Волоконно-оптические кабели.

Конструкция и технология изготовления

 

Цель работы: Изучение типов и конструкции ВОК и области их применения. Определение оптических параметров ВОК.

Данная лабораторная работа состоит из двух этапов.

На первом этапе на конкретном образце оптического кабеля определяется его тип, конструкция и область применения.

На втором этапе по полученному варианту оптического кабеля производится расшифровка его параметров и оптических характеристик и составляется маршрут технологического процесса его изготовления.

 

Основные положения

Основное назначение оптического кабеля – обеспечение качества передачи информации по волокну и защита оптического волокна.

Материалы, необходимые для производства кабеля:

- оптическое волокно,

- гидрофоб (защита волокна от влаги и водорода),

- центральный силовой элемент (защита от растягивающих усилий),

- алюмополиэтилен (защита волокна от водорода),

- бронепроволока (защита от грызунов, вандализма),

- стальная лента (защита от грызунов),

- полиэтилен (первичная оболочка кабеля, защита от раздавливающих усилий),

- полиэтилен (внешняя оболочка – стойкость к задирам).

Классификация и элементы оптических кабелей

Оптический кабель состоит из свободно уложенных или скрученных по определенной системе волоконных световодов, заключенных в общую защитную оболочку. При необходимости кабель может содержать силовые (упрочняющие), защитные элементы, а также элементы продольной и поперечной герметизации для защиты волокон от воздействия влаги.

В волоконно-оптической кабельной технике в основном применяется скрутка слоями. При этом скручиваемые элементы располагаются концентрически вокруг центрального элемента в один или несколько слоев. Если скручиваются отдельные элементы, например одно- или многосветоводные жилы в полой оболочке, медные жилы или наполнители, то в этом случае говорят о кабеле повивной скрутки. Если же сердечник кабеля свивается из модулей, состоящих из скрученных элементов (жгутов), то такой кабель называется модульным или кабелем жгутовой скрутки.

Оптические кабели классифицируются по назначению, области применения, конструкции сердечника и типу защитной оболочки. В зависимости от назначения различают кабели внешней прокладки (магистральные и межобъектовые), внутриобъектовые кабели и мини-кабели.

 

Кабели внешней прокладки

Кабели внешней прокладки (outdoor cables) используются для связи между зданиями. Основными требованием к конструкции таких кабелей наряду с малым затуханием и высокой широкополосностью является высокая механическая прочность к растягивающим и сдавливающим усилиям, а также влагостойкость и широкий диапазон рабочих температур.

В настоящее время известно большое количество конструкций оптических кабелей внешней прокладки, полную совокупность которых можно разделить на четыре группы, изображенные на рис.1.1.

 

 

а) б) в) г)

Рис.1.1 Типовые конструкции оптических кабелей:.

а) с профилированным сердечником; в) типа Monotube;

б) модульной конструкции; г) ленточная.

Основой кабеля первой группы является профилированный сердечник, в пазах или внутренних полостях которого уложены волоконные световоды.

Кабели второй группы имеют традиционную повивную скрутку, которая образована пластмассовыми трубками, получившими название модулей (multitube cable). В каждом модуле может размещаться от одного до 12 волокон.

Кабели типа monotube могут рассматриваться как разновидность кабелей модульной конструкции и содержат одну большую трубку для укладки волокон, размещаемую по оси конструкции.

Кабели ленточного типа реализованы на основе сердечника в виде одной или нескольких уложенных в стопку полимерных лент, в толще которых располагаются отдельные световоды.

Кабели модульной конструкции (повивной скрутки) в тех или иных конструктивных разновидностях имеют, как правило, емкость порядка 128 волокон и используются во внешних подсистемах локальных сетей. Это объясняется хорошей защитой отдельных волокон от механических и климатических воздействий, а также простотой и удобством разделки.

Ленточные кабели обеспечивают максимальное преимущество над конструкциями других типов при большом (до нескольких сотен) количестве волокон и поэтому используются при построении городских телекоммуникационных сетей.

В настоящее время применяются две конструктивные разновидности оптических кабелей: кабели, содержащие металлические элементы (проводники, броневые покровы), и полностью диэлектрические кабели. К достоинству первых относится более высокая механическая прочность и влаго- и грызуностойкость, например, кабель марки ОКБ (рис.1.2). Кабели второго типа менее подвержены влиянию электромагнитных воздействий и имеют несколько меньшие габариты и массу. По составу волокон кабели внешней прокладки изготавливают одномодовые, многомодовые и комбинированные.

 

 

Рис 1.2 Оптический кабель марки ОКБ-М8Т-10-0,22-32.

 

1. Центральный силовой элемент - стальной трос;
2. Оптическое волокно;
3. Внутримодульный гидрофобный заполнитель;

4. Оптический модуль (ОМ);

5. Межмодульный гидрофобный заполнитель;

6. Промежуточная оболочка: полиэтилен;
7. Гидроизоляция бронирующего слоя;

8. Броня из стальной оцинкованной проволоки;

9. Защитная оболочка.

 

Таблица 1.1.