Современные оптические кабели связи (ОК) практически вытесняют традиционные медно-жильные кабели связи на всех участках Взаимоувязанной сети связи России. Так, строительство новых линий передачи на первичной и внутризоновых сетях связи ведется преимущественно с использованием ОК. ОК широко используются на соединительных линиях местной сети, при сооружении структурированных кабельных систем, в системах кабельного телевидения, начинают использоваться на абонентских участках и т.д.

Российскими кабельными заводами ОК производятся в основном двух типов: с модульной конструкцией сердечника (сердечник с центральным силовым элементом, преимущественно из стеклопластикового стержня, вокруг которого находятся трубки-модули с расположенными в них оптическими волокнами (ОВ)), емкостью до 288 ОВ, и трубчатой конструкции (в виде центрального модуля-трубки), емкостью до 24 ОВ.

ОК производятся с различными типами ОВ – многомодовыми с размерами 50/125 мкм (сердцевина/оболочка соотв.) (рекомендация МСЭ Т G.651) и 62,5/125 мкм, одномодовыми (рекомендации МСЭ Т G.652, G.653, G.654, G.655), ОВ с расширенным диапазоном рабочих длин волн, типы ОВ, которые должен содержать ОК (или же необходимостьналичия в ОК различных типов ОВ), определяются заказчиком с учетом назначения ОК.

Основной тип ОВ, используемых в современных конструкциях ОК – одномодовые ОВ, характеризующиеся низкими потерями (так, километрическое затухание на длине волны 1,55 мкм у ОВ по рекомендации G.652 составляет 0,22 дБ/км). Многомодовые ОВ применяются практически только в ОК для локальных сетей, в частности, в структурированных кабельных системах, что определяется в основном технико-экономическими причинами.

В отличие от медно-жильных кабелей связи, предназначенных для применения на определенных участках сети (первичная, внутризоновая, местная сети связи), ОК связи отличаются практически только допустимыми условиями их прокладки:

• прокладка в кабельную канализацию и специальные (защитные пластмассовые) трубы,
• прокладка в грунтах различных категорий,
• прокладка в грунтах, характеризующихся мерзлотными явлениями,
• прокладка в болотах, на речных переходах, на глубоко водных участках водоемов (озера, водохранилища),
• прокладка на прибрежных и на глубоководных участках морей,
• подвеска на опорах воздушных линий связи, опорах ЛЭП, опорах контактной сети и автоблокировки железных дорог,
• прокладка внутри зданий, в коллекторах и туннелях.

В зависимости от исполнения ОК условия прокладки могут быть и расширенными (например, для прокладки в кабельную канализацию, специальные трубы, для подвески).

Основными особенностями конструкций ОК, определяющими область их прокладки, являются:

• состав элементов конструкции ОК (наличие или отсутствие гидрофобного заполнения, металлических элементов),
• механические характеристики (в основном допустимые растягивающее и раздавливающие усилия),
• материал наружной оболочки.

Характерными особенностями конструкций ОК по сравнению с медно-жильными кабелями связи являются:

• малые размеры и масса,
• большая строительная длина (4 – 6 км и более),
• малая величина километрического затухания,
• отсутствие необходимости содержания ОК под избыточным воздушным давлением,
• стойкость к электромагнитным (гроза, ЛЭП и др.) воздействиям (металлические конструктивные элементы используются только в качестве бронепокровов и/или для предотвращения поперечной диффузии влаги (оболочки "АЛПЭТ", "СТАЛПЭТ").

Прокладка ОК

Прокладка ОК производится с использованием технологий, виды которых определяются проектом, условиями прокладки, типами используемых ОК, используемым оборудованием и др.

Во всех случаях при прокладке не должны превышаться нормируемые нормативно-технической документацией на кабели механические воздействия (в первую очередь усилия растяжения и сжатия), климатические условия (нижняя предельная температура прокладки, как правило, составляет минус 10 °С), допустимые радиусы изгиба ОК (радиус изгиба не должен быть менее 20 наружных диаметров ОК) и т.д.

Прокладка ОК на городском участке сети

При прокладке ОК на городском участке сети, как правило, используется имеющаяся инфраструктура (кабельная канализация, коллекторы, туннели). Трасса прокладки и типы используемых для прокладки подземных сооружений определяются проектом, при этом из соображений пожарной безопасности ОК, прокладываемые в коллекторы и туннели, должны иметь оболочку из материала, не распространяющего горение. В соответствии с действующими нормативными документами, такие исполнения кабелей должны иметь сертификат пожарной безопасности, а в их маркировке должен присутствовать индекс "Н" (не распространяющий горение). Как правило, такие исполнения ОК изготавливаются с оболочкой из специальных композиций полиэтилена, содержащих в качестве наполнителя тригидроксид алюминия Al (OH)3 , который при температуре выше 200 °С разлагается на окись алюминия Al2O3 и воду (в виде паров воды), что снижает окружающую ОК температуру до величины ниже точки возгорания, водяные пары способствуют также уменьшения концентрации выделяемых при горении газов.

