Тема 7. Оптичні кабелі зв'язку.
1.КЛАСИФІКАЦІЯ ОПТИЧНИХ КАБЕЛІВ (ОК) ЗВ'ЯЗКУ.
2.ТИПОВІ КОНСТРУКЦІЇ ОПТИЧНИХ КАБЕЛІВ (ОК).
3.МАРКІРУВАННЯ ВІТЧИЗНЯНИХ ОПТИЧНИХ КАБЕЛІВ ОК.
1.КЛАСИФІКАЦІЯ ОПТИЧНИХ КАБЕЛІВ (ОК) ЗВ'ЯЗКУ.
Особлива важливість і народногосподарське значення оптичних кабелів обумовлені тим, що ресурси міді і свинцю у світовому балансі видобутку вкрай обмежені, а кабельна промисловість споживає до 50% міді і 25% свинцю загальних ресурсів. Оптичні кабелі на відміну від широко застосовуваних електричних кабелів з мідними провідниками не вимагають дефіцитних металів і виготовляються, як правило, зі скла і полімерів. Перевагами оптичних кабелів у порівнянні з електричними є:
- економія міді (свинцю);
- можливість передачі великого потоку інформації;
- мале згасання (ослаблення) і незалежність його від частоти в широкому діапазоні частот;
- висока захищеність від зовнішніх електромагнітних впливів;
- малі габаритні розміри і маса (маса оптичних кабелів у 10 разів менше, ніж електричних);
надійність і безпечність (відсутність іскріння і короткого замикання);
захищеність інформації;
економічність;
тривалий термін експлуатації.
В даний час оптичні кабелі набули застосування в різних галузях народного господарства: зв'язок, радіоелектроніка, медицина, космос, машинобудування й ін. Вони використовуються для будівництва сполучних ліній між АТС і в передмістях, де вони заміняють дуже металоємкі кабелі з мідними жилами. Ведуться також роботи з будівництва міжміських оптичних кабельних ліній зв'язку. Відоме ефективне використання оптичних кабелів в обчислювальних комплексах, рухливих об'єктах, а також в енергосистемах для телекерування і зв'язку. Можливо без перебільшення сказати, що прихід оптоелектронних кабелів зв'язку на зміну електричним має таке ж значення для науки і техніки, яке у свій час мала заміна вакуумних ламп транзисторними приладами.
Найважливішим визначальним фактором у розвитку волоконно-оптичних ліній зв'язку стане поява в 60-х роках оптичного квантового генератора - лазера, творцями якого є наші вчені М. Г. Басів і О. М. Прохоров. Лазерний промінь, що представляє собою когерентний, тобто погоджений за напрямком і фазою, потік світлових часток-фотонів, поширюється на великі відстані, має строго прямолінійний напрямок і рухається вузьким пучком з малим ступенем розходження.
Оптичним кабелем (ОК) називається конструкція, що складається з одного або декількох оптичних волокон (ОВ), захисно-зміцнювальних і силових (арміруючих) елементів, яка розроблена для забезпечення заданих оптичних, механічних та експлуатаційних параметрів.
При необхідності ОК може мати струмопровідні жили для забезпечення дистанційного живлення необслуговуючих регенераційних пунктів (НРП), службового зв'язку, телеконтролю та ін.
Для попередження великих механічних напруг в оптичних волокнах (ОВ) та забезпечення механічної міцності ОК в цілому в його конструкцію вводять додаткові зміцнюючі елементи.
Існуючі волоконно-оптичні кабелі за своїм призначенням можуть бути класифіковані на чотири групи: міжміські, міські, об'єктові і підводні. В окрему групу виділяються монтажні оптичні кабелі.
Міжміські оптичні кабелі призначаються для передачі багатоканальної інформації на великі відстані. Вони повинні мати малі згасання і дисперсією та велику інформаційно-пропускну здатність.
Оптичні кабелі міського зв'язку застосовуються в якості сполучних між міськими АТС і вузлами зв'язку. Вони розраховані на короткі відстані (5—10 км) і велике число каналів. Ці лінії, як правило, працюють без проміжних лінійних регенераторів.
Об'єктові оптичні кабелі служать для передачі інформації усередині об'єкта. Сюди відносяться установський і відеотелефонний зв'язок, внутрішня мережа кабельного телебачення, а також бортові інформаційні системи рухливих об'єктів (літак, корабель і ін.).
Підводні оптичні кабелі призначені для здійснення зв'язку через великі водяні перешкоди. Оптичні кабелі, що застосовуються для цієї мети повинні володіти високою механічною міцністю на розрив і мати надійні вологостійкі покриття. Для підводного зв'язку також важливо мати мале згасання і великі довжини регенераційнних ділянок.
Монтажні оптичні кабелі призначені для внутрішнього і міжблочного монтажу апаратури.
2.ТИПОВІ КОНСТРУКЦІЇ ОПТИЧНИХ КАБЕЛІВ.
В оптичних кабелях крім оптичних волокон, як правило, є наступні складові елементи:
- силові (зміцнюючі) стержні, що приймають на себе подовжнє навантаження на розрив;
- заповнювачі у виді суцільних пластмасових ниток;
- арміруючі елементи, що підвищують стійкість кабелю при механічних впливах;
- зовнішні захисні оболонки, що охороняють від проникнення вологи, пару шкідливих речовин і зовнішніх механічних впливів.
Також в ОК крім названих вище елементів можуть бути:
ізольовані металеві проводи (дроти) для електроживлення НРП;
розділяючі демпфіруючі шари, які протистоять здавлюючим навантаженням, зменшують навантаження один на одного різних елементів конструкції;
гідрофобні (водовідштовхуючі) заповнення (у вигляді желе).
Матеріал зміцнюючих елементів повинен володіти високим модулем пружності та великою межею міцності на розрив і мати малу питому вагу. Вибір матеріалу для зміцнення елементів залежить від допустимого радіуса стискання ОК, величини (рівня) механічних навантажень і допустимої величини подовження ОВ. При цьому величина деформації зміцнених елементів під дією навантаження повинна бути меншою від допустимої величини деформації ОВ. В якості арміруючих елементів застосовують металеві дроти або пластмасові нитки з високоміцних синтетичних матеріалів.
Можливі два основних варіанти конструктивного рішення ОК:
а) зміцнюючий елемент розміщується в центрі ОК, а ОВ – концентрично відносно нього;
б) зміцнюючий елемент розміщується на периферії (з зовнішньої сторони) від центрального пучка ОВ.
В першому варіанті - краща гнучкість ОК.
В другому – краще протистояння до радіальних зусиль, ударів, що виникають (наприклад при прокладці ОК укладчиком).
Конструкції кабелів в основному визначені призначенням і галуззю їх застосування, у зв'язку з цим є багато конструктивних варіантів. В даний час у різних країнах розробляється і виготовляється велика кількість типів кабелів. Однак усе різноманіття існуючих типів кабелів можливо поділити на чотири групи:
кабелі повивної скрутки;
кабель зв'язку джгутової конструкції;
кабелі з фігурним сердечником;
плоскі кабелі стрічкового типу.
Рис. 7.1. Оптичний кабель зв'язку Рис. 7.2. Оптичний кабель зв'язку