Прокладка оптического кабеля в городской телефонной сети малой емкости

 

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I СПОСОБЫ ПРОКЛАДКИ ОПТИЧЕСКОГО КАБЕЛЯ

1.1Общее описание

1.2 Прокладка оптического кабеля на городском участке сети

.3 Прокладка оптического кабеля внутри зданий, в туннелях и коллекторах

ГЛАВА II. Технологический процесс монтажа оптического кабеля

.1 Выбор типа оптического кабеля

.2 Технологический процесс монтажа ОК

ГЛАВА III. Cети SDH

.1 Состав сети SDH

.2 Топология сети SDH

.3 Архитектура сети SDH

ГЛАВА IV. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ С ОПТИЧЕСКИМ КАБЕЛЕМ

.1 Источники излучений и меры предосторожности

.2 Обработка волокна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ

оптический кабель городская телефонная сеть

Волоконно-оптические кабели прочно вошли в мировую практику строительства лини связи, подтверждая тем самым ряд преимуществ перед электрическими кабелями.

К преимуществам можно отнести: широкополосность, хорошую помехозащищенность и экономичность.

В связи с этим кабельное производство стран мира, в основном, реконструируется на изготовление оптических кабелей, оставляя небольшой процент выпуска многопарных кабелей с медными жилами для городских абонентских сетей.

Мировой кабельный рынок на сегодняшний день насыщен множеством фирм-производителей волоконно-оптической кабельной продукции, находящийся в острой конкурентной борьбе.

Приоритет в волоконной оптике, как по количеству кабельной продукции, так и по качеству, остается за Северной Америкой.

Если обратиться к истории, то на кораблях военно-морского лота США еще в 1973 году были запущены в эксплуатацию волоконно-оптические кабели для телефонной связи.

В 1976 году фирма «Western Electric» провела первые испытания своей системы с волокнно-оптическими кабелями в городе Атланта.

Годом позднее фирма «Bell Systems» провела в Чикаго первые полевые испытания оптического кабеля длиной более 2,5 км, а фирма «General Telephone» - оптического кабеля длиной более 9 км в городе Лонг-Бич.

Корпорация «Siecor Corporation» - совместное предприятие акционерного общества «Siemens AG» и фирмы «Corning Inc» - была первым поставщиком одномодовых волоконно-оптических кабелей для телефонной компании в городе Нью-Йорке еще в сентябре 1983 года.

Девяностые годы прошлого столетия ознаменовались бурным внедрением волокно-оптических кабелей на мировых телекоммуникационных сетх, что коснулось и телекоммуникационых сетей Республики Узбекистан.

В настоящее время преобладающее количество кабельных линий связи в Республики Узбекистан смонтировано на основе волоконно-оптического кабеля. Сюда относятся и международные ВОЛС (ТАЕВОЛС), крупные национальные ВОЛС (Бухара-Нукус), множество региональных и местных сетей.

ГЛАВА I. СПОСОБЫ ПРОКЛАДКИ ОПТИЧЕСКОГО КАБЕЛЯ

1.1Общее описание

В таблице 1 рассмотрены достоинства и недостатки оптических кабелей

Таблица 1

Достоинства Недостатки1широкополосность, возможность передачи большого потока информации (несколько тысяч каналов)подверженность волоконных световодов радиации, за счет которой появляются пятна затемнения и возрастает затухание 2малые потери и соответственно большие длины трансляционных участков (30...70 и 100 км)водородная коррозия стекла, приводящая к микротрещинам световода и ухудшению его свойств. 3малые габаритные размеры и масса (в 10 раз меньше, чем электрических кабелей)4высокая защищенность от внешних воздействий и переходных помех5надежная техника безопасности (отсутствие искрения и короткого замыкания)

Области применения ОК с учетом их достоинств перечислены на рис 1.

Рис. 1 Свойства и области использования ВОЛС

Для систем связи существенными являются показатели 1-5, для автоматизированных систем управления и ЭВМ-показатели 1, 2, 3. Мобильные подвижные системы требуют выполнения в первую очередь показателей 1, 2, 6.

Область возможных применений ВОЛС весьма широка - от линии городской и сельской связи и бортовых комплексов (самолеты, ракеты, корабли) до систем связи на большие расстояния с высокой информационной .емкостью. На основе оптической волоконной связи могут быть созданы принципиально новые системы передачи информации. На базе ВОЛС развивается единая интегральная сеть многоцелевого назначения. Весьма перспективно применение оптических систем в кабельном телевидении, которое обеспечивает высокое качество изображения и существенно расширяет возможности информационного обслуживания абонентов.

Физические процессы в волоконных световодах. В отличие от обычных кабелей, обладающих электрической проводимостью и током проводимости , ОК имеют совершенно другой механизм - они обладают токами смещения , на основе которых действует также радиопередача. Отличие от радиопередачи состоит в том, что волна не распространяется в свободном пространстве, а концентрируется в самом объеме световода и передается по нему в заданном направлении.

