Оптическое волокно предложило новый уровень коммуникационного обеспечения на высокой скорости и с оптимизированной технической базой. Но для максимального достижения положительных факторов применения данной технологии требуется выполнение качественного монтажа. Дело в том, что оптоволоконный кабель только внешне напоминает привычные и традиционные средства передачи сигнала, однако его структура гораздо сложнее и требовательнее в обращении.
Что представляет собой оптоволокно?
Само по себе оптическое волокно – это тонкая кварцевая трубка-цилиндр разной степени плотности. Состав его тоже неоднороден, так как для повышения отдельных параметров еще на этапе производства могут добавляться легирующие включения. Функциональная структура формируется двумя частями – сердцевиной и оболочкой (не относится к изоляционному покрытию).
Импульс света всегда находится в границах этих двух уровней, но отражается только к ядру проводника. Собственно, данный принцип работы и обуславливает высокую скорость передачи данных оптоволоконным кабелем. Витая пара, к слову, в стандартных форматах типа САТ3 и САТ5 обеспечивает скорость передачи на уровне 10, 100, Мбит/с, в то время как оптоволокно достигает 1000 Мбит/с.
Классификация по структуре кабеля
Оптоволоконная линия может содержать одну или несколько мод, под которыми понимается режим распространения светового луча. Одномодные кабели обеспечивают передачу всех лучей в одном направлении. Они проходят тот же путь на одинаковой скорости, достигая конечной точки приема в равное время, что не искажает сигнал. Технологически работа одномодового оптоволоконного кабеля поддерживается лазерными приемниками, которые используют световое излучение только с одной длиной волны.
Многомодовые волокна поддерживают несколько траектории светового направления, что обуславливает существенный разброс лучей, поэтому сигнал искажается. Непосредственно передачу обеспечивает не лазерный, а стандартный светодиод, что позволяет сокращать затраты на прокладку линии. Это же решение сказывается на увеличении эксплуатационного срока кабеля относительно показателей одномодового проводника.
Классификация кабеля по назначению
Пожалуй, одним из слабых мест с точки зрения прокладки оптоволоконного кабеля будет его низкая универсальность. Чувствительная структура зачастую накладывает ограничения на использование одного кабеля в разных условиях. Как правило, это связано с толщиной и защитными изоляторами провода. Поэтому на базовом уровне разделяют следующие типы оптоволокна:
- Для внешней прокладки. Обычно формирует магистральные сети на много километров. Предъявляет высокие требования к наружной защите – преимущественно от механических повреждений, поэтому широкое распространение получила бронированная изоляция на основе стали, алюминия или поликарбоната. Для придания контуру жесткости в структуре провода также используется металлическая проволока.
- Для внутренней прокладки. Типичным представителем этой группы является оптоволоконный кабель для Интернета, который может образовывать многоуровневую и сложную по структуре сеть передачи информации к широкому массиву абонентов в рамках небольшой подсистемы. Если речь идет о внутренних магистральных линиях, то оптоволокно может применяться в комбинации с витой парой.
- Для шнуров. Оптические или коммутационные отрезки кабеля, выполняющие не столько функции проводника сигнала, сколько задачи переходных соединений на небольших расстояниях.
Характеристики кабеля
Как и у других видов проводников, оптоволокно имеет широкие диапазоны различных параметров. Если же говорить о наиболее распространенных форматах и усредненном стандарте, то электротехнические характеристики оптоволоконного кабеля можно представить так:
- Сопротивление металлической изоляции при контактах с землей/водой на 1 км – не менее 2000 МОм.
- Способность выдерживать напряжение в цепи с металлической изоляцией – до 20 кВ.
- Максимально допустимая сила импульсного тока – до 105 кА.
- Радиус изгиба – до 20 внешних диаметров кабеля.
- Срок службы оптических кабелей – до 25 лет.
Что касается размеров сердцевины, то для одномодового волокна диапазон диаметров составляет 8-10 мкм, а для многомодовых сердечников – от 50 до 62,5 мкм. У внешней оболочки стандартный диаметр универсален для всех типов оптоволокна и составляет 125 мкм. Такие кабели можно использовать в структурированной кабельной системе с разъемными и неразъемными соединениями. Для специализированного применения в особых условиях может применяться изоляционный буфер оболочки, с которым внешний диаметр будет варьироваться от 250 до 900 мкм.
Технологические этапы прокладки оптоволокна
После согласования необходимых документов можно приступать к разработке технического решения. На первом этапе подбирается оптимальный способ организации кабельной линии. Если речь идет о магистральной трассе, то допускаются практически все варианты прокладки – под землей, под водой, по воздуху или наземным способом. В немалой степени это будет зависеть и от типа самого проводника. Например, самонесущий оптоволоконный кабель на основе высокопрочных арамидных нитей оптимально подходит для подвеса на опорных линиях электропередач и связи. Причем его используют как для устройства небольших контуров между домами, так и для километровых трасс. В любом случае выбранный кабель подвергается тщательному контролю и только после этого допускается к монтажу.
