Тема: Изучение конструкции и маркировки волоконно-оптического кабеля

Цель: изучить конструкцию кабелей ОКЗ, ОКМС, ОКМТ.

Оборудование: образцы волоконно-оптических кабелей.

Задание:

1. Изучить особенности конструкции кабеля: а) многоповивные кабели или кабели повивной скрутки; б) кабели пучковой скрутки; в) кабели с «профильными сердечниками»; г) ленточные кабели.

2. Изучить тип конструкций оптических кабелей.

3. Определить тип внутренней оболочки.

4. Определить наличие центрального силового элемента и гидрофобного
заполнителя.

5. Определить обозначение бронепокровов.

6. Выполнить рисунок по конструкции кабеля.

7. По заданиюпреподавателя расшифровать маркировку оптического кабеля,определить тип егоконструкции, указать все егоконструктивные элементы и характеристики.

8. Записать условную маркировку оптического кабеля.

Краткие теоретические сведения:

В настоящее время условно можно выделить четыре типа конструкций оптических кабелей (ОК):

а) многоповивные кабели или кабели повивной скрутки;

б)кабели пучковой скрутки;

в)кабели с «профильными сердечниками»;

г)ленточные кабели.

К этому следует добавить также одноволоконные кабели, кабели для под­водной прокладки и подвески на высоковольтных линиях электропередач (ЛЭП).

Рисунок 1 – Типы конструкций оптических кабелей: а-повивной скрутки, б-

пучковой скрутки, в- «профильный сердечник», г-ленточный; 1-оптическое волокно, 2-лента с несколькими оптическими волокнами, 3-оболочка кабеля, 4-упрочняющий элемент.

На рисунке 1 представлены эскизы поперечных сечений кабелей.

Сердечник кабеля типа «а» выполнен в виде повивов из оптических модулей (нитей с защитным покрытием), закрученных вокруг центрального упрочняющего элемента. Такая конструкция эффективна с числом оптических моду­лей (оптических волокон с оболочкой) не более 20. Типовой повивной кабель имеет внешний диаметр 12 мм и 6-8 оптических модулей.

Оптический кабель типа «б» состоит из пучков оптических модулей, повитых вокруг центрального упрочняющего сердечника. Пучок представляет собой трубку из полимера со свободно уложенными в ней волокнами. Оптические модули в таком кабеле размещены в пазах профильного упрочняющего сердечника. Сердечники пучковой скрутки выполнены из однотипных пучков. В отличие от кабелей повивной скрутки, повивы в сердечнике пучковой скрутки имеют одина­ковые направления и шаг. Оптический кабель типа «б» содержит 25-50 модулей, а в типовой конструкции — 40. Его внешний диаметр — 15-25 мм.

Третий тип кабеля «в» состоит из сердечника, представляющего собой несущий пластиковый элемент с винтообразными пазами, в которые свободно без натяжения укладываются световоды с первичной защитной оболочкой или оптические модули, диаметр которых меньше величины паза. Сердечник с опти­ческими волокнами или модулями обматывается изоляционной лентой и покрывается оболочкой. В некоторых конструкциях кабеля упрочняющий сердеч­ник имеет круглое сечение, вокруг которого по спирали навиты прокладки с че­редующимися между ними свободно лежащими оптическими модулями. В ка­беле типа «в» обычно 8-10 световодов, их внешний диаметр до 20 мм.

Сердечник типа «г» собран из отдельных плоских лент с параллельно уло­женными световодами на расстоянии друг от друга в несколько десятых долей миллиметра. Сердечник кабеля образуют эти скрученные ленты. Усиливающие элементы в таком кабеле располагаются в оболочке. Благодаря плотной укладке кабель такой конструкции можно изготовить очень небольшого диаметра. Так, кабель из 144 оптических волокон имеет внешний диаметр 12 мм. Каждый из рассмотренных типов ОК имеет свои преимущества и недостатки. Их примене­ние в каждом конкретном случае диктуется условиями прокладки, эксплуата­ции и характером решаемой задачи.

Маркировка кабеля: Л — магистральный; 3 — зоновый; К — городской; П — полевой; Г — подводный грузонесущий; Н — подводный негрузонесущий; С — станционный; Б — для подвижных объектов; Д — для дистанционного управле­ния; М — монтажный; Ш — шнур; ОН — станционный кабель на длину волны 0,85 мкм; ОКС — оптический кабель станционный; ОК — линейный оптический кабель; ОКК — линейный оптический кабель на 1,3 мкм; ОЗКГ — линейный oптическийзоновый кабель с броней из круглых проволок; ОМЗКГ — оптический одномодовый кабель для магистральных и зоновых линий для прокладки в грунт; ОМЗВ — для прокладки в грунт.

