ОК должны удовлетворять ряду требований, предъявляемых к традиционным металлическим кабелям связи:
возможность прокладки в условиях, в которых прокладываются электрические кабели;
максимальное использование такой же кабелепрокладочной техники и оборудования;
возможность сращивания и монтажа в полевых условиях с достаточной легкостью и в течение короткого времени;
устойчивость к внешним воздействиям в соответствии с условиями эксплуатации на сетях связи;
надежность эксплуатации с заданными показателями безотказности, долговечности и ремонтопригодности.
Необходимо отметить, что по таким показателям, как устойчивость к внешним воздействиям и надежность эксплуатации, ОК не только не уступают, но и значительно превосходят металлические.
Конструкции ОК должны выполнять следующие основные функции:
защитить волокна от повреждений и разрушений в процессе производства, прокладки и эксплуатации кабеля;
обеспечить постоянство характеристик ОВ в процессе срока службы кабеля на уровне характеристик некаблированного волокна;
обеспечить прочностные характеристики кабеля также как у электрического кабеля с тем, чтобы с ними можно было одинаково обращаться и использовать одни и те же механизмы для прокладки кабеля;
обеспечить идентификацию волокон в кабеле для предотвращения разбитости волокон при соединении строительных длин ОК.
Основное отличие конструкции ОК от электрических заключается в том, что они должны содержать упрочняющие (силовые) элементы.
Сердечник электрического кабеля, состоящий из медных жил, может использоваться в качестве несущего нагрузку элемента, так как медь может удлиняться более чем на 10% без разрушения. Иначе ведут себя ОВ. Они разрушаются при удлинении в несколько процентов.
ОК для защиты волокон от повреждений и дополнительных потерь из-за микроизгибов в процессе прокладки и эксплуатации конструируются с упрочняющими элементами, чтобы выдержать нагрузки тяжения и нагрузки от температурных расширений и укорочений. Эти особые требования по прочности требуют, чтобы большая часть поперечного сечения ОК состояла из прочностных и поддерживающих элементов. Поэтому конструкции ОК включают в себя компромисс между компактностью и прочностью.
В зависимости от назначения сети ОКС можно разделить на четыре группы — междугородные, городские, объектовые и монтажные. Назначение междугородных и городских кабелей такое же, как и соответствующих электрических кабелей. Объектовые кабели служат для передачи информации внутри объекта, в частности, поста электрической и диспетчерской централизации, сортировочной горки, поезда, административных зданий. Применение этих кабелей особенно перспективно при создании: микропроцессорных устройств АТ, предназначенных для высокоскоростного движения поездов; внутренней сети кабельного телевидения, различных информационных систем внутри станций, например автоматизированной системы считывания номеров вагонов; локальных вычислительных сетей. Внутриобъектовые кабели в сочетании со световодными датчиками можно применять для дистанционных измерений различных физических величин.
Многообразие конструкций ОКС обусловлено следующими причинами:
условиями эксплуатации с точки зрения величины механических нагрузок, действующих на ОКС; наименьшие нагрузки на кабель действуют при прокладке в трубопроводах, наибольшие при подвеске и подводных;
областью использования: для магистральной сети используются кабели с небольшим числом волокон (порядка 10), а для распределительных сетей несколько сотен волокон;
различными конструктивными мерами, направленными на сохранение характеристик ОВ при внешних воздействиях в процессе изготовления, прокладки и эксплуатации кабелей.
В отличие от металлических кабелей ОКС изготавливаются под конкретный объект строительства и соответствующие ему технические условия. Электрические кабели изготавливаются определенной номенклатуры, проектировщики выбирают наиболее подходящий тип и емкость кабеля для данного объекта строительства по ширине полосы пропускания цепи и числу цепей в кабеле.
В металлических кабелях не стоит так остро проблема сохранения неизменными параметров передачи цепи при воздействии на кабель механических воздействий.
При выборе типа ОК, его конструктивных и передаточных характеристик для конкретного объекта строительства необходимо учитывать:
способ прокладки ОК;
стоимость и сроки выполнения строительно-монтажных работ, а также затраты на эксплуатацию;
технологии выполнения аварийно-восстановительных работ;
топологию линейного тракта;
вариант обслуживания сети связи;
цену минуты простоя линейного тракта и/или отдельных сегментов сети связи;
требуемого значения коэффициента готовности линейного тракта;
величины передаваемого и ожидаемого трафика.
Общие технические требования заключаются в следующем: минимальный срок службы ОКС должен быть не менее 25 лет; подвеска и эксплуатация ОКС на опорах электрифицированных ж.д. не рекомендована для использования в магистральных первичных сетях связи, но может использоваться во внутризоновой первичной сети; завод-изготовитель обязан сообщить потребителю о любых опасных химических препаратах, веществах или материалах, содержащихся в поставляемых изделиях. При отсутствии таковых завод-изготовитель должен представить письменное свидетельство об их отсутствии.
В состав документации на поставляемую партию ОКС должны входить:
технические условия (спецификация) на ОКС;
технические условия (спецификация) на используемые в ОКС ОВ;
инструкция на прокладку ОКС;
инструкция по монтажу ОКС;
указания по эксплуатации ОКС;
каждая строительная длина ОКС должна иметь паспорт-сертификат.
В зависимости от назначения ОКС и условий их применения требования к конструкциям ОКС различны.
