Optinio kabelio technologijos supratimas yra labai svarbus telekomunikacijų specialistams, tinklo inžinieriams ir visiems, kurie dalyvauja šviesolaidinės infrastruktūros diegime. Šiame išsamiame DUK vadove pateikiami dažniausiai užduodami klausimai apie optinių kabelių tipus, projektavimo principus, gamybos procesus ir taikomąsias programas.
Optinio kabelio pagrindų supratimas
Koks esminis skirtumas tarp optinio pluošto ir optinio kabelio?
Optinis pluoštas yra pati stiklo perdavimo terpė, susidedanti iš šerdies, apvalkalo ir apsauginių dangų sluoksnių. Tačiau optinis kabelis yra pilnas apsauginis mazgas, kuriame yra vienas ar daugiau optinių skaidulų kartu su tvirtinimo elementais, buferiniais vamzdeliais, vandeniui{1}}blokuojančiomis medžiagomis ir išoriniais apvalkalais. Kabelio konstrukcija apsaugo pluoštus nuo aplinkos pavojų, mechaninio įtempio, drėgmės ir ekstremalių temperatūrų montuojant ir eksploatuojant. Tinkama kabelio konstrukcija užtikrina, kad optinio kabelio konstrukcijoje esantys skaidulos išliktų apsaugotos ir išlaikytų savo optines charakteristikas per visą eksploatavimo laiką.
Kokie yra pagrindiniai optinio kabelio konstrukciniai komponentai?
Įprastą optinį kabelį sudaro keli pagrindiniai elementai, veikiantys kartu. Šerdyje yra optinių skaidulų, atskirai buferinių arba sugrupuotų į laisvus vamzdelius ar juosteles. Stiprumo elementai suteikia atsparumą tempimui ir gali būti aramidiniai siūlai, stiklo pluošto strypai arba plieninės vielos, išdėstytos centre arba spirališkai. Vandenį-blokuojantys elementai neleidžia drėgmei patekti naudojant gelius ar superabsorbuojančias medžiagas. Buferiniai vamzdeliai arba sandarios buferinės dangos apsaugo atskirus pluoštus. Centrinis elementas arba šerdies apvalkalas suteikia struktūrinę paramą, o išorinis apvalkalas apsaugo viską nuo žalos aplinkai. Kiekvienas komponentas sukurtas taip, kad harmoningai veiktų pagal bendrą optinio kabelio dizainą.
Kuo skiriasi laisvų vamzdžių ir sandarių{0}}buferinių kabelių dizainas?
Laisvuose vamzdžių kabeliuose yra skaidulų per didelius vamzdžius (paprastai 2-3 mm skersmens), užpildytus vandeniu-blokuojančiu junginiu, todėl pluoštai gali laisvai judėti ir likti izoliuoti nuo išorinių įtempių. Šis dizainas puikiai tinka lauko aplinkai ir dideliems{5}}atstumams. Tvirtai-buferiniai kabeliai padengia storą apsauginę dangą (900 μm) tiesiai ant kiekvieno pluošto, sukuriant tvirtesnį atskirą skaidulų bloką, tinkantį patalpų aplinkai, trumpesniam laikui ir daug užbaigimo reikalaujantiems darbams. Pasirinkimas tarp šių optinių kabelių konstrukcijų priklauso nuo montavimo aplinkos, atstumo reikalavimų ir montavimo bei priežiūros metu taikomų tvarkymo aspektų.
Kas lemia skaidulų skaičių optinių kabelių projektuose?
Skaidulų skaičiaus pasirinkimas priklauso nuo esamų pralaidumo reikalavimų, būsimų išplėtimo poreikių ir taikymo specifikos. Įprastas pluoštų skaičius svyruoja nuo 2 iki 864 ar daugiau skaidulų didelio-tankio modeliuose. Vidaus kabeliuose paprastai yra 2-144 skaidulų, o lauko kabeliuose standartinės konfigūracijos gali būti 12-288 skaidulų. Didelio skaidulų skaičiaus kabeliuose, kuriuose yra daugiau nei 432 skaidulos, naudojamos juostelės, kad būtų padidintas tankis. Optinio kabelio konstrukcija turi atitikti nurodytą skaidulų skaičių, išlaikant priimtiną kabelio skersmenį, svorį ir montavimo charakteristikas. Tinklo planuotojai paprastai teikia 30–50 % papildomų skaidulų, viršijančių tiesioginius ateities augimo poreikius.
