Види оптичного кабелю

Оптоволоконний кабель принципово відрізняється за своєю будовою і принципом дії від інших типів кабельно-провідникової продукції, яка застосовується для передачі інформаційних сигналів. Зокрема, коаксіальних і FTP кабелів.

Основним елементом волоконно-оптичного провідника є скловолокно. Тому на відміну від кабелів з мідними та алюмінієвими сердечниками передача сигналу здійснюється за допомогою світлових, а не електричних імпульсів.

Це дає кілька суттєвих переваг. Перш за все, на сигнал не впливають електромагнітні хвилі та зовнішні наведення, що проявляється у виключній дальності передачі світлового імпульсу без спотворення, яке може становити кілька десятків кілометрів.

Будова волокон оптичного кабелю чимось нагадує принципову структуру коаксіального. Однак для “оптики” використовується зовсім інші матеріали. Замість мідної струмопровідної жили – скловолокно діаметром 1-10 мкм. Внутрішня ізоляція зі спіненого поліетилену замінюється склопластиковою оболонкою, яка перешкоджає поширенню світлових хвиль за межі скловолоконного провідника.

Порада! При виборі оптимального за своїми експлуатаційними показниками виду оптичного кабелю необхідно орієнтуватися, перш за все, на комплексний показник – пропорції діаметра передавальної серцевини і оболонки, а також на показники заломлення оптичного волокна. Як показала практика, технологія виробництва оптоволоконного кабелю також значно впливає на робочі характеристики.

Класифікація волоконно-оптичних кабелів зв’язку

Існує кілька видів волоконно-оптичних кабелів, які класифікуються за сукупністю робочих параметрів заломлення і співвідношення діаметра оболонки оптоволокна до його серцевині. Ці параметри визначають експлуатаційні характеристики кабельної продукції, відповідно і сфери її застосування. Розрізняють такі типи:

• Магістральний – використовується для ліній зв’язку, що передають інформацію на великі відстані. Відрізняється високою пропускною спроможністю. Конструкція характеризується застосуванням одномодового оптичного волокна, яке дозволяє прокладку в різних типах ґрунту;
• Міський – використовується для передачі інформації в межах порівняно невеликої локальної зони. Максимальна довжина не повинна перевищувати 100 км. Такий тип кабелю може застосовуватися для формування локальних мереж в межах області або міського району;
• Об’єктовий – використовується на невеликих за площею об’єктах комерційного або промислового призначення. Забезпечує високошвидкісне з’єднання локальної мережі.

Види оптичного кабелю в залежності від способу укладання

Основна класифікація оптоволоконного кабелю здійснюється за способом застосування: внутрішній і зовнішній. Однак, внутрішній кабель зустрічається досить рідко, адже технічна складність прокладки і висока вартість робить його застосування доцільне тільки в дата-центрах.

Особливості оптоволокна для прокладки всередині приміщень

Своєю чергою внутрішні волоконно-оптичні кабелі поділяються на два типи:

1. Розподільні – формують загальну локальну мережу передачу даних на об’єкті;
2. Абонентські – застосовуються для укладання в приміщенні, де розташовані абоненти і їх безпосереднього підключення.

В процесі прокладки волоконно-оптичного кабелю необхідно дотримуватися тих же правил і вимог, які пред’являються при створенні локальних мереж з витою парою (FTP кабелю) 5-ї категорії. Тобто кабелю необхідно розміщувати в спеціальних лотках, кабель-каналах і коробах.

Оптоволоконні кабелю, призначені для використання всередині споруд, мають спрощене будова. Вони складаються з оптичного волокна, по якому здійснюється передача сигналу, захисного покриття і силового стрижня, в якості якого виступають арамідні нитки.

Як правило, розподільні типи кабельної продукції, заводять до місця підключення абонента або центральної розподільчої коробки в приміщенні. Безпосереднє підключення абонента повинно виконуватися оптичним кабелем іншого класу, який відповідає більш суворим вимогам по пожежної безпеки.

Зокрема, зовнішня захисна оболонка не повинна підтримувати горіння, а при дії відкритого полум’я виділяти мінімальну кількість диму. Тому зовнішня оболонка абонентських оптоволоконних кабелів формується з поліуретану на відміну від розподільних, в який використовується поліетилен.

Важливо! У деяких з внутрішніх оптичних кабелів передбачена додаткова вологозахист. Кабелі з таким функціоналом застосовують для прокладки в підвальних і горищних приміщеннях.

Інші вимоги, які пред’являються до кабелів, які використовуються всередині будівель, це невеликий розмір, для можливості прокладки в вузьких кабель-каналах і гнучкість, для можливості створення розгалуженої структури. Тому конструкція більшості марок є спрощеною.

З огляду на, що протяжність оптоволокна внутрішніх кабельних мереж невелика, ефект загасання сигналу не робить значного впливу на передачу сигналу. Тому максимальна кількість оптичних волокон у внутрішніх кабелях – не більше 12.

Різновиди зовнішніх оптоволоконних кабелів

Види оптичних кабелів зв’язку, призначених для зовнішнього застосування:

1. Підвісні. Мають посилену конструкцію, що складається з кевларової оболонки, посиленого внутрішнього або окремого винесено троса. Використання кевлару в якості зовнішньої оболонки вирішує відразу три завдання: зниження ваги кабелю, збільшення його міцності, і запобігання утворенню електричних наведень. Допускається використання такого кабелю поблизу силових ліній Ж/Д, низьковольтних ліній електропередач, опорах освітлення.
   
