ВОЛС — Урок 006. Монтаж волоконно-оптических линий связи

Основные понятия и определения

Наиболее ответственной операцией в процессе строительства ВОЛС, предопределяющей качество и дальность связи, является монтаж оптических волокон. Такое соединение волокон и монтаж кабелей производятся как в процессе производства, так и при строительстве и эксплуатации кабельных линий.
Монтаж подразделяется на постоянный (сварка волокна) и временный (разъемные соединители). Соединители оптических волокон, как правило, представляют собой арматуру, предназначенную для юстировки и фиксации соединяемых волокон, а также для механической защиты сростка.

Основными требованиями к соединителям являются:

• простота конструкции;
• малые переходные потери;
• устойчивость к внешним механическим и климатическим воздействиям;
• надежность;
• Дополнительно к разъемным соединителям предъявляется требование неизменности параметров при повторной стыковке.

Потери, вносимые соединением оптических волокон в тракт передачи кабеля, делятся на внешние и внутренние .

Внешними

называются потери, связанные с особенностями метода соединения, в том числе с подготовкой концов волоконных световодов, и включающие в себя поперечное смещение сердцевины, разнесение торцов, наклон осей, угол наклона торца волокна, френелевские отражения.

Внутренними

называются потери, связанные со свойствами самого оптического волокна и обусловленные, например, вариациями диаметра сердцевины, числовой апертуры, профиля показателя преломления, нециркулярностью сердцевины, неконцентричностью сердцевины и оболочки.

Методы стыковки оптического кабеля

Способы прокладки оптических кабелей мало нового сообщат традиционным, методика стыковки иная. Главным требованием здесь является отсутствие механических повреждений. Если волокно поцарапать, часть энергии будет теряться. Качество соединения характеризуется величиной потерь в дБ. Достигнувший цифры 0,4 дБ стык считается браком. Хорошее сварное соединение обеспечит показатель 0,01 дБ. Чтобы выдержать жесткие требования, выпускается специальное оборудование производства работ. Сегодня получили распространение следующие способы соединения оптических кабелей, монтажа разъемов.

Сварка

Является самым простым способом, подвластны любые типы оптического кабеля. Параметры которых забиты в программный модуль аппарата. Посещая меню, техник выбирает нужный тип. Процедура схожая.

Сварка кабеля

Для начала найдем гильзу (КДЗС) на волоконно-оптический кабель соответствующей толщины. Изоляция зачищается на пару-тройку сантиметров. Кевларовая оплетка снимается (если имеется). После жила обжигается сварочным аппаратом специальным захватом. Необходимо, чтобы избавиться окончательно от изоляции. Конец обрезается (обламывается) резаком (конструктивно входит в состав сварочного аппарата). Помогает сечению стать идеально гладким. Поочередно обрабатываются оба конца, на один наденем термоусадочную гильзу.

Процесс сварки занимает считаные секунды, для контроля качества аппарат может транслировать видео (не нравится – переделайте). На дисплее появляется значение потерь соединения в дБ. Сотые доли.

Механические соединения

Обладают достоинством: разбираются н-ное количество раз. Для исполнения работ приобретается специальная муфта, без инструмента трудно обойтись: придется зачистить изоляцию на указанное расстояние (десятки мм). После кончики ровно срезаются при помощи приспособления, напоминающего стеклорез. Концы заводятся в муфту, зажимаются. Монтаж считается оконченным. Одну муфту используем для волоконно-оптических жил разного диаметра, применяя специальные переходные вкладыши. Немного меняется мелочами процесс подготовки.

Коннекторы

На входе распределительных коробок, при подключении оборудования пользователей чаще используют коннекторы. Специальные разъемы демонстрируют большие потери, позволяя бесчисленное количество раз изменять коммутацию. У каждой фирмы собственные технологии. Гиганет разработана инструкция, комплектующая специализированные инструменты.

• Зачистка кабеля – искусство. На указанную длину снимаются внешняя изоляция, оплетка, зачищается внутренний слой (до жилы).

В последнем случае действовать нужно аккуратно, освобождая стекло от излишков материала сантиметрами. Важно не сломать жилу, не отколоть. Малейшая царапина увеличивает потери через стенки. Обломки стекла легко занозят кожу.

