Кабели оптические 24 волокна

Кабели оптические 24-волоконные: конструкция, типы, применение и ключевые аспекты выбора

Оптический кабель на 24 волокна представляет собой стандартизированное и широко распространенное решение для построения магистральных, зоновых и распределительных сегментов волоконно-оптических линий связи (ВОЛС). Конфигурация с 24 волокнами оптимально балансирует емкость, габариты, стоимость прокладки и монтажа, а также потенциал для будущего расширения сети. Данная статья детально рассматривает конструктивные особенности, классификацию, технические параметры и области применения кабелей данного типа.

Конструкция и компоненты 24-волоконного оптического кабеля

Конструкция кабеля определяется условиями эксплуатации. Независимо от типа, ключевыми элементами являются оптические волокна, силовые элементы и защитные оболочки.

1. Оптические волокна

В кабеле используется 24 одномодовых (реже многомодовых) оптических волокна, обычно сменных по стандарту ITU-T G.652.D (стандартное одномодовое с низкими потерями на макро- и микрогибах). Волокна объединяются в модули (буферные трубки) или располагаются в центральном трубчатом модуле. Распространены конфигурации: 6 модулей по 4 волокна, 4 модуля по 6 волокон или 1 модуль с 24 волокнами (плотно упакованными, обычно с индивидуальным вторичным буферным покрытием 250/900 мкм). Цветовая кодировка волокон и модулей строго соответствует стандарту TIA/EIA-598.

2. Центральный силовой элемент (ЦСЭ)

Выполняется из стеклопластика (FRP) или стали. Предназначен для восприятия растягивающих и сжимающих механических нагрузок, предотвращения продольной миграции волокон, а также как основа для скрутки модулей.

3. Буферные трубки

Полимерные трубки, заполненные гидрофобным гелем (или безгелевые, сухие), внутри которых свободно уложены волокна. Гелевый заполнитель блокирует проникновение и продвижение влаги вдоль кабеля. В безгелевых конструкциях используется абсорбирующий порошок или специальные гидрофобные ленты.

4. Силовые армирующие элементы

В зависимости от типа кабеля используются: арамидные нити (кевлар), стеклопластиковые стержни, стальные проволоки (в бронированных кабелях). Обеспечивают защиту от растяжения и раздавливания.

5. Внутренняя и внешняя защитные оболочки

Изготавливаются из полиэтилена (PE для наружного применения), поливинилхлорида (PVC для внутреннего), безгалогенных материалов (LSZH, FRNC). Защищают от влаги, химических воздействий, ультрафиолета и механических повреждений.

6. Броня

Применяется в кабелях для прокладки в грунт, канализации, в условиях повышенного риска механических повреждений. Типы брони:

• Гофрированная стальная лента (CSL) – защита от грызунов и продавливания.
• Оплетка из стальных оцинкованных проволок – защита от растяжения и раздавливания (для кабелей, прокладываемых в коллекторах).
• Гофрированная нержавеющая стальная лента – для агрессивных сред.

Классификация и типы кабелей на 24 волокна

Классификация основана на методе и условиях прокладки.

Кабели для прокладки в грунт (в землю)

Имеют усиленную конструкцию с броней и защитой от влаги. Типичная структура: центральный силовой элемент, скрученные вокруг него заполненные гелем модули с волокнами, гидрофобный заполнитель, внутренняя полиэтиленовая оболочка, гофрированная стальная бронелента, внешняя полиэтиленовая оболочка. Обязательна стойкость к продавливанию и грызунам.

Кабели для прокладки в кабельной канализации, коллекторах, тоннелях

Могут иметь броню в виде оплетки из стальных проволок для защиты от растяжения. Часто используются безгелевые конструкции для удобства и чистоты монтажа. Оболочка устойчива к грибкам, влаге и обладает низким коэффициентом трения.

Кабели для подвеса на опорах ЛЭП и линиях связи

Подразделяются на два основных типа:

• С вынесенным силовым элементом (8-образные): Оптический модуль и силовой трос (стальной или стеклопластиковый) объединены общей внешней оболочкой. Легко монтируется, трос воспринимает все механические нагрузки.
• С встроенным силовым элементом (самонесущие): Силовые элементы (арамидные нити, стальные проволоки) интегрированы в конструкцию под оболочкой. Кабель предназначен для подвеса без дополнительного троса, часто маркируется как ADSS (All-Dielectric Self-Supporting) – полностью диэлектрический самонесущий, что позволяет монтировать его на ЛЭП без отключения напряжения.

Кабели для внутренней прокладки (инсталляционные)

Имеют облегченную конструкцию, оболочку из ПВХ или безгалогенных материалов (LSZH), не распространяющих горение и с низким дымовыделением. Часто используются плотно упакованные волокна в едином модуле с индивидуальным буфером 900 мкм для удобства разделки и коммутации в кроссах.

Кабели для монтажа внутри зданий и объектов (Distribution и Breakout)

• Distribution-кабель: Компактный кабель с плотным буфером (900 мкм), волокна в общей оболочке с упрочняющими нитями. Предназначен для прокладки по стоякам и горизонтальным каналам с последующим разветвлением в коммутационных шкафах.
• Breakout-кабель (жгутовой): Состоит из нескольких отдельных одномодовых или многомодовых волокон в плотном буфере 900 мкм, каждое со своей защитой и упрочнением, объединенных общей внешней оболочкой. Позволяет подключать устройства без дополнительных пигтейлов или сплайс-кассет.

Технические характеристики и параметры

Ключевые параметры для выбора и проектирования ВОЛС.

Параметр	Типичное значение / Описание	Стандарт/Метод измерения
Тип волокна	G.652.D (стандартное одномодовое), реже G.657.A1/A2 (с изгибстойкостью) или OM3/OM4 (многомодовое)	ITU-T G.652, ITU-T G.657, ISO/IEC 11801
Количество волокон	24	—
Затухание на длине волны	≤ 0.36 дБ/км @ 1310 нм, ≤ 0.22 дБ/км @ 1550 нм	ITU-T G.652
Диаметр модового поля	8.6 – 9.5 мкм @ 1310 нм	ITU-T G.652
Допустимое растягивающее усилие (длительное/кратковременное)	От 0.6 кН / 1.5 кН (внутренние) до 4.0 кН / 10.0 кН (подвесные ADSS)	IEC 60794-1-2, E1/E2/E3
Допустимое раздавливающее усилие	От 300 Н/100 мм (внутренние) до 3000 Н/100 мм (бронированные в грунт)	IEC 60794-1-2, E3/E4
Диапазон рабочих температур	От -60°C до +70°C (для наружных)	IEC 60794-1-2
Минимальный радиус изгиба (при монтаже/эксплуатации)	Обычно 20 x D (наружный диаметр кабеля) / 10 x D	Указано в спецификации
Стойкость к удару	Определяется классом кабеля (IEC 60794-1-2)	IEC 60794-1-2

Области применения

• Магистральные и зоновые сети операторов связи: Создание узловых соединений между АТС, базовыми станциями, точками присутствия.
• Распределительные сети (FTTx): Кабель на 24 волокна идеален в качестве фидерного (feeder) от центральной станции к микрорайонным точкам консолидации (FDT), откуда далее происходит разветвление на абонентов.
• Внутриобъектовые и кампусные сети: Соединение между зданиями, ЦОД, прокладка по тоннелям и коллекторам.
• Системы видеонаблюдения и СКУД: Для передачи данных на большие расстояния между объектами.
• Промышленные сети и АСУ ТП: В условиях сильных электромагнитных помех.
• Подвес на опорах ЛЭП (ОКГТ/ADSS): Быстрое развертывание линий связи вдоль существующих трасс электропередачи.

Критерии выбора кабеля на 24 волокна

1. Условия прокладки: Определяет тип конструкции (бронированный, подвесной, внутренний).
2. Тип волокна и его параметры: Длина волны, затухание, хроматическая дисперсия. Для FTTx часто выбирают волокна G.657.A для работы с изгибами.
3. Требования к пожарной безопасности: Для помещений и тоннелей обязательны кабели с оболочкой LSZH.
4. Наличие гидрофобного заполнения: Гелевое заполнение обеспечивает лучшую защиту от воды, но усложняет монтаж. Безгелевые (сухие) кабели проще в разделке.
5. Механические характеристики: Усилие на растяжение, раздавливание, стойкость к ударам.
6. Внешний диаметр и вес: Влияют на логистику, выбор кабельной канализации, допустимую нагрузку на опоры.
7. Соответствие стандартам: IEC, ГОСТ Р, Telcordia GR-20.