Рис.2 Процесс передачи: а-радиосвязь; б-волоконно-оптическая связь

Передача волны по световоду осуществляется за счет отражений ее от границы сердцевины и оболочки, имеющих разные показатели преломления . В обычных кабелях носителем передаваемой информации является электрический ток, а в ОК-лазерный луч.

В обычных широко используемых в настоящее время симметричных и коаксиальных кабелях передача организуется по двухпроводной схеме с применением прямого и обратного проводников цепи.

Рис. 3. Передача энергии по двухпроводным (а) и волноводным (б) направляющим середам

В световодах, волноводах и других направляющих средах (НС) нет двух проводников, и передача происходит волноводным методом по закону многократного отражения волны от границ раздела сред. Такой отражательной границей может быть металл-диэлектрик, диэлектрик-диэлектрик с различными диэлектрическими (оптическими) свойствами и др.

Граница раздела двухпроводных (двухсвязных) и волноводных (односвязных) НС характеризуется в первую очередь соотношением между длиной волны и поперечными размерами направляющей среды .

При должно быть два провода: прямой и обратный, и передача происходит по обычной двухпроводной схеме; в противном случае не требуется двухпроводная система, и передача осуществляется за счет многократного отражения волны от границ раздела сред с различными характеристиками. Поэтому передача по волноводным системам (световодам, волноводам и другим НС) возможна лишь в диапазоне очень высоких частот, когда длина волны меньше, чем поперечные размеры-диаметр НС.

Оптические микронные волны подразделяются на три диапазона: инфракрасный, видимый и ультрафиолетовый (табл.2). В настоящее время используются в основном волны длиной 0,7...1,6 мкм и ведутся работы по освоению ближнего инфракрасного диапазона: 2; 4; 6 мкм.

Таблица 2

ДиапазонИКЛВЛУФЛf , Гц1012... 101410-14... 10151015... 1017, мкм0,75...1000,4...0,750,01...0,4

Таким образом, для передачи электромагнитной энергии применяются электрические оптические кабели, а также радиосвязь

Принципиально различен частотный диапазон передачи по волноводным и двухпроводным системам. Волноводные системы имеют частоту отсечки - критическую частоту , ведут себя как фильтры ВЧ, и по ним возможна лишь передача волн длиной менее чем . Двухпроводные системы свободны от этих ограничений и способны передавать весь диапазон частот - от нуля и выше.

Волоконные световоды. Основным элементом ОК является волоконный световод, выполненный в виде тонкого стеклянного волокна цилиндрической формы. Волоконный световод имеет двухслойную конструкцию и состоит из сердцевины и оболочки с разными оптическими характеристиками (показателями преломления ). Сердцевина служит для передачи электромагнитной энергии. Назначение оболочки: создание лучших условий отражения на границе сердцевина-оболочка и защита от излучения энергии в окружающее пространство. Снаружи располагается защитное покрытие для предохранения волокна от механических воздействий и нанесения расцветки. Сердцевина и оболочка изготовляются из кварца , покрытие - из эпоксиакрилата, фторопласта, нейлона, лака и других полимеров.

Оптические волокна классифицируются на одномодовые и многомодовые. Последние подразделяются на ступенчатые и градиентные. Одномодовые волокна имеют тонкую сердцевину (6…8 мкм), и по ним передается одна волна; по многомодовым (сердцевина 50 мкм) распространяется большое число волн. Наилучшими параметрами по пропускной способности и дальности обладают одномодовые волокна. У ступенчатых световодов показатель преломления в сердечнике постоянен, имеется резкий переход от сердцевины к оболочки и лучи зигзагообразно отражаются от границы сердечник-оболочка. Градиентные световоды имеют непрерывное плавное изменение показателя преломления в сердцевине по радиусу световода от центра к периферии, и лучи распространяются по волнообразным траекториям. Показатель преломления сердцевины меняется вдоль радиуса по закону показательной функции.

, (ф 1)

где - максимальное значение показателя преломления на оси волокна, т. е. при r=0; и- показатель степени, описывающей профиль изменения показателя преломления:

(ф. 2)

Чаще всего применяются световоды с параболическим профилем. В этом случае и=2 и соответственно:

(ф. 3)

Если принять , то получим известное значение п ступенчатого световода

. (ф. 4)

Дисперсия и пропускная способность. Параметр (пропускная способность) является наряду с затуханием к важнейшим параметром ВОСП. Он определяет полосу частот, пропускаемую световодом, и соответственно объем информации, который можно передать по ОК..

В предельном идеализированном варианте по ВС возможна организация огромного числа каналов на большие расстояния, но фактически имеются значительные ограничения. Это обусловлено тем, что сигнал на вход приемного устройства приходит размытым, искаженным, причем чем длиннее линия, тем больше искажается передаваемый сигнал.

Данное явление носит название дисперсии и обусловлено различием времени распространения различных мод в световоде и наличием частотной зависимости показателя преломления.

