Оптичен кабел. Видове и устройство

А преди десетина години и в края на 2013 г. произвежданите от индустрията влакна са стандартизирани и имат много видове и подвидове. На страниците са разгледани основните видове ОВ
Видове и стандарти на оптични влакна
Видове оптични влакна

Най-фрапиращите разлики са влакната многомодов и едномодов.

Теорията на предаването върху тях е разгледана на страниците Модално разпространение във влакна. Брой модове. Формула. Многомодови стъпаловидни и гладки влакна с индекс на пречупване

от външен видоптичните влакна не са по-различни. Тоест без съответните устройства е невъзможно да разберете кое влакно е попаднало в ръцете ви. Външният вид, цветът и някои свойства на оптичните влакна се придават от специално покритие. Стандартизирани са няколко размера на ОВ.

250 µmсъщото стъкло, покрито с лакова изолация. Лакът обикновено се използва многоцветен и в допълнение към изолационните свойства, цветът на влакното определя условния му номер в модула. (Цветно броене на влакна, идентификация по цвят в оптични кабели). Лаковото покритие дава допълнителна устойчивост на огъване. Това влакно е като кордаи издържа на огъване с радиус 5 мм (виж снимката)

900 µmоптично влакно в буфер полимерно покритие. Използва се при производството на кабели и свързването на оптични кръстове. Цветът на покритието често определя вида на влакното. (Брой цветове в оптични кабели)

Оптично влакно с лаково (125 µm) и полимерно (900 µm) покритие,
в долната част на конектора е затворен с капачка (Всички снимки)

Производство на оптични влакна и кабели

По-голямата част от влакното се произвежда от Fujikura (Япония) и Corning (САЩ). Но се появяват все повече и повече технологични линии, включително в Русия, произвеждащи един или друг вид оптични влакна. Някои от стъпките и принципите на този процес са описани на страниците
Технология за производство на оптични влакна. Производство на преформи за оптични влакна
Извличане на влакна от заготовката

Освен това оптичното влакно на специални барабани се доставя до кабелните фабрики, където се използва в производството на оптични кабели. Тъй като кабелите за FOCL се различават съответно по предназначение и метод на полагане, те имат различно количествобронирани капаци и се различават по профил.

Маркиране на оптични кабели

В страните от ОНД има много производители на оптични кабели и в същото време всяко предприятие развива свое собствено спецификации(TU) върху своите продукти и го етикетира по свой начин. Системите за етикетиране са различни и следващите страници са посветени на анализа на този проблем.
Ръководство за маркиране и определяне на оптични кабели
Списък на възможните маркировки на оптични кабели по азбучен ред
Етикетиране на оптичен кабел, сортирано по производител

Полагане на оптични комуникационни линии (ВОЛК)

FOCL се полагат по въздушни електропроводи, в земята, кабелни канали, по стените на сгради и на закрито. Полагането на оптични кабели над въздушни електропроводи е описано в официални документи:
Правила за проектиране, изграждане и експлоатация на оптични комуникационни линии на въздушни електропроводи с напрежение 0,4-35 kV
Правила за проектиране, изграждане и експлоатация на оптични комуникационни линии на въздушни електропроводи с напрежение 110 kV и по-високо

Други видове полагане почти не се различават от методите за полагане на кабел с метални проводници и техните характеристики са описани на страницата от "Ръководство за SLSMSS": Характеристики на полагане на оптични кабели

Монтаж на съединители и крайни устройства на ВОЛС

Увеличете снимката

Оптичните кабели са подобни на външния вид на конвенционалните кабели. Цялата сложност на "оптиката" е именно в свързването на оптичните влакна едно към друго. Няма да работи да ги свържете "на коляното", за всеки тип OB връзка са необходими специализирани инструменти и устройства. Страниците са посветени на методите за монтаж и измервания върху оптични влакна по време на монтажа на ръкави, крос-кънтри и съединители.
FOCL терминали. Съединители
Оптични атенюатори за FOCL
Оптичен нож. Гел конектори за FOCL
Заваряване на оптични влакна. Видове заваръчни машини
Описание на монтажа на фиброоптични съединители и оптични кръстосани връзки

