Волоконно-оптические кабели: классификация

Кабели из оптического волокна представляют собой изделия, которые содержат оптические волокна и силовой элемент, находящиеся в защитной оболочке. Дополнительно, в зависимости от условий эксплуатации кабеля, может усиливаться броней (например для прокладки в грунт).

Оптические кабели подразделяются по условиям применения и назначению. Рассмотрим основную классификацию.

По назначению они подразделяются на:

- магистральные (делятся на международные и междугородние);

- внутризоновые (междугородные и соединительные);

- местные (соединительные, распределительные и абонентские);

- внутриобъектовые (станционные и абонентские).

По условиям применения оптический кабель разделяют на:

- подземный (Непосредственно в грунт, кабельная канализация, коллекторы, тоннели);

- воздушные (опоры связи, ЛЭП, контактной сети);

- подводные (по дну рек и водоемов, по дну морей и океанов).

Так как волоконно-оптический кабель (ВОК) не такие прочные, как привычные нам медные и алюминиевые кабели, то они защищаются от внешних воздействий. К таким воздействиям относят: перепады температуры,  проникновение воды и механические воздействия – сгибы, кручение, натяжение, удар, вибрация, кручение, сдавливание и пр.).

Из чего состоит оптический кабель

Состав оптоволоконного кабеля может быть различным. Он может содержать:

• Внешнюю оболочку из пластика для защиты от внешнего воздействия;
• Арамидные нити для защиты от сдавливания и растяжения;
• Внутренняя пластиковая оболочка, отделяющая оптический модуль от арамидных нитей;
• Связывающая лента, для связки оптических модулей в одну косу;
• Заполняющий модуль – для формирования формы кабеля;
• Оптический модуль – содержит непосредственно сами оптические волокна. В одном модуле может находится до 8 волокон;
• Оптические волокна – по которым и происходит передача световых сигналов;
• Металлический или стеклопластиковый пруток – центральный элемент для прочности, защищает от растяжений. Используется в самонесущем кабеле;
• Гидрофобный заполнитель – защищает волокна от проникновения воды.

Какие требования предъявляются к волоконно-оптическим кабелям

Существуют определенные требования к физико-механическим параметрам оптических кабелей:

• большая прочность на разрыв;
• влагонепроницаемость;
• буферная защита для уменьшения потерь, вызванных механическим напряжением материалов;
• диапазон рабочей температуры от минус 40 до плюс 50 по цельсию;
• стойкость к радиационному воздействию;
• хорошая гибкость и возможность прокладки по существующим трассам;
• стойкость к воздействию агрессивных сред;
• стойкость к ударам;
• простота монтажа и укладки;
• срок работы не менее 20 лет.

В процессе производства оптических кабелей важно учитывать взаимное расположение силовых элементов и оптических волокон. В основном используют два варианта расположения:

• Упрочняющий элемент располагается в центре кабеля, а оптические волокна вокруг него.
• Оптические волокна располагаются в центре, а силовой элемент вокруг волокон.

Конструкции волоконно-оптических кабелей

Оптический кабель производится в разных страна и в настоящее время разработано несколько вариантов конструкций. Большое распространение получено несколькими из них:

• Ленточный тип;
• С профильным сердечником;
• Со свободной трубкой;
• Со свободным пучком волокон.

Ленточный тип оптического кабеля

В этом типе конструкции оптические волокна кабеля объединены в ленты, расположенные внутри трубки сердечника. Состав кабеля:

• Полиэтиленовое покрытие;
• Вытяжные тросы;
• Проволочный силовой элемент;
• Трубка сердечника;
• Заполнитель;
• Лента из оптических волокон;
• Гидрофобная лента;
• Гофрированная сталь с покрытием.

Конструкция ВОК с профильным сердечником

В этой конструкции есть фигурный сердечник с полостями, в которых находятся оптические волокна. Особенностью такой конструкции является то, что сердечник находится в центре и принимает на себя все растягивающие и сжимающие воздействия на кабель.Состав:

• Композитное покрытие;
• Связывающая лента;
• Фигурный сердечник;
• Оптические волокна;
• Стальной силовой элемент;
• Витая пара;
• Цветные маркерные нити;
• Гофрированная сталь с покрытием;
• Вытяжной трос;
• Полиэтиленовая оболочка.

Конструкция со свободным пучком волокон

Здесь пучки оптических волокон находятся внутри трубки сердечника. Данная конструкция позволяет снизить нагрузки на кабель – растягивающие, сдавливающие и сжимающие. Вытяжные тросы применяются для удобного разреза внешней полиэтиленовой оболочки. Состав кабеля:

• Полиэтиленовое покрытие;
• Вытяжные тросы;
• Проволочный силовой элемент;
• Трубка сердечника;
• Заполнитель;
• Пучки оптических волокон;
• Гофрированная сталь с покрытием;
• Гидрофобная лента.

Конструкция волоконно-оптического кабеля для морского дна

Кабели для морского дна испытывают самые большие нагрузки, поэтому к ним предъявляются особые требования. Большую часть их конструкции составляют защитные элементы.Строение кабеля:

• Полиэтилен;
• Медь;
• Стальная проволока;
• Нейлон;
• Оптическое волокно;
• Эластомер.

Оптоволоконные кабели для телефонных сетей связи

Для городских телефонных сетей применяется кабель облегченной конструкции. Они прокладываются в канализации, коллекторах, трубах и внутри зданий. Телефонный кабель сконструирован с большим количеством волокон в каждом оптическом модуле. Строение:

• Центральный силовой элемент, расположенный в центре;
• Оптические модули, расположены вокруг силового элемента;
• Оптические волокна;
• Гидрофобный заполнитель, между модулями;
• Связывающие ленты;
• Наружная полиэтиленовая оболочка.

Волоконно-оптический кабель для внутренней прокладки в зданиях

Конструкция включает следующие элементы:

• Оптические волокна;
• Буферную оболочку;
• Силовой элемент;
• Внешняя оболочка.

Оптика для внутренней прокладки разделяется на:

• Симплексные кабели;
• Дуплексные;
• Многоволоконные;
• Для эксплуатации в тяжелых условиях;
• Пожаробезопасные.