Дисперсия-это рассеяние во времени спектральных или модовых составляющих оптического сигнала. Дисперсия приводит к увеличению длительности импульса при прохождении по ОК. Уширение импульса определяется как квадратичная разность длительности импульсов на выходе и входе формуле

, (ф 5)

причем значения и берутся на уровне половины амплитуды импульсов.

Связь между величиной уширения импульсов и полосой частот, передаваемых по ВС, приближенно выражается соотношением . Так, если =20 нс/км, то

.

Дисперсия не только ограничивает частотный диапазон использования световодов, но и существенно снижает дальность передачи по ОК, так как чем длиннее линия, тем больше проявляется дисперсия и больше уширение импульса.

Пропускная способность ОК существенно зависит от типа ВС (одномодовые, многомодовые, градиентные), а также от типа излучателя (лазер, светодиод).

Причинами возникновения дисперсии являются :

некогерентность источников излучения и появление спектра;

существование большого количества мод (N).

В первом случае дисперсия называется хроматической (частотной). Она делится на материальную и волноводную (внутримодовую дисперсию). Волноводная дисперсия обусловлена процессами внутри моды и характеризуется зависимостью коэффициента распространения моды от длины волны . Материальная дисперсия обусловлена зависимостью показателя преломления от длины волны .

Во втором случае дисперсия называется кодовой и обусловлена наличием большого количества мод, время распространения которых различно .

В геометрической интерпретации соответствующие модам лучи идут под разными углами, проходят различный путь в сердцевине волокна и, следовательно, поступают на вход приемника с различной задержкой.

Результирующее значение уширения импульсов за счет модовой , материальной и волноводной дисперсий

(ф 6)

В табл. 3 приведены дисперсионные свойства различных типов ВС.

Таблица 3

Вид дисперсииВеличина дисперсии световодамногомодовогоодномодовогоступенчатогоградиентногоВолноводнаяМалое значениеВзаимная компенсацияМатериальная2...5 нс/км0,1...0,3 нс/кмМалые значенияМежмодовая30...50 нс/км2...4 нс/км-Полоса частотДесятки мегагерцСотни мегагерцТысячи мегагерц

Сравнивая дисперсионные характеристики различных световодов, можно отметить, что лучшими обладают одномодовые световоды. Хорошие характеристики также у градиентных световодов с плавным изменением показателя преломления. Наиболее резко дисперсия проявляется у ступенчатых многомодовых световодов.

Рассмотрим пропускную способность ОК. В электрических кабелях с медными проводниками (симметричных и коаксиальных) полоса пропускания и дальность связи в основном лимитируются затуханием и помехозащищенностью цепей. Оптические кабели принципиально не подвержены электромагнитным воздействиям и обладают высокой помехозащищенностью, поэтому параметр помехозащищенности не является ограничивающим фактором. В ОК полоса пропускания и дальность связи лимитируются затуханием и дисперсией.

Затухание ОК растет по закону . В широкой полосе частот оно весьма стабильное и лишь на очень высоких частотах возрастает за счет дисперсии. Поэтому дисперсия и определяет ширину полосы пропускания частот. Из рисунка видно, что полоса пропускания одномодовых световодов существенно больше, чем ступенчатых и градиентных.

Рис. 4. Зависимость дисперсии () и пропускной способности () ОК от длины линии

Оптоэлектронные компоненты. Основой ВОСП являются оптоэлектронные компоненты, и в первую очередь лазеры на передаче сигналов и фотодиоды на их приеме. Лазерные системы работают в оптическом диапазоне волн. Если при передаче по кабелям используются частоты порядка мегагерц, а по волноводам - гигагерц, то для лазерных систем используется видимый инфракрасный спектр оптического диапазона волн (1014...1015 Гц).

Лазер состоит из активной среды, устройства накачки и резонансной системы (рис. 23). Активной средой может быть твердый, жидкий или газообразный материал. Широкое применение получили полупроводники. В качестве устройства накачки используется главным образом электрическая энергия. Могут применяться также солнечная радиация, атомная энергия, химическая реакция и другие источники. Роль резонанса выполняют зеркала или другие полированные поверхности.

Рис. 5. Принципиальная схема лазера: 1 - активная среда; 2 - устройство накачки; 3 - резонансная система

По принципу действия и эффекту светового излучения лазер может быть отнесен к люминесцентным материалам. Известны различные виды люминесценции (свечения): тепловая (лампочка накаливания), холодная (фосфор и другие светящиеся материалы), природная (светлячок, гнилое дерево), химическая (активная реакция) и др. В полупроводниковых лазерах действует электрическая люминесценция - свечение происходит за счет электрической накачки.

Принцип действия квантовых приборов (лазеров) основан на использовании излучения атомов вещества под воздействием внешнего электромагнитного поля. Из квантовой механики известно, что движение электронов атома вокруг ядра характеризует энергетическое состояние электронов, иначе называемое энергетическим уровнем. При переходе электронов с одной орбиты на другую под воздействием внешнего электромагнитного поля меняется энергетический уровень и происходит излучение энергии.

