Типи конструкцій оптичних кабелів

Як зазначfлось вище, конструкції ОК мають велику різноманітність. Це пов’язано головним чином з трьома причинами:

1. Широкий діапазон умов застосування, які висувають різноманітні вимоги до кліматичних і механічних параметрів ОК.

2. Велика різниця пропускної спроможності ОК, що обумовлює численні конструктивні проблеми, які мають відношення як до самого кабелю, так до технологічних проблем прокладення ОК, зрощування ОВ та інше. ОК, які призначені для високих швидкостей передачі, звичайно мають обмежену кількість ОВ, а кабелі розподільчих мереж можуть мати до декілька сотень ОВ.

3. Різноманітність заходів, які направлені на збереження характеристик ОВ при зовнішніх впливах, які визвані технологічними діяннями в процесі виготовлення ОК, в процесі прокладання та монтажу, при експлуатації та інше.

Зважаючи на те, що основним елементом ОК є оптичні світловоди, всі конструктивні рішення направлені на захист саме ОВ. У вирішенні цієї задачі можна виділити два основних напрямки: конструкції в яких ОВ мають можливість вільно переміщуватись відносно один одного та інших елементів ОК з малою взаємодією між собою і конструкції, в яких ОВ жорстко пов’язані з елементами ОК. В першому випадку зменшення механічних напруг в ОВ забезпечується наявністю пустот між елементами, в другому випадку – використанням демфіруючих прошарків, а також відповідним їх розміщенням. Порівняльні характеристики кабелів з вільним і жорстким розміщенням ОВ наведені в таблиці 2.1.

Таблиця 2.1 – Характеристики ОК

Кабелі з жорстким розміщенням ОВ як правило використовуються на внутрішньо об’єктних локальних обчислювальних та інформаційних мережах. На телекомунікаційних мережах, застосовуються ВОК з вільним розміщенням ОВ.

Конструкції ОК як правило мають такі елементи:

1. Оптичне волокно – як напрямну систему передачі оптичного випромінювання.

2. Осердя, яке може бути силовим елементом, демпфером, оптичним модулем, або об’єднувати ці функції.

3. Захисну оболонку, яка виконує функції захисту елементів кабелю, перед усім ОВ, від зовнішніх впливів.

4. Броню, яка повинна захищати елементи конструкції наряду з захисною оболонкою від зовнішніх впливів, а також від електромагнітних випромінювань, ударів блискавки, корозії ґрунтів, тощо.

Головним елементом ОК є ОВ і тому всі інші елементи призначаються для його захисту та підтримки оптичних характеристик в умовах виготовлення експлуатації, прокладання та монтажу. Висока чутливість ОВ до механічних впливів та інших факторів оточуючого середовища призвели до виникнення специфічних, притаманних лише ОК конструктивних особливостей. Перед усім це наявність силового елемента, мета якого обмежити відносну повздовжню деформацію ОК (до 0.1-1%) при одночасному забезпеченні можливостей вигину кабелю. Він розміщується як правило у центрі конструкції і навколо нього виконується скручування ОВ, або оптичних модулів. Такий елемент носить назву центрального силового елемента (ЦСЕ). Зустрічаються конструкції, де ці силові елементи розміщуються навколо кабельного осердя, в якому розміщені ОВ. Такі кабелі краще витримують поперекові роздавлюючи навантаження, але частково втрачають гнучкість. Силові елементи можуть виготовлюватися з сталевого дроту або тросу, склопластикового стрижня, пучка синтетичних ниток та інше.

Оптичні волокна укладають або окремо, або в трубки з поліетилену (ПЕ) чи з полібутилентерафталату (ПБТ), на декілька ОВ в трубці. Така конструкція зветься оптичним модулем (ОМ). ОВ або ОМ розміщують або в центральній захисній трубці, або в пазах профільованих осердь.

Типи осердь ВОК зображені на рис. 2.1.

Рисунок 2.1 – Типи осердь оптичних кабелів

Як правило ОК має круглу форму в поперечному перетині. Іноді в ньому використовуються стрічкові елементи. (Рис. 2.1., в, ж).

ОВ в кабелі укладають або в оптичні модулі, які містять декілька ОВ, (рис.2.1., в, д, е, з), або окремими нитками (рис. 2.1., а, б, г, ж). Як в першому, так і в другому випадках укладка ОВ вільна і оптичні волокна розташовуються по синусоїді так як показано на рис. 2.2., а. Це дає можливість зменшити механічні напруження при розтягуванні (рис. 2.2., б), або при стисненні кабелю (рис. 2.2.,в). Оптичні модулі або окремі волокна скручуються навколо ЦСЕ. Для цього при наявності профільованого осердя пази в ньому прорізаються теж по синусоїді.

Рисунок 2.2 - Розміщення волокна в оптичному модулі

Серед конструкцій саме ОК можна умовно виділити чотири основних типи:

1. Багатоповивні кабелі, або кабалі багатоповивної скрутки.

2. Кабелі багато пучкової скрутки.

3. Кабелі з профільованим осердям.

4. Стрічкові кабелі.

Повивна конструкція ефективна для кабелів з числом оптичних модулів не більше ніж 20. Типовий повивний кабель має діаметр 12 мм і 6-8 ОВ. В деяких варіантах в одній повинній скрутці з ОВ розташовуються мідні провідники. Повивна скрутка забезпечує можливість зрощування окремих ОВ.

В кабелях пучкової скрутки кожен пучок може мати повинну конструкцію і представляє собою трубку з вільно укладеними волокнами. Кабель пучкової скрутки ефективний при числі ОВ 25-50. Діаметр типового кабелю з 40 ОВ стан оновить 15-25 мм в залежності від наявності інших елементів і особливостей конструкції.

Кабелі з профільованим осердям можуть містити 8-20 ОВ. Є приклади кабелів із пучковою скруткою де в кожному пучку мається профільне осердя. Такий комбінований ОК може містити до 80 ОВ при діаметрі 20 мм. Кабелі з профільованим осердям зручні при монтажі і забезпечують можливість зрощування окремих ОВ.

Стрічкові кабелі використовуються у вигляді стопки окремих плоских стрічок, які містять ОВ, укладені з кроком між ними декілька десятих долей міліметра. Оболонка кабелю звичайно містить підсилюючі елементи. Стрічкові кабелі відносяться до кабелів з жорстким закріпленням ОВ і характеризуються відносно малими розмірами при великій кількості ОВ. Наприклад кабель з 144 ОВ має розмір 12мм. Слід зазначити, що є варіанти конструкцій стрічкових кабелів з вільною укладкою ОВ в ячейки, утворені стрічками. Таке рішення застосовують з метою покращення температурних та механічних характеристик стрічкових ОК.

Кожен тип конструкції має свої недоліки і переваги, тому в кожному окремому випадку вибір оптимального варіанту буде визначатися конкретними умовами будівництва та експлуатації ВОЛЗ, економічною ефективністю, технологічним рівнем виробництва та іншими чинниками.

Поиск по сайту: