Кабели оптические многомодовые LSZH

Кабели оптические многомодовые LSZH: Конструкция, стандарты и применение

Многомодовые оптические кабели с оболочкой из материала пониженной пожароопасности (Low Smoke Zero Halogen, LSZH) представляют собой специализированный класс волоконно-оптических кабелей, предназначенных для передачи оптических сигналов на короткие и средние расстояния в условиях повышенных требований к пожарной безопасности и экологичности. Их ключевая особенность — использование в составе оболочки и, часто, изоляции материалов, которые при горении выделяют минимальное количество дыма и не содержат галогенов (хлора, фтора, брома), образующих при пожаре коррозионные и токсичные кислотные газы.

Конструкция и основные компоненты

Конструкция многомодового оптического кабеля LSZH является многослойной и включает несколько обязательных элементов, каждый из которых выполняет защитную или функциональную роль.

• Оптическое волокно (сердцевина): В многомодовых кабелях используются волокна с увеличенным диаметром сердцевины — 50 или 62.5 микрометров (мкм), что позволяет передавать несколько мод (лучей) света одновременно. Стандартный диаметр оболочки волокна — 125 мкм. Для градиентных волокон (Graded-Index, GI) используется легированное стекло с переменным показателем преломления, что снижает модовую дисперсию и увеличивает полосу пропускания.
• Первичное защитное покрытие (буфер): Наносится непосредственно на стеклянную оболочку волокна (до 250 мкм в диаметре). Защищает хрупкое стекло от микротрещин и механических повреждений. Может быть плотным (tight buffer) или гелевым (loose tube).
• Силовой элемент: Центральный силовой элемент (ЦСЭ) из стеклопластика (FRP) или арамидные нити (кевлар), расположенные по периметру. Воспринимает механические нагрузки (растяжение, сдавливание), защищая волокна.
• Вторичная защитная оболочка (jacket): Внешний слой, определяющий основные механические и пожаробезопасные свойства кабеля. Именно этот слой изготавливается из композиций LSZH. Эти материалы на основе полиолефинов (чаще полиэтилена или полипропилена) содержат гидраты окиси алюминия или магния. При нагреве они выделяют воду, поглощая тепло, и образуют огнестойкий коксовый слой, одновременно резко снижая дымообразование и исключая выделение галогенов.

Классификация и стандарты

Многомодовые оптические кабели LSZH классифицируются по нескольким ключевым параметрам, регламентированным международными и национальными стандартами.

1. Классификация по типу волокна и полосе пропускания (OM-категории по ISO/IEC 11801 и TIA-568):

Категория (OM)	Диаметр сердцевины/оболочки (мкм)	Длина волны (нм)	Полоса пропускания (MHz*km)	Типичное применение
OM1	62.5/125	850 / 1300	200 / 500	Устаревшие сети 100 Mb Ethernet (Fast Ethernet), медленные каналы.
OM2	50/125	850 / 1300	500 / 500	Сети 1Gb Ethernet на короткие расстояния.
OM3 (оптимизировано для лазеров)	50/125	850 / 1300	1500 / 500	10Gb Ethernet до 300 м, высокоскоростные ЦОД.
OM4 (оптимизировано для лазеров)	50/125	850 / 1300	3500 / 500	10/40/100Gb Ethernet, магистрали в ЦОД до 150 м для 40/100G.
OM5 (широкополосное)	50/125	850-950	3500 / 500	SWDM технологии для 40/100/400Gb Ethernet, снижение количества волокон.