В настоящее время применяются различные типы лазеров: полупроводниковые, твердотельные, газовые и др. Полупроводниковый лазер представляет собой полупроводниковый диод типа р-п, выполненный из активного материала, способного излучать световые кванты-фотоны. В качестве такого материала преимущественно используется арсенид галия с соответствующими добавками (теллура, алюминия, кремния, цинка). В зависимости от характера и количества присадок полупроводник имеет области электронной п (за счет теллура) и дырочной р (за счет цинка) проводимостей. Под действием приложенного напряжения в полупроводнике происходит возбуждение носителей, в силу чего возникает излучение световой энергии и появляется поток фотонов. Этот поток, многократно отражаясь от зеркал, образующих резонансную систему, усиливается, что приводит к появлению лазерного луча с остронаправленной диаграммой излучения.

Рис. 6. Полупроводниковый лазер

Объем полупроводника примерно 1 мм3. К нему подведены металлические электроды для подачи электрического напряжения. Роль отражающих зеркал выполняют плоскопараллельные отполированные торцевые грани полупроводника. Излучение происходит в слое р-п перехода толщиной 0,15...0,2 мкм.

Наряду с лазерами в качестве источника оптического излучения могут применяться светодиоды. Светодиод является таким же люминесцентным полупроводником типа р-п из арсенида галия, но не имеет резонансного усиления. В отличие от лазера, обладающего остронаправленным когерентным лучом, в светодиоде излучение происходит спонтанно (самопроизвольно) и луч имеет меньшую мощность и широкую направленность.

Сравнительные характеристики лазеров и светодиодов приведены в табл.5 и на (рис.25).

Таблица 4

ИзлучательМощность, мВтДиаграмма, градШирина спектра, ммСрок службы, чЛазер Светодиод10... 40 5...204... 20 60... 801...3 30... 50104... 105 105…106

Сравнивая обычный свет, создаваемый, например, лампочкой накаливания, с лазерным лучом, можно отметить, что в обоих случаях действует поток фотонов. Но в отличие от обычного света, основанного на тепловой природе возникновения и излучающего очень широкий непрерывный спектр частот, лазерный луч имеет электромагнитную основу и представляет собой монохроматический (одноволновый) луч.

Рис.7. Ширина спектра лазера (1), светодиода (2)

Лазерный луч обладает рядом замечательных свойств. Он распространяется на большие расстояния и имеет строго прямолинейное направление. Луч движется очень узким пучком с малой степенью расходимости (он достигает луны с фокусировкой в сотни метров). Лазерный луч обладает большой теплотой и может пробивать отверстие в любом материале. Световая интенсивность луча больше, чем интенсивность самых сильных источников света.

Рис. 8. Полупроводниковый фотодиод

В качестве приемного устройства, преобразующего свет в электричество, применяется фотодиод. Здесь используется эффект Столетова, состоящий в том, что при воздействии света на активный материал, например полупроводник, изменяются его электрические свойства и возникает электрический сигнал

Направления развития и применения волоконной оптики

Открылись широкие горизонты практического применения ОК и волоконно-оптических систем передачи в таких отраслях народного хозяйства, как радиоэлектроника, информатика, связь, вычислительная техника, космос, медицина, голография, машиностроение, атомная энергетика и др. Волоконная оптика развивается по шести направлениям:

1.многоканальные системы передачи информации;

2.кабельное телевидение;

.локальные вычислительные сети;

.датчики и системы сбора обработки и передачи информации;

.связь и телемеханика на высоковольтных линиях;

.оборудование и монтаж мобильных объектов.

Многоканальные ВОСП начинают широко использоваться на магистральных и зоновых сетях связи страны, а также для устройства соединительных линий между городскими АТС. Объясняется это большой информационной способностью ОК и их высокой помехозащищенностью. Особенно эффективны и экономичны подводные оптические магистрали.

Применение оптических систем в кабельном телевидении обеспечивает высокое качество изображения и существенно расширяет возможности информационного обслуживания индивидуальных абонентов. В этом случае реализуется заказная система приема и предоставляется возможность абонентам получать на экране своих телевизоров изображения газетных полос, журнальных страниц и справочных данных из библиотеки и учебных центров.

На основе ОК создаются локальные вычислительные сети различной топологии (кольцевые, звездные и др.). Такие сети позволяют объединять вычислительные центры в единую информационную систему с большой пропускной способностью, повышенным качеством и защищенностью от несанкционированного допуска.

Волоконно-оптические датчики способны работать в агрессивных средах, надежны, малогабаритны и не подвержены электромагнитным воздействиям. Они позволяют оценивать на расстоянии различные физические величины (температуру, давление, ток и др.). Датчики используются в нефтегазовой промышленности, системах охранной и пожарной сигнализации, автомобильной технике и др.

Весьма перспективно применение ОК на высоковольтных линиях электропередачи (ЛЭП) для организации технологической связи и телемеханики. Оптические волокна встраиваются в фазу или трос. Здесь реализуется высокая защищенность каналов от электромагнитных воздействий ЛЭП и грозы.

Легкость, малогабаритность, невоспламеняемость ОК сделали их весьма полезными для монтажа и оборудования летательных аппаратов, судов и других мобильных устройств.

