Кабель для использования вне помещений
Типы волоконно-оптических кабелей для прокладки вне помещений отличаются сегодня большим разнообразием, что объясняется условиями эксплуатации и способами их инсталляции. Такие кабели можно условно разделить на две группы: те, которые могут непосредственно вкапываться в грунт, и те, которые прокладываются в специальных канализациях. Отдельно можно также выделить кабели, которые подвешиваются на открытом пространстве между столбами на несущем тросе или на кронштейнах вдоль зданий.
Кабели, подвешиваемые между опорами ЛЭП, должны иметь минимальный вес, но при этом обеспечивать хорошую защиту от разрушающего воздействия солнечного излучения и быть полностью диэлектрическими. Кроме того, их оболочка должна надежно выполнять свои защитные функции не только при низких или высоких температурах, но и при частых перепадах температур. Некоторые волоконно-оптические кабели не пригодны для применения в наших широтах, так как имеют нижнюю границу эксплуатации -20°С.
Однако грызуны для кабеля, который прокладывается в телекоммуникационных канализациях, могут стать еще большей проблемой. Металлическая или неметаллическая броня, плотный слой стекловолоконных нитей, специальные химические добавки во внешнюю оболочку кабеля - вот способы решения этой проблемы. Для уменьшения силы трения при протягивании кабеля в кабелеводах его внешняя оболочка должна обладать низким коэффициентом трения и быть очень прочной. Достигается это с помощью специальных материалов, например, полиамида (РА). Особое внимание должно уделяться защите кабеля от проникновения влаги в расчете на возможность затопления кабельных канализаций водой. В этом случае лучше всего подходит кабель, у которого оптические волокна помещаются в заполненных гелем термопластиковых трубках. Если в кабеле такая трубка одна, то он называется Uni Tube (рис. справа), если трубок несколько - Multi Tube (рис. справа).
Каждый из типов кабеля имеет свои плюсы и минусы, а выбирать Uni Tube или Multi Tube надо в зависимости от конкретной задачи.
Например, для удобства эксплуатации кабели с количеством волокон более 12 имеют в основном конструкцию Multi Tube. Это связано с тем, что кассета для монтажа сварных соединений, в которую заводится волоконносодержащая трубка, чаще всего рассчитана только на 12 волокон. Кроме того, в кроссовых панелях, монтажных коробках волоконно-оптические соединители также чаще располагаются группами по 12. Поэтому, если необходимо использовать 16-жиль ный кабель, лучше выбрать Multi Tube, у которого каждая из четырех трубок содержит по четыре световода. Для сохранения круглой формы кабеля совместно с четырьмя гелезаполненными трубками обязательно использовать еще пару пластиковых стержней (рис. вверху). Например, 24-жильный кабель содержит шесть трубок по четыре волокна или четыре трубки по шесть волокон.
Конструкция кабеля
а) Uni Tube-кабель с центральной трубкой
б) Multi-Tube кабель с четырьмя волоконносодержащими трубками
В кабеле Multi Tube трубки с волокнами размещаются вокруг центрального силового элемента. Такой кабель имеет большую величину допустимого растяжения, чем Uni Tube. Естественно, он тяжелее и у него большее поперечное сечение. Для вкапывания в грунт это не имеет решающего значения, но при втягивании такого кабеля в телекоммуникационные канализации размер разовой платы за доступ, равно как и стоимость ежемесячной платы, может напрямую зависеть от диаметра прокладываемого кабеля. В этом случае, с экономической точки зрения, кабель Uni Tube использовать предпочтительнее.
Также не стоит забывать о величине длины кабеля, который можно затянуть в кабельную канализацию. Этот фактор следует учитывать в первую очередь при расчете количества муфт, которые требуются для сращивания оптических волокон. Сразу заметим, что длина кабеля, который физически можно протянуть в канализацию, отличается от той длины, которая гарантировала бы надежное функционирование волоконно-оптической линии связи.
Дело в том, что в процессе инсталляции кабель последовательно протягивают через некоторое количество телекоммуникационных колодцев, расстояние между которыми составляет несколько десятков метров.