Vidaus optinių kabelių tipai
Kas yra skirstomieji kabeliai ir kur jie naudojami?
Skirstymo kabeliai pasižymi sandariu{0}}buferiniu pluoštu, skirtu maršrutizavimui patalpose pastatuose, duomenų centruose ir miesteliuose. Šiuose kabeliuose paprastai yra 4-144 pluoštų su 900 μm sandariais buferiais, aramidinių siūlų tvirtumo elementais ir antipirenais Tvirtas pluošto buferis leidžia tiesiogiai sujungti jungtį be sujungimo gaubtų. Paskirstymo kabeliai gerai tvarkomi ankštose vietose, palaiko dažną tvarkymą montuojant ir atitinka statybos kodekso reikalavimus. Jie atstovauja darbo arklio optinio kabelio tipą struktūrizuotoms kabelių sistemoms ir patalpų tinklo infrastruktūrai.
Kuo ištraukimo kabeliai išskirtiniai?
Pertraukiamuose kabeliuose yra keli sandarūs{0}}buferiniai pluoštai, kurių kiekvienas turi atskirą apatinį-apvalkalą, kurie visi yra sujungti į išorinį apvalkalą. Ši konstrukcija leidžia atskiriems pluoštams išsiskirti ir nukreipti atskirai į skirtingas vietas, nereikalaujant sujungimo taško. Breakout dizainas supaprastina įrengimą įrangos patalpose ir duomenų centruose, kur atskiri pluoštai baigiasi skirtingose plokštėse ar įrenginiuose. Kompromisas-dėl šio lankstumo yra didesnis bendras kabelio skersmuo ir didesnė kaina, palyginti su paskirstymo kabeliais. „Breakout“ optinių kabelių rinkiniai ypač gerai tinka trumpesniems sujungimams, kuriems reikalingas lankstumas nustatant skaidulų maršrutą.
Kas yra jungties{0}}laidai ir kodėl jie reikalingi?
Plenum{0}}įvertintuose kabeliuose naudojamos specialios mažai-dūmų, liepsną{2}}sulaikančios medžiagos, atitinkančios griežtus priešgaisrinės saugos standartus, skirtus montuoti patalpose, kuriose valdomas oras. Šie kabeliai turi išlaikyti griežtus bandymus pagal UL 910 arba NFPA 262, įrodančius ribotą liepsnos plitimą ir sumažintą dūmų susidarymą. Striukės medžiagos paprastai apima fluoropolimerus (FEP, PVDF) arba specialiai sukurtus mažai dūmų{8}} junginius. Statybos kodeksai įpareigoja kabelių, įrengtų patalpose, kuriose naudojamas aplinkos oro cirkuliacija, pločio įvertinimus. Nors ir brangesnis už stovo{11}}vertinimo alternatyvas, optinis kabelis užtikrina esminę saugos apsaugą užimtuose pastatuose, nes sumažina toksiškų dūmų pavojų gaisro metu.
Lauko optinių kabelių veislės
Kokios yra tiesioginio laidojimo optinių kabelių savybės?
Tiesioginio laidojimo kabeliai pasižymi tvirta konstrukcija, skirta montuoti po žeme be vamzdžių apsaugos. Šiuose kabeliuose yra keli apsauginiai sluoksniai, įskaitant geliu užpildytus laisvus vamzdžius, gofruotus plieninius arba aliuminio šarvus, tvirtus -polietileno apvalkalus ir dažnai visą konstrukciją užliejančius junginius. Šarvai apsaugo nuo graužikų pažeidimų, žemės judėjimo ir kasimo nelaimingų atsitikimų. Patobulintos drėgmės barjerai neleidžia vandeniui patekti per dešimtmečius trunkantį požeminį poveikį. Tiesiogiai laidojami optiniai kabeliai turi atlaikyti dirvožemio slėgį, užšalimo{6}}atšildymo ciklus ir galimą mechaninį poveikį, kartu išlaikant skaidulų vientisumą. Šie kabeliai yra patvariausia lauko optinio kabelio konstrukcija.