В последнее время появилось новое направление в развитии волоконно-оптической техники - использование среднего инфракрасного диапазона волн 2...10 мкм. Ожидается, что потери в этом диапазоне не будут превышать 0,02 дБ/км. Это позволит осуществить связь на большие расстояния с участками регенерации до 1000 км. Исследование фтористых и халькогенидных стекол с добавками циркония, бария и других соединений, обладающих сверхпрозрачностью в инфракрасном диапазоне волн, дает возможность еще больше увеличить длину регенерационного участка.

Ожидаются новые интересные результаты в использовании нелинейных оптических явлений, в частности соли тонного режима распространения оптических импульсов, когда импульс может распространяться без изменения формы или периодически менять свою форму в процессе распространения по световоду. Использование этого явления в волоконных световодах позволит существенно увеличить объем передаваемой информации и дальность связи без применения ретрансляторов.

Весьма перспективна реализация в ВОЛС метода частотного разделения каналов, который заключается в том, что в световод одновременно вводится излучение от нескольких источников, работающих на разных частотах, а на приемном конце с помощью оптических фильтров происходит разделение сигналов. Такой метод разделения каналов в ВОЛС получил название спектрального уплотнения или мультиплексирования.

При построении абонентских сетей ВОЛС кроме традиционной структуры телефонной сети радиально-узлового типа предусматривается организация кольцевых сетей, обеспечивающих экономию кабеля.

Можно полагать, что в ВОСП второго поколения усиление и преобразование сигналов в регенераторах будут происходить на оптических частотах с применением элементов и схем интегральной оптики. Это упростит схемы регенерационных усилителей, улучшит их экономичность и надежность, снизит стоимость.

В третьем поколении ВОСП предполагается использовать преобразование речевых сигналов в оптические непосредственно с помощью акустических преобразователей. Уже разработан оптический телефон и проводятся работы по созданию принципиально новых АТС, коммутирующих световые, а не электрические сигналы. Имеются примеры создания многопозиционных быстродействующих оптических переключателей, которые могут использоваться для оптической коммутации.

На базе ОК и цифровых систем передачи создается интегральная сеть многоцелевого назначения, включающая различные виды передачи информации (телефонирование, телевидение, передача данных ЭВМ и АСУ, видеотелефон, фототелеграф, передача полос газет, сообщений из банков и т. д.). В качестве унифицированного принят цифровой канал ИКМ со скоростью передачи 64 Мбит/с (или 32 Мбит/с).

Для широкого применения ОК и ВОСП необходимо решить целый ряд задач. К ним прежде всего относятся следующие:

) проработка системных вопросов и определение технико-экономических показателей применения ОК на сетях связи;

) массовое промышленное изготовление одномодовых волокон, световодов и кабелей, а также оптоэлектронных устройств для них;

) повышение влагостойкости и надежности ОК за счет применения металлических оболочек и гидрофобного заполнения;

) освоение инфракрасного диапазона волн 2...10 мкм и новых материалов (фторидных и халькогенидных) для изготовления световодов, позволяющих осуществлять связь на большие расстояния;

) создание локальных сетей для вычислительной техники и информатики;

разработка испытательной и измерительной аппаратуры, рефлектометров, тестеров, необходимых для производства ОК, настройки и эксплуатации ВОЛС;

) механизация технологии прокладки и автоматизация монтажа ОК;

совершенствование технологии промышленного производства волоконных световодов и ОК, снижение их стоимости;

) исследование и внедрение солитонового режима передачи, при котором происходит сжатие импульса и снижается дисперсия;

) разработка и внедрение системы и аппаратуры спектрального уплотнения ОК;

создание интегральной абонентской сети многоцелевого назначения;

) создание передатчиков и приемников, непосредственно преобразующих звук в свет и свет в звук;

) повышение степени интеграции элементов и создание быстродействующих узлов каналообразующей аппаратуры ИКМ с применением элементов интегральной оптики;

) создание оптических регенераторов без преобразования оптических сигналов в электрические;

) совершенствование передающих и приемных оптоэлектронных устройств для систем связи, освоение когерентного приема;

) разработка эффективных методов и устройств электропитания промежуточных регенераторов для зоновых и магистральных сетей связи;

) оптимизация структуры различных участков сети с учетом особенностей применения систем на ОК;

) совершенствование аппаратуры и методов для частотного и временного разделения сигналов, передаваемых по световодам;

) разработка системы и устройств оптической коммутации.

