Лабораторная работа № 2 - О
Изучение конструкций волоконно – оптических кабелей связи фирмы «FUJIKURA» (Япония)
1. Цель работы
В результате выполнения лабораторной работы студент должен:
- знать типы и марки оптических кабелей фирмы “FUJIKURA”
- знать элементы конструкций оптических кабелей и их назначение.
-
2. Задание
2.1. Изучить конструкции основных типов оптических кабелей связи.
Фирмы “FUJIKURA”.
2.2. Определить область применения этих кабелей, маркировку и пропускную способность (количество обеспечиваемых телефонных каналов).
3. Оборудование рабочего места
3.1. Набор оптических кабелей связи (макет).
3.2. Набор измерительных инструментов.
4. Порядок выполнения работы
4.1.Изучить конструкцию оптического кабеля фирмы “ FUJIKURA ”.
Начиная с наружных покровов, студенты должны последовательно выделить конструктивные элементы кабеля, измерить их размер и дать им характеристику.
По результатам измерения размеров элементов и изучения конструкции кабеля заполнить табл. 4.1.
4.2. В табл. 4.2 занести технические характеристики кабеля, область применения и организуемое количество каналов.
4.3.Выполнить чертеж поперечного сечения кабеля в масштабе 5:1.
5. Содержание отчета
5.1. Результаты изучения конструкции кабеля в виде табл. 4.1 и 4.2.
5.2. Чертеж поперечного сечения изучаемого оптического кабеля.
Таблица 4.1
|
Порядок разборки |
Элементы конструкции кабеля |
Характеристики элементов и их размеры |
|
1 |
2 |
3 |
|
1 |
Диаметр кабеля, мм |
|
|
2 |
Влагозащитная оболочка: конструкция, материал, толщина, мм |
|
|
3 |
Бронепокровы: конструкция, материал,толщина, мм |
|
|
4 |
Подушка: конструкция,материал |
|
|
5 |
Внутренняя оболочка: конструкция, материал,толщина, мм |
|
|
6 |
Силовые элементы: конструкция, материал |
|
|
7 |
Поясная изоляция: конструкция, материал |
|
|
8 |
Построение сердечника |
|
|
9 |
Оптический модуль: количество, конструкция,материал,диаметр, мм |
|
|
10 |
Количество оптических волокон в модуле, в кабеле |
|
|
11 |
Кордели заполнения: количество,конструкция, материал,диаметр, мм |
|
|
12 |
Центральный силовой элемент: конструкция, материал,диаметр, мм |
|
|
13 |
Марка кабеля |
|
Таблица 4.2
|
|
Технические характеристики |
Параметры |
|
1 |
Рабочая длина волны, мкм |
|
|
2 |
Организуемое число каналов по двум волокнам. Применяемая ЦСП SDH. Скорость передачи информации. |
|
|
3 |
Общее число каналов, организуемое по данному кабелю |
|
|
4 |
Сеть связи, на которой используется данный кабель |
|
6. Классификация и маркировка кабелей фирмы
“ Fujikura ”(Япония)
6.1. Маркировка японских кабелей
Оптические кабели фирмой “ Fujikura ”(изготавливаются согласно техническим требованиям, задаваемыми телекоммуникационными сетями, на которых они эксплуатируются).
В свою очередь телекоммуникационные сети Японии подразделяются на государственные (междугородные и городские) и ведомственные (локальные вычислительные сети, кабельное телевидение, аэрофлот, морфлот, энергетические и оборонные предприятия, полиция и т.д.) [1,2].
В соответствии с этим по назначению и условиям применения оптические кабели классифицируются на четыре основные группы:
1. Междугородные.
2. Городские (абонентские).
3. Станционные кабели.
4. Кабели специального назначения.
По условиям прокладки кабели первой группы могут быть подземными, подвесными и подводными. Городские кабели, как правило, прокладываются в телефонной канализации, однако на некоторых участках (линии межстанционной связи) применяется подвеска кабелей на опорах.
Станционные кабели прокладываются в помещениях телефонных станций.
Кабели специального назначения прокладываются в зонах действия сильных электромагнитных полей, повышенной пожарной опасности, для локальных вычислительных сетей и т.д.
Конструктивно кабели подразделяются по следующим характеристикам:
1. Типу оптических волокон и их количеству.
2. Конструкции сердечника кабеля.
3. Типу влагозащитной оболочки.
4. Конструкции брони.
Маркировка японских оптических кабелей осуществляется буквенными обозначениями, приведенными в табл. 6.1.
