В нескольких своих посты , опубликованной более года назад, я поднял такую интересную и в некоторой степени волнующую для многих тему, как магистральные оптоволоконные кабели связи, в частности, тему «подводной» оптики.
Информация в этих изданиях была неполной, поспешной и разрозненной, поскольку статьи писались «на коленке» во время обеденного перерыва.
Теперь хотелось бы поделиться структурированным и по возможности полным материалом по теме оптики, с максимумом вкусных подробностей и гик-порно, которое согреет душу любого технаря.
Внутри схемы, гифки, таблицы и много интересного текста.
Вы готовы? 
Условная классификация
В отличие от привычного кабеля витой пары, который независимо от места применения имеет примерно одинаковую конструкцию, оптоволоконные кабели связи могут иметь существенные различия в зависимости от сферы применения и места прокладки.По сфере применения можно выделить следующие основные типы волоконно-оптических кабелей для передачи данных:
- Для установки внутри зданий;
- для кабельных каналов небронированные;
- для кабельных каналов, бронированные;
- для закладки в землю;
- подвесные самонесущие;
- с кабелем;
- под водой.
Кабель для прокладки внутри зданий
Оптические кабели для прокладки внутри зданий делятся на распределительные, из которых формируется сеть в целом, и абонентские кабели, которые используются непосредственно для прокладки по помещению до конечного потребителя.
Как и витую пару, оптику прокладывают в кабельных лотках, кабель-каналах, а некоторые марки можно протягивать и по внешним фасадам зданий.
Обычно такой кабель подводят к межэтажной распределительной коробке или непосредственно к точке подключения абонента.
Конструкция волоконно-оптических кабелей для прокладки в зданиях включает оптоволокно, защитную оболочку и центральный силовой элемент, например жгут. арамидные нити .
К оптике, устанавливаемой внутри помещения, предъявляются особые требования пожарной безопасности, такие как нераспространение горения и низкое дымовыделение, поэтому в качестве корпуса для них используются негорючие материалы.
полиэтилен , А полиуретан .
Другими требованиями являются малый вес кабеля, гибкость и небольшой размер.
По этой причине многие модели имеют облегченную конструкцию, иногда с дополнительной защитой от влаги.
Поскольку длина оптики внутри зданий обычно невелика, затухание сигнала незначительно и не влияет на передачу данных.
Число оптических волокон в таких кабелях не превышает двенадцати.
Существует также своеобразная помесь «бульдога и носорога» — оптоволоконный кабель, который дополнительно содержит витую пару.
Небронированный канализационный кабель
Небронированную оптику применяют для установки в канализации при условии отсутствия на нее внешних механических воздействий.
Также такой кабель прокладывают в тоннелях, коллекторах и зданиях.
Но даже в тех случаях, когда внешнее воздействие на кабель в канализации отсутствует, его можно укладывать в защитные полиэтиленовые трубы, а монтаж производить либо вручную, либо с помощью специальной лебедки.
Характерной особенностью этого типа волоконно-оптического кабеля является наличие гидрофобного наполнителя ( сложный ), что гарантирует возможность эксплуатации в канализационных условиях и обеспечивает некоторую защиту от влаги.
Бронированный канализационный кабель
Бронированные оптоволоконные кабели применяются при наличии больших внешних нагрузок, особенно растягивающих.
Бронирование может быть разным, ленточным или проволочным, последняя делится на одно- и двухслойную.
Кабели с ленточной броней применяются в менее агрессивных условиях, например, при прокладке в кабельных каналах, трубах, тоннелях, мостах.
Ленточная броня представляет собой гладкую или гофрированную стальную трубку толщиной 0,15-0,25 мм.
Гофра, при условии, что это единственный слой защиты кабеля, предпочтительнее, так как защищает оптоволокно от грызунов и в целом повышает гибкость кабеля.
Для более тяжелых условий эксплуатации, например, при прокладке в земле или по дну рек, применяют кабели с проволочной броней.
Кабель для прокладки в земле
Для прокладки в земле применяют оптические кабели с одно- или двухпроволочной броней.
Армированные тросы с ленточной броней также применяются, но гораздо реже.
Оптический кабель прокладывают в траншее или с помощью кабельоукладчиков.
Более подробно этот процесс описан в моей второй статье на эту тему, где приведены примеры наиболее распространенных типов кабельоукладчиков.