Например, океанские ОКС должны отличаться высокой устойчивостью к механическим воздействиям (растяжение при прокладке и подъеме, высокое гидростатическое давление, удары судовых якорей, рыболовных тралов, укусы рыб, отливы и приливы); поперечной и продольной герметичностью при высоком гидростатическом давлении; высоким сопротивлением осевым закручиваниям, не допускающим образования спиралей и петель при прокладке; защищенностью от воздействия атомарного водорода; коррозионной устойчивостью к морской воде; высокой надежностью в целом обеспечивающей практически безотказную работу ОКС в течение всего срока службы.
При выборе, закупке и приемке того или иного ОК связи требуется быстро, без обращения к технической документации (ТУ, паспорту и т.д.) определить область его применения. Для этого служит маркировка, представляющая собой аббревиатурную запись основных параметров ОК, к числу которых относятся:
- назначение и область применения;
- конструкция сердечника;
- материал промежуточной и наружной оболочек;
- наличие брони;
- число оптических модулей и оптических волокон в пучке;
- тип оптического волокна;
- диаметры модового поля (мкм), сердцевины (мкм) и отражающей оболочки;
- рабочая длина волны и коэффициент затухания на ней (дБ/км);
- дисперсия (пс/нмкм);
- полоса пропуская на рабочей длине волны (МГц·км);
- материал и площадь сечения силовых элементов (мм2);
- допустимое растягивающее усилие и др.
Чтобы любой специалист мог быстро расшифровать аббревиатурную запись, обозначения одних и тех же параметров ОК должны быть унифицированы.
Сегодня же в маркировках отечественных ОК используется множество разных обозначений.
Кабели, предназначенные для использования в одинаковых условиях, должны иметь 3-4 общие аббревиатуры, остальные знаки могут отражать особенности их конструкции. При этом последовательность знаков после общей части должна быть четко систематизирована.
Проблема маркировки ОК может быть успешно решена на основе опыта международных институтов, разработавших надежную систему стандартизации и маркировки.
Современные требования развития связи потребовали создания новых усовершенствованных типов ОК. Разработанные в 1990 -1992 гг., (второе поколение) кабели использовались в сетях городской связи ОКК (прокладка в канализации), зоновой - ОКЗ и магистральной - ОКЛ.
ОКС с многомодовыми ОВ (при затухании 23,0 дБ/км - на длине волны 0,85 мкм и 20,7; 1,0 дБ/км - на длине волны 1,31 мкм) изготавливаются и прокладываются на местных сетях. В кабелях этого типа используется отечественное ОВ.
ОК в соответствии с условиями их подземной прокладки и эксплуатации, а также согласно данным технических условий на их изготовление условно подразделяются на четыре типа.
Тип 1 - с допустимым растягивающим усилием не менее 80 кН для прокладки через водные преграды (судоходные реки, водохранилища), болота (глубиной более 2 м) и в районах вечной мерзлоты.
Тип 2-е допустимым растягивающим усилием не менее 20 кН для прокладки в скальных и тяжелых грушах при наличии опасности механического повреждения.
Тип 3-е допустимым растягивающим усилием не менее 7 кН для прокладки в гравийно-песчаном грунте, наносных песках и тяжелых глинистых грунтах.
Тип 4-е допустимым растягивающим усилием не менее 2,7 кН для прокладки в кабельной канализации и защитных пластмассовых трубах.
Согласно техническим требованиям кабели, предназначенные для прокладки в грунтах, должны быть бронированными, грозостойкими (выдерживающими импульсный ток 105 кА). Внешняя защитная оболочка кабелей должна иметь сопротивление изоляции не менее 10 МОм·км при напряжении не менее 10 кВ переменного тока относительно искусственного электрода заземления в течение 5 с.
Диапазон рабочих температур для всех выпускаемых ОК колеблется от -60 до +60°С.
Оболочки ОКС
Оболочки ОКС предназначены для защиты сердечников ОКС от внешних воздействий и механических повреждений. Тип оболочки выбирают с учетом: механической стойкости (к изгибам, кручению, поперечному сжатию, продольному растяжению и др.); стойкости к воздействию окружающей среды (климатическим воздействиям, нераспространению горения, выделению водорода и др.); физических характеристик материала (диаметр, масса и др.); удобства монтажа.
Оболочки ВОК, применяемых для внешней и внутренней прокладки, подразделяются на пять типов:
1) металлическая/пластмассовая оболочка с металлическими
лентами или металлическим слоем;
2) пластмассовая оболочка;
3) пластмассовая оболочка с силовыми элементами;
4) пластмассовая оболочка, в которую впрессованы силовые
элементы с металлической лентой;
5) бронированная оболочка кабеля.
Общая взаимосвязь между типами вторичной защиты и конструкциями элементов из ОВ рассматриваются в таблице 6.4. Для образования элемента из ОВ может применятся комбинация разных типов вторичной зашиты. Образованный таким образом элемент в случае необходимости может использоваться вместе с другими элементами.
Таблица 6.4 - Koнструкции элементов из ОВ
Защита | Конструкция с одной трубкой | Многослойная конструкция | Конструкция с использованием стрежня с пазами | |
Сво-бод-ное раз-ме-ще-ние | В труб-ке | |||
В пазу | - | - | ||
Плотное вторичное покрытие | - | |||
Ленточная конструкция | - | |||