Монтаж и сращивание

Монтаж требует специализированного оборудования и квалификации. Основные этапы:

• Подготовка и прокладка: Соблюдение минимального радиуса изгиба, контроль натяжения с использованием динамометра.
• Сращивание волокон: Выполняется методом сварки (fusion splicing) с использованием сварочного аппарата. Сварные соединения помещаются в защитную сплайс-кассету и муфту.
• Организация кросс-соединений: В кроссовых или коммутационных шкафах используются оптические пигтейлы и адаптеры, либо механические сплайсы.
• Измерения и тестирование: Обязательный контроль с помощью рефлектометра (OTDR) для измерения затухания, обнаружения дефектов и определения длины. Также проводится измерение затухания на длине волны.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель с гелевым заполнением от безгелевого (сухого)?

Гелевое заполнение обеспечивает абсолютную защиту от продольного проникновения влаги, что критично для кабелей, прокладываемых в грунте с высоким уровнем грунтовых вод. Безгелевые кабели используют специальные гидрофобные порошки или ленты, они чище и быстрее разделываются, что ускоряет монтаж и снижает его стоимость. Выбор зависит от условий прокладки и требований к скорости монтажа.

Можно ли использовать одномодовый кабель на 24 волокна для передачи данных на 10 Гбит/с и выше?

Да, абсолютно. Одномодовое волокно G.652.D является базовым для передачи данных на скоростях 10G, 40G, 100G и выше на значительные расстояния. Для высокоскоростных систем (100G+ DWDM) могут предъявляться дополнительные требования к хроматической дисперсии и PMD (поляризационной модовой дисперсии), которые должны быть указаны в спецификации кабеля.

Какой запас волокон рекомендуется закладывать при проектировании сети на 24-волоконном кабеле?

Рекомендуемый технологический запас составляет не менее 10-15% от общего числа волокон. Для кабеля на 24 волокна это означает резерв в 2-4 волокна. Резерв необходим для восстановления после аварий (путем переключения на резервное волокно), будущего расширения услуг, а также для организации служебных каналов и мониторинга.

В чем разница между кабелями ADSS и ОКГТ?

ADSS (All-Dielectric Self-Supporting) – полностью диэлектрический самонесущий кабель. Не содержит металлических элементов, может монтироваться на фазных проводах ЛЭП под напряжением. ОКГТ (Оптический Кабель Грозозащитный Трос) – это кабель, интегрированный в грозозащитный трос (ОКГТ) или навиваемый на него (ОКНТ). Он заменяет собой грозозащитный трос на ВЛ и выполняет две функции: защиту от грозы и передачу данных. Содержит металлические элементы и требует заземления.

Как правильно выбрать тип брони для прокладки в грунт?

Выбор зависит от конкретных условий:

• Гофрированная стальная лента (CSL): Стандартная защита от грызунов и точечных нагрузок. Применяется в большинстве случаев.
• Оплетка из стальных оцинкованных проволок: Обеспечивает повышенную стойкость к растяжению и раздавливанию. Применяется в каменистых грунтах, зонах с риском просадок, при прокладке в коллекторах с возможными смещениями.
• Лента из нержавеющей стали: Для агрессивных сред (солончаки, высококоррозионные почвы, химические производства).

Для дополнительной защиты часто используется двойная оболочка: поверх брони накладывается еще один слой полиэтилена.

Каков типичный срок службы 24-волоконного оптического кабеля?

Проектный срок службы качественного оптического кабеля для наружной прокладки составляет не менее 25 лет. Фактический срок может превышать 30-40 лет при соблюдении условий монтажа и эксплуатации, так как старение оптического волокна (кварцевого стекла) крайне медленно. Критичными факторами являются целостность защитных оболочек и отсутствие длительных механических нагрузок, превышающих допустимые.

Можно ли сращивать между собой кабели с разным типом волокон (например, G.652.D и G.657.A2)?

Да, сращивать методом сварки можно, так как оба типа волокон являются одномодовыми и имеют согласованные модовые поля на рабочих длинах волн. Однако необходимо учитывать, что волокно G.657 имеет улучшенную стойкость к изгибам, но его использование на прямых участках не дает преимуществ. При сварке возможны незначительные потери на стыке (десятые доли дБ), которые необходимо контролировать. Не рекомендуется сращивать одномодовые и многомодовые волокна – это технически нецелесообразно.