.2 Прокладка оптического кабеля на городском участке сети

При прокладке оптического кабеля на городском участке сети, как правило, используется имеющаяся инфраструктура (кабельная канализация, коллекторы, туннели). Трасса прокладки и типы используемых для прокладки подземных сооружений определяются проектом, при этом из соображений пожарной безопасности оптического кабеля, прокладываемые в коллекторы и туннели, должны иметь оболочку из материала, не распространяющего горение. В соответствии с действующими нормативными документами, такие исполнения кабелей должны иметь сертификат пожарной безопасности, а в их маркировке должен присутствовать индекс "Н" (не распространяющий горение). Как правило, такие исполнения оптического кабеля изготавливаются с оболочкой из специальных композиций полиэтилена, содержащих в качестве наполнителя тригидроксид алюминия Al(OH)3 , который при температуре выше 200°С разлагается на окись алюминия Al2O3 и воду (в виде паров воды), что снижает окружающую температуру оптического кабеля до величины ниже точки возгорания, водяные пары способствуют также уменьшения концентрации выделяемых при горении газов.

С целью минимизации риска повреждения оптического кабеля, в ходе прокладки, используемые на трассе прокладки подземные сооружения (трубы и колодцы кабельной канализации, коллекторы и туннели должны быть проверены, при необходимости отремонтированы, трубы прочищены и проверены на проходимость, возможные перепады уровней устранены и т.п.). Как правило, прокладка оптического кабеля производится в отдельный канал кабельной канализации или же, с целью более эффективного использования канала, в него предварительно прокладываются до 4 полиэтиленовых труб 32 мм, каждая из которых затем применяется для прокладки в нее отдельного кабеля. Для прокладки в кабельной канализации, учитывая вероятность повреждения оптического кабеля грызунами, наиболее целесообразно использовать оптический кабель с броней из стальной гофрированной ленты или же, при наличии повышенных требований по стойкости к электромагнитным воздействиям (например, на территории электроподстанций), диэлектрических оптических кабелей с броней из стеклопластиковых стержней.

При прокладке оптического кабеля в кабельную канализацию наиболее широко используется метод затягивания оптического кабеля с помощью лебедки, снабженной устройством ограничения тягового усилия, тяговый трос (фал) которой через вертлюг (компенсатор кручения) соединяется с "кабельным чулком", установленным на конце оптического кабеля. Тяговая скорость лебедок, как правило, регулируется в диапазоне 0 - 30 м/мин.

При прокладке оптического кабеля в кабельную канализацию следует учитывать следующее:

наличие каждого поворота трассы прокладки на угол 90° эквивалентно укорочению длины прокладки на 200 м, при наличии поворотов трассы барабан с оптическим кабелем по возможности рекомендуется располагать непосредственно с поворотами для снижения тяговых нагрузок на оптический кабель при прокладке;

секции длиной более 1 км рекомендуется прокладывать с размещением барабана с оптическим кабелем в середине секции, с прокладкой половины строительной длины оптического кабеля в одном направлении, размоткой оставшейся длины оптического кабеля на устройство типа "Фигаро" (используемое в технологии пневмопрокладки оптического кабеля) или укладки этой длины оптический кабель "восьмерками" на поверхности и последующей прокладки в другом направлении;

при прокладке оптического кабеля следует использовать направляющие устройства (колена, ролики и др.), облегчающие условия ввода оптического кабеля в каналы кабельной канализации предотвращающие повреждения оптического кабеля в ходе прокладки;

при прокладке следует контролировать тяговое усилие, которое не должно превышать нормируемого для прокладываемого кабеля. Рекомендуется использовать лебедки, тяговое усилие которых контролируется автоматически или по меньшей мере контролируется оператором;

при прокладке оптического кабеля не следует использовать смазки, поскольку они могут разрушать оболочку оптического кабеля, а также "приклеивать" кабели к стенкам канала;

во избежание попадания внутрь канала кабельной канализации загрязнений и воды оптический кабель относительно канала рекомендуется герметизировать.

Прокладка оптического кабеля может осуществляться также каскадным методом, с использованием нескольких последовательно установленных, синхронно работающих тяговых лебедок. В колодцах кабельной канализации оптического кабеля должны быть выложены на кронштейнах с допустимым радиусом изгиба и промаркированы.

.3 Прокладка оптического кабеля внутри зданий, в туннелях и коллекторах

На этих участках осуществляется прокладка оптического кабеля, имеющих оболочку из не распространяющих горение материалов - поливинилхлорид, специальные композиции полиэтилена.

Если не осуществляется переход линейного оптического кабеля на станционный оптический кабель с оболочкой из не распространяющего горение материала, оптический кабель на всем участке прокладки внутри объекта связи помещается в трубу из металла, поливинилхлорида или другого трудно возгораемого материала, или же обматывается поливинилхлоридной лентой.

При вводе оптического кабеля в объект связи осуществляется заземление металлических конструктивных элементов на щиток заземления объекта связи в соответствии с нормативно-технической документацией, с обеспечением электрического разрыва между металлическими элементами линейного и станционного уч

ГЛАВА II. Технологический процесс монтажа оптического кабеля

.1 Выбор типа оптического кабеля

Стандарты на маркировку кабелей, используемые Германской кабельной промышленностью, разработаны VDE (Verband Deutsher Electrotechniker - Association оf German Electrical Engineers) Ассоциацией Германских Электроинженеров.

