Кабели оптические самонесущие (ОКСН) на 4 волокна: конструкция, применение и технические аспекты

Кабель оптический самонесущий (ОКСН) на 4 волокна представляет собой специализированную конструкцию волоконно-оптического кабеля, предназначенную для подвеса на опорах воздушных линий связи (ВОЛС) и воздушных линий электропередачи (ВЛ) без использования троса-несущего элемента. Его ключевая особенность — интегрированный силовой элемент, выполняющий несущую функцию и обеспечивающий механическую прочность. Четыре оптических волокна являются типовым и востребованным вариантом для организации магистральных и распределительных участков сетей доступа, подключения базовых станций сотовой связи, FTTx и других объектов инфокоммуникационной инфраструктуры.

Конструктивные особенности и материалы

Конструкция ОКСН на 4 волокна разработана для противостояния постоянным и переменным механическим нагрузкам (растяжение, ветер, гололед), ультрафиолетовому излучению и перепадам температур. Типовая конструкция включает в себя следующие элементы, расположенные концентрически:

• Центральный силовой элемент (СЭ): Основной несущий компонент. Выполняется из стеклопластикового (стеклоармированного пластикового, САП) прутка или пучка арамидных нитей. Стеклопластиковый пруток обеспечивает высокую прочность на разрыв (до 18 кН и более) и отсутствие остаточной деформации, а также является диэлектриком.
• Оптический модуль: В кабелях на 4 волокна, как правило, используется один центральный трубчатый модуль. Внутри него в гидрофобном геле располагаются 4 одномодовых (реже многомодовых) оптических волокна. Материал модуля — полибутилентерефталат (PBT), обладающий высокой стойкостью к сжатию и температурным деформациям.
• Промежуточная оболочка: Слой полимера (например, полиэтилена), стабилизирующий конструкцию и формирующий круглую форму кабеля перед наложением внешней оболочки.
• Силовые армирующие нити: Дополнительный силовой элемент в виде пучков арамидных (кевларовых) нитей, уложенных поверх промежуточной оболочки. Резервируют несущую функцию, обеспечивают стойкость к растяжению и удару.
• Внешняя защитная оболочка: Изготавливается из полиэтилена (ПЭ) черного цвета, стойкого к ультрафиолетовому излучению (обозначается как ПЭ-УФ). Для кабелей, предназначенных для подвеса на ВЛ выше 1 кВ, используется оболочка из трекингостойкого полиэтилена (ПЭ-ТР), устойчивого к электрической дуге и поверхностным разрядам. Оболочка имеет продольную цветовую маркировочную полосу для идентификации.

Ключевые технические характеристики и параметры

Технические параметры ОКСН регламентируются стандартами ГОСТ Р 52266-2013 (кабели с САП) и техническими условиями производителей. Основные характеристики для кабеля на 4 волокна представлены в таблице.

Параметр	Типовое значение / Описание
Тип волокна	G.652.D (стандартное одномодовое, наиболее распространенное)
Количество волокон	4
Допустимое растягивающее усилие (ДРУ), кратковременное	От 6 до 18 кН (зависит от конструкции СЭ)
Допустимое растягивающее усилие (ДРУ), длительное (эксплуатационное)	Обычно 40-60% от кратковременного ДРУ
Минимальный радиус изгиба при монтаже	20 × наружный диаметр кабеля (обычно 200-300 мм)
Диапазон рабочих температур	От -60°C до +70°C (монтаж: от -30°C до +70°C)
Затухание оптического сигнала	На длине волны 1310 нм: ≤ 0,36 дБ/км; на 1550 нм: ≤ 0,22 дБ/км
Наружный диаметр	9,0 — 13,0 мм
Масса 1 км кабеля	90 — 150 кг

Области применения и способы подвеса

ОКСН на 4 волокна применяется в случаях, когда требуется быстрая и экономичная прокладка оптической линии по воздуху. Основные сферы применения:

• Воздушные линии связи (ВОЛС): Подвес на отдельно стоящих опорах связи.
• Совмещенный подвес на опорах ВЛ 0,4 кВ: Наиболее частый случай. Кабель крепится к специальному кронштейну ниже фазных проводов с соблюдением габаритов до земли (не менее 4,5 м в ненаселенной местности).
• Подвес на опорах ВЛ 6-35 кВ: Требуется использование кабеля с трекингостойкой оболочкой (ПЭ-ТР) и специальной арматуры. Подвес осуществляется, как правило, под фазным проводом.
• Сети доступа (FTTx): Для подведения оптики к распределительным шкафам, муфтам и конечным абонентам.
• Магистрали связи операторов мобильной связи: Для соединения базовых станций между собой и с опорной сетью.

Для подвеса используется специализированная арматура: натяжные и поддерживающие зажимы (гильзы), спиральные и preformed виброгасители. Крепление к опоре осуществляется с помощью кронштейнов и бандажной ленты. Монтаж производится с предварительным натяжением, величина которого рассчитывается исходя из климатических условий района прокладки (гололедная и ветровая нагрузки).

Преимущества и недостатки по сравнению с другими типами кабелей

Преимущества ОКСН:

• Высокая скорость монтажа: Исключается этап натяжения отдельного несущего троса.
• Оптимальное соотношение прочности и веса: Конструкция легче кабелей с металлическим тросом.
• Полная диэлектричность: Отсутствие металлических элементов повышает безопасность при работах на ВЛ, исключает коррозию и наводки.
• Стойкость к растяжению: Высокие показатели ДРУ обеспечивают надежность в тяжелых климатических условиях.
• Длительный срок службы: Более 25 лет при соблюдении условий монтажа и эксплуатации.

