250

Монтаж ВОЛП

Укладка кабеля


Волоконно-оптический кабель

Оптический кабель для линий связи может быть уложен следующим образом:

  • В кабельную канализацию или кабельный коллектор;
  • Непосредственно в грунт — в предварительно подготовленную траншею или с использованием кабелеукладчика;
  • Подвес кабеля — воздушная линия связи.

Для каждого случая изготавливаются специальные кабели, отличающиеся типом оболочки, брони, допустимым растягивающим усилием и другими параметрами.

Монтаж муфт и кроссов

Основная статья: Сварка оптического волокна

Для сращивания оптических кабелей применяются оптические муфты, представляющие собой пластиковые контейнеры, внутри которых расположена сплайс-пластина, удерживающая оптические волокна.

Оптический кросс представляет собой устройство, посредством которого осуществляется соединение оптических волокон кабеля со стандартными разъёмами. Кросс выполняется в виде металлической (как правило) коробки, на внешней панели которой находятся оптические разъёмы, а внутри — сплайс-пластина. Соединение разъёмов кросса с волокнами кабеля осуществляется с помощью пигтейлов — коротких кусков оптического волокна с разъёмами. Разъём пигтейла с внутренней стороны кросса соединяется с внешним разъёмом кросса, а другой конец приваривается к волокну оптического кабеля.

Оптические кроссы могут изготавливаться для монтажа в стандартную 19-дюймовую стойку, монтажа на стену и в других исполнениях. Кроссы могут иметь возможность открываться без демонтажа или не иметь таковой.

Сварка оптических волокон осуществляется в полуавтоматическом режиме специальными сварочными аппаратами.

Порядок сварки в сварочном аппарате:

  1. Порядок сварки в сварочном аппарате: Сколотые очищенные волокна укладываются в специальные канавки и фиксируются зажимами. Гильза КДЗС надевается на волокна заранее.
  2. Аппарат начинает передвигать волокна по направлению друг к другу до тех пор, пока не зафиксирует их в своей оптической системе.
  3. Устройство подает на концы волокон короткий разряд, очищая от случайно попавшей пыли. Но если на концах сколов — жирные отпечатки пальцев или грязь, которую так просто не сдуешь, она только запекается и окончательно портит скол.
  4. Далее сварочный аппарат сводит волокна для окончательной сварки — по трем координатам, с нарастающей точностью. Если на этом этапе умное устройство обнаружит неровность сколов или еще что-то, что помешает их качественно сварить — процесс сварки остановится, на экране сварочного аппарата появится соответствующее сообщение.
  5. Если же все нормально, подается окончательный разряд, сколы оплавляются, и аппарат во время этого придвигает их уже вплотную друг к другу. Все, волокна спаяны.
  6. Далее сварочный аппарат оценивает качество сварки по изображению места стыка под микроскопами оптической системы, и на просвет определяет затухание. Следующая стадия проверки — на прочность, устройство при этом пытается развести только что сваренные волокна в стороны. Однако многие эту функцию отключают, боясь что не остывшая до конца сварка может испортиться.
  7. Пайщик достает спаянные волокна, надвигает гильзу КДЗС, закрывая место сварки и прилегающее оголенное оптоволокно, и кладет гильзу в печку для усаживания.
  8. После извлечения из печки гильза выкладывается на специальную полочку, чтобы остыть. В горячем виде ее нельзя располагать в кассете — есть риск сломать оптоволокно, т.к. защищающая его гильза еще мягкая. Кроме того, класть ее куда-то кроме специально предназначенной полочки тоже нельзя — горячий пластик может прилипнуть. Именно поэтому и забывать ее в печке тоже нельзя — прилипнет. Вынимать гильзу из печки нужно сразу после сигнала таймера.


На фото — сваренное волокно. Хорошо видна точка, в которой преломляется свет — место сварки.