На следващата снимка оптичните влакна са подредени в касета за свързване на оптични влакна

Оптично влакно в касетата с ръкав (увеличете снимката)

Измервания на влакна

Измерванията на оптичните влакна се извършват преди полагане (мониторинг на кабелни барабани), по време на монтажа на фиброоптични съединители и кръстове и по време на FOCL процеса. Измерванията се извършват с два вида уреди: измерване с фиброоптични тестери и оптични рефлектометри (OTDR). Страници, посветени на измерванията на RH
Видове измервания на ВОЛС. Измервания на влакна
Измервания на оптичен кабел (FOCL) по време на монтаж

Тази тема е разгледана по-подробно на страниците на книгата Децидуозна рефлектометрия на оптични влакна.
Измерване на загубите с оптични тестери
Как работи OTDR
Предназначение на OTDR

Стареещи оптични (оптични) кабели

Документация за FOCL

Монтажът на фиброоптични съединители и кръстосани връзки, както и всички измервания на оптични кабели, трябва да бъдат документирани в съответните протоколи и паспорти. По-долу има връзки към страници с официални правила и указания за изграждане на комуникационни линии.
Протокол за измерване на затихването на оптични влакна със строителна дължина, сериен номер "n" преди полагане (входящ контрол)

Системата от оптични влакна работи чрез предаване на светлинни импулси, генерирани от излъчвател на светлина, разположен в единия край на влакното. Тази система представлява структура, състояща се от прозрачно, централно разположено ядро от кварцово стъкло, заобиколено от обвивка и специално защитно покритие.

По-долу ще разберете какви функции изпълнява влакното. оптичен кабел, ще разгледаме подробно предимствата на оптичното влакно, разберете на какви видове е разделено.

Оптично влакно - конструкция

Използване подходящи материалитъй като сърцевината и обвивката на оптичния кабел, имащи различни показатели на пречупване, води до факта, че светлинният лъч се движи само в сърцевината. Материалът на сърцевината има по-висок индекс на пречупване и по този начин е пълен вътрешно отражениесветлина от обвивката до ядрото. Защитното покритие е изработено от термопластични материали за защита на черупката. Разграничават се едномодови и многомодови влакна: в електропроводите се използват само едномодови влакна, поради значителното намаляване на затихването, което е важно за дългите линии.

Задачи

Основната цел на използването на оптични кабели в електроенергетиката е да се осигури комуникация между подстанциите. Това се дължи на употребата модерна автоматизацияза защита на електропроводите от удар късо съединение. Защитната автоматика е разположена във всяка електроцентрала и за да се осигури нормалната й работа, е необходима бърза връзкамежду гарите. Значителна дължина имат въздушните електропроводи за високо напрежение (110 kV) и свръхвисоко напрежение (220 и 400 kV). Използване Повече ▼оптични влакна в електропроводи, прави възможно отдаването под наем на оптични линии на други оператори. Това ви позволява да създадете глобална оптична мрежа, предназначена за търговска употреба (интернет, телекомуникации, мултимедия и др.).

Видео: Как действат фибрите?

Предимства, видове и видове оптични влакна

Интензивният ръст в използването на оптични кабели в света продължава повече от 40 години. Това се дължи на многото предимства на оптичните влакна. Най-важните са: много високо пропускателна способностединично влакно, ниско затихване на сигнала дори на много дълги разстояния, малък размер и леко тегло, пълна устойчивост на радиосмущения и електромагнитно поле. Поради актуални проблемите на околната среда, важна характеристикафибри е липсата на какъвто и да е ефект върху заобикаляща среда, което е много важно при проектирането на оптични линии. Тези връзки са до голяма степен надеждни, лесни за използване, безопасни на работното място и високоефективни, поради което стават все по-популярни.

Видове проводници с оптични влакна в електропроводи

Оптичните кабели се произвеждат в снопове, съдържащи от десет до няколкостотин влакна в един сноп. Оптични кабели могат да се използват в силови линиикато: фазови проводници (под напрежение) или гръмоотводи (заземителни потенциални проводници) и самоносещи диелектрици (допълнителни кабели в линия, съдържаща само оптични кабели). Има няколко вида проводници, свързани с оптичните влакна.
OPGW (Optical Ground Wire - оптичен заземяващ проводник) - гръмоотводи, често използвани в въздушни линииелектропроводи с напрежение 110 kV.