Таблица 6.1
|
Буква цифра |
Английское написание |
Русское написание |
|
OG |
Optical general |
Оптический, широкого потребления |
|
FR |
Flame retardant type |
Пожаробезопасного типа |
|
NM |
Non-metallic type |
Неметаллический силовой элемент |
|
T |
таре |
Волокна ленточного типа |
|
S |
Slotted |
Профилированный сердечник |
|
L |
Loose tube |
Сердечник повивной скрутки |
|
U |
Unit |
Многоволоконный модуль |
|
JF |
Jelly Fillet type |
Кабель, герметизированный заполнителем |
|
LAP |
Laminated Aluminium polyethylene |
Ламинированная алюмополиэтиленовая оболочка |
|
Е |
Ethylene |
Полиэтилен |
|
V |
Vinylchloride |
Поливинилхлорид |
|
CMZ |
Corrugated metal armored |
Гофрированная стальная оболочка |
|
Z |
Zinc |
Цинк |
|
SS |
Self supporting |
Трос для подвески |
|
W |
Wale |
Полоса |
|
W |
Wire |
Круглые стальные проволоки |
|
Cu |
Copper |
Медная оболочка |
|
ММ |
Multi mode |
Многомодовое волокно |
|
SM |
Single mode |
Одномодовое волокно |
|
D |
Shifted dispersion |
Волокно со смещенной дисперсией |
|
P |
Pair |
Пара |
|
Q |
Quad |
Четвёрка |
6.2. Междугородные кабели
Междугородные кабели предназначены для прокладки в грунт. Поэтому они имеют броневые покровы в виде стальных гофрированных оболочек или повивов круглых стальных проволок.
Кабели имеют тип OG LJFE .
На рис. 6.1. изображен кабель марки OG LJFE - CTZE SM - 10/125 – 0,38 x 48C.
Одномодовые волокна 1 расположены в модуле 2 из термопластика. Центральный силовой элемент 3 выполнен из семи скрученных проволок, покрытых слоем полиэтилена 4. Восемь модулей с волокнами скручены вокруг центрального силового элемента, образуя сердечник кабеля. Сердечник кабеля находится в гидрофобном заполнении 5. Поясная изоляция выполнена из пластиковой ленты 6. Кабель имеет внутреннюю полиэтиленовую оболочку 7 из полиэтилена. Подушка 8 выполнена из пластиковой ленты с водонепроницаемым компаундом. Броня 9 из гофрированной стальной ленты. Внешняя оболочка 10 изготовлена из полиэтилена. Волокна находятся в гидрофобном заполнителе 11.
Расшифровка марки кабеля OG LJFE - CTZE SM-10/125-0.38x48C производится таким образом:
О – оптический;
G - широкого потребления;
L – модули;
JF - сердечник кабеля в гидрофобном заполнителе;
E - внешняя полиэтиленовая оболочка;
СTZ - гофрированная стальная оцинкованная броня;
E - внутренняя полиэтиленовая оболочка;
SM - одномодовые волокна;
10 - диаметр модового поля, мкм;
125 - диаметр оболочки волокна, мкм;
038 - коэффициент затухания дБ/км (длина волны 1,3 мкм);
48 - количество волокон в кабеле;
С - гибкий световод, шнур.
Диаметр модуля 2,4 мм. Центральный силовой элемент диаметром 4,4 мм. Внутренняя оболочка толщиной 1,4 мм. Толщина стальной ленты брони 0,15 мм. Толщина внешней оболочки 2 мм. Диаметр кабеля 21 мм. Вес кабеля 420 кг/км. Допустимая нагрузка на растяжение 2700 Н (270 кГс). Допустимый радиус изгиба кабеля 250 мм. Температура эксплуатации кабеля от –40 0C до +70 0C.
Существует марка пожаробезопасного кабеля FR-OGLJFE-CTZE
SM 10/125 0,38 x 48C. От предыдущей конструкции кабель указанной марки
отличается наличием внешней оболочки из негорючего полиэтилена толщиной 2,5 мм. Вес кабеля при прочих равных условиях составляет 450 кг/км.
Рис. 6.1. Марка кабеля OGLJFE-CTZESM-10/125-0,38x1-48C
Для прокладки в скалистых грунтах или при подъемах в гору, т.е. в местах, где требуется повышенная механическая прочность кабеля, используется круглопроволочная броня.
Кабель такой конструкции имеет марку OGNMLJFE-WAZE SM 10/125 0,38 х 30C (рис. 6.3). Центральный силовой элемент 1 из негорючего полиэтилена. Вокруг центрального силового элемента скручено пять модулей 2 из термопластика. В каждом модуле находится шесть волокон 3. Модуль заполнен гидрофобным заполнителем 4. Поясная изоляция 5 из пластиковой ленты. Сердечник кабеля находится в гидрофобном заполнителе 6. Внутренняя оболочка 7 из полиэтилена. Подброневая подушка 8 из пластиковой ленты. Броневой покров из стальных проволок 9. Слой водонепроницаемого компаунда 10. Внешняя оболочка 11 из полиэтилена.
Диаметр модуля 3 мм. Диаметр центрального силового элемента 2,7 мм. Внутренняя оболочка толщиной 1,4 мм. Диаметр проволок 2,5 мм. Толщина внешней оболочки 2 мм. Диаметр кабеля 23 мм. Вес кабеля 1000 кг/км. Допустимое растягивающее усилие 20 кН (2000 кГс). Допустимый радиус изгиба 450 мм. Температура эксплуатации кабеля от –400C до +700C.
 |
Рис. 6.2. Марка кабеля OGNMLJFE-WAZE SM 10/125x0,38 1-30C
Для переходов через реки и водоемы используется кабель марки OGNMLJFE-CU-WWAZE SM-10/125 - 038 x 30C (рис. 6.3.).
Центральный силовой элемент 1 выполнен из негорючего полиэтилена. Волокна 2 расположены в модуле 3 из термопластика. Модуль заполнен гидрофобной массой 4. Межмодульное пространство сердечника также заполнено гидрофобной массой 5. Поясная изоляция выполнена из пластиковой ленты 6. Внутренняя оболочка 7 из полиэтилена. Медная гофрированная оболочка 8. Антикоррозионное полиэтиленовое покрытие 9. Подушка 10 из пластиковых лент с водонепроницаемым компаундом. Повив круглых стальных проволок 11. Подушка из пластиковых лент с водонепроницаемым компаундом 12. Повив круглых стальных проволок 13. Водонепроницаемая лента 14 и компаунд. Внешняя полиэтиленовая оболочка 15.
Диаметр модуля 3 мм. Диаметр центрального силового элемента 2,5 мм. Толщина внутренней полиэтиленовой оболочки 1,2 мм. Толщина медной трубки 0,5 мм. Толщина антикоррозионного покрытия 1,2 мм. Диаметр стальных проволок 2,9 мм. Толщина внешней полиэтиленовой оболочки 2 мм. Диаметр кабеля 37 мм. Вес кабеля 3750 кг/км. Допустимое растягивающее усилие 80 кН (8000 кГс). Допустимый радиус изгиба кабеля 740 мм. Температура эксплуатации кабеля от --40 0С до +70 0С.
 |
Рис. 6.3. Кабель марки OGNMLJFE-CU-WWAZE SM-10/125-0,38x1-30C
6.3. Городские кабели
Городские кабели подразделяются на межстанционные и абонентские. Для организации межстанционной связи между АТС используется кабель марки OGLJFLAP SM 10/125 05 x 48C (рис. 6.4).
Кабель имеет центральный силовой элемент 1 из скрученных стальных проволок. Вокруг центрального силового элемента скручено 8 модулей из термопластика 2. В каждом модуле расположено по шесть волокон 3. Сердечник кабеля находится в гидрофобном заполнителе 4. Поясная изоляция 5 выполнена из пластиковой ленты. Кабель имеет комбинированную оболочку из алюминия 6 и полиэтилена 7.
Диаметр кабеля 14 мм. Вес кабеля 190 кг/км. Допустимое растягивающее усилие 2700 Н (270 кГс). Допустимый радиус изгиба 140 мм. Допустимое раздавливающее усилие 1000 Н / 50 мм.
На абонентской сети используются многоволоконные кабели, например, марки OGTSLAP SM 10/125 05 x 1000C (рис. 6.5). Силовой элемент из скрученных проволок 1. Пять профилированных элементов 2 имеют пазы, в которых размещаются ленточные волокна 3. Профилированный элемент обмотан пластиковой лентой 4. Сердечник кабеля находится в гидрофобном заполнителе 5. Кабель имеет одну четверку и пару из медных жил 6. Водонепроницаемые ленты 7. Обмотка из пряжи 8. Комбинированная алюмополиэтиленовая оболочка 9.