Недостатки и ограничения:

• Ограниченная емкость: 4 волокна может быть недостаточно для перспективного развития магистральных участков. Для этого существуют ОКСН на 8, 12, 16, 24 и более волокон.
• Требовательность к монтажу: Необходимость точного расчета натяжения и использования специального инструмента для разделки и монтажа арматуры.
• Чувствительность к точечным механическим воздействиям: Повреждение внешней оболочки может привести к проникновению влаги и снижению прочности.
• Более высокая стоимость погонного метра по сравнению с кабелем для прокладки в грунте, однако общая стоимость строительства ВОЛС часто ниже за счет скорости монтажа.

Особенности монтажа и сращивания

Монтаж ОКСН требует специальной подготовки. Перед подвесом кабель должен быть проверен на целостность волокон (рефлектометрия). Натяжение осуществляется с помощью динамометрических лебедок, не превышая допустимого длительного усилия. Обязательна установка виброгасителей в точках крепления к опорам для подавления аэроупругих колебаний (флаттера).

Сращивание отрезков кабеля и ответвление волокон производится в герметичных монтажных организациями (муфтах), устанавливаемых на опорах. Процесс включает:
1. Фиксацию и заземление силового элемента (САП-стержня) в механическом зажиме муфты.
2. Заделку арамидных нитей.
3. Ввод оптического модуля, его закрепление и разделку.
4. Сварку оптических волокон с размещением защитных сплайс-кассет в специальной кассетной полости муфты.
5. Герметизацию муфты.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем ОКСН принципиально отличается от ОКГТ (кабеля с вынесенным силовым элементом)?

В ОКГТ несущий трос (обычно стальной или стеклопластиковый) и оптический кабель (в виде отдельного модуля или оболочки) соединены между собой диэлектрической дистанционной спиралью или лентой. Это два раздельных элемента. В ОКСН силовой элемент является неотъемлемой частью единой кабельной конструкции, что обеспечивает лучшую устойчивость к скручиванию и более компактный диаметр.

Можно ли использовать ОКСН на 4 волокна для подвеса на высоковольтных линиях 110 кВ и выше?

Как правило, для ВЛ 110 кВ и выше применяются иные технологии, такие как ВОЛС, встроенные в грозозащитный трос (ОКГТ), или специальные диэлектрические кабели с большим ДРУ. Применение ОКСН на таких объектах возможно, но требует индивидуального проектного расчета и согласования с владельцем ВЛ, так как условия эксплуатации (электрические поля, длина пролетов) значительно жестче.

Как правильно выбрать тип арматуры для подвеса ОКСН?

Выбор арматуры (зажимов) определяется диаметром кабеля и величиной расчетного натяжения. Каждый производитель кабеля предоставляет спецификации на совместимую арматуру. Зажимы должны соответствовать диаметру кабеля с точностью до миллиметра. Использование несертифицированной или несоответствующей арматуры может привести к проскальзыванию кабеля или повреждению оболочки в точке зажима.

Что означает маркировка «ОКСН-04-Х-ХХ» на кабеле?

Это типовая условная маркировка, где:

• «04» — количество оптических волокон (4);
• Следующий символ (буква) — может обозначать тип центрального силового элемента (например, «С» — стеклопластиковый);
• Последние цифры — часто обозначают номинальное допустимое растягивающее усилие в кН (например, «09» — 9 кН).

Полная расшифровка приводится в технических условиях производителя.

Какова реальная дальность передачи сигнала по такому кабелю?

Дальность определяется не кабелем, а активным оборудованием (передатчиками, приемниками) и затуханием в линии. При типовом затухании 0,22 дБ/км на 1550 нм и бюджете мощности современного передатчика в 28-30 дБ, теоретическая дальность без усиления может превышать 100 км. Однако на практике длина регенерационного участка (между пунктами подключения) редко превышает 60-80 км из-за необходимости установки муфт, наличия неоднородностей и проектного запаса.

Требуется ли заземление ОКСН при подвесе на ВЛ?

Поскольку классический ОКСН является полностью диэлектрическим, заземление его самого не требуется. Однако металлические части арматуры (зажимы, кронштейны) на опорах ВЛ, особенно на ВЛ 0,4 кВ, должны быть заземлены в соответствии с ПУЭ для защиты от перенапряжений.

Заключение

Кабель оптический самонесущий на 4 волокна представляет собой отработанное и надежное решение для строительства воздушных участков волоконно-оптических линий связи. Его конструкция, сочетающая диэлектрический силовой элемент и защищенный оптический модуль, оптимальна для быстрого монтажа в сложных условиях совместной подвески с линиями электропередачи. Правильный выбор кабеля по параметрам ДРУ и типу оболочки, точный расчет монтажного натяжения и использование квалифицированного подхода к сращиванию являются залогом долговечной и бесперебойной работы ВОЛС на базе ОКСН. При проектировании новых сетей необходимо учитывать не только текущие потребности в количестве волокон, но и потенциал для будущего расширения, возможно, рассматривая кабели с большей волоконной емкостью.