По отношение на дизайна има два вида проводници:

проводници, състоящи се от една централна тръба (алуминий или неръждаема стомана), съдържаща оптични влакна, и външен слойот алуминиеви сплави,
маркучи с разклонение от неръждаема стомана, те се състоят от няколко стоманени проводника, образуващи вени и външен слой от алуминиеви сплави. Оптични влакнаса поставени в специална тръба от неръждаема стомана и са сърцевината на кабела.

Най-важните предимства на тези кабели са следните:

възможността за използване в съществуващи линии (на мястото на конвенционалните стоманени и алуминиеви проводници от типа AFL), в повечето случаи без необходимост от укрепване на структурата на колоната,
проста инсталация, използвайки съществуващ кабел,
надеждност и издръжливост.

- оптични кабели без метални елементи. Изработени са от централно разположено FRP ядро под формата на пръчка, заобиколено от няколко тръби, съдържащи оптични влакна.
Между вътрешната и външната обвивка на кабела има много здрави арамидни влакна, които придават на ADSS кабелите адекватна механична якост.

ADSS кабелите се характеризират с леко увеличение на провисването. При избора на точка на закрепване на ADSS кабели е необходимо също така да се вземе предвид разпределението на напрегнатостта на електрическото поле между фазовите проводници, тъй като в случай на дъжд или висока влажност външната обвивка е подложена на микроразряди. Поставянето на проводници в зона с твърде голямо електрическо поле води до бързо разрушаване на обвивката им. Решението на този проблем е използването на полупроводникови кабели, които поради голямото напрежение електромагнитно полеобикновено се използват в линии с напрежение не повече от 110 kV. При по-високи напрежения се използват специални кабели, изработени от материали, устойчиви на електрическо поле. При проектирането на окачването на ADSS кабели на съществуващи преносни линии, допълнителното напрежение върху носещи конструкциии създайте подходящите печалби.

MASS (метална антена, самоподдържаща се)) - самоносещи кабели от алуминиева стоманена тел в комбинация с оптично влакно. Те са много подобни на OPGW кабелите, но не са гръмоотводи или електрическа функцияв редица. Поради тази причина кабелите MASS обикновено висят малко по-ниско от фазовите проводници.

Специално приложение на оптични влакна

Контрол на температурата в кабелните линии

Един от интересни приложениявлакнеста оптика е система DTS (разпределено измерване на температурата), използвана за наблюдение на температурата на кабелни линии с високо напрежение. Този метод се основава на промяната на затихването на специални влакна в зависимост от тяхната температура. В обратния проводник захранващи кабелипоставят се такива оптични влакна, които са свързани към специално устройство, което осигурява оперативен мониторинг на температурата на сърцевината на кабела и структурните смущения в околната среда, например при извършване на работа в близост до кабелната линия (феноменът на затихване на влакното в зависимост от деформацията на влакното се използва тук). Тази системаможе да се използва от мрежови оператори в извънредни ситуациикогато има временна необходимост от натоварване на електропроводи с голям ток. Тази информация позволява на мрежовия оператор да планира изключване на линията и да предприеме подходящи действия. ремонтна дейностпредварително. .

Оптично влакно - контрол на температурата на фазови проводници във въздушни линии

Подобно решение може да се използва в надземни електропроводи. Специално оптично влакно, поставено в проводник тип OPPC, позволява да се определи действителната температура на фазовите проводници при дадени атмосферни условия. Мониторингът позволява на диспечера динамично да зарежда линията и в по-широка перспектива така нареченото интелигентно управление на мрежата или „интелигентни мрежи“.

IN модерен святнеобходимо е информацията да се предава качествено и бързо. Днес няма по-перфектен и ефективен начинпредаване на данни от оптичен кабел. Ако някой си мисли, че това е уникално развитие, дълбоко се лъже. Първите оптични влакна се появиха в края на миналия век и все още се работи по разработването на тази технология.