2. Классификация по пожарной безопасности (по МЭК 60332, МЭК 61034, МЭК 60754):

Стандарт	Параметр	Требования для кабеля LSZH	Смысл показателя
IEC 60332-1	Не распространяющие горение (одиночный кабель)	Самозатухание	Кабель не поддерживает горение при вертикальном испытании.
IEC 60332-3 Cat. A/B/C	Не распространяющие горение (пучок кабелей)	Категория A (наиболее строгая)	Ограничение распространения пламени в пучке кабелей.
IEC 61034	Плотность дыма	Минимальная светопроницаемость > 60% (часто >80%)	Обеспечение видимости при эвакуации.
IEC 60754-1/2	Коррозийность и кислотность газов	pH > 4.3, проводимость < 10 μS/mm, отсутствие галогенов	Защита электронного оборудования и дыхательных путей людей.

Области применения и требования

Использование многомодовых кабелей LSZH строго регламентировано и обусловлено соображениями безопасности.

• Центры обработки данных (ЦОД): Основная область применения. Высокая плотность укладки кабелей в лотках и фальшполах создает значительную пожарную нагрузку. Кабели LSZH минимизируют риск распространения пламени и, главное, защищают дорогостоящее активное оборудование от коррозии, вызванной галогенными газами.
• Общественные здания и транспортная инфраструктура: Метрополитен, аэропорты, вокзалы, торговые центры, больницы, музеи. Требования связаны с безопасностью людей: низкое дымообразование облегчает эвакуацию и работу пожарных, отсутствие токсичных газов снижает риск отравления.
• Вертикальные стояки и шахты в многоэтажных зданиях: Согласно многим национальным строительным нормам (например, NFPA, ГОСТ Р), в вертикальных кабельных трассах обязательна установка кабелей, не распространяющих горение по категории IEC 60332-3 Cat.A.
• Промышленные предприятия: Особенно объекты с повышенным риском (нефтехимия, энергетика), а также помещения с большим количеством электроники.
• Военные и государственные объекты: Где предъявляются строгие требования к безопасности и надежности инфраструктуры.

Преимущества и недостатки по сравнению с кабелями в оболочке из ПВХ (PVC)

• Преимущества LSZH:
  • Пожарная безопасность: Низкое дымообразование, отсутствие коррозионных и токсичных галогеносодержащих газов.
  • Экологичность: Безопасность для окружающей среды как при эксплуатации, так и при утилизации.
  • Защита оборудования: Сохранность дорогостоящей коммутационной аппаратуры в серверных и ЦОД.
  • Соответствие нормам: Возможность применения на объектах с жесткими строительными и пожарными нормами.
• Недостатки LSZH:
  • Механические свойства: Оболочка LSZH, как правило, менее гибкая и более жесткая, чем ПВХ, особенно при низких температурах.
  • Стойкость к истиранию: Может быть несколько ниже, чем у специализированных составов ПВХ.
  • Стоимость: Цена кабеля LSZH выше из-за стоимости сырья (гидроокисей металлов) и более сложного процесса экструзии.
  • Условия монтажа: Требует соблюдения рекомендованного радиуса изгиба, может нуждаться в предварительном прогреве в холодную погоду.

Особенности монтажа и эксплуатации

При работе с многомодовыми оптическими кабелями LSZH необходимо учитывать ряд специфических моментов.

• Радиус изгиба: Должен строго соблюдаться как при стационарной прокладке (обычно 10-15 внешних диаметров кабеля), так и при динамических нагрузках (например, в патч-кордах, до 5-10 диаметров). Превышение радиуса ведет к увеличению затухания и риску повреждения волокон.
• Температурный режим: Стандартный рабочий диапазон температур для кабелей LSZH обычно составляет от -20°C до +70°C. При прокладке в условиях отрицательных температур может потребоваться отогрев кабеля в отапливаемом помещении в течение 24 часов.
• Маркировка: На внешней оболочке обязательно должна присутствовать маркировка, включающая тип волокна (например, OM3, OM4), стандарт пожарной безопасности (например, IEC 60332-3-24 Cat.A), название производителя и метраж.
• Заделка и соединение: Используются стандартные для многомодовых волокон процедуры: сварка, механическое сплайсирование или установка оптических коннекторов (LC, SC, MTP/MPO). Крайне важна чистота торцов и коннекторов.
• Тестирование: Обязательным этапом является проверка кабельной линии рефлектометром (OTDR) и измерителем мощности (Source and Meter) для подтверждения соответствия затухания проектным значениям.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем принципиально отличается многомодовый кабель от одномодового, и почему в ЦОД часто выбирают многомодовый?