Важно помнить:

И сварочный аппарат, и скалыватель — дорогие и сложные устройства. Да, пайщики оптоволокна работают в самых разных условиях — в канализации, на чердаках, в поле, в мороз и дождь. Но при этом нужно беречь технику от падения и ударов. Ведь не зря их чемоданчики для переноса выложены изнутри пенопластом или толстой мягкой тканью. Фирма-производитель легко определит, перестало ли устройство работать «само» или этому предшествовало падение или удар. В последнем случае гарантии не будет.

Поэтому при работе всегда проверяйте — надежно ли стоит устройство? Надежно ли стоит стол, на котором расположен сварочник или скалыватель? И т.д. Собственно, зная цену хорошего сварочного аппарата, это даже нельзя назвать фанатизмом.

Важно также регулярно проводить техническое обслуживание устройств (многие профилактические действия предусмотрены в самом аппарате и выполняются по инструкции), а не использовать до последнего

Кварцевое многомодовое волокно

Кварцевые волокна являются самым известным и распространенным типом оптических волокон. Поскольку многомодовые и одномодовые кварцевые волокна сильно отличаются по своим характеристикам и применению, удобнее рассмотреть их по отдельности.

Многомодовое кварцевое волокно имеет и сердцевину, и оптическую оболочку из кварцевого стекла. Как правило, такое оптоволокно имеет градиентный профиль показателя преломления. Это необходимо, чтобы снизить влияние межмодовой дисперсии. Как было показано выше, моды распространяются в оптическом волокне по разным траекториям, а значит, время распространения каждой моды также отличается. Это приводит к уширению передаваемого импульса. Градиентный профиль уменьшает разницу во времени распространения мод. За счет плавного изменения показателя преломления моды высшего порядка, которые попадают в волокно под бо́льшим углом и распространяются по более длинным траекториям, имеют и бо́льшую скорость, чем те, которые распространяются вблизи сердцевины. Полностью устранить влияние межмодовой дисперсии невозможно, поэтому многомодовое волокно уступает одномодовому по дальности и скорости передачи информации.

Рабочими для многомодового волокна обычно являются длины волн 850 и 1300 (1310) нм. Типичное затухание на этих длинах волн – 3,5 и 1,5 дБ/км соответственно.

Классификация. Кварцевое многомодовое волокно было первым типом волокна, которое стало широко применяться на практике. Распространение получили два стандартных размера многомодовых волокон (диаметр сердцевины/оболочки): 62,5/125 мкм и 50/125 мкм.

Общепринятая классификация многомодовых кварцевых волокон приводится в стандарте ISO/IEC 11801. Этот стандарт выделяет четыре класса многомодовых волокон (OM – Optical Multimode), отличающиеся шириной полосы пропускания (параметр, характеризующий межмодовую дисперсию и определяющий скорость передачи информации):

  • OM1 – стандартное многомодовое волокно 62,5/125 мкм;
  • OM2 – стандартное многомодовое волокно 50/125 мкм;
  • OM3 – многомодовое волокно 50/125 мкм, оптимизированное для работы с лазером;
  • OM4 – многомодовое волокно 50/125 мкм, оптимизированное для работы с лазером, с улучшенными характеристиками.

Фраза «оптимизированное для работы с лазером» напоминает о том, что изначальна для передачи сигнала по многомодовому волокну использовались светодиоды (LED). С появлением полупроводниковых лазеров стали разрабатываться волокна более совершенной структуры, названные оптимизированными для работы с лазерами.

Применение. Многомодовое волокно применяется в непротяженных линиях связи (обычно сотни метров), причем волокно 50/125 мкм (OM2, OM3, OM4) используется в основном в локальных сетях и дата-центрах, а волокно 62,5/125 мкм часто применяется в индустриальных сетях. В гигабитных приложениях рекомендуется применять волокна классов OM3 и OM4. Причина, по которой многомодовое волокно до сих пор не вытеснено одномодовым волокном, обладающим лучшими характеристиками, заключается в меньшей стоимости компонентов линии (активное оборудование, соединительные изделия). Цена снижается из-за большего диаметра сердцевины многомодового волокна, и, соответственно, меньших требований к точности изготовления и монтажа компонентов.

