Внастоящее время условно можно выделить четыре типа конструкций оптических кабелей (ОК) (условно потому, что по компоновке оптических волокон (ОВ) и по назначению они могут быть разделены на большее число типов и конструкций):
а) мнгоповивные кабели или кабели повивной скрутки;
б) кабели пучковой скрутки;
в) кабели с «профильными сердечниками»;
г) ленточные кабели.
К этому следует добавить также одноволоконные кабели, кабели для подводной прокладки и подвески на высоковольтных линиях электропередач (ЛЭП). На рис. 6 представлены эскизы поперечных сечений кабелей.
Рисунок 6 - Типы конструкций оптических кабелей:
а - повивной скрутки, б - пучковой скрутки, в - с профильным сердечником,
г - ленточный; 1 - оптическое волокно, 2 - лента с несколькими оптическими волокнами; 3 - оболочка кабеля: 4 - упрочняюший элемент
Сердечник кабеля чипа «а» выполнен в виде повивов из оптических модулей (нитей с защитным покрытием), закрученных вокруг центрального упрочняющего элемента. Такая конструкция эффективна с числом оптических модулей (оптических волокон с оболочкой) не более 20. Типовой повивной кабель имеет внешний диаметр 12 мм и 6-8 оптических модулей.
Оптический кабель типа «б» состоит из пучков оптических модулей, повитых вокруг центрального упрочняющего сердечника. Пучок представляет собой трубку из полимера со свободно уложенными в ней волокнами. Оптические модули в таком кабеле размещены в пазах профильною упрочняющего сердечника. Сердечники пучковой скрутки выполнены из однотипных пучков. В отличие от кабелей повивной скрутки, повивы в сердечнике пучковой скрутки имеют одинаковые направления и шаг. Оптический кабель типа «б» содержит 25-50 модулей, а в типовой конструкции - 40. Его внешний диаметр - 15-25 мм.
Третий тип кабеля «в» состоит из сердечника, представляющего собой несущий пластиковый элемент с винтообразными пазами, в которые свободно без натяжения укладываются световоды с первичной защитной оболочкой или оптические модули, диаметр которых меньше величины паза. Сердечник с оптическими волокнами или модулями обматывается изоляционной лентой и покрывается оболочкой. В некоторых конструкциях кабеля упрочняющий сердечник имеет круглое сечение, вокруг которого по спирали навиты прокладки с чередующимися между ними свободно лежащими оптическими модулями. В кабеле типа «в» обычно 8-10 световодов, их внешний диаметр до 20 мм.
Сердечник типа «г» собран из отдельных плоских лент, с параллельно уложенными световодами на расстоянии друг от друга в несколько десятых долей миллиметра. Сердечник кабеля образуют эти скрученные ленты. Усиливающие элементы в таком кабеле располагаются в оболочке. Благодаря плотной укладке кабель такой конструкции можно изготовить очень небольшого диаметра. Так, кабель из 144 оптических волокон имеет внешний диаметр 12 мм. Каждый из рассмотренных типов ОК имеет свои преимущества и недостатки. Их применение в каждом конкретном случае диктуется условиями прокладки, эксплуатации и характером решаемой задачи.
Маркировка кабеля: Л - магистральный; 3 - зоновый; К - городской;
П - полевой; Г - подводный грузонесущий; Н - подводный негрузонесущий;
С - станционный; Б - для подвижных объектов; Д - для дистанционного управления; М - монтажный; Ш - шнур; ОН - станционный кабель на длину волны 0,85 мкм; ОКС - оптический кабель станционный; ОК - линейный оптический кабель;
ОКК - линейный оптический кабель на 1,3 мкм; ОЗКГ - линейный оптический зоновый кабель с броней из круглых проволок; ОМЗКГ - оптический одномодовый кабель для магистральных и зоновых линий для прокладки в грунт; ОМЗВ - для прокладки в грунт.
Бронепокровы (К - круглых проволок, Б - стальных лент. О - стальных проволок, С - стеклопрутка).
Маркировка оптических кабелей связи может быть записана условно в следующем виде: NNNPB -H – n1 - п2 - nз /n4 - n5 /п6-А,
где п 1 - диаметр сердцевины оптического волокна, обычно равный 10 и 50 мкм для одно и многомодовых оптических волокон соответственно (показатель в марке кабеля может быть опушен);
п2 - номер разработки конструкции данного чипа оптического кабеля;
п3 - максимальное затухание оптического волокна, дБ/км;
п4 - максимальная дисперсия оптического волокна, пс/(нм.км) (показатель в марке кабеля может быть опущен);
п 5 - число оптических волокон;
п6 - число медных жил для дистанционного питания (показатель в марке кабеля может быть опущен);
NNN - наименование кабеля, определяемое его назначением и рабочей длиной волны оптического волокна;
Р - обозначение типа металлической оболочки (при отсутствии металлической оболочки опускаечея);
В - обозначение типа бропепокровов (может быть опущено);
Н - параметр, указываемый в маркировке кабелей с оболочками, не распространяющими горение (в противном случае опускается);
А - параметр, указываемый в маркировке кабелей, для оптических волокон которых характерна избирательность коэффициента широкополосности (например, от 500 до 800 МГцкм).