Kuo antenos optiniai kabeliai skiriasi nuo kitų lauko tipų?
Antenos kabeliai, skirti montuoti ant stulpo,{0}}yra lengva konstrukcija, subalansuota ir pakankamai tvirta, kad atitiktų tarpatramio reikalavimus. Savarankiškai-palaikančiose konstrukcijose yra didelio-stiprumo dielektriniai elementai (aramido arba stiklo pluošto), o surišamų oro kabelių konstrukcija yra lengvesnė, nes atramą teikia pasiuntinių laidai. 8 pav UV-atsparios striukės apsaugo nuo neigiamo saulės spindulių poveikio. Oro optinis kabelis turi atlaikyti vėjo apkrovą, ledo kaupimąsi, ekstremalias temperatūras nuo -40 laipsnių iki +70 laipsnių ir galimus žaibo sukeltus viršįtampius. Projektuojant reikia atsižvelgti į įtempimo, didžiausio tarpatramio ilgio ir tvirtinimo įrangos suderinamumo skaičiavimus.
Dėl ko ortakių kabeliai yra optimizuoti vamzdžių montavimui?
Ortakių kabeliai turi lygius, kietus išorinius apvalkalus su mažu trinties koeficientu, kad būtų lengviau traukti per vamzdžių sistemas. Santykinai kompaktiška, apvali konstrukcija sumažina traukimo įtampą ir leidžia didesnius traukimo atstumus. Šie kabeliai yra užpildyti geliu arba sausi, su tinkama vandens-blokavimo apsauga. Vidutinio-tankio polietileno apvalkalai užtikrina puikų patvarumą ir atsparumą dilimui montuojant. Ortakių optinio kabelio dizainas subalansuoja kabelio skersmenį (minimizuojantis vamzdžio užpildymą) su tinkamu apsaugos lygiu. Tinkamas montavimas apima išankstinį-tepimą, įtempimo stebėjimą traukimo metu ir maksimalaus tempimo įtempimo specifikacijų laikymąsi, kad nebūtų pažeisti pluoštai.
Kas yra šarvuoti optiniai kabeliai ir kada jie reikalingi?
Šarvuotuose kabeliuose yra metaliniai apsauginiai sluoksniai, -paprastai gofruota plieninė juosta, sujungti aliuminio šarvai arba plieninės vielos šarvus-, supančiomis kabelio šerdį. Ši konstrukcija užtikrina puikią mechaninę apsaugą nuo gniuždymo jėgų, smūgių pažeidimų ir graužikų atakų. Šarvuotų optinių kabelių tipai tinka naudoti, įskaitant tiesioginį užkasimą sudėtingomis dirvožemio sąlygomis, pramoninius įrenginius su sunkia technika, teritorijas, kuriose yra daug graužikų, ir vietas, kuriose gali atsirasti vandalizmas. Šarvai padidina svorį, sumažina lankstumą ir padidina išlaidas, tačiau užtikrina neprilygstamą mechaninę apsaugą. Įrengiant telekomunikacijų įrenginiuose, reikia specialių metalinių komponentų įžeminimo.
Lauko optinių kabelių palyginimas
| Kabelio tipas | Pirminis naudojimas | Pagrindinės apsaugos funkcijos | Diegimo svarstymai |
|---|---|---|---|
| Tiesioginis laidojimas | Po žeme be vamzdžių | Plieniniai / aliuminio šarvai,{0}}sunkios striukės | Reikalinga kasimo įranga |
| Antena | stulpeliai{0}}montuojami įrenginiai | UV-atsparios striukės, tvirtos striukės | Reikalinga prieiga prie stulpo, nuolydžio skaičiavimai |
| kanalas | Vamzdžių sistemos | Lygios striukės,{0}}nesulaiko vandens | Reikalinga tempimo įranga, tepimas |
| Šarvuoti | Didelės{0}}rizikos aplinka | Metaliniai šarvų sluoksniai | Reikalingas įžeminimas, specialus tvarkymas |
Specializuotos optinių kabelių programos
Kas apibrėžia ADSS optinio kabelio dizainą?