С целью минимизации риска повреждения ОК в ходе прокладки используемые на трассе прокладки подземные сооружения (трубы и колодцы кабельной канализации, коллекторы и туннели должны быть проверены, при необходимости отремонтированы, трубы прочищены и проверены на проходимость, возможные перепады уровней устранены и т.п.). Как правило, прокладка ОК производится в отдельный канал кабельной канализации или же, с целью более эффективного использования канала, в него предварительно прокладываются до 4 полиэтиленовых труб 32 мм, каждая из которых затем применяется для прокладки в нее отдельного кабеля.

Для прокладки в кабельной канализации, учитывая вероятность повреждения ОК грызунами, наиболее целесообразно использовать ОК с броней из стальной гофрированной ленты или же, при наличии повышенных требований по стойкости к электромагнитным воздействиям (например, на территории электроподстанций), диэлектрических ОК с броней из стеклопластиковых стержней.

При прокладке ОК в кабельную канализацию наиболее широко используется метод затягивания ОК с помощью лебедки, снабженной устройством ограничения тягового усилия, тяговый трос (фал) которой через вертлюг (компенсатор кручения) соединяется с "кабельным чулком", установленным на конце ОК. Тяговая скорость лебедок, как правило, регулируется в диапазоне 0 – 30 м/мин.

При прокладке ОК в кабельную канализацию следует учитывать следующее:

• наличие каждого поворота трассы прокладки на угол 90 °С эквивалентно укорочению длины прокладки на 200 м, при наличии поворотов трассы барабан с ОК по возможности рекомендуется располагать непосредственно с поворотами для снижения тяговых нагрузок на ОК при прокладке,
• секции длиной более 1 км рекомендуется прокладывать с размещением барабана с ОК в середине секции, с прокладкой половины строительной длины ОК в одном направлении, размоткой оставшейся длины ОК на устройство типа "Фигаро" (используемое в технологии пневмопрокладки ОК) или укладки этой длины ОК "восьмерками" на поверхности и последующей прокладки в другом направлении,
• при прокладке ОК следует использовать направляющие устройства (колена, ролики и др.), облегчающие условия ввода ОК в каналы кабельной канализации предотвращающие повреждения ОК в ходе прокладки,
• при прокладке следует контролировать тяговое усилие, которое не должно превышать нормируемого для прокладываемого кабеля. Рекомендуется использовать лебедки, тяговое усилие которых контролируется автоматически или по меньшей мере контролируется оператором,
• при прокладке ОК не следует использовать смазки, поскольку они могут разрушать оболочку ОК, а также "приклеивать" кабели к стенкам канала,
• во избежание попадания внутрь канала кабельной канализации загрязнений и воды ОК относительно канала рекомендуется герметизировать.

Прокладка ОК может осуществляться также каскадным методом, с использованием нескольких последовательно установленных, синхронно работающих тяговых лебедок. В колодцах кабельной канализации ОК должны быть выложены на кронштейнах с допустимым радиусом изгиба и промаркированы.

Прокладка ОК в специальные (защитные пластмассовые) трубы

Защитная полиэтиленовая труба (ЗПТ) – современная альтернатива традиционной асбестоцементной трубе кабельной канализации. ЗПТ может быть использована как для увеличения емкости традиционной кабельной канализации с одновременным приданием ей новых характеристик (путем прокладки ее в каналы существующей кабельной канализации), так и для прокладки непосредственно в грунт, фактически выполняя функции междугородной кабельной канализации.

ЗПТ представляет собой трубу 25-63 мм (строительная длина в среднем 2 км) из полиэтилена высокой плотности с имеющимся на внутренней поверхности антифрикционным покрытием, что обеспечивает снижение коэффициента трения примерно вдвое по сравнению с поверхностью из обычных композиций полиэтилена, нормируемый срок службы ЗПТ составляет не менее 50 лет. Прокладка ЗПТ осуществляется по обычной технологии прокладки кабелей связи (кабелеукладчиками, в траншею, затягиванием в каналы существующей кабельной канализации). Применение ЗПТ при сооружении волоконно-оптических линий передачи позволяет, однократно выполнив прокладку нескольких каналов ЗПТ, эффективно затем ее использовать, проводя последующую прокладку ОК в резервные каналы ЗПТ или же производя по мере необходимости замену ОК без необходимости проведения земляных работ.

Учитывая, что ЗПТ обеспечивает эффективную механическую защиту и защиту от грызунов прокладываемого в нее ОК, к кабелям не предъявляются высокие требования по механическим характеристикам. Поэтому для прокладки в ЗПТ наиболее целесообразно использовать недорогие легкие (небронированные) ОК, в том числе диэлектрические. С целью облегчения работ по поиску трассы рекомендуется один из ОК, прокладываемых в пакет из ЗПТ, использовать с металлическим конструктивным элементом (например, оболочкой типа "АЛПЭТ").

Прокладка ОК в ЗПТ, как правило, осуществляется методом пневмопрокладки с использованием специализированного оборудования, обеспечивающим возможность "задувки" в ЗПТ максимальных строительных длин ОК (величиной 4…6 км), без необходимости их разрезания и перемотки на участках пересечения с подземными сооружениями.