Количество волокон в ленте - восемь. Размер ленты 2,1 мм х 0,4 мм. Диаметр профилированного элемента 12 мм. Диаметр кабеля 40 мм. Вес кабеля 800 кг/км. Допустимое растягивающее усилие 8000 Н (800 кГ). Допустимый радиус изгиба 350 мм. Допустимая раздавливающая нагрузка 1500 Н / 50 мм.
 |
Рис. 6.4. Кабель марки OGLJFLAPSMx10/125X0,5x48C
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Рис. 6.5. Кабель марки OGTSLAP-SMx10/125x0,5x1000C
6.4. Станционные кабели
Вводы оптического кабеля в здания телефонных станций осуществляются станционными кабелями.
Станционные оптические кабели подразделяются на три типа.
Во-первых, существует тип кабеля FR-OG, у которого оптические волокна обычного типа, к которым далее «подвариваются» оптические одноволоконные или двухволоконные шнуры.
Во-вторых, для этой цели используется кабель, состоящий из группы оптических шнуров. Шнуры оборудуются оптическими разъемами (коннекторами).
Рассмотрим конструкцию кабеля марки FR-OGLAP SM 10/125 05 x 12C (рис. 6.6).
 |
Рис. 6.6. Кабель марки FR-OGLAP-SMx10/125x0,5x12C
Кабель имеет одномодовые оптические волокна 1, расположенные концентрическим повивом вокруг центрального силового элемента, состоящего из металлического троса 2, покрытого поливинилхлоридной оболочкой 3. Волокна находятся в гидрофобном заполнителе 4. Кабель имеет обмотку из синтетических лент 5 и комбинированную алюмополиэтиленовую оболочку 6. Причем из полиэтилена негорючего.
Диаметр кабеля 11 мм. Вес 110 кг/км. Допустимое растягивающее усилие 800 Н (80кГ). Допустимый радиус изгиба 110 мм.
В качестве станционного применяется также кабель марки OGCVSM 10/125 05 x 4C (рис. 6.7).
 |
Рис. 6.7. Кабель марки OGCVSMx10/125x0,5x4C
Кабель имеет четыре оптических шнура 1. Центральный силовой элемент 2 из стальных проволок. Сердечник кабеля обмотан пластиковой лентой 3. Оболочка 4 из поливинилхлорида.
Диаметр кабеля 11 мм. Вес 110 кг/км. Допустимое растягивающее усилие 300 Н (30 кГс). Допустимый радиус изгиба 110 мм. Допустимая раздавливающая нагрузка 750 Н / 50 мм.
Волоконно-оптические шнуры могут быть одно-волоконные, двух волоконные и четырех волоконные.
Одноволоконный шнур имеет марку DSMC 8/125 03 (длина волны 1,55 мкм) или SMC 10/125 05 (длина волны 1,3 мкм) (рис. 6.8).
Кабель имеет оптическое волокно 1. Волокно находится в повиве арамидной пряжи 2. Шнур имеет поливинилхлоридную оболочку 3.
Диаметр шнура 2,8 мм. Вес 7 кг/км. Допустимое растягивающее усилие 100 Н (10 кГс). Допустимый радиус изгиба шнура 30 мм.
Двухволоконный шнур имеет марку DSMC 8/125 03 2R (длина волны 1,55 мкм) или SMC 10/125 05 2R (длина волны 1,3 мкм) (рис. 6.9). Комбинация 2R в марке означает “спаренный шнур”. Двухволоконный шнур имеет размеры 6 мм х 2,8 мм. Вес его составляет 15 кг/км. Допустимое растягивающее усилие 200 Н (20 кГ). Минимальный радиус изгиба 30 мм.
 |
Рис. 6.8. Кабель марки DSMCx8/125x0,3
 |
Рис. 6.9. Кабель марки DSMCx8/125x0,3x2R
Четырехволоконные шнуры имеют марку DSMC 8/125 03 - 4T (длина волны 1,55 мкм) или SMC 10/125 05 - 4T (длина волны 1,30 мкм) (рис. 6.10).
Оптоволоконная лента из четырех волокон 1 покрыта слоем арамидной пряжи 2.Оболочка 3 у шнура поливинилхлоридная.
Размер кабеля 3,5 мм х 2,5 мм. Вес кабеля 10 кг/км. Допустимое растягивающее усилие не должно превышать 100 Н (10 кГс). Минимальный радиус изгиба 30 мм.
 |
Рис. 6.10. Кабель марки DSMCx8/125x0,3-4T
6.5. Кабели специального назначения
К кабелям специального назначения относится кабель марки OGNME SM 10/125 05 х 12C (рис. 6.11). Он не имеет металлических элементов и предназначен для работы в климатических зонах повышенной грозодеятельности, для подвески на опорах электрифицированных железных дорог, а также для работы компьютеров.