• Зачистка окончена, пора одевать изоляторы, корпус разъема. Центральная жила заведомо протаскивается с большим запасом.
• Разъем зальем компаундом, идущим в комплекте, пока через центральное отверстие не проклюнется маленькая капелька. Важно не перестараться, не объединить внешний, внутренний круги коаксиала.
• Несущее стекловолокно смазывается отвердителем. Стыковка производится быстро, чтобы смесь не успела схватиться.
• После стеклорезом (продается фирмой Гиганет) жила надрезается, обламывается с небольшим запасом.
• Начинается процесс шлифовки шкуркой малой крупности. Для контроля качества послужит микроскоп. Если обнаружен скол ниже поверхности контакта разъема, работу остается начать сначала. Шлифовка ведется, пока поверхность не станет идеально ровной.
• Затем следуют доводочные процедуры, изделие можно применять.

Внутренние потери

Внутренние потери являются следствием соединения двух неодинаковых оптических волокон, обладающих в основном различными диаметрами и числовой апертурой.

При прямом распространении света (слева направо) потери на стыке равны нулю, при обратном направлении распространения света часть периферийных лучей переходит в оболочку оптического волокна с меньшим диаметром и теряется.

В одномодовых волоконных световодах внутренние потери не зависят от направления передачи и определяются только несоответствием диаметров поля моды сопрягаемых оптических волокон.

Возможным источником потерь является также
неконцентрическое размещение сердцевины внутри светоотражающей оболочки. То есть сердцевина оптического волокна смещена относительно центральной точки оптического волокна. Также дополнительные потери в оптическом волокне может вносить неидеальная форма поперечного сечения оптического волокна в кабеле .
Также внутренние потери могут быть обусловлены неравенством диаметров оболочек оптического волокна. Что может сказаться при механическом соединении оптических волокон.

Внутренние потери, обусловленные: а — неконцентричностю; б — эллиптичностью формы сердцевин.

Внутренние потери, обусловленные неравенством диаметров оболочек

Монтаж оптического кабеля

Эффективность работы любого современного офиса зависит от налаженной телефонной связи. С этой целью в офисах устанавливаются мини АТС или подключают высокоскоростной интернет.

Для осуществления этого требуется проложить оптоволоконный кабель, с помощью которого осуществляется разведение локальной сети и интернета высокой скорости.

ВОЛС представляет собой способ передачи информации по диэлектрическим оптическим волокнам, которые можно отличить по области использования и назначению.

Оптический кабель может быть использован для внутренней, внешней и универсальной прокладки. Также из него производятся оптические патчкорды, представляющие собой отрезок кабеля, оконцованный с двух сторон коннекторами. Они незаменимы при устройстве СКС. Среди популярных отрезков особое место занимает патчкорд fc.

Установка ВОЛС является одним из самых важных этапов создания сети, основанной на оптике. Монтаж оптического кабеля

может осуществляться двумя способами:

• с помощью сварки;
• механическим сращиванием волокон внутри сплайс пластины.

Чтобы выбрать тот или иной способ, необходимо учитывать абсолютно все факторы и условия, в которых планируется произвести прокладку кабеля. В первом случае используется сварочный аппарат ВОЛС.

Важно! От того насколько качественно будет выполнена установка оптического кабеля, будет зависеть скорость ВОЛС, а также эффективность работы сети в целом. Именно по этой причине все установочные работы должны производиться высококвалифицированными специалистами, которые обладают большим опытом работы по устройству ВОЛС.

Особенности прокладки оптоволоконного кабеля

Передача данных в ВОЛС производится посредством видеосветовых импульсов. В качестве среды передачи выступает оптический кабель. Разные изделия предназначаются, как правило, для прокладки в средах, которые отличаются друг от друга. На выбор конкретной марки оптического кабеля оказывает влияние условия, в которых происходит прокладка ВОЛС.

На успешность выполнения работы влияет грамотный выбор технического решения, а также способ монтажа в каждом конкретном случае. Найти верное решение в любой ситуации, которая может возникнуть в процессе работы, помогут монтажники, обладающие большим опытом работы, и современное оборудование. Это особенно актуально в тех случаях, когда работы проводятся в городских условиях. Так как здесь приходится прокладывать оптический кабель, обходя огромное количество техногенных объектов и всевозможных ограничений, выдвигаемых в целях обеспечения безопасности.

Классические способы монтажа

На сегодняшний день известно несколько способов прокладки оптического кабеля:

• поддерживающий;
• натяжной;
• комбинированный.

Первый способ осуществляется с помощью поддерживающих зажимов, которые предназначены для участков, где оптический кабель проходит строго по прямой линии. Допустимый угол поворота при применении таких зажимов составляет 10-20 градусов. Сегодня можно встретить огромное количество различных зажимов отечественного и зарубежного производства. Предназначены они для поддерживающей установки самонесущих и восьмиобразных кабелей в шкаф антивандальный настенный.

Второй способ установки кабеля заключается в использовании натяжных зажимов, применяемые для более жесткого крепления. Их можно использовать на поворотных, ответвительных и концевых участках. Помимо этого возможно их использование по всей трассе. Это их и отличает от поддерживающих зажимов.

Установка оптического кабеля комбинированным способом чаще всего осуществляется с использование зажимов ППО и SC30\34. Суть данного метода заключается в чередовании двух первых зажимов, анкерных и поддерживающих. Это значительно увеличивает надежность линии и способствует сокращению издержек на строительство и дальнейшую эксплуатацию. Идеальное соотношение – это четыре поддерживающих к одному анкерному зажиму.

Внешние потери

Внешние потери обуславливаются четырьмя основными причинами:

• радиальным смещением оптических волокон;
• угловым смещением;
• осевым смещением;
• качеством торцов.

Оптическое волокно в соединителе должно размещаться вдоль его центральной оси. Если центральная ось одного волокна не совпадает с такой осью другого, то неизбежно появляются потери за счет радиального смещения . Также, если соединение двух оптических волокон разделено небольшим зазором (осевое смещение), то оптическое волокно становится подверженным дополнительному виду потер.. Который обусловлен действием френелевского отражения, которое связано с разницей показателей преломления волокон и среды в зазоре (обычно воздуха).

Френелевское отражение: а — при отсутствии воздушного зазора; б — при наличии воздушного зазора.

Отражение на границе раздела двух сред характеризует я параметром R, который представляет собой отношение мощности отраженной волны к мощности входной волны.

Также сколы обработанных оптических волокон должны быть перпендикулярны осям волокон и параллельны друг другу при соединении. Потери, связанные с угловым рассогласованием ориентации оптических волокон относительно друг друга ( угловое смещение ), приведены на рисунке. Уровень потерь в этом случае также определяется величиной числовой апертуры NA.

Потери при угловом смещении

Прокладка оптического кабеля в грунт

При монтаже и эксплуатации волоконно-оптического кабеля в грунте он испытывает ряд воздействий, которые необходимо минимизировать, чтобы избежать повреждений изделия. Их можно условно разделить на 2 группы:

1. Монтажные

— влияют на волоконно-оптический кабель единоразово при прокладке изделия в грунт. К монтажным воздействиям относятся:

• волочение по абразивной поверхности и истирание;
• нагрузки на растяжение (например, нельзя сматывать кабель с барабана тяжением) и раздавливание (как правило, после устранения сдавливающего фактора нарушение показателей затухания восстанавливается);
• кручение и динамическое изгибание, в т.ч. при низких температурах;
• удар и вибронагрузки;

Таблица правил применения оптических кабелей связи

2. Эксплуатационные

— действуют в течение всего срока службы кабеля (25-30 лет). Их влияние должно нивелироваться конструктивными особенностями кабелей (минимальные требования установлены приказом Минсвязи РФ №47 от 19.04.200г):

• растягивающие и раздавливающие воздействия могут появляться при функционировании оптического кабеля в сыпучих и горных грунтах, сейсмически-активной местности, вечной мерзлоте (критическая температура — 0 С) или же под поверхностями с большим дорожным траффиком;
• высокие и низкие температуры, их перепады;
• влага, проникающая внутрь оптического кабеля в продольной и радиальной плоскости;
• электромагнитные воздействия, которые возникают при КЗ (+избыточный нагрев) и от наведенных электротоков расположенного вблизи оборудования на металлические составляющие кабельных изделий.

С более подробной информацией можно ознакомиться в видео:

Выбор способа прокладки ВОЛС в грунт зависит от результатов проведенных исследований, типов грунтов, оценки помех и рисков, других факторов. Как правило, для сложных и протяженных кабельных трасс используют несколько методов монтажа:

• траншейный — волоконно-оптический кабель укладывается в вырытую и подготовленную траншею;
• механизированный — кабелеукладчик или ГНБ, приспособления для горизонтального направленного бурения. Данный способ обеспечивает высокую скорость прокладки;
• взрывные работы — проводятся при наличии скалистых участков.

Глубина прокладки оптического кабеля зависит от разновидности грунта и обычно составляет около 1,2 м. Обход коммуникаций, встречающихся на маршруте, к примеру, ж/д и автомобильных переездов, водных преград, трубопроводов, ЛЭП и других, осуществляется при помощи ГНБ с применением специальных полимерных труб.