Кварцевое одномодовое волокно

В одномодовом волокне, как следует из названия, распространяется только одна (основная) мода излучения. Это достигается за счет очень маленького диаметра сердцевины (обычно 8-10 мкм). Диаметр оптической оболочки такой же, как и у многомодового волокна – 125 мкм. Отсутствие других мод положительно сказывается на характеристиках оптоволокна (нет межмодовой дисперсии), увеличивая дальность передачи без ретрансляции до сотен километров и скорость до десятков Гбит/с (приводим стандартные значения, а не те «рекордные», которые достигаются в исследовательских лабораториях). Затухание в одномодовом волокне также крайне низкое (менее 0,4 дБ/км).

Диапазон длин волн для одномодового волокна достаточно широк. Обычно передача осуществляется на длинах волн 1310 и 1550 нм. При использовании технологии спектрального уплотнения каналов используются и другие длины волн (об этом чуть ниже).

Классификация. Ассортимент кварцевых одномодовых волокон весьма разнообразен. Международный стандарт ISO/IEC 11801 и европейский EN 50173 по аналогии с многомодовым волокном выделяют два больших класса одномодовых волокон: OS1 и OS2 (OS – Optical Single-mode). Однако в связи с существующей путаницей, связанной с этим делением, не рекомендуем ориентироваться на эту классификацию. Гораздо более информативными являются рекомендации ITU-T G.652-657, выделяющие больше типов одномодовых волокон.

В таблице ниже представлена краткая характеристика этих волокон и их применение. Но прежде – пара комментариев. Межмодовая дисперсия, отсутствующая в одномодовом волокне, является не единственным механизмом уширения оптического импульса. В одномодовом волокне на первый план выходят другие механизмы, прежде всего, хроматическая дисперсия, связанная с тем, что ни один источник излучения (даже лазер) не испускает строго монохроматичное излучение. При этом существует длина волны, при которой коэффициент хроматической дисперсии равен нулю. В большинстве случае работа на этой длине волны оказывается предпочтительной, но не всегда.

Тип волокна Описание Применение
G.652. Одномодовое волокно с несмещенной дисперсией Наиболее распространенный тип одномодового волокна с точкой нулевой дисперсии на длине волны 1300 нм. Различают 4 подкласса (A, B, C и D). Волокна G.652.C и G.652.D отличаются низким затуханием вблизи «водного пика» («водным пиком» называют область большого затухания в стандартном волокне около длины волны 1383 нм). Стандартные области применения.
G.653. Одномодовое волокно с нулевой смещенной дисперсией Точка нулевой дисперсии смещена на длину волны 1550 нм. Передача на длине волны 1550 нм.
G.654. Одномодовое волокно со смещенной длиной волны отсечки Длина отсечки (минимальная длина волны, при которой волокно распространяет одну моду) смещена в область длин волн около 1550 нм. Передача на длине волны 1550 нм на очень большие расстояния. Магистральные подводные кабели.
G.655. Одномодовое волокно с ненулевой смещенной дисперсией Это волокно имеет небольшое, но не нулевое, значение дисперсии в диапазоне 1530-1565 нм (ненулевая дисперсия уменьшает нелинейные эффекты при одновременном распространении нескольких сигналов на разных длинах волн). Линии передачи со спектральным уплотнением каналов (DWDM).
G.656. Одномодовое волокно c ненулевой смещенной дисперсией для широкополосной передачи Ненулевая дисперсия в диапазоне длин волн 1460-1625 нм. Линии передачи со спектральным уплотнением каналов (CWDM/DWDM).
G.657. Одномодовое волокно, не чувствительное к потерям на макроизгибе Волокно с уменьшенным минимальным радиусом изгиба и с меньшими потерями на изгибе. Выделяют несколько подклассов. Для прокладывания в ограниченном пространстве.

Применение. Одномодовое кварцевое волокно, безусловно, является самым распространенным типом оптоволокна. С его помощью можно организовать передачу высокоскоростного сигнала на очень большие расстояния, а применение технологии спектрального уплотнения каналов (CWDM/DWDM) позволяет в разы увеличить пропускную способность линии связи. Одномодовое волокно часто применяется и на коротких дистанциях, например, в локальных сетях.