Visuose-dielektriniuose savarankiškuose-atraminiuose kabeliuose nėra metalinių komponentų, naudojami didelio-stiprumo aramidiniai siūlai, kad būtų pasiektas tempimo koeficientas nuo 10 kN iki 30 kN, kai oro tarpatramiai be pasiuntinio palaikymo. Visiškai dielektrinė konstrukcija pašalina elektros įžeminimo reikalavimus ir leidžia montuoti ant aukštos įtampos perdavimo konstrukcijų. ADSS optinio kabelio projektavimas apima sudėtingą inžineriją, atsižvelgiant į tarpatramio ilgį, laidininkų tarpus, vėjo / ledo apkrovą, eolinę vibraciją ir elektros įtampą aukštos-įtampos aplinkoje. Specializuotos striukės atsparios elektriniam sekimui. Šie kabeliai tarnauja komunalinėms paslaugoms ir kitoms reikmėms, kurioms reikalingas ilgas antenos tarpsnis šalia įtampą turinčių laidininkų, kur įprasti metaliniai kabeliai kelia pavojų saugai.
Kaip OPGW optinis kabelis tarnauja dviem tikslams?
Optiniai įžeminimo laidai vienu metu veikia kaip viršutiniai įžeminimo laidai, skirti apsaugoti nuo žaibo ir komunikacijos kelius. Konstrukcijoje yra centrinis nerūdijančio plieno vamzdis, saugantis optines skaidulas, apsuptas aliuminiu{1}}plakuoto plieno arba aliuminio lydinio gijomis, užtikrinančiomis mechaninį stiprumą ir elektrinį laidumą. OPGW optinis kabelis turi atitikti telekomunikacijų našumo specifikacijas ir elektrinius / mechaninius įžeminimo laidų reikalavimus. Taikymas orientuotas į elektros inžinerinius tinklus, kuriuose jau yra perdavimo bokštai, pašalinant atskirą ryšių infrastruktūrą. Dizainas subalansuoja skaidulų apsaugą, elektros įžeminimo efektyvumą, mechaninį stiprumą ir atsparumą žaibo viršįtampiams.
Kokie yra unikalūs reikalavimai povandeniniams optiniams kabeliams?
Povandeniniai kabeliai susiduria su nepaprastais aplinkosaugos iššūkiais, kuriems reikalingas specializuotas dizainas. Giliojo-vandens kabeliuose naudojama lengva konstrukcija su plieninės vielos tvirtumo elementais, variniais maitinimo laidais, skirtais tiekti kartotuvą, ir keliais polimero sluoksniais, užtikrinančiais atsparumą slėgiui ir vandens blokavimą. Priartėjimo prie kranto- atkarpoms reikalinga sunki dviguba-šarvuota konstrukcija, apsauganti nuo inkarų, žvejybos įrankių ir banglenčių zonos sąlygų. Povandeninių optinių kabelių dizainas skirtas hidrostatiniam slėgiui, viršijančiam 800 barų, dilimui dėl jūros dugno judėjimo, jūrinių gręžinių apsaugai ir vandenilio generavimui per kelis dešimtmečius. Gamyba apima slėgio bandymus, išsamius mechaninius bandymus ir hermetiško sandarumo patikrinimą prieš naudojimą.
Kas yra taktiniai optiniai kabeliai?
Taktiniai kabeliai tarnauja karinėms, avarinėms situacijoms ir laikinoms tinklo programoms, kurias reikia greitai įdiegti ir gauti. Šie specializuoti optinių kabelių dizainai pabrėžia ypatingą lankstumą, didelį stiprumo -svorio santykį- ir atsparumą pakartotiniam piktnaudžiavimui. Konstrukcijoje paprastai naudojami tvirti sandarūs-buferiniai pluoštai, didelio-stiprumo aramido sutvirtinimas ir ypač lankstūs apvalkalo junginiai, išlaikantys našumą iki -50 laipsnių. Taktiniai kabeliai vyniojami ant ritės, kad būtų galima greitai panaudoti, atlaikyti transporto priemonių eismą ir atlaikyti atšiaurias lauko sąlygas. Specializuoti variantai apima kabelius su integruotais traukimo virveliais, optimizuotą paėmimo{11} dizainą ir karinių specifikacijų aplinkosauginį veiksmingumą sudėtingiems eksploatavimo scenarijams.
