Оптоволоконный кабель: почему он вытесняет медь

Оптоволоконные линии связи давно перестали быть атрибутом только магистральных сетей операторов. Сегодня прокладка оптоволоконного кабеля выполняется в бизнес-центрах, на промышленных предприятиях, в жилых комплексах и даже в частных домах. Причина проста: оптика обеспечивает скорости от 1 до 400 Гбит/с на расстояниях до 80 км без активного усиления, не подвержена электромагнитным помехам и обладает запасом пропускной способности на десятилетия вперёд. Компании, которые занимаются монтаж скс лвс, всё чаще сталкиваются с запросами именно на оптику, а не на витую пару.

Медный кабель категории Cat 6A работает на дистанции до 100 м при скорости 10 Гбит/с. Одномодовое оптоволокно передаёт 100 Гбит/с на 10 км. Разница в возможностях определяет выбор: если расстояние между зданиями превышает 90 м, прокладка оптики — единственный разумный вариант. Внутри здания оптоволокно прокладывают на магистральных участках между этажами и серверными, а медь оставляют для горизонтальных линий до рабочих мест.

Типы оптоволоконного кабеля для разных условий

Выбор кабеля определяется условиями прокладки. Универсального решения не существует: кабель для подземной канализации не подходит для подвеса на опорах, а внутренний распределительный кабель нельзя закапывать в грунт.

Кабель для наружной прокладки

• Кабель в канализацию (типа ДПС, ДПО). Модульная конструкция с центральным силовым элементом. Оптические модули с волокнами заполнены гидрофобным гелем, защищающим от влаги. Наружная оболочка — полиэтилен. Выпускается в исполнениях от 4 до 288 волокон.
• Бронированный кабель для грунта (типа ДПЛ, ДПБ). Имеет стальную гофрированную броню или стальную проволочную броню поверх сердечника. Выдерживает давление грунта и механические нагрузки при укладке траншейным способом. Глубина укладки — от 0,7 до 1,2 м в зависимости от типа грунта.
• Кабель для подвеса (типа ОКГ, ОКСН). Содержит встроенный несущий трос или крепится к существующему тросу с помощью спиральных зажимов. Рассчитан на ветровые и гололёдные нагрузки. Стрела провеса рассчитывается для каждого пролёта отдельно.
• Самонесущий кабель типа ADSS. Не содержит металлических элементов, полностью диэлектрический. Применяется для подвеса на опорах ЛЭП, где недопустимо наличие металла из-за наведённого напряжения.

Кабель для внутренней прокладки

• Распределительный кабель (типа ИКВП, ОКВ). Плотный буферный слой вокруг каждого волокна (tight buffer). Оболочка из негорючего ПВХ или LSZH-компаунда. Применяется для разводки внутри зданий — между коммутационными шкафами и этажами.
• Внутриобъектовый кабель (типа ВО-П). Облегчённая конструкция для горизонтальных линий внутри помещений. Малый диаметр, высокая гибкость.
• Дроп-кабель (абонентский). 1-4 волокна, плоская или круглая конструкция. Используется для последней мили — подключения конечного абонента к распределительной муфте или шкафу.

Прокладка наружных трасс: способы и требования

Наружная прокладка кабеля ВОЛС делится на три основных метода. Каждый предъявляет свои требования к кабелю, оборудованию и квалификации бригады.

Прокладка в кабельной канализации

Самый распространённый способ в городской застройке. Кабель протягивается по существующим или вновь построенным подземным каналам из асбестоцементных, пластиковых или бетонных труб. Перед затяжкой канал проверяют на проходимость: через трубу протаскивают пробный цилиндр. Если канал забит — его прочищают или используют альтернативный маршрут.

Тяговое усилие при затяжке контролируется динамометром. Для стандартного кабеля с 48 волокнами максимальное тяговое усилие — 2,7 кН. Превышение приводит к растяжению волокон и росту затухания. При длинных участках (свыше 500 м) используют промежуточные протяжки или пневмозадувку — кабель подаётся сжатым воздухом по микротрубке.

Прокладка в грунте

Применяется там, где нет кабельной канализации — в пригородных зонах, на территориях предприятий, в коттеджных посёлках. Роется траншея глубиной 0,7-1,2 м, на дно укладывается песчаная подушка 10-15 см. Кабель укладывается змейкой с запасом 1-3% длины на температурные деформации грунта. Сверху — слой песка, затем сигнальная лента «Осторожно, кабель!» на глубине 40 см от поверхности.

Для бронированного кабеля допускается укладка без защитной трубы. Небронированный кабель обязательно помещают в полиэтиленовую трубу диаметром 32-40 мм. При пересечении автомобильных дорог и инженерных коммуникаций кабель проходит в защитной трубе, уложенной методом горизонтального направленного бурения (ГНБ).

Подвес на опорах

Используется вдоль ЛЭП, вдоль железных дорог, в сельской местности. Кабель крепится к несущему тросу или является самонесущим. Расстояние между опорами — от 40 до 120 м. На каждой опоре кабель фиксируется натяжным или поддерживающим зажимом. На углах трассы и на анкерных опорах устанавливают натяжные зажимы с компенсаторами температурных удлинений.

При проектировании подвеса рассчитывают стрелу провеса для трёх режимов: максимальная температура (+40 C), минимальная температура (-40 C) и гололёд с ветром. Натяжение кабеля не должно превышать 40% от его разрушающей нагрузки в нормальном режиме и 65% — в аварийном.

Прокладка внутренних трасс: от ввода до шкафа

Внутренняя прокладка оптоволокна начинается с ввода наружного кабеля в здание и заканчивается терминированием в коммутационном шкафу или оптической розетке.

Ввод кабеля в здание

Наружный кабель вводится через стену или через технический этаж. В месте ввода устанавливается проходная муфта или гермоввод, обеспечивающий защиту от влаги и грызунов. Наружный кабель не прокладывается внутри здания дальше 5-10 м от точки ввода — он сращивается с внутренним кабелем в муфте или на оптической панели.

Разводка по зданию

Внутренний оптический кабель прокладывается в кабельных лотках, коробах или за подвесным потолком. Минимальный радиус изгиба — 15 диаметров кабеля (для стандартного кабеля диаметром 7 мм это 105 мм). При прохождении через межэтажные перекрытия кабель помещают в несгораемую трубу, а зазоры заделывают огнестойким составом.

Запас кабеля оставляют в двух точках: у каждого коммутационного шкафа (3-5 м) и в промежуточных точках трассы (1-2 витка). Этот запас необходим для переразделки в случае повреждения или перемещения оборудования.

Терминирование

В коммутационном шкафу кабель заводится на оптическую кроссовую панель. Волокна разделываются и сращиваются с пигтейлами — короткими отрезками волокна с коннектором на конце. Сращивание выполняется сварочным аппаратом. Тип коннекторов выбирается под установленное оборудование: SC, LC, FC — каждый имеет свои особенности. LC — самый компактный, применяется в большинстве современных коммутаторов. SC — распространён в операторских сетях. FC — используется в измерительном оборудовании.

Контроль качества при прокладке ВОЛС

Качество прокладки проверяется на каждом этапе. Основные метрики — затухание в волокне и отсутствие механических повреждений.

Измерение затухания

После прокладки каждой секции измеряется затухание оптическим тестером (измеритель мощности + источник излучения). Норма затухания для одномодового волокна: 0,35 дБ/км на длине волны 1310 нм и 0,22 дБ/км на 1550 нм. Если измеренные значения выше — ищут причину: макроизгиб, повреждение при затяжке, заводской дефект.

Рефлектометрия

Оптический рефлектометр (OTDR) показывает картину волокна на всём протяжении: длину, затухание каждого участка, местоположение и качество сварных соединений, наличие микро- и макроизгибов. Рефлектограмма снимается с обоих концов волокна на двух длинах волн. Это позволяет выявить дефекты, невидимые при измерении только вносимых потерь.

Типичные ошибки монтажа

• Превышение тягового усилия. Кабель растягивается, волокна получают микротрещины. Затухание растёт сразу или со временем — под воздействием влаги трещины увеличиваются.
• Нарушение радиуса изгиба. При прокладке в углах и поворотах кабель перегибают. Результат — макроизгиб с потерями от 0,5 до нескольких дБ в точке перегиба.
• Отсутствие запаса кабеля. Без технологического запаса невозможно выполнить переразделку при повреждении или переносе оборудования. Экономия нескольких метров кабеля может привести к полной перезатяжке участка.
• Неправильное хранение и транспортировка. Барабан с кабелем роняли, хранили при минусовой температуре без прогрева перед прокладкой. Полиэтиленовая оболочка теряет эластичность при температуре ниже -10 C — кабель прокладывают только после прогрева до +5 C.
• Пренебрежение герметизацией. Негерметичные муфты и вводы пропускают влагу. Вода проникает в сердечник кабеля и по капиллярному эффекту распространяется на десятки метров, вызывая рост затухания и коррозию металлических элементов.

Нормативная база и документация

Прокладка кабеля ВОЛС регулируется рядом нормативных документов. Проектная и исполнительная документация — обязательная часть работ.

• РД 45.120-2000 (НТП ВНОС-2000). Нормы технологического проектирования волоконно-оптических линий связи. Содержит требования к трассам, способам прокладки, защитным мероприятиям.
• ГОСТ Р 52266-2004. Кабели оптические. Общие технические условия. Определяет требования к конструкции, механическим и оптическим параметрам.
• СП 76.13330.2016. Электротехнические устройства. Раздел по прокладке оптических кабелей в зданиях и сооружениях.

По завершении монтажа подрядчик передаёт заказчику: исполнительные схемы трасс, протоколы измерений (рефлектограммы каждого волокна с обоих концов), паспорт кабельной линии. Эта документация необходима для приёмки линии в эксплуатацию и для последующего обслуживания — без рефлектограмм невозможно локализовать повреждение при аварии.