Бронепокровы обозначаются: К — круглых проволок, Б — стальных лент, О — стальных проволок. Усилительный элемент может обозначаться буквой С — стеклопруток.

Маркировка оптических кабелей связи может быть записана условно в следующем виде:

NNNPB – H – n1 – n2 – n3/n4 – n5/n6 – A,

где n1 — диаметр сердцевины оптического волокна, обычно равный 10 и 50 мкм для одно- и многомодовых оптических волокон соответственно (показа­тель в марке кабеля может быть опущен);

n2 — номер разработки конструкции данного типа оптического кабеля;

n3 — максимальное затухание оптического волокна, дБ/км;

n4 — максимальная дисперсия оптического волокна, пс/(нм-км) (показатель в марке кабеля может быть опущен);

n5 — число оптических волокон;

n6 — число медных жил для дистанционного питания (показатель в марке кабеля может быть опущен);

NNN— наименование кабеля, определяемое его назначением и рабочей длиной волны оптического волокна;

Р— обозначение типа металлической оболочки (при отсутствии металли­ческой оболочки опускается);

В — обозначение типа бронепокровов (может быть опущено);

H— параметр, указываемый в маркировке кабелей с оболочками, не рас­пространяющими горение (в противном случае опускается);

А — параметр, указываемый в маркировке кабелей, для оптических воло­кон, которые характеризуются избирательностью коэффициента (широкополосное, например, от 500 до 800 МГц-км).

Российские предприятия освоили и серийно выпускают следующие оптические кабели связи:

—городские оптические кабели марок ОК, работающие в первом (0,82-0,86 мкм) окне прозрачности (ОП), и марок ОКК— во втором (1,28-1,36 мкм) ОП;

—зоновые оптические кабели марок ОЗКГ и ОКЗ для работы во втором ОП;

—магистральные оптические кабели марок ОМЗКГ, работающие во вто­ром ОП, и марок ОКЛ для работы в третьем (1,53-1,56 мкм) ОП.

ЛинейныеOK производятся следующих марок: ОК-50-2-5-4, ОК-50-2-3, ОК-50-2-5-8, ОК-50-2-3-8, ОК-50-3-5-4, ОК-50-3-3-4, ОК-50-3-5-8. Станционные OK: ОН-50-1-5-1, ОН-50-1-5-2, OH-50-1-3-1, ОН-50-1-3-2. В названии марок буквы означают тип кабеля: ОК — линейный; ОН — станционный.

Строительная длина всех выпускаемых линейных кабелей не менее 2000 м, станционных —до 100 м. Конструкция кабеля типа ОК представлена на рисунке 2.

Серийно производимые кабели для городской телефонной сети (ГТС) марок; ОКК содержат градиентные или одномодовые ОВ и предназначены для работ во втором ОП. Отечественные предприятия сейчас выпускают 12 различных марок: ОКК-50-01, ОКК-10-01, ОКК-50-02, ОКК-10-02, ОККО-50-01, ОККО-10-С. ОККО-50-02, ОККО-10-02, ОККС-50-01, ОККС-10-01, ОККАК-50-01, ОККАК-10-01. Они отличаются друг от друга типом волокна (одномодовое или многомо­довое), броневым покровом, типом упрочняющего элемента. Буква О в марке означает наличие металлической оплетки или полиэтиленовой защитной оболочки. Буква С свидетельствует о наличии броневого повива из стеклопластиковых стержней, АК — алюминиевая сварная оболочка и броневой повив из стальных проволок. Две первые цифры в наименовании несут информацию о диаметре сердечника ОВ, последующие две — номер модификации кабеля.

Рисунок 2-Конструкция кабеля типа ОК: 1-сердцевина ОВ; 2-отражающая оболочка ОВ; 3-защитная оболочка ОВ; 4-оптические волокна; 5-пластмассовая трубка; 6-кордели заполнения; 7-синтетические нити; 8-полиэтиленовая оболочка; 9-центральный армирующий элемент; 10-синтетические нити или стальная проволока; 11-полиэтиленовая оболочка, шланг.

Кабели ОКК и ОККО предназначены для прокладки в телефонной канали­зации, трубах, блоках, коллекторах, мостах и шахтах, а также в грунтах, неглу­боких болотах и несудоходных реках, а кабели ОККАК — для линий через су­доходные реки и болота глубиной более 2 м и мерзлотные грунты.