Към днешна дата вече имаме предавателен материал, който е уникален по своите свойства. Използването му придоби широка популярност. Информацията в днешно време е голямо значение. С него ние общуваме, развиваме икономиката и живота. Скоростта на пренос на информация трябва да е висока, за да се осигури необходимата скорост. модерен живот. Ето защо сега много интернет доставчици въвеждат оптичен кабел.

Този тип проводник е предназначен само за предаване на светлинен импулс, който носи част от информацията. Следователно, той се използва за предаване на информационни данни, а не за свързване на захранване. Оптичният кабел позволява да се увеличи скоростта няколко пъти в сравнение с металните проводници. По време на работа няма странични ефекти, влошаване на качеството на разстояние, прегряване на проводника. Предимството на кабела, базиран на оптични влакна, е невъзможността да се повлияе на предавания сигнал, така че не се нуждае от екран, блуждаещите токове не го засягат.

Класификация

Оптичният кабел се различава значително от кабела с усукана двойка по отношение на приложението и мястото на инсталиране. Има основни видове кабели, базирани на оптични влакна:

За вътрешна инсталация.
Инсталации в кабелни канали, без броня.
Инсталации в кабелни канали, блиндирани.
Полагане на земята.
Окачени, без кабел.
Окачени, с въже.
За подводен монтаж.

устройство

Най-простото устройство има оптичен кабел за вътрешен монтаж, както и кабел с конвенционален дизайн, който няма броня. Повечето сложна структураза кабели за подводен монтаж и за монтаж в земята.

Вътрешен кабел

Вътрешните кабели се разделят на абонатни кабели за полагане към потребителя и разпределителни кабели за създаване на мрежа. Оптиката се извършва в кабелни канали, тави. Някои разновидности се полагат по фасадата на сградата до разпределителната кутия или до самия абонат.

Оптичното устройство за вътрешно полагане се състои от оптично влакно, специално защитно покритие, захранващи елементи, например кабел. Кабелите, положени вътре в сградите, са обект на изисквания Пожарна безопасност: устойчивост на горене, ниско отделяне на дим. Материалът на обвивката на кабела е полиуретан, а не полиетилен. Кабелът трябва да е лек, тънък и гъвкав. Много версии на оптичен кабел са леки и защитени от влага.

На закрито кабелът обикновено се полага на къси разстояния, така че не може да се говори за затихване на сигнала и влияние върху предаването на информация. В такива кабели броят на оптичните влакна е не повече от дванадесет. Има и хибридни оптични кабели, които съдържат усукана двойка.

Кабел без броня за кабелни канали

Оптика без броня се използва за монтаж в кабелни канали, при условие че няма механично въздействие отвън. Тази версия на кабела се използва за тунели и колектори на къщи. Полага се в полиетиленови тръби, ръчно или със специална лебедка. Характеристика на тази версия на кабела е наличието на хидрофобен пълнител, който гарантира нормална работа в кабелния канал, предпазва от влага.

Брониран кабел за кабелни канали

Брониран оптичен кабел се използва, когато има натоварвания отвън, например опън. Бронята се прави по различен начин. Бронята под формата на лента се използва, ако няма излагане на агресивни вещества, в тунели и др. Конструкцията на бронята е стоманена тръба(гофрирани или гладки), с дебелина на стената 0,25 мм. Гофрирането се извършва, когато е един слой защита на кабела. Предпазва оптичното влакно от гризачи, увеличава гъвкавостта на кабела. При условия с висок риск от повреда се използва телена броня, например на дъното на река или в земята.

Кабел за полагане в земята

За монтиране на кабела в земята се използва оптично влакно с телена броня. Могат да се използват и кабели с армирана лента, но те не са широко използвани. За полагане на влакното в земята се използва кабелен слой. Ако монтажът в земята се извършва в студено време при температура под -10 градуса, тогава кабелът се загрява предварително.

За мокра земя се използва кабел със запечатано оптично влакно в метална тръба, а телената броня е импрегнирана с водоотблъскващ състав. Експертите правят изчисления за полагане на кабела. Те определят допустимите натоварвания при разтягане, компресия и др. В противен случай след определено време оптичните влакна ще се повредят и кабелът ще стане неизползваем.

