Лекция по "Радиоэлектронике"

 

 

 

 

 

 

 

Дәріс №3.

Оптикалық кабельдер.

Оптикалық кабель қорғаушы бетінің үстіне қойылған жалпы қабықпен жабылған құрамында оптикалық  талшықтардың қатары бар кабельді бұйымдар.

Оптикалық кабельдер  мақстаы бойынша 4 топқа бөлінеді:

• қалааралық;
• қалалық;
• объектілік;
• су астындағы

Бөлек топқа  монтажды оптикалық кабельдерді  бөледі.

Қалааралық  кабельдер едәуір қашықтықта ақпараттың үлкен ағымын беру үшін белгіленген. Оларда  кіші басылуы мен дисперсиясы, үлкен ақпараттық-рұқсатамалық қабілеттілігі болуы керек. Елдің аймақтық орталықтары арсында байланысты қастамасыз ететін  магистральды және аймақтық орталықтарды аудандармен байланыстыратын зоналық болып бөлінеді.

Қалалық байланыстың  кабельдері байланыс тораптары мен  қалалық АТС арасында байланыстыратын  желі негізінде қолданылады. Олар қысқа  қашықтыққа (5...10 км) және каналдарың үлкен  санына негізделген.

     Объектілік кабельдер объекті ішіндегі байланысты ұйымдастыру үшін қолданылады. Оларға мекемелік байланыс, локальді есептеу желісі, кабельді теледидардың ішкі желісі және қозғаушы объектілердің борттық ақпараттық жүйесі жатады.

      Су астындағы кабельдер үлкен сулы кедергілер арқылы байланысты ұйымдастыру үшін арналған. Оларда жоғарғы механикалық төзімділік және сенімді ылғалға төзімді беті болуы керек. Су астындағы байланыс үшін кіші басылуы және регерационды учаскілердің үлкен ұзындығы болу қажет.

Монтажды оптикалық кабельдер аппаратураның ішкі және блокаралық монтаж үшін незігделген.

      Оптикалық кабельдің физикалық-механикалық  сипаттамасына қойылатын негізгі  талаптар:

• жарылуға жоғары төзімділік;
• ылғалды өткізгіштігі;
• жеткіліктік буферлік қорғау;
• температуралардың жұмыс ауқымында жылуға шыдамдылығы (-40...+50°С);
• нақты жолдар бойынша аралық қабаттың мүмкіндігі және икемділігі;
• радиациалық беріктілігі;
• химиялық және екпінді беріктілік ;
• монтаж бен аралық қабаттың қарапайымдылығы;
• 20 жыл ішінде сенімді жұмыс.

Оптикалық кабельдерің  құрамында талшықтардан басқа:

• Жарылуға өзіне бойлық жүктемені қабылдайтын күш беретін (нығайтатын) элементтер;
• Тұтас пластмассалық желілер түріндегі толтырушылар; 
• Сыртқы механикалық әсер ету кезінде кабельдің төзімділігін жоғарлататын    арматуралау элементтері;
• Сыртқы мехпникалық әсер ету, зиянды заттардың буы мен ылғалдың өтуінен қорғайтын сыртқы демпферлік және қорғаушы қабаты.

Құрылымның 4 тобы кең таралған:

• еркін трубкасы бар кабельдер;
• талшықтардың еркін шоғыры бар кабельдер;
• пішіндеу өзектері бар кабельдер;
• таспа түріндегі кабельдер.

  Siecor корпорациясының еркін трубкасы бар кабельдің үлгісі сурет 1 көрсетілген.

 

Центральный элемент 

(стальная проволока с полиэтиленовым

 покрытием)

 Буферная трубка 

Связывающая лента

Аcрамидовые нити

Полиэтиленовое покрытие

Заполнитель

 

Сурет 1

Нейлоннан жасалған буферлік трубканың ішінде аралық қабаттың болуы кезінде кабельдің созылу өлшемі бойынша ауысатын 12 оптикалық  талшық орналасқан. Трубканы сәйкестердіру  үшін түрлі боялары бар. Ылғалдың түсуін болдырмау үшін трубканы гель тәрізді құрамымен толтырады.

Орталық күш  элементі болат сымы  немесе полиэтиленді немесе полиуретанды қабатындағы шыны шыбығы болып табылады. Механикалық  төзімділігін жоғарлату үшін қайталама  қорғаушы бетіне арамидтік жіптерді қосады. Кабельдің ішкі кеңістігін гелді құрамымен толықтырады. Талшықтардың жалпы саны- 144.

AT&T компаниясының талшықтарының  еркін шоғыры бар кабельдерінің  үлгісі сурет 2 көрсетілген.

Полиэтиленовое  покрытие

Вытяжной трос

Проволочный силовой элемент

Трубка сердечника Заполнитель  Пучки стекловолокон Гидрофобная  лента Гофрированная сталь с  покрытием

Сурет 2

Кабельде λ=1,55мкм-0,23 дБ/км толқын ұзындығында, ал λ=1,31 мкм-0,35 дБ/км толқын ұзындығында өшу мөлшерін қамтамсыз ететін әрбіреуінде 3-тен 8 дейінгі топта 6...12 бір модтық шыны талшықтары орналасады. Әрбір топ тиісті түсті маркирленген жібімен оралған. Өзектің трубкасы гель тәрізді құрамымен толтырылған полимерден жасалынады.

