Реферат
по дисциплине «Линиисвязи»
Тема: Волоконно-оптическиекабели
Классификацияоптических кабелей связи
Оптический кабельсостоит из скрученных по определенной системе оптических волокон из кварцевогостекла (световодов), заключенных в общую защитную оболочку. При необходимостикабель может содержать силовые (упрочняющие) и демпфирующие элементы.
Существующие ОК посвоему назначению могут быть классифицированы на три группы: магистральные,зоновые и городские. В отдельные группы выделяется подводные, объектовые имонтажные ОК.
Магистральные ОКпредназначаются для передачи информации на большие расстояния и значительноечисло каналов. Они должны обладать малыми затуханием и дисперсией и большойинформационно-пропускной способностью. Используется одномодовое волокно сразмерами сердцевины и оболочки 8/125 мкм. Длина волны 1,3...1,55 мкм.
Зоновые ОК служат дляорганизации многоканальной связи между областным центром и районами сдальностью связи до 250 км. Используются градиентные волокна с размерами 50/125мкм. Длина волны 1,3 мкм.
Городские ОКприменяются в качестве соединительных между городскими АТС и узлами связи. Онирассчитаны на короткие расстояния (до |10 км) и большое число каналов.Волокна-градиентные (50/125 мкм). Длина волны 0,85 и 1,3 мкм. Эти линии, какправило, работают без промежуточных линейных регенераторов.
Подводные ОКпредназначаются для осуществления связи через большие водные преграды. Онидолжны обладать высокой механической прочностью на разрыв и иметь надежныевлагостойкие покрытия. Для подводной связи также важно иметь малое затухание ибольшие длины регенерационных участков.
Объектовые ОК служатдля передачи информации внутри объекта. Сюда относятся учрежденческая ивидеотелефонная связь, внутренняя сеть кабельного телевидения, а также бортовыеинформационные системы подвижных объектов (самолет, корабль и др.).
Монтажные ОКиспользуются для внутри- и межблочного монтажа аппаратуры. Они выполняются ввиде жгутов или плоских лент.
Элементы оптическихкабелей
Бронированныйволоконно-оптический кабель предназначенный для внешней прокладки.
Волоконно-оптическийкабель предназначенный для непосредственной прокладки в грунте.
Волоконно-оптическийкабель состоит из:
центрального силовогоэлемента (ЦСИ),
оптических модулей(полимерные трубки с размещёнными в них оптическими волокнами),
силовых элементов,
брони,
защитных оболочек,
внешней оболочки кабеля.
Сердечник кабеля
Для повышениямеханической прочности волоконно-оптических кабелей, оптические модули этогокабеля свиваются вокруг центрального силового элемента, являющегося сердцевинойкабеля. При этом центральный силовой элемент может служить как опорой длязащиты от продольного изгиба, так и для защиты от нагрузок на растяжение.Благодаря скрутке световоды в оптических модулях имеют определённоепространство, в пределах которого нагрузки на растяжение, изгиб, сжатие, невыходящее за определённые рамки, не оказывают влияния на передаточныехарактеристики. Наряду с оптическими модулями вокруг силового элемента могутнавиваться наполнители, т. е. модули без световодов или чисто полиэтиленовыеэлементы, а также медные жилы в виде витых пар или четвёрок. Совокупность этихскручиваемых элементов и силовых элементов, а также скрепляющей ленты илиоболочки вокруг них, если таковая имеется, называется сердечником кабеля.
Скрутка
В волоконно-оптическойкабельной технике в основном применяется скрутка слоями (повивами). При этомскручиваемые элементы располагаются концентрически вокруг центрального силовогоэлемента. Если скручиваются отдельные элементы (оптические модули, медные жилы,наполнители), то в этом случае говорят о кабеле повивной скрутки. Если же сердечниккабеля свивается из модулей состоящих из скрученных элементов (жгутов), тотакой кабель называется модульным кабелем или кабелем жгутовой скрутки.Существуют два типа скрутки: спиральная скрутка и SZ-скрутка (скрутка счередованием направления скрутки).
Заполнение сердечника
Для обеспеченияводонепроницаемости волоконно-оптического кабеля по его длине при попаданииводы, свободное пространство между элементами сердечника заполняетсяспециальным гидрофобным компаундом под высоким давлением. При этом компаунддолжен иметь состав не оказывающий вредного влияния на характеристики элементовкабеля и иметь малый коэффициент линейного расширения.
