Кабели магистральные телефонные

Кабели магистральные телефонные: конструкция, типы, применение и технические аспекты

Магистральные телефонные кабели представляют собой сложные многопарные конструкции, предназначенные для организации высокоемких линий дальней связи между АТС, узлами связи, для строительства междугородных и внутризоновых сетей, а также в качестве ответвлений от таких магистралей. Их основная функция – передача большого количества аналоговых и цифровых сигналов (голос, данные) на значительные расстояния с минимальными потерями и высокой защищенностью от внешних воздействий. Современные магистральные кабели являются основой первичной сети доступа и часто служат физической средой для широкополосных цифровых систем передачи (PDH, SDH).

Классификация и основные типы магистральных кабелей связи

Классификация осуществляется по нескольким ключевым признакам: тип изоляции жил, тип скрутки, вид экрана и внешней оболочки, условия прокладки.

• По типу изоляции жил:
  • Кабели с воздушно-бумажной изоляцией (МКС, ЗКП): Исторически первые, сейчас практически не применяются в новом строительстве. Изоляция – кордельно-бумажная или стирофлексовая, с заполнением осушенным воздухом или гелем.
  • Кабели с полиэтиленовой изоляцией жил (МКП, ТПП, ТППэп): Наиболее распространенный тип. Изоляция выполняется из сплошного или вспененного полиэтилена, что обеспечивает стабильные электрические параметры, низкое затухание и малый вес.
  • Кабели с полистирольной изоляцией: Обладают улучшенными электрическими характеристиками на высоких частотах.
• По типу скрутки (строению сердечника):
  • Повивная скрутка: Жилы скручены концентрическими повивами вокруг центрального сердечника. Традиционный метод для кабелей большой емкости.
  • Пучковая скрутка: Жилы предварительно скручены в группы (пучки) по 5, 10 или 25 пар, которые затем объединяются в общий сердечник. Упрощает монтаж и идентификацию пар.
  • Повивно-пучковая скрутка: Комбинированный метод, сочетающий преимущества обоих типов.
• По условиям прокладки и конструктиву наружной оболочки:
  • Для прокладки в грунте (кабели в броне): Имеют бронепокров из стальных оцинкованных лент (тип Б) или круглых проволок (тип К). Защищают от грызунов, механических повреждений при раскопках. Пример: МКПАБ, МКПАБп, МКПАШп.
  • Для прокладки в кабельной канализации, тоннелях, по мостам: Имеют оболочку из полиэтилена или поливинилхлорида, часто с гидрофобным заполнением. Могут иметь легкую броню из гофрированной стальной ленты. Пример: МКПАШв.
  • Для подвески на опорах (воздушной прокладки): Имеют встроенный несущий трос (кабель самонесущий) или предназначены для подвески на тросе. Оболочка из светостабилизированного черного полиэтилена, устойчивая к УФ-излучению. Пример: МКПАС, МКПАСС.

Детальное описание конструкции

Конструкция современного магистрального кабеля (например, МКПАБп) многослойна и каждый слой выполняет строгую функцию.

• Токопроводящая жила: Изготавливается из мягкой медной проволоки диаметром 0.8 мм, 0.9 мм, 1.0 мм, 1.2 мм. Более толстые жилы применяются для снижения затухания на длинных участках.
• Изоляция: Сплошной или вспененный полиэтилен, накладываемый методом экструзии. Обеспечивает требуемое волновое сопротивление (100, 120 или 150 Ом) и минимальную взаимную емкость между жилами.
• Скрутка: Изолированные жилы скручиваются в пары с определенным шагом для снижения переходных помех. Пары, в свою очередь, скручиваются в общий сердечник. Для идентификации используется цветовая маркировка изоляции жил и счетная нить в повиве.
• Поясная изоляция: Поверх скрученного сердечника накладывается экран-оболочка из алюмополимерной ленты или лавсановой пленки.
• Экран: Медная или алюминиевая фольга, либо оплетка из медных проволок. Обеспечивает защиту от внешних электромагнитных помех и является обратным проводником в цепи.
• Заполнение и гидрофобный компаунд: Пространство между сердечником и оболочкой часто заполняется гидрофобным гелем или порошком, препятствующим продвижению влаги вдоль кабеля в случае локального повреждения оболочки.
• Внутренняя полиэтиленовая оболочка: Защищает экран и сердечник.
• Бронепокров: Две стальные оцинкованные ленты, наложенные с перекрытием. Обеспечивает механическую защиту.
• Наружная оболочка: Из полиэтилена (для грунта) или поливинилхлорида (для помещений). Защищает броню от коррозии и выполняет функцию внешней изоляции.

Основные электрические параметры и характеристики

Качество передачи сигнала по магистральному кабелю определяется рядом строго нормируемых параметров.