2. Для укладання на високовольтних ЛЕП. Є різновидом підвісного кабелю. Однак, з огляду на особливості експлуатації, його конструкція істотно допрацьована. Має захист від коротких замикань і ударів блискавки. Як конструктивний елемент використовується газозахисна оболонка, що являє собою оплетку з алдріївих або алюмінійованих дротів. Використання забезпечує збереження стабільної температури всередині кабелю при зовнішніх впливах високовольтної електрики.
3. Для укладання в комунікаційних колодязях. Використовується для прокладки в підземних інженерних кабель-каналах. Це істотно полегшує, як процес прокладки, так і знижує вартість оптоволоконного кабелю, який має мінімальне бронювання. Як захисна оболонка використовується металева гофрострічка, призначена, в основному, для запобігання пошкодження сердечника гризунами.
   
4. Підземні. Мають посилене бронювання, що складається з металевого дроту, розміщеної у вигляді зовнішньої оболонки. Крім того, при підземному прокладанні кабелю на деякій відстані зверху розташовується сигнальна стрічка яскравих кольорів, а також відповідні таблички.
   
5. Підводні. Використовуються для прокладки на будь-яких типах морських ділянок, як прибережних, шельфових, так і глибоководних. Також допускається їх використання в будь-яких типах ґрунту. Включаючи схильний до морозної деформації, скельний, болотяний і т.п. Також такий вид кабелю використовується в особливо складних інженерних конструкціях, при необхідності прокладки через естакади, тунелі, каналізаційні колектори тощо. В якості додаткового захисту від проникнення вологи використовується алюмополімерна стрічка.
   
6. Для задування в труби. Має спрощену конструкцію з мінімальним захистом від зовнішніх впливів. Для захисту сердечника від зовнішніх пошкоджень використовуються спеціальні склонитки, а товщина зовнішньої оболонки знижена. Також, застосовуються для монтажу в сталевих трубах, які і захищають їх від механічних впливів.
   

Які бувають типи оптоволокна?

Оптичне волокно є ключовим елементом кабелю, що визначає його експлуатаційні характеристики та область застосування. Однак, в залежності від особливостей виробництва, як оптичні, так і геометричні характеристики кабелю можуть відрізнятися. Найбільш важливими вважаються характеристики передачі сигналу. Згідно з ними й виділяють різні типи оптоволокна.

Волокна G.652

Звичайна одномодове волокно. Його найбільш часто використовують в пасивних оптичних і локальних мережах, системах кабельного телебачення. Що стосується локальних мереж, то оптоволокно може застосовуватися, як для створення всієї структури, так і тільки для магістральних ліній.

Таке волокно забезпечує широкосмугову передачу, що дає можливості їх застосування в будь-яких типах оптики – від магістральних до абонентських кабелів. Також їх використовують в мережах однохвильова або із застосуванням різних типів спектрального ущільнення, як щільного, так і розрідженого.

Волокна G.655

Даний тип найкраще підходить для застосування в магістральних мережах, де залучається спектральне ущільнення DWDM. Найчастіше, це міські й міжміські магістральні лінії. Ціна цього волокна досить чимала, оскільки воно відноситься до високотехнологічних.

Волокна G.657

Найсучасніший і високотехнологічний тип оптичного волокна. Залучається в інформаційних мережах типу FTTH. Серцевина має особливу конструкцію, що дозволяє виконувати вигин з найменшим радіусом 10-15 міліметрів. Поруч значного загасання сигналу, що передається на вигинах не спостерігається.

Найбільш часто даний тип волокна застосовують в абонентських кабелях, пасивне, при обмежених умовах монтажу і т.п. Їх вартість підіймає загальну ціну кабелю на 20-30%.

Одномодовий і багатомодовий оптичний кабель – в чому різниця?

Існує 2 найбільш поширених типи оптоволоконного кабелю – одно- і багатомодовий. Ключові відмінності між ними полягають у різних способах проходження променя світла.

Одномодовий кабель

Центральне оптоволонко одномодового шнура має діаметр в 1,3 мкм. Відповідно передача оптичного імпульсу можлива з використанням світла з тією ж довжиною хвилі. Всі імпульси йдуть аналогічним шляхом і досягають приймальної апаратури практично одночасно, що істотно знижує дисперсію і втрату сигналу. Це дає можливість передачі даних на довгі дистанції без особливих спотворень.

Однак для таких кабелів використовується приймально-передавальна апаратура що генерує сигнал виключно однієї довжини. Дане обладнання має досить чималу вартість і досить швидко виходить з ладу. Але даний напрямок вважається найбільш перспективним через високу якість сигналу, що передається.

Багатомодовий кабель

В такому кабелі центральне волокно має діаметр в 62,5 мкм, а зовнішнє обплетення – 125 мкм. Тому, промені світла мають істотний розкид траєкторій передачі даних, що стає причиною досить сильних спотворень на приймаючій стороні.

В приймально-передавальної апаратури застосовується простий світлодіод, що істотно здешевлює обладнання. Довжина хвилі переданого імпульсу становить 0,85 мкм, а величина затримки – 4-5 нс/м.

Максимальна довжина шнура, в залежності від особливостей прокладки, не перевищує 2-5 км. Зараз це одна з найбільш використовуваних різновидів оптичних кабелів, що пов’язано як з бюджетною вартістю кабельно-провідникової продукції, так і обладнання для приймання і трансляції сигналу.