Кабели связи оптические 10/125
Кабели связи оптические 10/125: конструкция, параметры и применение в телекоммуникационных сетях
Оптический кабель с волокнами 10/125 мкм представляет собой ключевой элемент магистральных и зоновых сетей связи, где основным требованием является передача сигнала на большие расстояния с минимальными потерями. Обозначение 10/125 указывает на геометрические параметры одномодового оптического волокна (ОВ): диаметр светонесущей сердцевины составляет 10 микрометров, а диаметр оболочки — 125 микрометров. Данный тип волокна является де-факто мировым стандартом для построения высокоскоростных линий дальней связи, сетей доступа FTTx и ответственных магистралей.
Конструктивные особенности и типы кабелей
Конструкция кабеля оптического 10/125 определяется условиями прокладки и эксплуатации. Основными элементами являются оптические волокна, силовые элементы, гидрофобные заполнители и защитные оболочки.
- Оптическое волокно: Одномодовое волокно с несмещенной дисперсией (стандартное, ITU-T G.652.D) является наиболее распространенным. Сердцевина диаметром 10 мкм позволяет распространяться только одной моде (лучу) света на длинах волн 1310 нм и 1550 нм, что исключает межмодовую дисперсию и обеспечивает полосу пропускания в сотни ГГц*км.
- Модульная структура: Волокна (от 2 до 144 и более) группируются в оптические модули — полые трубки или сплошные оболочки, заполненные гелем (гидрофобным компаундом) для защиты от влаги и механических воздействий. В одном кабеле может находиться несколько таких модулей.
- Силовой элемент: Центральный силовой элемент (ЦСЭ) из стеклопластика (GRP) или стальной проволоки обеспечивает стойкость кабеля к растягивающим нагрузкам. В бронированных кабелях используются дополнительные армирующие слои.
- Защитные оболочки и броня:
- Внешняя полиэтиленовая оболочка (PE) — для прокладки в грунт, кабельной канализации.
- Броня из гофрированной стальной ленты (CS) — защита от грызунов и механических повреждений при прокладке в грунт.
- Броня из круглых стальных проволок (SWA) — для повышенных растягивающих нагрузок и прокладки по дну водоемов.
- Оболочка из безгалогеновых негорючих материалов (LSZH, FRNC) — для прокладки в зданиях, тоннелях, метро.
- Допустимое растягивающее усилие (кратковременное/долговременное): От 1.5 до 10 кН и более, в зависимости от конструкции.
- Допустимое раздавливающее усилие: Обычно 1-3 кН/100 мм.
- Диапазон рабочих температур: От -60°C до +70°C для хранения/транспортировки и от -30°C до +70°C для эксплуатации и монтажа.
- Минимальный радиус изгиба: Обычно 15-20 наружных диаметров кабеля при эксплуатации и 10 диаметров при монтаже.
- Магистральные и зоновые сети связи: Соединение городов, регионов, строительство кольцевых структур. Используются кабели с большим числом волокон (48, 96, 144) в броне из стальных проволок для прокладки в грунт.
- Сети доступа FTTx (FTTH, FTTB): От магистральной станции до абонентских узлов. Применяются как наружные кабели (подвесные, для канализации), так и внутренние (для стояков и горизонтальной разводки).
- Внутриобъектовые и кампусные сети: Соединение между корпусами, ЦОД. Используются небронированные кабели с оболочкой LSZH.
- Специальные применения: Прокладка по дну водоемов (морские кабели), в шахтах, вдоль железных дорог и ЛЭП (OPGW, ADSS).
- Затухание в точке сварки: Должно быть менее 0.05-0.08 дБ в среднем на стыке.
- Отражательная способность (RL): Должна быть лучше -50 дБ (для APC-коннекторов — лучше -60 дБ) для предотвращения обратных отражений, влияющих на работу лазеров.
- Гофрированная стальная лента (CS) — защита от грызунов и легких механических воздействий в неагрессивных грунтах. Стандартный выбор для кабельной канализации и траншей.
- Круглые стальные проволоки (SWA) — для участков с высоким риском растяжения, в каменистых грунтах, при пересечении дорог, на дне водоемов. Обеспечивает максимальную механическую защиту.