Бронята оказва влияние върху стойността на допустимото натоварване на опън. Оптичното влакно с телена броня издържа на натоварване до 80 kN, с лентова броня натоварването може да бъде не повече от 2,7 kN.

Въздушен оптичен кабел без броня

Такива кабели се монтират на опори на комуникационни и електропроводи. Така че инсталирането е по-лесно и по-удобно, отколкото в земята. В същото време има важно ограничение - по време на монтажа температурата не трябва да пада под -15 градуса. Сечението на кабела има кръгла форма. Това намалява натоварването от вятър върху кабела. Разстоянието между опорите трябва да бъде не повече от 100 метра. Дизайнът има якостен елемент под формата на фибростъкло.

Благодарение на якостния елемент, кабелът може да издържи тежки натоварвания, насочени по него. Силни елементи под формата на арамидни нишки се използват при разстояния между стълбовете до 1000 метра. Предимството на арамидните нишки, в допълнение към ниското тегло и здравина, са диелектричните свойства на арамида. Ако мълния удари кабела, няма да има повреда.

Жилата на въздушния кабел се класифицират според вида си на:

Кабел с профилна сърцевина, оптични влакна са устойчиви на смачкване и разтягане.
Кабел с модули от усукан тип, оптичните влакна са положени свободно, има устойчивост на разтягане.
При оптичен модул ядрото няма нищо друго освен оптично влакно. Недостатъкът на този дизайн е, че е неудобно да се идентифицират влакната. Предимство - малък диаметър, ниска цена.

Оптичен кабел с връзка

Кабелното влакно е самоподдържащо се. Такива кабели се използват за полагане във въздуха. Кабелът е носещ или навиващ се. Има модели кабели, при които оптичното влакно е вътре в мълниезащитния кабел. Кабелът, подсилен с профилна сърцевина, има достатъчна ефективност. Кабелът се състои от стоманена тел в обвивка. Тази обвивка е свързана с обвивката на кабела. Свободният обем е запълнен с хидрофобно вещество. Такива кабели се полагат с разстояние между стълбовете не повече от 70 метра. Ограничението на кабела е невъзможността за полагане върху електропровода.

Монтирани са кабели с мълниезащитен кабел високоволтови линиисъс земна връзка. Въженият кабел се използва при риск от повреда от животни или на дълги разстояния.

Подводен оптичен кабел

Този тип оптично влакно е изолирано от останалите, тъй като полагането му се извършва при специални условия. Всички подводни кабели имат броня, чийто дизайн зависи от дълбочината на полагане и топографията на дъното на резервоара.

Някои видове подводни оптични влакна за изпълнение на броня с:

Единична броня.
Подсилена броня.
Подсилена двойна броня.
Без броня.

1› Полиетиленова изолация.
2› Покритие с майлар.
3› Двойна телена броня.
4› Алуминиева хидроизолация.
5› Поликарбонат.
6› Централна тръба.
7› Пълнителят е хидрофобен.
8› Оптично влакно.

Размерът на бронята не зависи от дълбочината на подплатата. Армировката предпазва кабела само от жителите на резервоара, котви, кораби.

Снаждане на влакна

Използва се за заваряване машина за заваряванеспециален тип. Съдържа микроскоп, скоби за фиксиране на влакна, електродъгово заваряване, термосвиваема камера за нагревателни ръкави, микропроцесор за управление и наблюдение.

Кратък технически процес на снаждане на оптични влакна:

Отстраняване на черупката с стрипер.
Подготовка за заваряване. На краищата се поставят ръкави. Краищата на влакната се обезмасляват с алкохол. Краят на влакното се разцепва със специално устройство под определен ъгъл. Влакната се поставят в апарата.
Заваряване. Влакната са подравнени. При автоматично управлениепозицията на влакната се задава автоматично. След потвърждение от заварчика, влакната се заваряват от машината. При ръчно управление всички операции се извършват ръчно от специалист. При заваряване влакната се разтопяват от дъга електрически ток, се комбинират. След това мястото за заваряване се нагрява, за да се избегнат вътрешни напрежения.
Проверка на качеството. Автоматичната заваръчна машина анализира изображението на мястото на заваряване под микроскоп, определя оценката на работата. Точен резултат се получава с рефлектометър, който открива нехомогенност и затихване в заваръчната линия.
Обработка и защита на заварената зона. Поставеният ръкав се премества за заваряване и се поставя във фурната за термосвиване за една минута. След това ръкавът се охлажда, ляга в защитната плоча на съединителя и се наслагва резервно оптично влакно.