11.5. Организация проведения земляных работ при восстановлении поврежденного ОК

После обнаружения места повреждения ОК необходимо откопать две траншеи длиной не менее 5 м, начала которых находятся в 10 м от места повреждения (рис. 4). Профиль траншеи при земляных работах может иметь вид, приведенный на рис. 5. Длина определяется условиями местности, сезоном, составом грунта, размещением рабочего места (палатка, ЛИОК) и пр.

Рис. 4. Схема траншей при восстановлении ВОЛП с помощью ВОКВ

В начале траншеи «А» со стороны повреждения ОК обрезается (бокорезами или отрезной машиной) и подается на поверхность земли. С учетом того, что на преодоление глубины траншеи и на изгибы ОК используется около 2 м длины ОК, на поверхности грунта будет находится длина ОК, обеспечивающая подключение к ней оптической кабельной вставки. Вблизи траншеи устанавливается палатка с монтажным столом или размещается ЛИОК. Аналогичные работы проводят со стороны траншеи «Б».

Рис. 5. Профиль траншеи.

Способы и средства выполнения земляных работ определяются в зависимости от плотности, связности, влажности и состава грунта, а также в зависимости от его состояния (талый или мерзлый). Рытье котлованов (траншей) в талых грунтах выполняется в основном вручную, штыковыми и совковыми лопатами. В непесчаных грунтах естественной влажности рытье котлованов на глубину заложения ОК (0,9 – 1,2 м) обычно производится без крепления стенок. В песчаных грунтах естественной влажности котлованы (траншеи) глубиной до 1 метра могут разрабатываться с небольшими откосами стен (с крутизной откосов 1:0,25) без крепления стен. Крутизна откосов определяется как отношение глубины разработки к проекции откоса на горизонтальную плоскость

При глубине свыше 1 метра котлованы (траншеи) в песчаных грунтах естественной влажности должны разрабатываться с крутизна откосов 1:0,5 без крепления, либо с вертикальными стенками, укрепленными распорками по всей высоте. Крепление стен котлована (траншеи) в грунтах естественной влажности выполнятся досками толщиной 40 – 50 мм, устанавливаемыми горизонтальными рядами вплотную к стенке. Доски прижимаются к вертикальным стенкам котлована (траншеи) с помощью стоек и горизонтальных распорок. Для крепления котлованов могут быть использованы также заранее заготовленные инвентарные щиты. В малопрочных водонасыщенных грунтах при интенсивном притоке грунтовых вод применяется шпунтовое крепление (ограждение) стен котлованов или траншей.

Рытье котлованов и траншей для вскрытия кабеля и кабельных муфт в твердых породах и мерзлых грунтах производится лопатами с предварительным рыхлением грунта мотобетоноломами или электромолотками, получающими питание от передвижных бензоэлектрических агрегатов. Рыхление грунта и выемка его из котлована (траншеи) производится послойно. В непосредственной близости от кабеля разработка грунта производится лопатами. Применение в непосредственной близости от ОК отбойных молотков и бетоноломов может быть оправдано только необходимостью срочного вскрытия ОК для подключения ОКВ.

Для откачки воды из колодцев, котлованов и траншей используются переносные (или перевозимые на специальных прицепах) насосы.

12.2. Основные показатели ВОЛС, реализованных методом навивной технологии

Навивка волоконно-оптического кабеля (ВОК) может осуществляться практически на любые несущие элементы: грозозащитный трос, фазовые и распределительные провода ЛЭП, специально повешенный металлический трос и пр.

Наиболее интересна с точки зрения практической реализации навивка ВОК на фазовые провода высоковольтных ЛЭП, так как они располагаются значительно ниже всех других элементов последних и в то же время это самая мощная несущая конструкция в структуре проводов ЛЭП.