Для сельской связи ОК выпускаются кабели, рассчитанные на второе ОП, сле­дующих марок: ОКСТСП-50-01, ОКСТСП-50-02, ОКСТС-50-03, ОКСТС-50-04, ОКСТСГ1т-50-05 для диапазона температур от -40 до +50°С, а марок ОКСТСГ1м-50-01, ОК-СТСПм-50-02, ОКСТСПтм-50-05 — для температур от-60 до +60°С. В обозна­чениях марок индекс «т» означает «трос», а индекс «м» — морозостойкий.

Для внутризоновых сетей (прокладывается в кабельной канализации, тру­бах, коллекторах и в грунте) предназначен кабель ОЗКГ-1. Кабель этого типа выпускается двух модификаций — четырехволоконный и восьмиволоконный. Диаметр его упрочняющего элемента равен 5,6 мм и 8 мм. Он выполнен из поливинилхлорида и имеет продольные пазы, в которые укладываются оптиче­ские волокна. Поверх стержня с ОВ намотана фторопластовая лента толщиной 0,1 мм, а поверх нее - оболочка из поливинилхлорида толщиной 1 мм. В свою очередь, поверх этой оболочки выполнен повив из круглых армирующих эле­ментов противоположно направлению скрутки волокон. Все пустоты кабеля заполнены гидрофобным наполнителем. Внешний диа­метр четырехволоконного кабеля равен 16 мм, восьмиволоконного — 18,4 мм. Конструкция кабеля типа ОЗКГ представлена на рисунке 3.

Рисунок 3-Конструкция кабеля типа ОЗКГ: 1-сердцевина ОВ; 2-отражающая оболочка ОВ; 3-защитная оболочка ОВ; 4-оптические волокна; 5-полиэтиленовая оболочка; 6-центральный армирующий элемент; 7-синтетические нити или стальная проволока, 8-профилирующий сердечник, 9-упрочняющие элементы; 10-стальной провод; 11-медный провод; 12-полиэтиленовая оболочка, шланг.

Некоторые типы оптических кабелей, например, ОМЗКГ-10, могут применяться как в зоновых, так и в магистральных сетях связи. Этот кабель содержит четыре или восемь одномодовых ОВ, работающих во втором ОП. Конструкция кабеля типа ОМЗКГ представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 - Конструкция кабеля типа ОМЗКГ: 1 - сердцевина ОВ; 2—защитная оболочка ОВ; 3— оптическое волокно; 4— центральный профилирующий элемент; 5 — паз профилирующего элемента; 6— армирующий элемент (терлановыс нити, нити СВМ или стеклопластик); 7 — скрепляюшая лента (фторопластовая или нолиэталентерефталатная), 8— ПВХ оболочка; 9— ГШ оболочка.

Для магистральных сетей налажено производство семи марок кабеля ОКЛ-01, ОКЛ-02, ОКЛС-01, ОКЛС-03, ОКЛК-03, ОКЛБ-01, ОКЛАК-06. Буква С означает, что броневой повив у кабеля из стеклопластиковых стержней, К — из круглых стальных проволок, Б — из стальных лент, АК — алюминиевая оболочка и броня из круглых стальных проводок. Конструкция кабеля типа ОКЛ представлена на рисунке 5.

Рисунок 5-Магистральный оптический кабель ОКЛ-01: 1-оптическое волокно; 2-оболочка оптического модуля; 3-ценральный силовой элемент из стеклопластикового стержня; 4-изолированная медная жила; 5-гидрофобное заполнение; 6-обмоточная лента; 7-промежуточная оболочка из полиэтилена; 8-подушка из крепированной бумаги; 9-сталеленточная броня; 10-наружная защитная оболочка из полиэтилена с битумной подклейкой к броне.

Кроме того, промышленностью выпускаются так называемые самонесущиеоптические кабели, предназначенные для подвески на опорах высоковольтных линий электропередачи и встраиваемые в грозозащитный трос: ОКС-3, ОКС-7, ОКС-9, ОКС-12, ОКС-19 и ОКС-26. OKJI — оптический одномодовый кабель для магистральных и зоновых линий для прокладки в грунт с ОВ на длину волны 1,55 мкм.

Контрольные вопросы:

1. Поясните, что называют «окном прозрачности».

2. Назовите марки линейных и станционных оптических кабелей.

3. Укажите, что называется профилем показателя преломления.

4. Назовите виды ОВ.

5. Приведите классификацию оптических кабелей связи.

Содержание отчета:

1. Титульный лист в соответствии с СТП1.2 – 2005.

2. Номер, название и цель практической работы.

3. Задание.

4. Выполненная практическая работа в соответствии с заданием.

5. Ответы на контрольные вопросы.

6. Выводы по выполненной работе.