Optinio kabelio gamybos procesai
Kaip optinių kabelių gamyboje gaminamos palaidos vamzdžių konstrukcijos?
Atliekant laisvų vamzdžių ekstruzijos procesus, naudojant specializuotą ekstruzijos įrangą, aplink pluošto grupes naudojamas modifikuotas polipropilenas ar kitos polimerinės medžiagos. Pluoštai tiekiami per vamzdžio štampą su kontroliuojamu įtempimu ir pertekliniu ilgiu (paprastai 0,3-0,6 %), kad būtų užtikrintas laisvumas gatavame vamzdyje. Vamzdžio skersmuo tiksliai valdomas, kad atitiktų nurodytą skaidulų skaičių, išlaikant minimalius lenkimo spindulio reikalavimus. Po ekstruzijos ir aušinimo vamzdeliai praeina per degalines, padengiant vandenį blokuojančiu geliu. Kokybės stebėjimas apima vamzdžio skersmens matavimą, pluošto padėties patikrinimą ir perteklinio ilgio patvirtinimą. Vėlesnių optinio kabelio surinkimo operacijų metu aplink centrinį elementą gali būti suvynioti keli vamzdeliai.
Kas nutinka kabelio suvyniojimo proceso metu?
Kabelių suvyniojimas sujungia kelis buferinius vamzdžius, tvirtinimo elementus ir užpildymo strypus aplink centrinį elementą, naudojant planetinę suvyniojimo įrangą. Proceso metu kiekvienam elementui taikoma kontroliuojama įtampa, sukant sriegimo galvutę, kad būtų sukurti spiraliniai klojimo modeliai. Susukimo parametrai, įskaitant klojimo ilgį, kryptį ir įtempimą, turi įtakos kabelio lankstumui, stiprumo pasiskirstymui ir matmenų stabilumui. Kai kuriuose modeliuose yra prieš-spiraliniai sluoksniai, kad būtų pagerintas balansas. Prieš uždengiant suvytą šerdį, ji gali būti apvyniota juosta, vandeniu{5}}blokuojančiomis medžiagomis arba rišikliu. Tikslus valdymas per visą suvyniojimą užtikrina, kad baigtas optinis kabelis atitiktų skersmens, lankstumo ir mechaninių savybių specifikacijas.
Kaip pritaikomi ir išbandomi optinių kabelių apvalkalai?
Išspaudus apvalkalą, galutinis apsauginis sluoksnis padengiamas naudojant kryžminius štampus, kurie centruoja kabelio šerdį ekstruzinio polimero sraute. Dažniausiai naudojami polietileno junginiai, kurių formulės parenkamos pagal specifinius aplinkosaugos reikalavimus. Ekstruzijos procesas kontroliuoja apvalkalo storį, koncentriškumą ir paviršiaus kokybę, kartu išlaikant linijos greičio koordinavimą su ankstesniais procesais. Po ekstruzijos apvalkalai atšaldomi vandens loviuose prieš galutinį matmenų patikrinimą. Kokybės tikrinimas apima storio matavimą keliais kampais, ekscentriškumo patikrinimą, kibirkšties bandymą, siekiant nustatyti apvalkalo vientisumą, ir paviršiaus kokybės įvertinimą. Spausdinimo kodavimas taikomas uždėjus apvalkalą arba po jo, kad būtų užtikrintas nuolatinis optinio kabelio identifikavimas.
Pluošto paruošimas ir bandymas
Buferinio vamzdelio ekstruzija arba sandarus buferis
Kabelių suvyniojimas ir šerdies surinkimas
Striukės ekstruzija ir kietinimas
Galutinis bandymas ir sertifikavimas
Diegimo ir veikimo svarstymai
Kokie yra didžiausi skirtingų tipų optinių kabelių traukimo įtempimai?