Так как эти колодцы расположены не по прямой линии, кабель приходится постоянно изгибать, растягивать, скручивать. Все эти механические воздействия могут стать причиной образования в оптоволокне микротрещин, которые могут принести вред лишь спустя несколько лет.
Кроме того, при затяжке больших отрезков кабеля по колодцам внешняя оболочка может стереться или поцарапаться настолько, что утратит свои защитные функции. Поэтому рекомендуемая для затягивания через телекоммуникационные колодцы длина кабеля - 1-1,5 км. Конечно, можно сначала затянуть 1 км кабеля в одну сторону, потом отмотать с барабана и затянуть еще 1 км в другую. В результате получится сегмент длиной в 2 км, но выполнять подобные работы под силу только высококвалифицированным специалистам.
Если необходимо вкопать кабель в грунт, в первую очередь стоит учитывать защиту от грызунов и сохранение механической прочности, а также принимать во внимание влияние ультрафиолетового излучения, наличие гладкой оболочки и условия работы при особо низких температурах. Как правило, укладка такого кабеля в траншею происходит с использованием специальных механических средств. Для вкапывания в грунт можно применять как Uni Tube, так и Multi Tube-кабель. Защиту от грызунов можно в одинаковой степени реализовать в каждом из них, но защита от влаги в Multi Tube будет намного эффективнее, если пространство между волоконносодержащими трубками дополнительно заполнить гидрофобным составом. Кроме того, в Multi Tube-кабеле можно достичь большей величины допустимого продольного растяжения, так как в конструкции кабеля, кроме кевларовых или стекловолоконных нитей, есть еще и центральный силовой элемент.
Для всех волоконно-оптических кабелей величина допустимого продольного растяжения имеет большое значение.
Волоконно-оптические кабели специального назначения:
а) грозозащитный трос ЛЭП
б)"морской" кабель
в) особо защищенный "легкий" волоконно-оптический кабель
Например, для самонесущего кабеля, который подвешивается между опорами, эта величина может составлять несколько десятков килоньютонов (кН).
Но всегда ли необходимо стремиться к увеличению этого показателя? Практика показывает, что нет. Например, для кабеля, который вкапывается в грунт, величина допустимого растяжения может не превышать 3 кН. Объясняется это очень просто. Нередко рядом с трассой залегания кабеля ведутся земельные работы организацией, которая к волоконно-оптическому кабелю не имеет никакого отношения. Ее экскаваторы с одинаковой легкостью повреждают кабели с допустимым продольным растяжением и в 3 кН, и в 10 кН. Разница может заключаться лишь в том, что во втором случае физического разрыва конструкции кабеля может и не произойти, но оптические волокна в обоих случаях будут повреждены обязательно.
Для решения проблемы возможного повреждения кабеля при строительных работах существует более эффективный способ. На половину глубины залегания волоконно-оптического кабеля закапывается специальная сигнальная лента. Ее назначение понятно из названия. Изготавливается такая лента чаще из полиэтилена с большим коэффициентом растяжения. Лента может иметь ширину более десяти миллиметров, и на нее могут наноситься пояснительные надписи. Проложенная на протяжении всей трассы, сигнальная лента яркого цвета предотвращает случайное повреждение волоконно-оптического кабеля.
При составлении технических условий нередко приходится сталкиваться с тем, что в существующих телекоммуникационных канализациях нет возможности разместить дополнительные кабели, или вообще нет самих кабельных канализаций. В этом случае некоторые производители волоконно-оптических кабелей предлагают использовать обычные сточные канализации.
В подобных условиях предлагается использовать специальный кабель, у которого оптические волокна располагаются в нескольких стальных трубках. Для увеличения продольной прочности во-локонносодержащие трубки переплетены со стальными стержнями. Под внешней оболочкой из полиэтилена высокого давления расположен еще один слой стальных прутьев, который обеспечивает дополнительную прочность. Защита от проникновения влаги достигается за счет заполнения внутреннего пространства между стальными элементами гидрофобным составом.
Уже сегодня многие городские кабельные канализации, построенные несколько десятилетий назад, близки к полному заполнению. Решить эту проблему можно отчасти с помощью уже существующих сточных канализаций, что с экономической точки зрения может оказаться достаточно выгодно.