На следующем этапе готовится сама трасса. Главные задачи исполнителей в этой части – обеспечить максимально благополучные условия для укладки, фиксации и будущей эксплуатации кабеля. Должна быть обеспечена опорно-несущая инфраструктура, а сама линия прокладки формируется с расчетом на минимизацию изгибов и поворотных узлов. Далее можно приступать непосредственно к рабочим мероприятиям.
Закрытая прокладка под грунтом
Размещение оптоволоконной линии под землей может осуществляться открытым траншейным способом или посредством трубопровода. Изоляционные трубы для протяжения в них кабеля обычно используются при укладке толстых трасс на многокилометровые расстояния. Самый надежный способ – организовать траншею глубиной 70-150 см, после чего смонтировать опорные стойки или блоки. На них укладывается труба, в которую предварительно заводится линия. Как правило, прокладка оптоволоконного кабеля под землей осуществляется сегментами. Защитные трубы поочередно формируют контур и свариваются частями, а линия проводится по мере наращивания расстояния. На завершающем этапе трасса засыпается землей.
Открытая прокладка кабеля под землей
В данном случае обходятся без специальных труб, но с применением кабелеукладчика. Это устройство, позволяющее разместить оптоволокно в траншее с минимальными изгибами и поддержкой намеченного контура фиксации. В процессе укладки кабель плавно пропускается сквозь кассету ножа кабелеукладчика с ранее установленным диапазоном изгиба. Важно, чтобы глубина прокладки составляла не менее 120 см и на пути не было частых пересечений с подземными коммуникациями.
Чтобы по всей трассе оптоволоконный кабель разместился с одинаковыми параметрами допустимого угла уклона, радиус изгиба в укладчике должен сохраняться одинаковым на протяжении всей дистанции. После завершения укладки выше уровня нахождения кабеля проводится сигнальная лента, а в точках пересечения с другими коммуникациями устанавливаются электронные маркерные информаторы.
Подвеска по воздуху
Для установки кабеля таким способом можно использовать уже существующую инфраструктуру линий электропередач, железнодорожного или городского транспорта в зависимости от характеристик и назначения трассы. Как уже отмечалось, самый простой монтаж оптоволоконного кабеля по воздуху выполняется с помощью самонесущего провода. В этом случае прокладывается пучок кабелей в одном направлении. Крепление производится к предварительно протянутому тросу. По мере размотки жесткой проволоки оптоволокно приклеивается к ней и обвязывается полиэтиленовой нитью. Стяжки и хомуты использовать можно лишь в качестве дополнения фиксирующей системы. Небольшая масса оптического волокна позволяет прокладывать его кабели натяжным способом на многие километры.
Способы соединения оптических волокон
Желательно избегать частых узлов соединения, но полностью их исключить все равно не удастся. Независимо от способа прокладки и назначения кабеля потребуется выполнять сведение двух контуров.
Это делается следующими способами:
- С помощью коннекторов. Конструкционный вариант, предполагающий использование механических устройств – своего рода сплиттеров. Метод удобный, но качество связи и надежность такого соединения оставляют желать лучшего.
- Склейка. Более надежный вариант соединения оптоволоконного кабеля, выполняемый посредством эпоксидного клея. Желательно использовать двухкомпонентные составы с характеристикой преломления, соответствующей конкретному волокну. Этот способ дает хороший эксплуатационный эффект, но сам процесс монтажа может доставить немало хлопот.
- Сваривание. Специальным аппаратом-паяльником выполняется термическая обработка окончаний двух линий оптоволокна, после чего податливая структура формирует монолитный стык. Шов укрепляется термоусаживающимися гильзами и через некоторое время позволяет использовать кабель в дальнейших монтажных операциях.
Подключение оптоволоконного кабеля
Когда линия будет подведена к непосредственному объекту эксплуатации, остается лишь завершить монтажный процесс с помощью электротехнической фурнитуры. Базовым элементом в данной инфраструктуре выступит розетка. Она размещается в доме или квартире у входа и соединяет аппаратуру потребителя с распределительным щитком.
Для ввода кабеля в розетку желательно использовать оптический патч-корд. От этого узла можно прокладывать оптоволоконный кабель для Интернета под роутер, линию для телефона или телевизора. В процессе монтажных операций используются обжимные кримперы под стандартный разъем RJ11, штекер формата RJ, а также инструменты для зачистки кабеля.
Заключение
Сложно переоценить значение оптоволокна для организации современных линий электросвязи. Практичность и универсальность вкупе с высокими технико-эксплуатационными данными сделали оптоволоконный кабель наиболее востребованным проводником информации как в коммерческих структурах, так и на бытовом уровне. Разумеется, пока не обходится и без негативных факторов применения данного кабеля, что выражается и в высокой стоимости, и в отдельных нюансах монтажа. Но практика показывает, что и эти слабые места с лихвой компенсируются положительными эффектами применения, не говоря о стремлении производителей оптимизировать технологии прокладки оптоволоконных трасс.