Didžiausia traukimo įtampa labai skiriasi priklausomai nuo optinio kabelio konstrukcijos ir tvirtumo elemento konstrukcijos. Vidaus paskirstymo kabeliai paprastai leidžia 100-200 N vienam pluoštui, o lauko kabeliai su tvirtais tvirtumo elementais gali išlaikyti 2 000-6 000 N. Šarvuoti kabeliai dažnai leidžia įtempti didesnę 3 000–8 000 N įtampą. Ilgiems arba sudėtingiems traukimams reikia naudoti įtempimo stebėjimo įrangą. Per didelė traukimo jėga gali sukelti pluošto įtempimą, stiprumo elemento pailgėjimą arba striukės pažeidimą. Tinkamos montavimo procedūros, įskaitant išankstinį sutepimą, tarpinius traukimo taškus ir aštuonių figūrų išdėstymą, padeda kontroliuoti įtempimo lygį.
Kaip temperatūra veikia optinio kabelio veikimą?
Temperatūros svyravimai optinių kabelių sistemose sukuria daugybę efektų. Kabelio komponentų terminis plėtimasis ir susitraukimas sukuria jėgas, kurios gali įtempti pluoštus, jei perteklinis pluošto ilgis yra nepakankamas. Žema temperatūra sumažina striukės lankstumą ir gali sutirštinti gelį, užpildytą geliu. Aukšta temperatūra pagreitina polimerinių medžiagų senėjimą ir gali turėti įtakos pluošto slopinimui. Tinkama kabelio konstrukcija apima pakankamą perteklinį pluošto ilgį (paprastai 0,3–0,6 %), kad būtų galima prisitaikyti prie terminio susitraukimo be pluošto įtempimo. Montavimo praktikoje turi būti atsižvelgiama į įrengimo temperatūrą ir darbinės temperatūros diapazoną. Optinio kabelio specifikacijos apibrėžia veikimo temperatūros ribas, paprastai nuo -40 laipsnių iki +70 laipsnių lauko kabeliams.
Kokie veiksniai lemia optinio kabelio lenkimo spindulio specifikacijas?
Minimalios lenkimo spindulio ribos apsaugo nuo pluošto pažeidimų dėl pernelyg didelio lenkimo. Montuojant (įtempus), kabelių lenkimo spindulys paprastai yra 15-20 kartų didesnis už kabelio skersmenį. Sumontavus (be įtempimo), daugumos konstrukcijų skersmuo sumažėja iki 10{8}}15 kartų. Griežtesnės lenkimo spindulio specifikacijos reikalauja specialios skaidulų konstrukcijos (G.657 lenkimo{11}}nejautrios skaidulos) arba kabelių konstrukcijų su patobulinta apsauga. Lenkimas viršija specifikacijas padidina slopinimą, gali lūžti pluoštą ir ilgalaikį patikimumo pablogėjimą. Montavimo projekte turi būti numatyti nurodyti lenkimo spinduliai visuose maršruto perėjimuose, sujungimo gaubtuose ir galiniuose taškuose. Tinkamas optinio kabelio valdymas montavimo metu išsaugo skaidulų vientisumą ir užtikrina ilgalaikį veikimą.
Kaip tikrinamas optinis kabelis siekiant užtikrinti kokybę?
Išsamus bandymas patvirtina optinio kabelio veikimą prieš įdiegiant. Optinis bandymas apima slopinimo matavimą esant veikimo bangos ilgiui, optinio grąžinimo praradimo patikrinimą ir PMD apibūdinimą tolimojo susisiekimo programoms. Mechaninis bandymas įvertina atsparumą tempimui, atsparumą gniuždymui, atsparumą smūgiams ir lenkimo savybes. Atliekant aplinkosaugos bandymus, mėginiams taikomas temperatūros ciklas, atsparumas drėgmei ir senėjimo modeliavimas. Gamybos metu atliekant tiesioginį bandymą stebimi matmenų parametrai, o baigtas kabelis tikrinamas naudojant kontroliuojamą įtempimą, kad būtų patikrintas tvirtumo elemento vientisumas. Atlikus užbaigtų kabelių OTDR testavimą, nustatomi bet kokie skaidulų pertrūkiai arba per dideli sujungimo nuostoliai, užtikrinant, kad kiekviena optinio kabelio ritė atitiktų specifikacijas.