Ключевые технические параметры и характеристики
Основные параметры кабеля определяются характеристиками используемого волокна и затуханием, вносимым при производстве и монтаже.
| Параметр | Единица измерения | Типичное значение (на длине волны 1550 нм) | Примечание |
|---|---|---|---|
| Затухание | дБ/км | ≤ 0.20 — 0.22 | Максимально допустимое затухание. Фактическое часто 0.18-0.19 дБ/км. |
| Хроматическая дисперсия | пс/(нм*км) | ≤ 18 | Ограничивает максимальную дальность и скорость передачи без компенсации. |
| Длина волны нулевой дисперсии | нм | 1300 — 1324 | Дисперсия минимальна на 1310 нм. |
| Модовое поле диаметра (MFD) | мкм | 9.2 — 10.4 (на 1310 нм) | Критический параметр для сварных соединений. |
| Коэффициент широкополосности (PMD) | пс/√км | ≤ 0.2 | Важно для систем со скоростью 10 Гбит/с и выше. |
Параметры самого кабеля включают:
Области применения и схемы прокладки
Кабели с волокнами 10/125 применяются в сегментах сети, где расстояние между регенерационными пунктами превышает 2-3 км и требуются высокие скорости передачи.
Методы сварки и измерения
Качество линии связи на основе кабеля 10/125 напрямую зависит от качества монтажа. Основной метод соединения волокон — сварка с помощью автоматического сварочного аппарата. Критически важным является контроль двух параметров:
Измерение параметров построенной линии выполняется рефлектометром (OTDR) на рабочих длинах волн (1310 нм и 1550 нм). Анализ рефлектограммы позволяет определить длину секции, затухание на километр, локализовать места сварок, механических соединений и возможных повреждений.
| Элемент линии | Типичное затухание, дБ | Максимально допустимое затухание, дБ |
|---|---|---|
| Сварное соединение (стык) | 0.02 — 0.05 | 0.08 (среднее) |
| Механический соединитель (сплайс) | 0.1 — 0.3 | 0.3 |
| Разъемное соединение (коннектор) | 0.2 — 0.35 | 0.5 (на пару) |
| Волокно G.652.D | 0.19 — 0.22 дБ/км | 0.22 дБ/км |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается кабель 10/125 от 50/125 или 62.5/125?
Волокна 50/125 и 62.5/125 являются многомодовыми и используются для передачи на короткие расстояния (до 500-1000 м) в основном внутри зданий и ЦОД. Волокно 10/125 — одномодовое, предназначено для передачи на десятки и сотни километров. Они не взаимозаменяемы и требуют разного передающего оборудования (лазеры с разной длиной волны и шириной спектра).
Почему для магистралей используется именно 1550 нм, а не 1310 нм?
На длине волны 1550 нм наблюдается минимальное затухание в волокне (около 0.18-0.19 дБ/км против 0.32-0.35 дБ/км на 1310 нм). Это позволяет строить более длинные участки регенерации (усиления). Кроме того, в окне 1550 нм эффективно работают оптические усилители EDFA, что критически важно для современных DWDM-систем.
Что такое волокно G.652.D и чем оно лучше предыдущих версий (G.652.A/B/C)?
Волокно G.652.D — это улучшенный вариант с низким затуханием на всех длинах волн (включая «окно» 1383 нм, где присутствует пик поглощения из-за ионов OH-). Оно полностью устраняет так называемый «водный пик», открывая для передачи дополнительный диапазон (E-диапазон, 1360-1460 нм). Это увеличивает спектральную эффективность и емкость системы.
Как правильно выбрать тип брони для прокладки в грунт?
Выбор зависит от условий:
Каков срок службы оптического кабеля 10/125?
Проектный срок службы качественного оптического кабеля, при соблюдении условий хранения, прокладки и эксплуатации, составляет не менее 25 лет. На долговечность в первую очередь влияет целостность гидрофобного заполнения и защитных оболочек, предотвращающих проникновение влаги к волокнам.
Заключение
Оптический кабель с волокнами 10/125 мкм остается технологическим фундаментом глобальных и региональных телекоммуникационных инфраструктур. Его эволюция, в частности переход на волокна категории G.652.D, позволяет удовлетворять растущие требования к пропускной способности и надежности. Правильный выбор конструкции кабеля в соответствии с условиями прокладки, строгое соблюдение технологий монтажа и измерений являются обязательными условиями для построения устойчивых и высокопроизводительных волоконно-оптических линий связи, которые служат основой для современных цифровых сервисов в энергетике, телекоммуникациях и других отраслях.