Способ навивки ВОК на фазовые провода ЛЭП позволяет использовать кабель облегченной конструкции без металлических армирующих элементов.

Если сравнивать реализацию ВОЛС на основе самонесущего ВОК и на основе навивной технологии, необходимо выделить основные два фактора, приводящие к повреждениям ВОЛС на основе самонесущего кабеля:

— обледенение с возможностью его повреждения;

— вибрация под воздействием ветровых нагрузок, что также приводит к повреждениям.

Навивка ВОК на фазовый провод ЛЭП позволяет в значительной мере исключить обледенение системы «кабель-провод», так как оно наступает при нулевой температуре окружающей среды. Исследования и длительные наблюдения за поведением этой системы свидетельствуют, что влагозащитная оболочка ВОК, подверженная воздействию мощного электромагнитного поля ЛЭП, разогревается и ее температура становится на 1-2 °С выше температуры окружающей среды, что препятствует налипанию снега на систему «кабель-провод» и образованию больших комков льда.

Кроме того, навивка ВОК на фазовый провод, существенно (на 40- 60 %) снижает уровень вибрации системы.

Этот факт объясняется изменением условий обтекания воздушным потоком данной системы и зависит от соотношения диаметров фазового провода и ВОК. Рассмотрим, каким образом происходит снижение уровня вибрации (рисунок 12.1). Воздушные массы при обтекании пустого фазового провода завихряются незначительно, что и вызывает постоянные колебания провода. Когда на фазовый провод навит ВОК, происходит существенное увеличение завихрений воздушного потока, которое компенсирует воздействие основного потока, снижая уровень раскачивания провода.

Рисунок 12.1 Эффект обтекания воздушными массами системы «фазовый провод — навитый ВОК»

Исследования показывают, что наибольший эффект снижения вибрации достигается, когда соотношение диаметров кабеля и провода близко к 1, но это условие обычно невыполнимо, поскольку в среднем, диаметр фазового провода лежит в пределах 18-22 мм, а диаметр ВОК в районе 8 мм.

Кроме того, применение навивной технологии устраняет проблемы перехода через значительные водные преграды, овраги, ущелья и другие препятствия протяженностью до 800 м при наличии переходов ЛЭП

Реализация достоинств навивной технологии строительства ВОЛС возможна только при создании простой, надежной и высокоэффективной технологии навивки ВОК как на фазовые провода ЛЭП, так и на любые другие несущие элементы существующих энергосистем.

Основное внимание при этом необходимо уделить устройству навивки кабеля, спускам с фазового провода, конструкции и технологии монтажа оптических муфт. Одним из вариантов реализации навивной технологии является применение навивочной машины, основу которой составляет размещение барабана с кабелем соосно оси несущего провода (рисунок 12.2)

Одним из вариантов реализации навивной технологии является применение навивочной машины, основу которой составляет размещение барабана с кабелем соосно оси несущего провода (рисунок 12.2).

Навивочная машина имеет два барабана: рабочий, на который определенным образом наматывается длина ВОК, равная длине пролета между опорами ЛЭП, и базовый, на котором находится вся строительная длина ВОК. Базовый барабан может быть установлен на тележку машины или находится на земле. Установка на тележку машины осуществляется, как правило, в случаях перехода через различного рода преграды. После намотки ВОК на рабочий барабан кабель пропускается через сбрасыватель водила, и рабочий барабан стопорится. Если машину перемещать вдоль провода витки кабеля, расположенного на рабочем барабане, будут сбрасываться вращающимся водилом на провод и равномерно по нему распределяться. Шаг навива в этом случае будет определяться диаметром образующей рабочего барабана.

Рисунок 12.2 Схема навивочного устройства

В рассматриваемом варианте реализации навивочной машины полностью отсутствуют сложные механические передачи. Отсутствуют неуравновешенные моменты сил, что при определенном усилии вращения водила, обеспечивает равномерную укладку ВОК на провод.

Монтаж оптоволокна и СКС ЧТО ТАКОЕ?

Монтаж оптоволокна и СКС – это структурированная кабельная система. Проще говоря, это вся совокупность проводов, проложенных для обеспечения связью.