Оболочка кабеля
Оболочка кабеля должназащищать сердечник волоконно-оптического кабеля снаружи от механических, тепловых,химических, световых воздействий, а также от влаги. Наиболее часто используютполиэтилен. Для кабелей предназначенных для внутренней прокладки, в качествематериала оболочки используют перфторэтилен-пропилен, перфторалкокси-сополимер,сополимер этилена и винилацетата. Если для кабелей с наполнителем сердечникатребуется диэлектрическая оболочка, не содержащая металл, то между оболочкойкабеля и упрочняющими волокнами помещается предохранительный слой пластика изполиамидного расплавленного связующего вещества. Он предотвращает попаданиекомпаунда из сердечника кабеля в его оболочку. Основные типы оболочек кабеля:полиэтиленовые, поливинилхлоридные, оболочки из фтористых пластмасс, оболочкииз материалов не содержащие галогенов.
Защитная оболочка
Для кабелей наружнойпрокладки и специальных кабелей требуются полиэтиленовые или поливинилхлоридныезащитные покрытия, а для особых случаев — покрытие из полиамида. Они защищаютброню, нанесённую поверх оболочки кабеля, от коррозии и от внешних повреждений,например при непосредственной прокладке кабеля в грунт или протягивании покабельной канализации.
Броня
Для защиты сердечникаволоконно-оптического кабеля и его оболочки в особых случаях, как например, дляпрокладки под водой или в шахтах, для кабелей с защитой от грызунов, длясамонесущих кабелей или для случаев, когда требуются очень высокие величинымеханических нагрузок на растяжение и/или сжатие, применяется дополнительнаяброня. Броня может быть выполнена из волокон арамида (кевлара), стальных лент,стальной проволоки, гофрированной стальной ленты и пр.
Типы конструкциикабелей
Конструкцииволоконно-оптических кабелей классифицируются в соответствии с определённымихарактеристиками на следующие типы:
кабели наружнойпрокладки,
кабели внутреннейпрокладки,
специальные кабели.
Типичные температурныедиапазоны для волоконно-оптических кабелей:
Температуратранспортировки и хранения от -25°С до +70°С
Температура монтажа от-5°С до +50°С
Температура приэксплуатации от -20°С до +60°С
Стандартная длинапоставляемых волоконно-оптических кабелей для наружной прокладки от 2000 метровдо 6000 метров.
Маркировка оптическихволокон
В 1982 г. стандартомIEC 304 Международного электротехнического комитета (МЭК) были определеныдвенадцать стандартных цветов изоляции низкочастотных кабелей и проводов (табл.1), которые используются и для цветового кодирования оптических волокон (ОВ) вгруппах, содержащих до 12 ОВ. Нумерация же ОВ, сопоставляемая с цветом,предусмотренным названным стандартом МЭК, определяется национальнымистандартами (табл. 2).
В случае, если в одномоптическом модуле одновременно находятся более 12-ти оптических волокон, тооболочки следующих по счёту оптических волокон, повторяют последовательностьцветов предыдущих волокон с той разницей, что на них по всей длине ещёнаносятся поперечные метки в виде например, чёрной полосы, через каждые 25 мм.
В некоторых случаяхметки на оболочках последующих волокон, наносят через большие промежуткинапример, 40 мм., 60 мм, 80 мм. Некоторые производители оптических кабелейпоступают иначе. Все волокна в каждом оптическом модуле разделяют на группы по12 цветов в соответствии с принятым обозначением, оборачивая каждую группуоптических волокон нитью окрашенной в различные цвета (обычно красный, зелёный,синий и т. д.).
Свободно-пространственныесоединения
Часто необходимовыровнять торец/ось оптического волокна относительно другого оптическоговолокна, или к оптикоэлектронному устройству, типа испускающего свет диода,лазерного диода, или модулятора. Это может потребовать тщательной юстировкиволокна и последующего закрепления его в устройстве. Иногда для этих целейконец волокна оплавляется или полируется в виде сферической формы, котораявыполняет функцию линзы, чтобы позволить сфокусировать световой поток через воздушныйпромежуток (зазор).