Оптикалық талшықтардың ұзындығы кабельдің ұзындығынан үлкен, сондықтан кабельді тарту езінде еркін ауысады. Күш элементтері қайталама қорғаушы бетінде орналасқан және қалыңдығы  0,15 мм металдық болат лентасы болып табылады. Кабельдің қайталама беті AT&T компаниясының желім заттарымен жабылған кеңірдектенген болат лентасы мен гидрофобтық ылғалды өткізбеушілік лентасынан тұратын арнайы жарық су беті болып табылады. Желімді беті болатты сыртқы полиэтиленді қабатқа сенімді бекітеді және кабельдің металдық құрылымын коррозиядан сақтайды. Созылатын арқандар қорғаушы беттті жою үшін қажет. Сонымен қатар болат ленталары жоқ диэлектрикалық нұсқалары бар. 96- шы талшықты кабельдің сыртқы диаметрі 15 мм,  1 км  кабельдің салмағы -223 кг.

Сурет 3-те пішіндеу өзегі бар кабель келтірілген.

Құрылымда геликоид бойынша үстінде орналасқан ойықтары бар полимерден жасалынған пішінді өзектер жайғасқан диэлектрикалық немесе орталық болатты күш беретін элементі бар. Ойықтардың  саны 6-18 дейін құрайды.Әрбір ойықтың ішіне әр түрлі жіптермен маркирленген 12 талшыққа дейін енгізуге болады. Гибридті кабельдерде ойықтардың біреуіне мыс жұптарын орналастырады. Ойыққа салғаннан кейін талшықтарды түрлі түсті жіптермен біріктіреді және гель тәрізді құрамымен жабады. Өзектің үстіне полиэтиленнен жасалынған байланыстырушы таспаны салады. Қайталама қорғаушы беті желім заттарымен жабылған және басуы бар қалыңдығы 0,15 мм кеңірдектенген болатты лентасымен оралған, сонымен қатар қалыңдығы 1,6 мм полиэтиленді қабатынан тұрады.

Пішіндеу өзегі  бар кабельдер Northrn Telecom, Alcatel және тағы басқа компанияларымен шығарылады және 144 дейінгі талшықтары бар.

AT&T компаниясының  таспалық кабелінің үлгісі сурет  4-те келтірілген.

Полиэтиленовое покрытие Вытяжной трос Проволочный силовой элемент

Трубка сердечника 
Заполнитель \Ленты из стекловолок Гидрофобная лента Гофрированная сталь с покрытием

Сурет 4

Ленталық кабельдің  негізін өзгеше «сэндвич» құрайтын шыны талшықтарынан тұратын бір-бірімен  байланысқан ленталар құрайды. Әрбір  лентада 12 оптикалық талшықтар орналасқан. Талшықтардың жалпы саны 216.

AT&T компаниясымен  су астында аралық қабаты үшін  арнайы мұхиттық кабель жасалынған. Сурет 5-те бұл кабельдің алты  талшықты түрі көрсетілген. Кейде  12-ге дейінгі бір модтық талшықтары  болуы мүмкін.

Полиэтилен Медь

Стальная проволока Нейлон

Волокно

Эластомер

Сурет 5

Орталық болатты  өзек өндірісі кезінде өзектің беріктілігін қамтамасыз етеді және негізі болып  табылады. Сымның үстіне 6 бір модтық шыны талшықтары орналасқан шиыршық  сым бойынша еріген түріндегі  эластомер салынады Эластомердің екінші қабаты талшықтарды толығымен жабады және бірінші қабатымен ериді. Бұл құрылымның үстіне нейлонның қабаты салынады. Қайталама қорғаушы беттің негізі кабельдің өзекк қатысты шиыршық сым бойынша орналасқан 24 болатты сымдар болып саналады. Сымдардың   арасындағы кеңістік гидрофобтық толтырушымен құйылады. болат сымдардың үстіне су астындағы регенератордың дистанциялық қорегін ұйымдастыру үшін қызмет ететін балқыған тігісі бар мысгерметикалық лентасы салынады. Мыс лентасының үстіне желім заттары мен полиэтиленнің қалың қабаты жағылады. Кабельдің сыртқы диаметрі 21мм құрайды.

Ресейде шығарылатын  оптикалық кабельдер жер асты өзегінің жағдайына сәйкес 4 түрі бар:

1 түрі: су кедергілері,  батпақ және мәңгі тоң аудандарда  өзек үшін 80 кН аспайтын мүмкін  созылатын күш салу.

2 түрі: механикалық бұзылу қауіпі бар болу кезінде ауыр топырақ және тасты жерлерінде өзек үшін 20 кН аспайтын мүмкін созылатын күш салу.

3 түрі: қиырщық  тасты, құмды, топырақ жері  мен ауыр сазды жерлерде өзек  үшін 7 кН аспайтын мүмкін созылатын  күш салу.

4 түрі: кабелді канал жүргізу және қорғаушы платмассалық құбырларда өзек үшін 2,7 кН аспайтын мүмкін созылатын күш салу.