Кабель имеет одномодовые оптические волокна 1, расположенные вокруг неметаллического центрального элемента 2. Сердечник кабеля обмотан пластиковой лентой 3. Оболочка 4 полиэтиленовая.
Диаметр кабеля 11 мм. Вес 60 кг/км. Допустимое растягивающее усилие 500 Н (50 кГс). Допустимый радиус изгиба 250 мм. Максимальное раздавливающее усилие 750 Н / 50 мм.
Существуют три модификации подвесных кабелей. Во-первых, кабель марки OGLAP-SSD SM 10/125 05 х 12C (рис. 6.12). Комбинация букв SSD в марке означает “подвесной кабель с совмещенным тросом”.
Кабель имеет оптические волокна 1. Центральный силовой элемент 2 из стальных проволок. Поясная изоляция 3 из полимерных лент. Кабель имеет комбинированную алюмополиэтиленовую оболочку 4. Несущий трос 5 из семи стальных проволок вплавлен в полиэтиленовую оболочку основную.
Диаметр кабеля 21 мм х 11 мм. Трос состоит из семи проволок диаметром 2,0 мм. Вес кабеля 320 кг/км. Допустимое растягивающее усилие 7800 Н (780 кГс). Допустимый радиус изгиба 110 мм.
 |
Рис. 6.11. Кабель марки OGNME-SMx10/125x0,5x12C
 |
Рис. 6.12. Кабель марки OGLAP-SSD SMx10/125x0,5x12C
Подвесной кабель может быть марки OGLAP-SSF SM 10/125 05 x12C (рис. 6.12).
Кабель этой марки отличается от предыдущего наличием проволоки 6, связывающей трос и оболочку кабеля. Буква F - "frizzy" в марке означает "вьющаяся намотка проволоки".
На удлиненных пролетах используется кабель марки OGLAP-SSH SM 10/125 05 x 12C (рис. 6.14). Этот кабель имеет полиэтиленовые подвески. Размер кабеля 30 х 20 мм. Трос состоит из проволок диаметром 2 мм. Вес кабеля составляет 300 кг/км. Допустимое растягивающее усилие 7800 Н (780 кГс). Допустимый радиус изгиба 110 мм.
Буква Н - "hanger" в марке означает "подвеска".
 |
Рис. 6.13. Кабель марки OGLAP-SSF SMx10/125x0,5x12C
 |
Рис. 6.14. Кабель марки OGLAP-SSH SMx10/125x0,5x12C
К кабелям специального назначения относятся также кабели с цветной оболочкой марки OGLAP-WS SM 10/125 05 x 12C (рис. 6.15). Такая оболочка у кабелей делается для быстрого отыскания их среди множества других, проложенных в телефонной канализации.
Кабель имеет оптические волокна 1, расположенные вокруг центрального силового элемента 2. Поясная изоляция из полимерных лент 3. Комбинированная алюмополиэтиленовая оболочка 4. Цветная, оранжевая полоса 5. Диаметр кабеля 11 мм. Вес 110 кг/км. Допустимое растягивающее усилие 800 N (80 кг). Допустимый радиус изгиба 110 мм.
 |
Рис. 6.15. Кабель марки OGLAP-WS SMx10/125x0,5x12C
7. Контрольные вопросы
1. Классификация оптических кабелей.
2. Маркировка оптических кабелей.
3. Рабочие длины волн оптических кабелей.
4. Определение числа каналов и цифровых трактов в оптических кабелях для различных уровней ЦСП SDH.
5. Основные конструктивные элементы оптических кабелей.
6. Конструкция волоконных световодов.
7. Классификация оптических волокон.
ЛИТЕРАТУРА
1. Проспекты фирмы “Fujikura ”. “Оптические кабели”. 1997.
2. Васильев В.Н. Оптические кабели. / Справочное пособие, ч.1.- Ташкент: ТУИТ, 2003.
Методическое руководство
к выполнению лабораторной работы
“Изучение конструкций волоконно-
оптических кабелей связи”
Разработано в соответствии с программой курса
“Линии связи”. Предназначено для студентов
дневной и заочной формы обучения направления
“Телекоммуникации” (5522200)
Рассмотрено на заседании кафедры
и рекомендовано к внутривузовскому изданию.
Протокол № 19 от 5.01.04 г.
Составитель: ст.преп. Дудюк С.Н.
Ответственный редактор: проф. Арипов Х.К.
Редакционно- корректурная комиссия:
Редактор: и.о.доц. Васильев В.Н.
Корректор: Халимова Р.С.
Бумага офсетная. Заказ №
Тираж экз.
Отпечатано в типографии ТУИТ
Ташкент 70084, ул. А. Темура,108