Кабели 2 волокна

Кабели с 2 волокнами представляют собой специализированный класс волоконно-оптических кабелей (ВОК), содержащих два отдельных оптических волокна. Эта конфигурация является одной из самых распространенных и востребованных, так как обеспечивает дуплексную (двунаправленную) связь, необходимую для подавляющего большинства современных телекоммуникационных систем.

1. Назначение и принцип работы

Основное назначение: Организация дуплексного канала связи, где передача данных осуществляется одновременно в двух направлениях.

Принцип работы:

• Одно волокно используется для передачи данных (Tx — Transmission).
• Второе волокно используется для приема данных (Rx — Reception).
• Такая схема позволяет создать полнодуплексный канал с высокой скоростью и стабильностью, исключая коллизии и помехи между передаваемым и принимаемым сигналом.

Области применения:

• Магистральные линии связи: Сегменты городских и корпоративных сетей.
• FTTx (Fiber to the x): Подключение многоквартирных домов (FTTB), отдельных зданий (FTTB) и абонентов (FTTH).
• Сети передачи данных (LAN): Соединение между зданиями (кампусные сети), между этажами.
• Системы видеонаблюдения (CCTV): Передача видео высокого разрешения на большие расстояния.
• Промышленные сети: Соединение контроллеров, датчиков и систем АСУ ТП в условиях сильных электромагнитных помех.
• Мобильная связь: Подключение базовых станций (BTS) к опорной сети.

2. Конструкция кабеля с 2 волокнами

Конструкция такого кабеля может варьироваться в зависимости от условий прокладки, но общие элементы остаются неизменными.

1. Оптическое волокно

• Сердечник/Оболочка: Основу составляет стекловолокно — сверхпрозрачный кварцевый стержень, состоящий из сердцевины (core) и оболочки (cladding) с разным показателем преломления.
• Типы волокон:
  • Одномодовое (SM, SMF):
    • Диаметр сердцевины: 9 мкм.
    • Принцип: Передача одной моды (пучка света). Меньшее затухание, огромная полоса пропускания.
    • Применение: Магистральные линии, сети FTTx, любые дистанции свыше 500-1000 метров. Стандарт для современных проектов.
  • Многомодовое (MM, MMF):
    • Диаметр сердцевины: 50 или 62.5 мкм.
    • Принцип: Передача множества мод. Большее затухание и модовая дисперсия.
    • Применение: Короткие дистанции внутри зданий (до 500-600 м), системы видеонаблюдения, ЛВС.

2. Буферное покрытие

• Первичное буферное покрытие: Плотный слой пластика (акрилат), нанесенный непосредственно на стекловолокно для защиты от микроизгибов и влаги. Диаметр волокна с первичным буфером обычно 250 мкм.
• Вторичное буферное покрытие: Жесткая пластиковая оболочка, которая может быть:
  • Плотный буфер: Непосредственно наносится на первичный буфер. Кабель более жесткий, но устойчивый к повреждениям. Часто используется для внутриобъектового монтажа.
  • Свободный буфер (Tube): Волокно в первичном буфере свободно лежит в заполненном гелем пластиковом трубке. Обеспечивает лучшую защиту от растяжения и влаги. Стандарт для внешних кабелей.

3. Силовой элемент

• Назначение: Восприятие растягивающих нагрузок и защита хрупких волокон.
• Материал: Арамидные нити (кевлар), стеклопруток или центральная силовая трубка.

4. Внешняя оболочка

• Материал: Полиэтилен (PE) для наружной прокладки (устойчив к УФ-излучению и влаге), ПВХ для внутренней прокладки (гибкий, с пониженным дымовыделением), LSZH (Low Smoke Zero Halogen) для помещений с людьми (не выделяет токсичные газы при пожаре).

3. Типы кабелей с 2 волокнами

Классификация зависит от условий прокладки и конструкции.

1. Внутренние (Инсталляционные)

• Назначение: Прокладка внутри зданий.
• Конструкция: Плотный буфер, облегченная конструкция, оболочка из ПВХ или LSZH.
• Пример: Кабель патч-корд — готовый отрезок с коннекторами на концах.

2. Внешние (Наружные)

• Назначение: Прокладка в грунте, кабельной канализации, по воздуху.
• Конструкция: Свободный буфер, гидрофобный заполнитель, броня (опционально), прочная полиэтиленовая оболочка.
• Бронированные модификации:
  • С гофрированной стальной лентой: Защита от грызунов и механических повреждений в грунте.
  • С опорным тросом: Для подвеса на опорах ЛЭП или между зданиями.

3. Универсальные (Внутри/снаружи)

• Назначение: Упрощение перехода с улицы в здание.
• Конструкция: Сочетает черты внешних и внутренних кабелей, часто имеет огнестойкую оболочку поверх внешней.

4. Цветовая кодировка и идентификация

Для удобства монтажа и обслуживания используется строгая цветовая маркировка.

• Волокна: Стандартно одно волокно имеет оранжевое покрытие, а другое — голубое, зеленое или фиолетовое. Это позволяет легко идентифицировать передачу (Tx) и прием (Rx).
• Коннекторы: Для предотвращения ошибок при подключении часто используют коннекторы разного цвета (например, синий для одного конца и зеленый для другого) или дуплексные коннекторы (два в одном корпусе).
• Оболочка кабеля: Цвет оболочки также информативен (например, желтый — одномодовый, оранжевый — многомодовый).

5. Преимущества и недостатки

Преимущества:

• Компактность: Малый диаметр и вес по сравнению с многожильными кабелями.
• Экономичность: Оптимальное решение для точечных подключений, требует меньше материалов.
• Простота монтажа: Легче разделывать и сращивать.
• Универсальность: Подходит для 99% задач, требующих дуплексного канала.
• Надежность: Минимум точек отказа.

Недостатки:

• Отсутствие резерва: При повреждении одного из двух волокон линия связи полностью выходит из строя. В многожильных кабелях есть запасные волокна.
• Ограниченная масштабируемость: Нельзя добавить дополнительные каналы без прокладки нового кабеля.

6. Особенности монтажа и соединения

1. Сварка: Наиболее надежный и распространенный метод для создания неразъемных соединений. Используется специальный сварочный аппарат.
2. Механические соединители: Быстрый метод для срочного ремонта без сварки, но с более высокими потерями.
3. Коннекторы: Для подключения к активному оборудованию (роутеры, коммутаторы). Основные типы: LC (компактный, популярен для 2-волоконных кабелей), SC (более крупный), FC.
4. Кросс-соединение: Волокна свариваются или terminateются в кроссовые шкафы (оптические муфты, патч-панели) для удобства коммутации.

Заключение

Кабель с 2 волокнами — это «рабочая лошадка» современной волоконно-оптической связи. Его сбалансированная конструкция, обеспечивающая надежный дуплексный канал, делает его идеальным выбором для построения финальных отрезков сетей FTTx, соединения зданий и организации промышленных линий связи.

Ключевой выбор при проектировании:

• Для коротких дистанций внутри здания — многомодовый кабель (MM) с плотным буфером.
• Для любых внешних работ и длинных дистанций — одномодовый кабель (SM) со свободным буфером, при необходимости — с бронёй.

Несмотря на кажущуюся простоту, такой кабель способен передавать данные на десятки километров со скоростями до 100 Гбит/с и более, являясь основой для цифровой инфраструктуры настоящего и будущего.