Предимства на оптичния кабел

Основното предимство на оптичното влакно е повишената скорост на пренос на информация, практически няма затихване на сигнала (много ниско), както и сигурността на предаването на данни.

Невъзможно е да се свържете към оптичната линия без санкции. Всяко свързване към мрежата ще повреди оптичните влакна.
Електрическа безопасност. Това увеличава популярността и обхвата на такива кабели. Те все повече се използват в промишлеността поради опасност от експлозии в производството.
То има добра защитаот смущения от естествен произход, електрическо оборудване и др.

Оптичните влакна са най-бързата технология за предаване на информация в интернет днес. Структурата на оптичния кабел се отличава с определени характеристики: такъв проводник се състои от малки, много тънки проводници, защитени със специално покритие, което отделя един проводник от друг.

Всеки проводник носи светлина, която предава данни. Оптичният кабел може да предава данни едновременно, в допълнение към интернет връзка, както и телевизия и стационарен телефон.

Следователно оптичната мрежа позволява на потребителя да комбинира всички 3 услуги на един доставчик чрез свързване на рутер, компютър, телевизор и телефон към един кабел.

Друго име за оптична връзка е оптична комуникация. Такава връзка прави възможно предаването на данни с помощта на лазерни лъчи на разстояния, измервани в стотици километри.

Оптичният кабел е изграден от малки влакна, чийто диаметър е хилядни от сантиметъра. Тези влакна носят оптични лъчи, които пренасят данни, докато преминават през силиконовата сърцевина на всяко влакно.

Оптичните влакна позволяват да се установи връзка не само между градовете, но и между държави и континенти. Комуникацията през интернет между различните континенти се поддържа чрез оптични кабели, положени по океанското дъно.

оптичен интернет

Благодарение на оптичния кабел можете да създадете високоскоростна интернет връзка, която играе огромна роля в съвременния свят. Оптичният кабел е най-модерната технология за пренос на данни по мрежата.

Предимства на оптичния кабел:

Издръжливост, висока честотна лента, благоприятна за бърз трансфер на данни.
Сигурност при предаване на данни - влакното позволява на програмите незабавно да открият неоторизиран достъп до данни, така че достъпът до тях за нарушители е почти изключен.
Висока устойчивост на смущения, добро потискане на шума.
Структурните характеристики на оптичния кабел правят скоростта на пренос на данни през него няколко пъти по-висока от скоростта на пренос на данни през коаксиален кабел. Това се отнася предимно за видео файлове и аудио файлове.
Когато свързвате влакна, можете да организирате система, която изпълнява някои допълнителни опции, като например видеонаблюдение.

Най-важното предимство на оптичния кабел обаче е способността му да установява връзка между обекти, които са далеч един от друг на голямо разстояние. Това е възможно благодарение на факта, че оптичният кабел няма ограничения за дължината на каналите.

Интернет връзка чрез оптични влакна

Най-често срещаният интернет в Руската федерация, чиято мрежа работи на базата на влакна, се предоставя от доставчика Rostelecom. Как да свържете оптичен интернет?

Първо, просто трябва да се уверите, че оптичният кабел е свързан към къщата. След това трябва да поръчате интернет връзка от доставчика. Последният трябва да докладва данните, които осигуряват връзката. След това трябва да конфигурирате оборудването.

Прави се така:

Терминалът е оборудван със специален контакт, който ви позволява да се свържете с компютър и да свържете рутера към интернет.

В допълнение, терминалът има 2 допълнителни гнезда, които ви позволяват да свържете аналогов кабел към оптичната връзка. домашен телефон, както и още няколко гнезда са предвидени за свързване на телевизия.