Если температура окружающей среды ниже -10 О C, кабель предварительно нагрет. В условиях влажного грунта применяется модель кабеля, оптоволоконная часть которого заключена в герметичную металлическую трубку, а бронепровод пропитан специальным водоотталкивающим составом.
Здесь в дело вступают расчеты: инженеры, работающие над прокладкой кабеля, не должны допускать превышения допустимых пределов растягивающих и сжимающих нагрузок.
В противном случае сразу или со временем оптические волокна могут быть повреждены, что сделает кабель непригодным для использования.
Броня также влияет на допустимую растягивающую силу.
Волоконно-оптические кабели с двухслойной броней выдерживают силу до 80 кН, однослойные - от 7 до 20 кН, а ленточная броня гарантирует «выживаемость» кабеля при нагрузке не менее 2,7 кН.
Подвесной самонесущий кабель
Подвесные самонесущие кабели монтируются на существующих опорах воздушных линий связи и линий электропередачи высокого напряжения.
Это технологически проще, чем прокладка кабеля в земле, но при монтаже есть серьезное ограничение – температура окружающей среды во время работы не должна быть ниже - 15. О В.
Подвесные самонесущие тросы имеют стандартную круглую форму, что снижает ветровые нагрузки на конструкцию, а пролет между опорами может достигать ста метров и более.
Обязательно ли в конструкцию самонесущих воздушных оптических кабелей входит СА? - центральный силовой элемент из стекловолокно или арамид нити.
Благодаря последнему оптоволоконный кабель выдерживает большие продольные нагрузки.
Подвесные самонесущие тросы с арамидными нитями применяют пролетами до один километр .
Еще одним преимуществом арамидных нитей, помимо их прочности и малого веса, является то, что арамид по своей природе является диэлектриком, то есть кабели, изготовленные на его основе, безопасны, например, при ударе молнии.
В зависимости от строения жилы различают несколько типов воздушного кабеля:
- Кабель с профилированной сердцевиной – содержит оптические волокна или модули с этими волокнами – кабель устойчив к растяжению и сжатию;
- Кабель со витыми модулями – содержит оптические волокна, уложенные свободно, кабель устойчив к растяжению;
- Кабель с одним оптическим модулем – жила этого типа кабеля не имеет силовых элементов, так как они расположены в оболочке.
Недостатком таких кабелей является неудобная идентификация волокон.
Однако они имеют меньший диаметр и более доступную цену.
Оптический кабель с веревкой
Веревочные оптические кабели представляют собой разновидность самонесущих кабелей, которые также используются для воздушной прокладки.
В таком изделии трос может быть несущим и намотанным.
Также есть модели, в которых оптика встроена в грозозащитный трос.
Армирование оптического кабеля тросом (профилированным сердечником) считается достаточно эффективным методом.
Сам трос представляет собой стальную проволоку, заключенную в отдельную оболочку, которая, в свою очередь, соединена с оболочкой кабеля.
Свободное пространство между ними заполнено гидрофобным наполнителем.
Часто такую конструкцию оптического кабеля с кабелем называют «восьмеркой» из-за внешнего сходства, хотя лично у меня возникают ассоциации с перекормленной «лапшой».
«Восьмерки» используются для прокладки воздушных линий связи пролетом не более 50-70 метров.
Существуют некоторые ограничения в эксплуатации таких тросов, например, на ЛЭП нельзя подвешивать восьмерку на стальном тросе.
Надеюсь, нет необходимости объяснять, почему именно.
А вот кабели с обмоточным молниезащитным кабелем (молниеотводом) легко монтируются на высоковольтных линиях электропередачи, прикрепляясь к заземляющему проводу.
Заземляющий трос используется в местах, где существует риск повреждения оптики дикими животными или охотниками.
Его также можно использовать на более длительных рейсах, чем обычную восьмерку.
Подводный оптический кабель
Этот тип оптического кабеля стоит особняком от всех остальных, так как прокладывается в принципиально иных условиях.
Практически все типы подводных кабелей так или иначе бронированы, причем степень брони зависит от рельефа дна и глубины залегания.
Выделяют следующие основные типы подводных кабелей (по типу брони):
- Не бронированный;
- Единовременное (одноэтапное) бронирование;
- Расширенное (одноуровневое) резервирование;
- Усиленная каменная (двухслойная) броня;
Полиэтиленовая изоляция.
Майларовое покрытие.
Броня из двухслойной стальной проволоки.
