения с грунтом, поэтому рекомендуется прокладывать его в трубу ПНД, загерметизировав ее после прокладки.

3. Выберите подходящий тип оболочки кабеля.
   
   Стандартные конструкции подразумевают наличие оболочки из полиэтилена. При этом полиэтилен может быть низкой, средней и высокой плотности. Использование конкретного материала может быть обусловлено требованиями проекта или условиями прокладки кабеля.
   Если к кабелям предъявлено требование пожаробезопасности, используется оболочка не распространяющая горение при групповой прокладке, малодымная, безгалоленная. На объектах, где существуют повышенные требования к пожарной безопасности (например, на нефтеперерабатывающих заводах, в учреждениях здравоохранения, метро), необходимо прокладывать огнестойкий кабель, сохраняющий работоспособность даже в условиях воздействия пламени. Для изготовления огнестойких кабелей используется специальный безгалогенный компаунд.
   При подвесе самонесущих оптических кабелей может возникнуть потребность в оболочке из трекингостойкого материала. Такая оболочка нужна в случае воздействия на кабель электрического поля с потенциалом от 12 до 25 кВ (при подвесе на высоковольтных линиях 110 кВ и выше).

4. Определите необходимое число волокон.
   
   Обычно необходимое число волокон определено техническим заданием. Однако в проект эффективнее закладывать не только текущую потребность в пропускной способности, а потенциальную, с учетом дальнейшей модернизации и постоянно увеличивающейся потребности в объёмах передаваемых данных на весь срок эксплуатации, который составляет не менее 25 лет.

5. Выберите тип волокна.
   
   В магистральных ВОК, как правило, применяется стандартное одномодовое волокно, соответствующее стандарту G.652D. Такое волокно отвечает всем необходимым требованиям по организации связи и доступно на рынке без увеличения цены на кабель.
   Многомодовое волокно используется для организации связи на коротких расстояниях, так как имеют ограничение по длине передаваемого сигнала и существенно дороже.

6. Определите необходимую стойкость к растяжению.
   
   Требования к стойкости на растяжение (или МДРН — максимально допустимая растягивающая нагрузка) напрямую зависят от способа прокладки кабеля. Например, стандартная МДРН для кабелей для прокладки в кабельную канализацию составляет 1,5 или 2,7 кН. Для укладки кабеля в грунт стойкость к растяжению может варьироваться от 7 кН до 80 кН в зависимости от характеристик грунта.
   При определении стойкости к растяжению подвесных оптических кабелей необходимо учитывать расстояние между опорами, высоту подвеса, климатические условия, а также возможные ограничения на растяжение по условиям прочности опор и на допускаемые отклонения кабеля. Расчеты МДРН для подвесных кабелей обычно проводит проектная организация. Также, можно воспользоваться электронными помощниками на сайте производителя, облегчающими выбор необходимого кабеля.

Часто используемые оптические кабели для магистральных ВОЛС

За более 13 лет работы в отрасли специалисты завода Инкаб выделили часто используемые конструкции, которые решают большинство стандартных задач при строительстве магистральных ВОЛС.

Для задувки в трубы

Конструкция ДПО — с модульной скруткой, усиленная стеклонитями.

• До 144 оптических волокон;
• Допустимая растягивающая нагрузка (МДРН) — 1,5 кН;
• Диэлектрический — не чувствителен к электромагнитным полям;
• Сухая конструкция кабеля — удобен при монтаже;
• Уменьшенный вес и размер.

Для прокладки в кабельной канализации

Конструкция ДОЛ — с модульной скруткой и стальной лентой.

• До 144 оптических волокон;
• Допустимая растягивающая нагрузка (МДРН) — 2,7 кН;
• Броня из стальной гофрированной ленты — отличная защита от грызунов;
• Оптимальное соотношение цены и качества;
• Уменьшенный вес и размер.

Конструкция ТОЛ — с центральным модулем и стальной лентой.

• До 24 оптических волокон;
• Допустимая растягивающая нагрузка (МДРН) — 2,7 кН;
• Уменьшенный вес и размер;
• Броня из стальной гофрированной ленты — отличная защита от грызунов.

Для прокладки в грунт

Конструкция ТОС — с центральным модулем и броней из стальных проволок.

• До 24 оптических волокон;
• Допустимая растягивающая нагрузка (МДРН) — 2,7 кН;
• Экономичная конструкция;
• Уменьшенный вес и размер.

Конструкция ДПС — с модульной скруткой, броней из стальных проволок и промежуточной оболочкой.

• До 144 оптических волокон;
• Допустимая растягивающая нагрузка (МДРН) до 80 кН;
• Броня — надёжная защита от сильных механических повреждений;
• Отличная защита от грызунов. Можно прокладывать в кабельной канализации.

Для подвеса

Конструкция ТПОд2 — с центральным модулей и двумя стеклопрутками.

• До 24 оптических волокон;
• Допустимая растягивающая нагрузка (МДРН) — 1,4 кН;
• Подвес до 100 метров;
• Низкая гололёдная и ветровая нагрузка;
• Применим в качестве «последней» мили в коттеджных поселках.

Конструкция ТПОм — с центральным модулей и стальным тросом.

• До 24 оптических волокон;
• Допустимая растягивающая нагрузка (МДРН) до 12 кН;
• Низкая стоимость монтажа;
• Уменьшенный вес и размер.

Конструкция ДОТа — с модульной скруткой, усиленная арамидными нитями.

• До 144 оптических волокон;
• Допустимая растягивающая нагрузка (МДРН) до 10 кН;
• Низкая гололедная и ветровая нагрузка;
• Применяется для подвеса на ЛЭП до 35 кВ. Конструкции на 3 кН рекомендованы МРСК для подвеса на ЛЭП до 10 кВ;
• Широкий диапазон рабочих температур. Температура монтажа до ­–30˚С.

Смотрите весь каталог оптического кабеля Инкаб — Скачать каталог