Многомодовое волокно имеет большую сердцевину (50/62.5 мкм против 9 мкм у одномода), что упрощает ввод излучения и снижает требования к точности соединений. Это делает компоненты (трансиверы, коннекторы) для многомодовых систем исторически более дешевыми. Для коротких дистанций в пределах ЦОД (до 300-550 м для скоростей 10/25/40/100 Гбит/с с использованием лазерных оптимизированных волокон OM3/OM4) это оптимальное по стоимости решение. Одномод необходим для преодоления расстояний свыше 500-1000 м.

Можно ли смешивать волокна категорий OM3 и OM4 в одной линии?

Физически соединить их возможно, и сигнал будет проходить. Однако полоса пропускания итогового канала будет определяться наихудшим волокном (OM3). Затухание также может возрасти в точке соединения из-за потенциального неидеального выравнивания сердцевин. Для критичных высокоскоростных каналов такое смешивание не рекомендуется. Проектировать линии следует на основе единого типа волокна.

Обязательно ли использовать кабель LSZH в коммерческом офисе?

Требования определяются местными строительными и пожарными нормами. Во многих странах для офисных зданий, особенно при прокладке в пленум-пространствах (фальшпол, фальшпотолок) или вертикальных стояках, использование кабелей LSZH или их аналогов (CMP/OFNP в США) является обязательным. Даже если не требуется по нормативам, применение LSZH повышает общий уровень безопасности объекта.

Как отличить кабель LSZH от кабеля в ПВХ-оболочке визуально или по маркировке?

Визуально отличить сложно, хотя оболочка LSZH часто имеет более матовую поверхность. Основной метод — чтение маркировки на оболочке. Кабель LSZH должен иметь соответствующую аббревиатуру («LSZH», «LSOH», «ZH», «HF») или указание на стандарты пожарной безопасности: IEC 60332-3-24, IEC 61034-2, IEC 60754-2. Кабели в ПВХ-оболочке часто маркируются как «PVC» и могут иметь сертификаты по IEC 60332-1, но не по стандартам низкого дыма и безгалогенности.

Влияет ли материал оболочки LSZH на оптические характеристики волокна?

Нет, материал оболочки (вторичной защиты) не влияет на такие параметры волокна, как затухание, полоса пропускания или дисперсия. Эти характеристики целиком определяются процессом изготовления самого стеклянного волокна и его первичным буферным покрытием. Оболочка LSZH обеспечивает только механическую и пожарную защиту.

Каков типичный срок службы многомодового оптического кабеля LSZH?

Проектный срок службы качественного оптического кабеля LSZH, при соблюдении условий хранения, монтажа и эксплуатации, составляет не менее 25 лет. На долговечность волокна (стекла) материал оболочки LSZH негативно не влияет. Критичным фактором является соблюдение минимального радиуса изгиба и отсутствие постоянных механических нагрузок на растяжение.

Заключение

Многомодовые оптические кабели LSZH являются не просто альтернативой кабелям в ПВХ-оболочке, а необходимым решением для современных безопасных и надежных телекоммуникационных инфраструктур. Их выбор продиктован комплексом требований: от пожарных норм, предписывающих использование материалов с низким дымовыделением и без галогенов в общественных местах и ЦОД, до практической необходимости защиты критически важного и дорогостоящего активного оборудования. Понимание классификации по категориям OM, стандартов пожарной безопасности, а также особенностей монтажа и применения позволяет проектировщикам и монтажникам создавать оптические сети, отвечающие самым высоким стандартам производительности и безопасности.