Алюминиевая гидроизоляционная трубка.
Поликарбонат. Центральная медная или алюминиевая трубка.
Внутримодульный гидрофобный наполнитель.
Оптические волокна.
Как ни парадоксально, прямой зависимости между броней кабеля и глубиной залегания нет, поскольку армирование защищает оптику не от высоких давлений на глубине, а от деятельности морских обитателей, а также сетей, тралов и якорей рыболовных судов.
Эта корреляция скорее противоположная – чем ближе к поверхности, тем больше тревожности, что хорошо видно в таблице ниже: 
Таблица типов и характеристик подводных кабелей в зависимости от глубины прокладки
Производство
Теперь, когда мы познакомились с наиболее распространенными видами оптоволоконных кабелей, можно поговорить о процессе производства всего этого зоопарка.Все мы знаем об оптоволоконных кабелях, многие из нас имели с ними дело лично (как абоненты и как монтажники), но как понятно из информации выше, оптоволоконные, особенно магистральные, кабели могут серьезно отличаться от тех, с которыми вы имели дело в прошлое.
в помещении.
Поскольку для прокладки оптоволоконной магистрали требуются тысячи километров кабеля, их производством занимаются целые заводы.
Производство волоконно-оптической нити
Все начинается с производства основного элемента – оптоволоконной нити.Это чудо производят на специализированных предприятиях.
Одной из технологий производства оптической нити является ее вертикальная вытяжка.
И это происходит следующим образом:
- На высоте нескольких десятков метров в специальной шахте установлены два резервуара: один со стеклом, второй, расположенный ниже по шахте, со специальным полимерным материалом первичного покрытия.
- Стеклянная нить вытягивается из узла прецизионной подачи заготовки или, проще говоря, первого резервуара с жидким стеклом.
- Ниже нить проходит через оптоволоконный датчик диаметра, который отвечает за контроль диаметра изделия.
- После контроля качества на резьбу наносится первичное полимерное покрытие из второго резервуара.
- После прохождения процедуры покрытия нить отправляется в другую печь, в которой закрепляется полимер.
- Нить оптического волокна растягивается еще на N метров, в зависимости от технологии, охлаждается и подается на прецизионную намоточную машину; иными словами, его наматывают на катушку, которую затем в виде заготовки транспортируют на участок производства кабеля.
Наиболее распространенные размеры оптоволоконных кабелей:
- С ядром 8,3 мкм и оболочкой 125 мкм;
- С ядром 62,5 мкм и оболочкой 125 мкм;
- С ядром 50 микрон и оболочкой 125 микрон;
- С ядром 100 микрон и оболочкой 145 микрон.
Большое значение имеет контроль диаметра световода.
Именно эта часть установки отвечает за один из основных параметров на всех этапах производства резьбы – постоянный диаметр конечного изделия (стандарт – 125 микрон).
Из-за сложностей сварки резьб любого диаметра стараются делать их как можно длиннее.
Линейный метраж волоконно-оптической «заготовки» на катушке может достигать десятков километры (да, именно километры) и более, в зависимости от требований заказчика.
Уже на самом предприятии, хотя это можно сделать и на стекольном заводе, все зависит от производственного цикла; бесцветную нить с полимерным покрытием для удобства можно перемотать на другую шпульку, в процессе покрасив ее в свой яркий цвет, по аналогии со знакомой витой парой.
За что? Во славу сата.
для быстрого различения каналов при, например, ремонте или сварке кабелей.
Изготовление кабеля
Теперь у нас есть сердце нашего продукта — оптоволоконная нить.
Что дальше? Далее посмотрим на схему сечения такого среднего подводного (да, они мне нравятся больше всего) кабеля: 
На заводе полученные оптические нити запускают в машины, которые вместе образуют целый конвейер по производству одного вида кабеля.
На первом этапе производства небронированных моделей нити сплетаются в жгуты, которые в конечном итоге составляют «оптическое ядро».
Количество нитей в кабеле может варьироваться в зависимости от заявленной пропускной способности.
Пучки, в свою очередь, сматываются в «трос» с помощью специального оборудования, которое в зависимости от его конструкции и назначения.
Данное оборудование также может покрыть получившийся «кабель» гидроизоляционным материалом для предотвращения попадания влаги и выцветания оптики в дальнейшем (на схеме так и называется «внутримодульный гидрофобный наполнитель»).