Таблица 1. Основные электрические параметры магистральных кабелей типа МКП (на частоте 1 кГц, Т=+20°C)

Параметр	Ед. изм.	Норма для кабеля с жилой 0.9 мм	Примечание
Сопротивление жилы постоянному току (не более)	Ом/км	28.5	Зависит от диаметра жилы
Рабочая емкость (средняя)	нФ/км	24-36	Нормируется отклонение от среднего значения в паре
Электрическое сопротивление изоляции (не менее)	МОм*км	5000	Измеряется между жилой и экраном
Переходное затухание на дальнем конце (не менее)	дБ/км	64	На частоте 1 МГц. Критично для ЦСП
Волновое сопротивление	Ом	120 ± 10	На частотах выше 1 МГц
Затухание сигнала	дБ/км	~1.5 на 1 МГц	Растет с ростом частоты и длины

Системы передачи и частотное уплотнение

Для увеличения пропускной способности одной физической пары в магистральных кабелях применяется частотное разделение каналов (ЧРК) или цифровые системы передачи (ЦСП). Классические системы К-60, К-1920 использовали аналоговое уплотнение. Современные магистрали практически полностью перешли на цифровые технологии.

• PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy): Иерархия потоков E1 (2.048 Мбит/с, 30 каналов). По одной симметричной паре может передаваться поток E1 на расстояние до 3-5 км без регенераторов, в зависимости от диаметра жилы. Для организации более высокоскоростных потоков (E2 – 8.448 Мбит/с, E3 – 34.368 Мбит/с) используются специальные линейные кодеки (HDSL).
• SDH (Synchronous Digital Hierarchy): Более высокоуровневые потоки STM-1 (155 Мбит/с) и выше по магистральным кабелям передаются, как правило, по волоконно-оптическим жилам, входящим в состав комбинированного кабеля (например, МКПАБп+ОК).
• xDSL технологии: На базе существующих медных магистралей развертываются технологии SHDSL, обеспечивающие симметричную высокоскоростную передачу данных на расстояния до 6-8 км.

Прокладка, монтаж и измерения

Прокладка магистральных кабелей требует соблюдения строгих правил. При подземной прокладке в грунте обеспечивается песчаная подушка, глубина траншеи не менее 0.8-1.2 м. При пересечении с инженерными коммуникациями и дорогами кабель защищается футлярами. Важнейшим этапом является монтаж муфт – соединительных, ответвительных, концевых. Муфты обеспечивают электрическую непрерывность пар, экрана и брони, а также герметизацию стыка. После прокладки и монтажа проводятся комплексные электрические измерения: проверка целостности жил и экрана, измерение сопротивления изоляции, рабочей емкости, переходного затухания, затухания на рабочих частотах. Результаты заносятся в паспорт трассы.

Тенденции развития

Несмотря на активное развитие волоконно-оптических линий связи, магистральные медные кабели сохраняют свою актуальность, особенно на «последней миле» и в сетях внутризонового уровня. Основные тенденции: повышение стабильности параметров за счет совершенствования материалов изоляции и технологии скрутки; широкое применение гидрофобных заполнителей для повышения влагостойкости; производство комбинированных кабелей, содержащих одновременно медные пары и оптические волокна (МКПАБп+ОК), что позволяет постепенно мигрировать на оптику, используя существующую инфраструктуру прокладки.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем магистральный кабель принципиально отличается от распределительного (городского) ТПП?

Магистральный кабель рассчитан на большее рабочее напряжение (до 500-1000 В постоянного тока между жилой и экраном), имеет, как правило, более толстые жилы (0.9-1.2 мм), более строгие допуски на электрические параметры (особенно на переходное затухание), обязательный экран и, часто, бронепокров. Распределительные кабели (ТППэп) имеют жилы 0.4-0.5 мм, более простую конструкцию и предназначены для разводки в пределах квартала или дома.

Какой срок службы у магистрального кабеля в грунте?

Нормативный срок службы качественно изготовленного и правильно проложенного кабеля в броне из оцинкованных стальных лент (тип Б) составляет не менее 25-30 лет. Фактический срок может превышать 40 лет при отсутствии механических повреждений и коррозии брони.

Почему в кабеле используется именно медная жила, а не алюминиевая?

Медь обладает значительно более высокой электропроводностью, чем алюминий (удельное сопротивление ниже в ~1.65 раза), что критично для снижения затухания сигнала на высоких частотах. Медь более пластична, выдерживает многократные изгибы, обладает лучшей стойкостью к коррозии и обеспечивает более надежное соединение в муфтах методом пайки или сжимом.

Как осуществляется защита от коррозии бронепокрова?

Защита обеспечивается двумя способами: 1) Оцинковка стальных лент или проволок. 2) Наличие наружной полиэтиленовой оболочки (индекс «п» в маркировке, например, МКПАБп), которая изолирует броню от прямого контакта с грунтом и электролитом. В агрессивных грунтах дополнительно применяется катодная поляризация (катодная защита).

Что означает маркировка МКПАБп 20х2х0,9?

М – магистральный; К – кабель; П – с полиэтиленовой изоляцией жил; А – алюминиевый экран (фольга); Б – броня из двух стальных оцинкованных лент; п – наружная оболочка из полиэтилена. 20х2х0,9 – в кабеле 20 пар (два провода в паре) с диаметром медной жилы 0.9 мм.

Каковы основные причины повреждений магистральных кабелей?

• Сторонние механические воздействия при земляных работах (основная причина).
• Коррозия брони из-за повреждения наружной оболочки в агрессивной среде.
• Проникновение влаги в сердечник из-за разгерметизации муфт или оболочки.
• Повреждение грызунами (для кабелей без брони или со слабой броней).
• Электрохимическая коррозия под влиянием блуждающих токов.