Российские предприятия освоили и серийно выпускают следующие оптические кабели связи:
- городские оптические кабели марок ОК, работающие в первом (0,82-0,86 мкм) окне прозрачности (ОП), и марок ОКК - во втором (1,28-1,36 мкм) ОП;
- зоновые оптические кабели марок ОЗКГ и ОКЗ для работы во втором 0П;
- магистральные оптические кабели марок ОМЗКГ, работающие во втором 0П, и марок ОКЛ для работы в третьем (1,53-1,56 мкм) 0П.
Линейные OK производятся следующих марок: ОК-50-2-5-4, ОК-50-2-3-4. ОК-50-2-5-8. ОК-50-2-3-8, ОК-50-3-5-4. ОК-50-3-3-4, ОК-50-3-5-8, ОК-50-3-3-8.
Станционные ОК: ОН-50-1-5-1. ОН-50-1-5-2, ОН-50-1-3-1, ОН-50-1-3-2. В названии марок буквы означают тип кабеля: ОК — линейный; ОН — станционный.
Строительная длина всех выпускаемых линейных кабелей не менее 2000 м. станционных - до 100 м. Конструкция кабеля типа ОК представлена на рис. 4.
Серийно производимые кабели для городской телефонной cети (ГTC) марок ОКК содержат градиентные или одномодовые ОВ и предназначены для работы во втором ОН. Отечественные предприятия сейчас выпускают 12 различных марок: ОКК-50-01, ОКК-10-01, ОКК-50-02, ОКК-10-02, ОККО-50-01, ОККО-10-01, ОККО-50-02. ОККО-10-02. ОККС-50-01. ОККС-10-01. ОККАК-50-01, ОККАК-10-01. Они отличаются друг от друга типом волокна (одномодовое или многомодовое), броневым покровом, типом упрочняющего элемента. Буква О в марке означает наличие металлической оплетки или полиэтиленовой защитной оболочки. Буква С свидетельствует о наличии броневого повива из стеклопластиковых стержней,
АК - алюминиевая сварная оболочка и броневой повив из стальных проволок. Две первые цифры в наименовании несут информацию о диаметре сердечника OB, последующие две - номер модификации кабеля.
Рисунок 7 - Конструкция кабеля типа ОК:
1 - сердцевина ОВ; 2 - отражающая оболочка ОВ; 3 - защитная оболочка ОВ; 4 - оптические волокна; 5 - пластмассовая трубка; б - кордели заполнения;
7 - синтетические нити; 8 - полиэтиленовая оболочка; 9 - центральный армирующий элемент; 10 - синтетические нити или стальная проволока; 11 - полиэтиленовая оболочка, шланг.
Кабели ОКК и ОККО предназначены для прокладки в телефонной канализации, трубах, блоках, коллекторах, мостах и шахтах, а также в грунтах, неглубоких болотах и несудоходных реках, а кабели ОККАК - для линий через судоходные реки и болота глубиной более 2 м и мерзлотные грунты.
Для сельской связи ОК выпускаются кабели, рассчитанные па второе 0П, следующих марок: ОКСТСП-50-01, ОКСТСП-50-02, ОКСТС-50-03, ОКСТС-50-04, OKCTCI It-50-05 для диапазона температур от -40 до +50°С, а марок ОКСТСП.м-50-01, ОК-СТСПм-50-02. OKCTCПтм-50-05 - для температур от -60 до +60°С. В обозначениях марок индекс «т» означает «трос», а индекс «м» - морозостойкий.
Для внутризоновых сетей (прокладывается в кабельной канализации, трубах, коллекторах и в фунте) предназначен кабель ОЗКГ-1. Кабель этого тина выпускается двух модификаций — чегырехволоконный и восьмиволоконный. Диаметр его упрочняющего элемента равен 5,6 мм и 8 мм. Он выполнен из поливинилхлорида и имеет продольные пазы, в которые укладываются оптические волокна. Поверх стержня с ОВ намотана фторопластовая лента толщиной 0,1 мм, а поверх нее - оболочка из поливинилхлорида толщиной 1 мм. В свою очередь, поверх этой оболочки выполнен повив из круглых армирующих элементов противоположно направлению скрутки волокон.