Вот как происходит процесс скрутки жгутов, собранных вместе в кабель, на Пермском заводе волоконно-оптического кабеля: 
После того как необходимое количество пучков оптоволокна собрано в «кабель», их заливают полимером или помещают в металлическую или медную трубку.
Здесь, на первый взгляд, подводных камней нет и быть не может, но поскольку производитель стремится минимизировать количество соединений и швов, все оказывается не совсем просто.
Давайте рассмотрим один конкретный пример.
Для создания трубки-тела, показанной на схеме выше как «центральная трубка», можно использовать полосу нужного нам материала (стали или меди) огромной длины.
Лента используется для того, чтобы не приходилось иметь дело со всеми очевидными раскатками и сваркой по всей окружности соединения, с которыми мы знакомы.
Согласитесь, тогда у кабеля было бы слишком много «слабых» мест в конструкции.
Итак, вот оно.
Заготовка металлической полосы проходит через специальную машину, которая ее натягивает и имеет десяток-другой роликов, которые идеально ее выравнивают. Как только лента выровнена, она подается на другую машину, где встречается с нашим пучком волоконно-оптического волокна.
Автомат на конвейере огибает ленту вокруг натянутого оптического волокна, создавая трубку идеальной формы.
Всю эту, еще хрупкую, конструкцию тянут дальше по конвейеру к высокоточному электросварочному аппарату, который на высокой скорости сваривает края ленты, превращая ее в монолитную трубку, в которую уже уложен оптоволоконный кабель.
В зависимости от тех.
процесс, все это можно заполнить гидрофобным наполнителем.
Или не заливайте, все зависит от модели кабеля.
В общем, с производством всё стало более-менее понятно.
Разные марки оптоволокна, в первую очередь магистральные кабели, могут иметь некоторые конструктивные различия, например, в количестве жил.
Здесь инженеры не стали изобретать велосипед, а просто объединили несколько кабелей меньшего размера в один большой, то есть такой магистральный кабель будет иметь не одну, а, например, пять трубок с оптоволокном внутри, которые, в свою очередь, тоже являются заполнены полиэтиленовой изоляцией и при необходимости армированы.
Такие кабели называются многомодульный .
Одна из моделей поперечного сечения многомодульного кабеля.
Многомодульные кабели, которые чаще всего используются для протяженных магистралей, имеют еще одну обязательную конструктивную особенность в виде жилы, или, как ее еще называют, центрального силового элемента.
Калифорния? используется как «каркас», вокруг которого группируются трубки с оптоволоконными жилами.
Кстати, пермский завод "Инкаб", производственный процесс которого представлен на гифках выше, с его объемами до 4,5 тысяч километров кабеля в год - карлик по сравнению с заводом того же инфраструктурного гиганта.
Alcatel, которая может производить несколько тысяч километров оптоволоконный кабель в одном куске, который сразу загружается на судно-кабелеукладчик.
Стальная трубка – наименее радикальный вариант бронирования оптики.
Для неагрессивных условий эксплуатации и монтажа часто используют обычный изоляционный полиэтилен.
Однако это не отменяет того факта, что после изготовления такого кабеля его можно «обернуть» броневой обмоткой из алюминиевой или стальной проволоки или тросов.
Резерв кабеля с полиэтиленовой изоляцией на том же Пермском заводе
Заключение
Как можно понять из материала выше, основным отличием разных типов оптоволоконных кабелей является их «намотка», то есть то, во что упакованы хрупкие стеклянные жилы, в зависимости от применения и среды, в которой будет находиться кабель.проложенный.
Если вам понравился этот материал, то смело задавайте вопросы в комментариях, на основании которых я постараюсь подготовить еще одну статью на эту тему.
Спасибо за внимание.
Теги: #Хостинг #магистральные сети #производство #хостинг-провайдер #оптика #провайдеры #ua-hosting.company #прокладка кабеля #кабели связи #защита кабеля
-
Тайны Теневого Волка: Проклятие Полнолуния
19 Oct, 24 -
Живучие Китайские Смартфоны. Часть 2
19 Oct, 24 -
Яд Начал Массово Блокировать Аккаунты?
19 Oct, 24 -
Я Звоню С Терминала
19 Oct, 24 -
Как Мы Пришли К Взаимопониманию
19 Oct, 24 -
Как Я Искал Почтовый Клиент
19 Oct, 24 -
Продвижение Девелоперских Услуг В Европе
19 Oct, 24