Для волоконно-оптических кабелей связи используется буквенные и цифровые обозначения, приведенные в таблице 1

Таблица 1

Буква, цифраОписаниеAЛинейный кабельASLHПодвесной кабель дл высоковольтных линийBБроня …B…Коэффициент затухания и полоса пропускания на длине волны 850 нм(1B…)Один слой стальных лент, толщина стальной ленты, мм(2B…)Два слоя стальных лент, толщина стальной ленты, ммCuМедная проволокаDМноговолоконный модуль заполненный(D)2YКомбинированная оболочка из полиэтилена и покрытой пластиком фольгиEОдномодовое волокноFСердечник кабеля в сплошном заполнении…F…Коэффициент затухания и полоса пропускания на длине волны 1330 нмFRКабель усовершенствованный пожаробезопасныйGГрадиентное волокноHОдноволоконный модуль…H…Коэффициент затухания и полоса пропускания на длине волны 1500 нмJСтанционный кабель(L)(ZN)2YКомбинированная оболочка из полиэтилена с неметаллическими силовыми элементами и алюминиевой ленты(L)YСплошная оболочка из поливинилхлорида (ПВХ)(L)2YСплошная оболочка из полиэтиленаLgСкрутка в повивPСкрутка в пару(R…)Ступенчатое волокно пластмасса/пластмассаSКруглые проволоки: … диаметр проволоки в ммTАрмирующий элемент из стали, текстиля или пластика(T)Неметаллический концентрический армирующий элементVГерметизированный волоконный модуль(TR…)Армирующий элемент из круглой проволоки, диаметр проволоки в ммWОдноволонный1 модуль, заполненный YИзоляционное покрытие, оболочка или защитное покрытие из поливинилхлорида (ПВХ)2YИзоляционное покрытие, оболочка или защитное покрытие из полиэтилена(Zg)Самонесущая оболочка со стеклянными нитями(ZN)2YПолиэтиленовая оболочка с неметаллическими силовыми элементами

Для организации межстанционной связи (транспортной сети) в качестве среды передачи в городе Ок-йул выбрано оптическое волокно.

Конструкция кабеля марки А-DF(ZN)2У(SR)2У3х6Е 9/125 0,36 F 3.5 + 0,22Н18LG.

A - Линейный кабель;

D- модуль многоволоконный, заполненный

F - сердечник кабеля в гидрофобном заполнении

(ZN)2Y - полиэтиленовая оболочка, внешняя

(SR)- гофрированная стальная оболочка

(2Y) - внутренняя полиэтиленовая оболочка

- Количество модулей

- Количество волокон в модуле

E - одномодовое волокно стекло/стекло

- диаметр модвого поля, мкм

- диаметр оболочки волокна, мкм

.36 - коэффициент затухания, дБ/к

F - длина волны 1,3 мкм

.5 - уширение импульса, пс/нм*км

.22 - коэффициент затухания, дБ/к

H- длина волны 1,3 мкм

- уширение импульса, пс/нм*км

LG - сердечник повивной скрутки

Рис 9. Конструкция ОК марки А-DF(ZN)2У(SR)2У3х6Е 9/125 0,36 F 3.5 + 0,22Н18LG

Центральный силовой элемент кабеля выполнен из стеклопластика. Одномодовые волокна 2 типа Е 9/125 расположены в термостойких фторопластовых трубках 3, называемых модулями. Вокруг центрального силового элемента скручен повив из трех модулей двух полиэтиленовых корделей заполнения 4. На сердечник кабеля наложено два слоя крепированной бумаги 5 и текстильных волокон 6. Внутренняя оболочка кабеля 7 из полиэтилена. Под стальной гофрированной оболочкой 9 находится подушка из крепированной бумаги. Стальная оболочка покрыта полиэтиленовым шлангом 10 (внешняя оболочка). Кабель герметизирован заполнителем 11.

Толщина внешней оболочки кабеля из полиэтилена составляет 1,5 м стальной гофрированной оболочки0,155 мм, с высотой гофра 0,4 мм полимерным слоем толщиной не менее 0,05 мм. диаметр модуля ил корделя заполнения 2 мм. диаметр центрального силового элемента 2 мм Строительная длина кабеля 2000 м. Прокладка кабеля допустима пр температуре от -5 0С до +50 0С. Работа кабеля предусмотрена при температуре от -20 0С до +60 0С.

2.2 Технологический процесс монтажа ОК

Конструкция муфты. Для монтажа оптических кабелей различных конструкций в последнее время широко используется универсальная муфта производства Германия.

Универсальная муфта UCS0 4-6 является механической, то есть монтируется без элементов горячей пайки.

Расшифровывается марка муфты следуюшим образом;

U - Universal- универсальная;

С - Сolour- муфта;

S - Sр1iсе- сварка;

О - Орtiс - оптическая;

- число заводимых кабелей;

- максимальное число сварочных распределителей (гребенок).

Рассмотрим муфту, рассчитанную на сварку четырех модулей по шесть испокон в каждом, те. двадцати четырех волокон, которые размещаются в вх кассетах, входящих в ее комплект.

Муфта UCS0 4-6 может использоваться как соединительная или разветвительная.