Все пустоты кабеля заполнены гидрофобным наполнителем. Внешний диаметр четырехволоконного кабеля равен 16 мм. восьмиволоконного — 18,4 мм. Конструкция кабеля типа ОЗКГ представлена на рис. 8.
Рисунок 8 - Конструкция кабеля типа ОЗКГ:
1- сердцевина ОВ; 2 - отражающая оболочка ОВ; 3 - защитная оболочка ОВ;
4 - оптические волокна; 5 - полиэтиленовая оболочка; 6 - центральный армирующий элемент; 7 - синтетические нити или стальная проволока; 8 - профилирующий сердечник; 9 - упрочняющие элементы; 10 - стальной провод; 11 - медный провод; 12 - полиэтиленовая оболочка, шланг.
Некоторые типы оптических кабелей, например. ОМЗКГ-10, могут применяться как в зоновых, так и в магистральных сетях связи. Этот кабель содержи четыре или восемь одномодовых ОВ, работающих во втором ОН. Конструкция кабеля типа ОМЗКГ представлена на рис. 9.
Рисунок 9- Конструкция кабеля типа OM3KГ:
1 - сердцевина ОВ; 2 - защитная оболочка ОВ (эпоксиакрилат); 3 - оптическое волокно; 4 - центральный профилирующий элемент (ПBX пластикат); 5 - паз профилирующего элемента; 6 - армирующий элемент (терлановые нити, нити СВМ или стеклопластик); 7 - скрепляющая лепта (фторопластовая или полиэтилентерефталатная),
8 - ПВХ оболочка: 9 - П3 оболочка
Для магистральных сетей налажено производство семи марок кабеля:
ОКЛ-01, ОКЛ-02, ОКЛС-01, ОКЛС-03, ОКЛК-03. ОКЛБ-01, ОКЛАК-06.
Буква С означает, что броневой повив у кабеля из стеклопластиковых стержней.
К - из круглых стальных проволок, Б - из стальных лент, АК – алюминиевая оболочка и броня из круглых стальных проводок.
Конструкция кабеля типа ОКЛ представлена на рис. 10.
Рисунок 10 - Магистральный оптический кабель ОКЛ-01:
1 - оптическое волокно; 2 - оболочка оптического модуля; 3 - центральный силовой элемент из стеклопластикового стержня; 4 - изолированная медная жила;
5 - гидрофобное заполнение; 6 - обмоточная лента; 7 - промежуточная оболочка из полиэтилена; 8 - подушка из крепированной бумаги; 9 - сталеленточпая броня;
10 – наружная защитная оболочка из полиэтилена (с битумной подклейкой к броне).
Кроме того, промышленностью выпускаются так называемые самонесущие оптические кабели, предназначенные для подвески на опорах высоковольтных линий электропередачи и встраиваемые в грозозащитный трос: ОКС-3, ОКС-7,
ОКС-9, ОКС-12, ОКС-19 и ОКС-26
ОКЛ - оптический одномодовый кабель для магистральных и зоновых линий для прокладки в фунт с ОВ на длину волны 1,55 мкм.
Порядок выполнения
1. Изучить особенности конструкции кабеля:
а - многоповивные кабели или кабели повивной скрутки;
б - кабели пучковой скрутки;
в - кабели с профильными сердечниками;
г - ленточные кабели.
2. Изучить тип конструкций оптических кабелей.
3. Определить тип внутренней оболочки.
4. Определить наличие центрального силовою элемента и гидрофобного заполнителя.
5. Определить тип бронепокровов.
6. Изучить технические характеристики кабеля.
Содержание отчета
1. По заданию преподавателя расшифровать маркировку оптического кабеля, определить ТИП его конструкции, указать все го конструктивные элементы и характеристики.
2. Записать условную маркировку оптического кабеля.
Вывод:
Контрольные вопросы
1. Измерения параметров ВОЛС.
2. Расцветка оптических волокон.
3. Волоконно-оптические соединительные компоненты.
4. Назовите марки линейных и станционных оптических кабелей.
5. Что называется профилем показателя преломления.
6. Назовите группы ОВ.
7. Назовите подгруппы ОВ.
8. Назовите виды ОВ.
9. Классификация оптических кабелей связи.
Рекомендуемая литература:
1. Виноградов В.В Кустышев С.Е. Прокофьев В.А. Линии железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. М. «Маршрут» 2002.
ПРАКТИЧЕСКАЯ № 3
ИЗУЧЕНИЕ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫУСТРОЙСТВ СЦБ
Цель работы: закрепить теоретические сведения о принципах защиты автоматики и телемеханики от опасных напряжений и токов, приобрести практические навыки по определению пригодности приборов защиты к эксплуатации
Оборудование и раздаточный материал:
1. Набор разрядников, выравнивателей, предохранителей, АВМ (предложенных преподавателем).
2.