Прокладка ОК в ЗПТ является основным способом прокладки ОК в Европе. В последние годы с успехом она применяется и в России, в частности, на сетях таких операторов, как ОАО "Ростелеком", ЗАО "Компания Транстелеком" и др.

Прокладка ОК в грунт и через водные преграды

Прокладка ОК в грунт осуществляется аналогично прокладке традиционных медно-жильных кабелей связи, преимущественно с использованием кабелеукладчиков. Как правило, при прокладке используется ОК, содержащий металлические конструктивные элементы только в виде бронепокровов, а также, при постоянном нахождении в воде (прокладка через болота, на речных переходах, на глубоководных участках водоемов и т.п.), с оболочками типа "АЛПЭТ" и "СТАЛПЭТ".

При прокладке ОК в скальных грунтах, в грунтах с мерзлотными явлениями, на переходах через судоходные реки используются ОК с наиболее высокими значениям допускаемого растягивающего усилия – до 80 кН.

При прокладке ОК на сложных участках трассы (речные переходы, болота, овраги, участки с большим количеством подземных сооружений – газо- и нефтепроводы и др.) используется метод горизонтально-наклонного бурения, позволяющий осуществить бурение горизонтально-наклонной скважины (с последующим затягиванием в нее защитной трубы и ОК) на длине до 1,2 км на глубине нескольких метров под пересекаемыми препятствиями.

При прокладке кабелей, имеющих металлические конструктивные элементы, следует предусматривать меры защиты от электромагнитных воздействий (гроза, ЛЭП, электрифицированные железные дороги) в соответствии с действующими нормативными документами.

Альтернативой прокладке бронированных ОК является прокладка ОК в защитных пластмассовых трубах (см. выше).

Прокладка ОК на морских и прибрежных участках (как правило, начиная с глубин 6 м) осуществляется специализированных кабельным судном. Конструкция ОК определяется его назначением и условиями прокладки, в частности, на протяженной линнии связи ОК содержит медные жилы для обеспечения дистанционного электропитания усилителей (регенераторов).

Учитывая, что при прокладке ОК на прибрежном участке имеется высокая вероятность повреждения кабеля из-за приливных воздействий и жизнедеятельности человека, к ОК для прокладки на этом участке предъявляются наиболее высокие требования по механической стойкости, а сама прокладка ОК производится преимущественно с заглублением ОК в грунт, с применением подводных кабелеукладчиков.

Прокладка ОК на глубоководных участках мирового океана осуществляется непосредственно на поверхность дна, механические требования к ОК определяются конкретными условиями прокладки.

Подвеска ОК

Для подвески на опорах воздушных линий связи, опорах ЛЭП и опорах контактной сети и автоблокировки железных дорог преимущественно используются диэлектрические самонесущие ОК, с целью обеспечения их стойкости к электромагнитным воздействиям (гроза, стационарные и аварийные режимы работы ЛЭП и электрифицированных железных дорог и т.д.). Основным конструктивным элементом ОК, обеспечивающим его стойкость к растягивающим нагрузкам при подвеске на опорах, являются арамидные (на основе высокопрочного углеродного волокна, используемого, в частности, для изготовления бронежилетов) нити, в связи с чем для крепления ОК на опорах используется преимущественно спиральная натяжная и поддерживающая арматура, обеспечивающая предотвращение воздействия на ОК чрезмерных усилий сдавливания при одновременно высоких значениях обеспечиваемой прочности крепления в части стойкости к растягивающим нагрузкам.

При подвеске ОК на опорах воздушных линий связи как вариант подвески может использоваться ОК с креплением к внешним несущим элементам (например, отдельному несущему тросу).

Альтернативой диэлектрическому ОК при подвеске ОК на ЛЭП высокого напряжения (110 кВ и выше) является оптический кабель, встроенный в грозотрос (ОКГТ), выполняющий одновременно функции и оптического кабеля для передачи информации, и грозозащитного троса линии электропередачи.

Подвеска ОК осуществляется в соответствии с требованиями действующей нормативно-технической документацией, при этом при применении ОКГТ осуществляются меры по обеспечению выполнения им функций грозозащиты, стык же его с оборудованием системы передачи, как правило, реализуется путем применения вставки из диэлектрического ОК.

Прокладка ОК внутри зданий, в туннелях и коллекторах

На этих участках осуществляется прокладка ОК, имеющих оболочку из не распространяющих горение материалов – поливинилхлорид, специальные композиции полиэтилена (см. выше).

Если не осуществляется переход линейного ОК на станционный ОК с оболочкой из не распространяющего горение материала, ОК на всем участке прокладки внутри объекта связи помещается в трубу из металла, поливинилхлорида или другого трудно возгораемого материала, или же обматывается поливинилхлоридной лентой.

При вводе ОК в объект связи осуществляется заземление металлических конструктивных элементов на щиток заземления объекта связи в соответствии с нормативно-технической документацией (РД 45.155-2000), с обеспечением электрического разрыва между металлическими элементами линейного и станционного участков ОК.