Монтаж муфты допустим при температуре от -50 С до +500 С. Для монтажа муфты требуется следующее оборудование:

. Сварочный аппарат типа S46999-М-7-А-30.

. Набор инструмента для сварочного аппарата.

. Резак (с установочным устройством) типа S46999-М-9-В-6.

.Держатель модулей при сварке.

. Монтажный стол.

Комплект муфты содержит следующие детали:

. Половинки муфты из полипропиленового сополимера.

. Блок для размещения кассет с крышкой.

. Калибратор.

. Средство для высушивания полости муфты.

. Катушка с лентой для герметизации муфты.

. Шнур для герметизации муфты.

. Втулка

. Крепежные хомуты для модулей размером 2.4 х 92мм.

. Крепежные хомуты для кабелей размером 7.6 х 203 мм.

. Компаунд для герметизации муфты.

Ароматизированная салфетка

. Инструкция по монтажу муфты

. Ветошь.

Технологический процесс монтажа муфты содержит следующие операции:

.Подготовка сварочного блока.

Если кабель имеет защитный полиэтиленовый шланг, гофрированную стальную оболочку и внутреннюю полиэтиленовую оболочку, разделка концов кабеля производится следующим образом.

Концы кабеля очищаются, делается метка на защитном шланге, поперечный и два продольных надреза, после прогрева защитный шланг снимается со стальной оболочки. Делается метка на стальной оболочке, круговой надрез, с помощью утконоса она разгибается вдоль шва и на уровне кругового надреза удаляется.

Рис10. Установка гребенки кассеты

Рис 11. Разделка конца кабеля в стальной оболочке

2.Разделка концов кабеля (снятие защитных покровов).

Рис 12. Разделка конца кабеля с внутренней оболочкой

На расстоянии 5 мм от среза стальной оболочки на внутренней полиэтиленовой оболочке делается круговой надрез.

С конца кабеля на оболочке делается также круговой надрез на расстоянии 100 мм. Оболочка стягивается и удаляется, а на оставшейся части делается продольный разрез длиной 10 мм, в который вставляется специальная нить для вспарывания оболочки

Внутренняя оболочка вспарывается до кругового надреза и удаляется.

Рис 12. Разделка конца кабеля в стальной оболочке

.Подготовка волокон к сварке. Сердечник кабеля должен быть очищен от гидрофобного заполнителя. Модули предварительно разглаживаются потоком горячего воздуха от термоустройства на длине порядка 550 мм

Рис 13. Разглаживание концов модулей тремоустройством

После этого модули нумеруются в соответствии с принятой методикой счета, начиная с красного, являющегося контрольным. Далее укорачивается центральный силовой элемент до 300 мм.

Рис 14. Нумерация концов модулей

4. Закрепление концов кабелей в муфте. Если кабель имеет гофрированную стальную оболочку, пристегивание его к плате с иголками осуществляется с помощью зажима для стальной оболочки

Зажимная скоба, находящаяся в блоке для размещения кассет, слегка освобождается. Жгут из арамидной гтряжи вместе с центральным силовым элементом продертивается снизу сквозь отверстие в зажимной скобе. Скоба с шайбой кладется на жгут. В отверстие вставляется болт и при натянутом жгуте заворачивается. После этого жгут отгибается к основной части кабеля. Центральный силовой элемент при этом укорачивается

Рис 15. Закрепление пряжи и силового элемента с помощью зажимной скобы

При монтаже соединительной муфты закрепление модулей кабеля в кассете производится следующим образом.

Конец модуля обворачивается липкой лентой

Рис 16. Модуль с обернутой вокруг лентой

Рис 17. Закрепление модулей в кассете

Обернутый плоской ленты модуль вставляется в кассету и пристегивается с помощью защелок. Волокна укладываются в кассете в три оборота при максимальном радиусе изгиба.

В случае монтажа разветвительной муфты закрепление модулей кабеля производится следующим образом.

Модуль обворачивается изолентой также, как в соединительной муфте,

Расположение модулей в сварочном блоке показано на рис. 18.

Рис 18. Ввод модулей в сварочный блок

. Закрепление модулей кабеля в кассете.

. Пайка медных жил и сварка волокон.

Сварка волокон осуществляется в следующей последовательности.

Кассета укладывается на верхнюю панель сварочного аппарата и закрепляется болтами. Модуль закрепляется в модуледержателе сварочного аппарата

Берется первое волокно и укладывается в ямку-желобок гребенки левой стороны.

Волокно отрезается по метке. С помощью стриппера на длине волокна 40 мм сдирается внешнее покрытие и оболочка волокна. Волокно очищается мягкой бумагой с помощью резака сварочного аппарата волокно скалывается под прямым углом и падает в левый зажим аппарата.

Рис 19.

СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ ГЛАВА I СПОСОБЫ ПРОКЛАДКИ ОПТИЧЕСКОГО КАБЕЛЯ 1.1Общее описание 1.2 Прокладка оптического кабеля на городском участке сети

Больше работ по теме: