Кабели оптические небронированные

Кабели оптические небронированные: конструкция, применение и технические аспекты

Кабели оптические небронированные представляют собой класс волоконно-оптических кабелей связи, конструкция которых не включает металлических или иных броневых покровов, предназначенных для защиты от значительных механических воздействий, грызунов или протяжки в агрессивных грунтах. Их основное назначение – прокладка в условиях, где риски механических повреждений минимальны или контролируемы. Отсутствие брони приводит к уменьшению веса, диаметра, стоимости кабеля и повышению его гибкости, что определяет основные области применения.

Конструктивные особенности и основные элементы

Конструкция небронированного оптического кабеля (ОК) является модульной и вариативной, но подчиняется общим принципам. Ее основная задача – обеспечить сохранность оптических волокон (ОВ) от растягивающих усилий, изгибов, влаги и умеренных внешних воздействий в течение всего срока службы, который обычно составляет не менее 25 лет.

• Оптический модуль: Первичный элемент, содержащий одно или несколько оптических волокон. Волокна в модуле располагаются свободно в заполненном гидрофобным гелем трубке (модуль свободной конструкции) или плотно уложены вокруг центрального силового элемента (модуль повивной скрутки). Гель предотвращает проникновение влаги и амортизирует микродеформации. Для кабелей с малым числом волокон (до 12) часто используется беcгелевая технология (сухой модуль или микро-модуль), где волокна заключены в тонкую пластиковую оболочку, что упрощает и ускоряет монтаж.
• Центральный силовой элемент (ЦСЭ): Располагается в центре кабеля и является его несущей основой. Изготавливается из стеклопластика (GRP) или металлического (часто оцинкованной стали) стержня. ЦСЭ воспринимает растягивающие нагрузки, предотвращая их передачу на хрупкие оптические волокна, а также обеспечивает требуемую жесткость кабеля на изгиб. В небронированных кабелях чаще применяется стеклопластик как диэлектрический материал.
• Заполнители и промежуточные оболочки: Оптические модули скручиваются вокруг ЦСЭ. Пространство между ними заполняется гидрофобным компаундом или дополнительными полиэтиленовыми нитями (заполнителями) для придания кабелю круглой формы и дополнительной стабилизации конструкции. Иногда поверх скрутки накладывается промежуточная полиэтиленовая или полипропиленовая оболочка.
• Силовые армирующие нити (арамидные нити): Располагаются под внешней оболочкой. Выполнены из высокопрочных материалов (кевлар, технора). Их функция – дополнительная защита от растяжения и сдавливания, а также обеспечение требуемой прочности на разрыв при монтаже и эксплуатации. В небронированных кабелях это основной силовой элемент после ЦСЭ.
• Внешняя оболочка: Изготавливается из полиэтилена (PE) для наружной прокладки или из поливинилхлоридного пластиката (PVC) для внутренней/станционной прокладки. Оболочка обеспечивает защиту от влаги, ультрафиолета, химических веществ и умеренных механических воздействий. Цвет оболочки, как правило, черный для наружных кабелей и оранжевый, серый или другой цвет для внутренних. На оболочку может быть нанесена маркировка с данными о производителе, типе кабеля, количестве волокон и метраже.
• Гидрофобный заполнитель: Во всех полостях кабеля, предназначенного для наружной прокладки, присутствует гидрофобное вещество (гель или компаунд), которое блокирует продольное распространение влаги в случае локального повреждения оболочки.

Классификация и типы небронированных оптических кабелей

Классификация осуществляется по нескольким ключевым признакам.

По месту и способу прокладки:

• Для внутренней прокладки (инсталляционные): Имеют оболочку из PVC, LSZH (малодымный безгалогенный компаунд) или других нераспространяющих горение материалов. Компактные, легкие, гибкие, часто с малым числом волокон (до 12). Не имеют гидрофобного геля (сухая конструкция).
• Для наружной прокладки (внешние): Имеют оболочку из светостабилизированного полиэтилена черного цвета, устойчивую к УФ-излучению и перепадам температур. Обязательно наличие гидрофобного заполнения. Предназначены для подвеса на опорах ЛЭП и связи, прокладки в кабельной канализации, лотках, трубах, по фасадам зданий.
• Универсальные: Конструкция допускает прокладку как внутри, так и снаружи зданий. Обычно имеют двойную оболочку: внутреннюю из PVC и наружную из PE.

По конструктивному исполнению:

• Модульной конструкции: Классический тип, описанный выше. Волокна сгруппированы в модули вокруг ЦСЭ.
• Повывочной скрутки: Оптические волокна в отдельных буферных покрытиях (250 или 900 мкм) скручены вокруг ЦСЭ без формирования отдельных модулей. Применяется для кабелей с малым и средним числом волокон.
• Ленточные: Вместо круглых модулей содержат плоские ленты, в каждой из которых расположено последовательно 4, 6, 8, 12 или более волокон. Позволяют достичь высокой плотности упаковки волокон (сотни и тысячи в одном кабеле) при сохранении удобства сварки целыми лентами.
• Микро-кабели (Micro-Duct, Micro-Cable): Сверхкомпактные кабели малого диаметра (менее 10 мм), предназначенные для протяжки в предварительно проложенных пластиковых микро-трубках (HDPE, PBT) методом воздушного поддува. Имеют гладкую скользкую оболочку и минимальное количество силовых элементов.

По типу оптических волокон:

• С одномодовыми волокнами (G.652.D, G.657.A1/A2): Наиболее распространенный тип для магистральных и распределительных сетей. Волокна G.657 (с изгибочувствительной защитой) особенно востребованы в FTTx сетях.
• С многомодовыми волокнами (OM3, OM4, OM5): Применяются для коротких высокоскоростных соединений внутри ЦОД, зданий, между серверами.
• Комбинированные: Содержат волокна разных типов в одном кабеле.

Ключевые технические характеристики и параметры выбора

При выборе небронированного ОК необходимо анализировать следующие параметры.

Таблица 1. Основные технические характеристики небронированного оптического кабеля

Параметр	Описание и типовые значения	Влияние на применение
Количество и тип оптических волокон	От 2 до 144 и более для модульных конструкций; до 864 и более для ленточных. Тип: SM (G.652.D, G.657), MM (OM3/OM4).	Определяет пропускную способность и масштабируемость сети. G.657 предпочтительнее для плотной городской разводки.
Максимально допустимое растягивающее усилие (кратковременное/длительное)	От 0,6 до 4,0 кН и более. Например: 1,5 кН (кратковр.) / 0,3 кН (длит.) для подвесного кабеля.	Критично для подвесных кабелей. Определяет допустимый пролет и условия монтажа.
Допустимое раздавливающее усилие	Обычно 300-1000 Н/10 см.	Важно при прокладке в канализации, грунте (в защитных трубах), где возможны точечные нагрузки.
Минимальный радиус изгиба при монтаже/эксплуатации	Обычно 15-20 наружных диаметров кабеля при монтаже и 10-15 диаметров при эксплуатации.	Определяет удобство работы в стесненных условиях (кроссы, муфты). Для волокон G.657 радиус меньше.
Диапазон рабочих температур	От -60°C до +70°C для наружных кабелей; от -20°C до +60°C для внутренних.	Определяет климатическую стойкость. Важно для регионов с экстремальными температурами.
Затухание сигнала в волокне	Для SM: ≤ 0,36 дБ/км на 1310 нм, ≤ 0,22 дБ/км на 1550 нм. Для MM: ≤ 3,5 дБ/км на 850 нм (OM3).	Фундаментальный параметр, определяет максимальную длину регенерационного участка.
Коэффициент затухания при изгибе	Для G.657.A1: ≤ 0,75 дБ на 10 витках радиусом 15 мм; для G.657.A2: ≤ 0,5 дБ на 10 витках радиусом 10 мм.	Ключевой параметр для прокладки в зданиях, по фасадам, в патч-кордах.

Преимущества и недостатки по сравнению с бронированными кабелями

Преимущества:

• Меньший вес и диаметр: Облегчает транспортировку, прокладку (особенно протяжку в трубах) и снижает нагрузку на опоры при подвесе.
• Высокая гибкость: Проще укладывать в стесненных условиях, в кроссовых шкафах и муфтах.
• Полная диэлектричность: Отсутствие металлических элементов (брони, стального ЦСЭ) делает кабель нечувствительным к электромагнитным помехам, безопасным при контакте с силовыми линиями и исключает проблемы с наводками и коррозией. Это ключевое преимущество для подвеса на ЛЭП (кабели типа ОКГТ, ADSS).
• Более низкая стоимость: За счет экономии материалов.
• Удобство и скорость разделки: При монтаже муфт не требуется удалять металлическую броню, что ускоряет работу.

Недостатки и ограничения:

• Низкая стойкость к механическим повреждениям: Уязвимость к ударам лопатой, перекусыванию грызунами, точечным нагрузкам.
• Ограниченная стойкость к растяжению: По сравнению с бронированными кабелями, имеющими стальную ленту или проволоку.
• Непригодность для прямой прокладки в грунт: Требует обязательной защиты (прокладка в трубах, кабельной канализации, лотках).