Структурированная кабельная система является основой для локальной сети, которая объединяет компьютеры, телефоны и периферийное коммуникационное оборудование. СКС – это универсальная коммуникационная структура, с помощью которой можно передавать сигналы всех типов.

СКС может быть построена на основе медных или оптических кабелей. Структура оптоволоконного кабеля похожа на структуру любого другого электрического, только вместо медной или алюминиевой жилы – тончайшее стекловолокно. Информация по этому кабелю передается не электрическим, а световым сигналом. И поэтому преимущества оптоволокна перед электрическим кабелем очевидны.

МОНТАЖ ОПТОВОЛОКНА

Как и для всех монтажных мероприятий, для монтажа оптическо-волоконной линии также необходим проект. В проекте нужно подробно указать и распланировать, каким образом будет проложен кабель, как будут размещены коммуникации, дополнительные устройства. Из проекта должно быть ясно,  какие комплектующие будут соединять кабель в местах стыков и каким образом будет подсоединяться оборудование к кабелю.

Всё сетевое оборудование делится на активное и пассивное. Активное оборудование выполняет конкретные действия по передаче данных. Оно улавливает сигнал, создает канал для передачи информации, объединяет компьютеры между собой. Активное оборудование – это коммутаторы, маршрутизаторы, сетевые адаптеры, принт-серверы и т.д. Пассивное оборудование – все те комплектующие, которые необходимы для укладки кабеля и подключения активного оборудования: розетки, коннекторы, кабели и кабель-каналы, коммутационные панели и т.п.

Согласно проекту, кабель надо разделать, то есть отмерить необходимую для каждого участка прокладки длину (прибавив запас длины для монтажа – соединения, подсоединения и оконцовки).

Далее устанавливают при необходимости опоры, сверлят отверстия для креплений. Для прокладки оптического кабеля используют кабельную канализацию. Если кабель большой длины, а также если предвидится прокладка еще какого-то кабеля с металлическими проводниками, тогда сначала  прокладывают в кабельной канализации полиэтиленовую трубу, а затем в эту трубу укладывают оптический кабель.

Протяженность линии оптоволоконного кабеля без регенерации сигнала можно планировать до сотни километров. В этом его главное преимущество над медным кабелем, при укладке которого точки регенерации сигнала должны быть оборудованы через каждые 100 метров.

Разделка оптоволоконного кабеля должна производиться специальными инструментами, потому что качество связи напрямую зависит от качества соединения оптических волокон. А соединение, в свою очередь, зависит от качественного скола оптоволокна. Независимо от того, каким способом планируется соединять волокна, нужно сделать качественный скол (разрез) для соединения. Ножами для разделки обычного кабеля можно воспользоваться только для того, чтобы снять полимерную оболочку. Дальше необходимы специальные инструменты, которые не раздавливают и не гнут оптоволокно, а делают чистый и ровный скол под углом 90°. Погрешность более, чем в полградуса приводит к увеличению потерь в соединении, и, соответственно, к дефектам и ухудшению связи.

Для соединения оптоволокна применяют два способа: неразъемный (это склеивание и сварка) и разъемный (механическое соединение при помощи механических разъемов и сплайсов). Для сварки применяют специальные сварочные аппараты, которые автоматически выполняют все необходимые для сращивания операции. Для разъемного соединения существуют специальные оптические разъемы или сплайсы, с их помощью можно выполнить качественное соединение оптоволокна с высокой точностью.

В процессе соединения оптоволокна необходимо делать постоянные замеры потерь в местах соединения. Это надо для того, чтобы иметь возможность вовремя корректировать качество соединения, а не искать плохо соединенные места уже по окончании работ, когда выяснится, что качество связи оставляет желать лучшего.

Монтаж оптоволоконной связи – работа тонкая и кропотливая. И если вы не уверены в своих возможностях, то в этом деле лучше все-таки довериться специалистам, позвонив по номеру телефона: +7 (495) 308-82-63.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий