Проектирование оптической транспортной сети между Кашкадарьинской и Сырдарьинской областями

Броневые покрытия. Броневые покрытия обычно используются для защиты подземных оптических кабелей от давления, создаваемого их закапыванием в землю. Броневые покрытия обычно изготавливаются из стальной проволоки, но в последнее время для покрытия брони используются пластиковые ленты из тонкой стальной проволочной сетки и ткани из арамидной пряжи или армирующих стекловолокон. Броневое покрытие подводных кабелей выполняется из двух слоев броневого покрытия из стальной оцинкованной проволоки или проволоки из нержавеющей стали.
Гидрофобные наполнители. При прокладке оптических кабелей на открытом воздухе используются гидрофобные наполнители для защиты оптических волокон от попадания воды. Один из способов защиты - использование гидрофобных наполнителей в виде желе или геля. Обычно такой состав вводят в жилу кабеля под давлением при температуре 65… 70 ° С.
Набухающий порошок, ленты или нити с мокрым прикосновением используются для предотвращения попадания воды в сердечник кабеля. Когда порошок вводится в сердечник кабеля, лента и нити наматываются на элемент, состоящий из оптических волокон, или на сердечник кабеля. Обернутые защитные устройства набухают до своего полного размера от влажного прикосновения и заполняют всю полость оптического кабеля, предотвращая попадание воды или влаги.

8. 
   Конструкции оптических кабелей используются в разных местах.
   

Конструктивная конструкция оптического кабеля должна учитывать условия прокладки и эксплуатации кабелей.

Подземные кабели. При прокладке современных оптических кабелей кабель прокладывается с помощью кабелей или в готовых траншеях, не требующих защиты кабеля от любых нагрузок. Однако в рабочих условиях оптический кабель вдавливается в заглубленный грунт вертикально. Кроме того, если оптический кабель проложен под дорогой, по которой движется автомобиль, то давление движущегося транспортного средства дополнительно давит на проложенный кабель.
В свою очередь, изменение температуры окружающей среды вокруг оптического кабеля вызывает механические эффекты. На оптический кабель воздействует внешняя сила из-за линейного расширения земли при разных температурах, что создает внутреннее напряжение из-за неоднородности поперечной структуры самого кабеля.
Оптический кабель также подвергается воздействию различных химически агрессивных соединений и влаги в почве, что является основным фактором, ограничивающим срок службы и долговечность оптического кабеля.
Рассматриваемые условия эксплуатации определяют структурную структуру оптических кабелей, проложенных под землей, а именно: удобное размещение оптического волокна герметично закрывается путем заполнения оптического волокна спиральными сердечниками или модулями с использованием гирофобных соединений или других защитных покрытий и тканевого или броневого покрытия. дана структурная структура применяемого подземного оптического кабеля. Многие конструктивные элементы кабеля могут быть без металлических элементов.

Рисунок 6.4. Площадь сечения подземного оптического кабеля:
1-центральный армирующий элемент; 2- оптическое волокно; 3-оптический модуль; 4-защитных кожуха; 5-гидрофобное соединение; 6-бронежилетов; 7-внешняя оболочка.
Оптические кабели, проложенные в кабельных коллекторах, коллекторах и трубах. При прокладке оптических кабелей в телефонном кабельном канале прокладываемый кабель подвергается удлинению, изгибу и поперечному сжатию. Длина кабеля также формируется в основном из-за трения оптического кабеля о стенки укладываемой трубы. Изгибы и поперечные сжатия вызываются прокладкой оптического кабеля по прямым и скрученным точкам канализации, а также использованием направляющих блоков и роликов в процессе прокладки кабеля.
В процессе эксплуатации оптический кабель, как и подземные кабели, подвергается нагреву и, в свою очередь, вызывает внутреннее напряжение. Однако из-за линейного расширения оптического кабеля внешние силы будут несколько меньше. Потому что прокладываемый кабель удобно лежит внутри трубы.
При прокладке оптического кабеля в канализации, коллекторах и трубопроводах телефонного кабеля одной из основных деталей в конструкции оптического кабеля является допустимое растягивающее напряжение. Кроме того, оптический кабель должен быть устойчивым к изгибу, так как при прокладке и установке кабель будет наматываться 20…25 раз, и, наконец, оптический кабель должен быть защищен от различных вод, протекающих по внутренней части канализации. На рисунке 6.5 показана структурная структура оптического кабеля, принадлежащего к этой группе.

Рисунок 6.5. Площадь сечения оптического кабеля, проложенного в трубах:
1-центральный армирующий элемент; 2- оптическое волокно; 3- оптический модуль; 4-гидрофобное соединение; 5-внешняя оболочка.

В структурной структуре этого типа оптического кабеля оптические волокна легко помещаются между полимерными трубками или пластиковыми прокладками. Если кабель герметизировать с помощью гидрофобных составов или других защитных устройств, его арматура и крепеж могут достичь необходимой прочности и предела прочности на разрыв 1500… 4000 Н по допустимому радиусу изгиба и удлинению. Для защиты кабелей от грызунов используются проволочные обмотки или гофрированная стальная лента.

Подводные оптические кабели. Это один из самых сложных оптических кабелей с точки зрения конструктивной структуры (рис. 6.6).

Рисунок 6.6. Поверхность сечения подводного кабеля: 1 центральный армирующий элемент; 2- оптическое волокно; 3- оптический модуль; 4-металлическая трубка; 5 защитный кожух; 6 внутренних броневых крышек; 7 промежуточная оболочка; 8 внешней брони; 9-гидрофобное соединение; 10 внешняя оболочка.

Этот тип оптического кабеля используется в системах передачи большой длины и очень большой глубины (например, в Атлантическом океане). Кроме того, подводные кабели используются на малых водных путях (реки, каналы, водохранилища).

Конструктивная конструкция подводного оптического кабеля зависит от его расположения. Глубокие подводные оптические кабели защищены от высокого гидростатического давления, а оптические кабели, проложенные на мелководье, защищены от различных повреждений и якорей. Конструкции подводного оптического кабеля упрочняются при механических нагрузках в кабельном производстве и считаются гибкими. Благодаря высокой гибкости подводных кабелей, помимо изгиба и изгиба их на необходимую глубину, они могут выдерживать очень большие механические нагрузки, а при необходимости их можно ремонтировать под водой, кроме того, кабель не должен ломаться под собственным весом. Оптические волокна очень чувствительны к воздействию морской воды, поэтому были приняты очень эффективные защитные меры в структурной структуре подводных оптических кабелей. Кроме того, внутренние полости таких кабелей заполнены гидрофобным составом, а сердечник кабеля помещается внутри медной или алюминиевой трубки, которая также используется для одновременной передачи электроэнергии на расстоянии. Второй провод цепи передачи энергии действует как провод для морской воды или внутренний провод.
Броневое покрытие из двухслойной стальной проволоки значительно повышает его устойчивость к действию статических и динамических нагрузок, падающих на оптический кабель. Так как провода в слоях намотки броневого покрытия скручены в противоположном направлении, кабель теряет свою способность к скручиванию и предотвращает образование узлов в кабеле намотки. Наружная оболочка подводного оптического кабеля выполнена из высокопрочного полиэтилена черного цвета, и такой полиэтилен увеличивает устойчивость к ультрафиолетовому излучению.
Подвесные тросы. Если мы сравним оптические кабели, рассмотренные выше, с воздушными оптическими кабелями, то время строительства может быть несколько сокращено при использовании воздушных кабелей для строительства магистральных, региональных и местных волоконно-оптических систем передачи. Использование воздушных кабелей решает такие проблемы, как выделение земли на кабельной трассе, что позволяет использовать любой кабель в зданиях и городской инфраструктуре, особенно при использовании воздушных кабелей вместо воздушных при реконструкции городских телефонных сетей.
Поскольку оптические кабели работают в очень широком диапазоне температур, а подвесные кабели испытывают ветровые и ледовые нагрузки, используется метод размещения оптических волокон.
Подвесные оптические кабели можно разделить на самонесущие, крепежные, перекрывающиеся и закладные. Самонесущие оптические кабели (рис. 6.7) можно навешивать на различные типы проводов, в том числе на провода линий электропередачи и контактных линий электрифицированных железных дорог, кроме того, такие кабели выполняют роль армирующих элементов (удерживающих канатов) или крепежных элементов. силы, действующие на внешней стороне поперечной поверхности между сердечником кабеля и оболочкой, распределяются равномерно. Центральный армирующий элемент и канат изготовлены из стеклопластикового сердечника, стальной проволоки или связки пластиковых нитей, таких как кевлар, терлон, тварон, которые обладают очень высокой прочностью.
Внутри оптических кабелей нет металлических элементов, которые прикрыты крепежной жилой. Зазор в сердечнике кабеля, особенно в модульной конструкции, защищен центральным усиливающим элементом и упрочняющим элементом вдоль внешних поверхностей оптического кабеля. Если крепежные оптические кабели крепятся к фазному проводу или к грозозащитному кабелю или удерживающему кабелю линии электропередачи с помощью специальных зажимов или диэлектрической ленты и шнуров, покрытые кабели должны быть намотаны вокруг удерживающего провода.

Рисунок 6.7. Поверхность среза самонесущих оптических кабелей: 1-удерживающий кабель; 2 центральных армирующих элемента; 3- оптическое волокно; 4- оптический модуль; 5 защитный кожух; 6-гидрофобное соединение; 7 внешняя защитная оболочка; 8 упрочняющий элемент.

Рисунок 6.8. Внешний вид крепления (а) и оболочки оптических кабелей (б): 1-удерживающий кабель (провод); 2-оптический кабель; Застежка 3 (шнур, лента)

Согласно мировой статистике, перекрывающиеся оптические кабели составляют 80-90% воздушных кабелей, используемых в магистральных и региональных волоконно-оптических системах передачи. Хотя их структурная структура различна, в целом их можно разделить на две группы элементов:

- элементы жилы оптического кабеля;
- специальные элементы в конструкции грозозащитного кабеля.
Модульная структура сердечника оптического кабеля может быть многомодульной или одномодульной. Обычно это оптические модули, упомянутые выше, в которых трубки, которые действуют как модули, в виде исключения, сделаны из металла или пластика.
Специальные элементы, используемые в конструкции кабеля молниезащиты, состоят из двух внешних металлических слоев - проводов из алюминия и его сплавов с высокой удельной проводимостью и стальных проводов с внутренним покрытием с высокой механической прочностью, обычно внешний слой действует как молниеотвод. В некоторых случаях, помимо этого, между слоями помещается сплошная алюминиевая оболочка, а функцию внутреннего слоя выполняет броня круглого сечения.
Прокладка оптических кабелей в полевых условиях. Прокладываемые в полевых условиях оптические кабели в рабочих условиях подвергаются различным механическим и термическим воздействиям. Это особенно верно для процессов многократной намотки и перемотки, при которых оптические кабели можно вращать, поперечно сжимать, подвергать воздействию солнечного света и иметь широкий диапазон температур от -60… + 80 ° C. В оптических кабелях, проложенных в полевых условиях, предел прочности на разрыв составляет около 2500… 3000 Н на длинах до 10 км. Кроме того, оптические кабели, проложенные в полевых условиях, должны иметь минимальные габариты и вес. Все эти типы эффектов приводят к жестким требованиям к конструкции кабеля и материалам, из которых производится кабельное производство. Оптические кабели, используемые в полевых условиях (рисунок 6.9), обычно не содержат металлических элементов.

Рисунок 6.9. Оптический кабель, применяемый в полевых условиях: 1-центральный усилительный элемент; 2- оптическое волокно; 3- оптический модуль; 4 крепежных корпуса; 5-гидрофобное соединение; 6- прочные крепежные нити; 7 внешняя оболочка.
Если мы посмотрим на эту картинку, то в пространстве в центре жилы кабеля между жилами помещается металлический армирующий элемент или очень прочный кевлар, терлон, тварон, между тонкими сердечниками из ткани сердечника из пластика. В пространстве оболочки жилы кабеля дополнительно размещаются крепежные детали в виде слоя нитей, состоящих из кевларовых или стеклопластиковых лент. Такое сочетание усиливающего элемента и крепежных элементов приводит к гораздо большему сопротивлению разрушающим и растягивающим нагрузкам оптического кабеля. Чтобы защитить внешнюю оболочку оптического кабеля от ультрафиолетового излучения, внешняя оболочка оптического кабеля изготовлена из смеси черного углерода.
Внутренние (станционные) оптические кабели. Оптические кабели внутренней прокладки используются для создания различных типов сетей передачи данных. Этот тип оптического кабеля прокладывается в закрытых помещениях, от движущихся металлических предметов, а также при применении электронных вычислительных технологий для подключения к оборудованию.
Условия эксплуатации этого типа оптических кабелей требуют неметаллических элементов в конструктивной структуре кабеля, без гидрофобных наполнителей, прокладки в узких пространствах и простой установки, а внешняя оболочка таких оптических кабелей должна быть изготовлена ​​из негорючего материала.
Поскольку этот тип оптического кабеля широко используется, геометрические размеры оптического кабеля должны быть минимальными, пока оптические волокна плотно упакованы. Одна сторона оптического кабеля (рис. 6.11) состоит из оптического волокна с первичной и вторичной защитными оболочками, армирующего элемента, состоящего из прочной проволоки типа кевлара и пластиковой внешней оболочки.

Рисунок 6.10. Структура внутреннего оптического кабеля: 1 оптоволокно; 2 первичное и вторичное защитное покрытие; 3 дополнительных элемента; 4 внешней оболочки.
Двухволоконный оптический кабель с внутренним сердечником состоит из двух одножильных оптических кабелей (рис. 6.11), в которых волокна обычно размещаются внутри тонкого соединителя или внешней оболочки. Многоволоконный оптический кабель состоит из жилы в оболочке. (См. Рисунок 6.10).

Рисунок 6.11. Структура двухволоконного оптического кабеля: 1-оптическое волокно с первичным и вторичным защитным покрытием; 2 дополнительных элемента; 3 внешней оболочки.

Размещение оптического волокна в двухволоконном оптическом диапазоне или в структурной конфигурации соответствующей жилы кабеля может быть полностью плотным без промежутков. При выборе конструктивных элементов, отличных от оптических волокон, в полностью плотном состоянии кабель следует взаимно компенсировать линейное расширение температурного коэффициента.

Модульная структура сердечника использовалась для размещения волокон в волоконно-оптических кабелях, проложенных в пожароопасных помещениях. Кроме того, в конструктивную структуру кабеля дополнительно входят тонкая полоска и стеклопластиковая оболочка.
Наружная оболочка оптического кабеля изготовлена ​​из термопластичного полимерного материала, не содержащего галогенов, который горит медленно и экономно.