Основные области применения

• Магистральные и зоновые сети связи: Прокладка в кабельной канализации, коллекторах, по мостам и эстакадам.
• Распределительные сети (FTTx): Подвес на опорах (кабели с тросом или самонесущие ADSS), прокладка в микро-трубах методом поддува.
• Абонентские ответвления: Прокладка по фасадам зданий, ввод в помещения.
• Внутриобъектовые сети: Прокладка внутри зданий (горизонтальная и вертикальная разводка), в ЦОД, станционное оборудование.
• Монтаж ВОЛС на опорах ЛЭП: Использование специальных самонесущих диэлектрических кабелей (ADSS), не требующих заземления и устойчивых к высоким потенциалам.
• Временные линии связи: Благодаря легкости и гибкости.

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж небронированных кабелей требует учета их меньшей механической прочности. При подвесе необходимо строго соблюдать допустимое тяговое усилие и стрелу провеса. Прокладка в кабельной канализации должна исключать острые кромки и затяжки. При протяжке в трубах обязательно использование кабельной смазки. В местах ввода в здания и кроссы необходимо обеспечить плавный изгиб с радиусом, превышающим минимально допустимый. При хранении и транспортировке барабаны не должны подвергаться ударам. Контроль целостности оптических волокон методом рефлектометрии (OTDR) обязателен как до, так и после прокладки.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между кабелями с гидрофобным гелем и «сухими»?

Кабели с гелевым заполнением обеспечивают высокую степень защиты от проникновения влаги вдоль кабеля и традиционно используются для наружной прокладки. Однако гель требует времени на очистку волокон при монтаже, может загрязнять оборудование и теряет свойства при низких температурах. «Сухие» конструкции (с гидрофобными порошками, лентами или компаундами) упрощают и ускоряют монтаж, более экологичны и лучше подходят для внутренней прокладки и производства патч-кордов. Современные «сухие» технологии для наружных кабелей также обеспечивают приемлемый уровень влагозащиты.

Можно ли использовать небронированный кабель для подвеса на опорах?

Да, но только специально предназначенные для этого типы: либо кабели со встроенным несущим тросом (восьмерочной конструкции), либо самонесущие кабели (ADSS). Последние имеют особо прочные армирующие арамидные нити и оболочку, стойкую к УФ-излучению и погодным условиям. Расчет подвеса (пролет, стрела провеса, ветровые и ледовые нагрузки) обязателен.

Какой тип небронированного кабеля выбрать для прокладки в кабельной канализации?

Для канализации оптимален кабель с плотной внешней оболочкой из полиэтилена, с гидрофобным заполнением, с достаточным запасом по раздавливающему усилию (не менее 500 Н/10 см). Предпочтительна круглая форма для лучшего скольжения. При наличии в канализации воды или грунтовых вод необходимо убедиться в герметичности кабеля по продольной влагонепроницаемости.

Что означает маркировка «LSZH» на оболочке и где она применяется?

LSZH (Low Smoke Zero Halogen) – материал оболочки, при горении выделяющий минимальное количество дыма и не содержащий галогенов (хлора, фтора и др.), чьи соединения токсичны. Такие кабели обязательны для прокладки в закрытых общественных пространствах с массовым пребыванием людей (метро, вокзалы, аэропорты, торговые центры), в вертикальных стояках и шахтах зданий, на объектах транспортной и энергетической инфраструктуры.

Как определяется необходимый запас волокон в кабеле?

Запас волокон (резерв) необходим для развития сети, восстановления после аварий (путем переключения на резервные волокна) и предоставления услуг сторонним операторам. Стандартная рекомендация: для магистральных линий – резерв не менее 50% от рабочего числа волокон. Для распределительных сетей FTTx – расчет исходя из потенциального числа абонентов и технологий (GPON, точка-точка) с учетом перспективы на 10-15 лет. Часто используются кабели с волокнами, кратными 8 или 12.

Каковы особенности монтажа микро-кабелей?

Монтаж микро-кабелей осуществляется методом воздушного поддува (blowing) с помощью специальных компрессоров в предварительно смонтированную систему из гладких пластиковых микро-трубок (диаметром, как правило, 5/3,5 мм или 7/5,5 мм). Ключевые условия: чистота и сухость микро-канала, отсутствие резких изгибов, правильный подбор давления и расхода воздуха. Данная технология позволяет пролетать за одну операцию до 1-2 км кабеля с минимальными механическими нагрузками на него.