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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Optische Kommunikationskabel ausländischer Produktion. Vergleichsdaten
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Referenzmaterialien Inländische optische Kabel wurden in Radio Nr. 10, 1997, besprochen. Dieser Artikel ist den im Ausland hergestellten Kabeln gewidmet, die auf russischen Kommunikationsleitungen weit verbreitet sind. Wie im vorherigen Artikel werden hier Daten aus dem Buch von I. S. Goldfarb „Development of Optical Cable Technology“ (CNTI „Informsvyae“, 1996) sowie Prospekte verschiedener Unternehmen für 1997 verwendet. Mittlerweile gibt es weltweit Dutzende von Unternehmen, die optische Kabel (OC) für die unterschiedlichsten Zwecke herstellen. Hier betrachten wir Kabel, die in lokalen, Zonen- und Trunk-Glasfaserkommunikationssystemen verwendet werden. Die am häufigsten verwendeten optischen Kabel sind verseilte Kabel mit einer einzigen Lage. Alle von ihnen, wie auch die inländischen, zeichnen sich durch die gleichen Parameter aus: Dämpfungskoeffizient a (dB/km) für das entsprechende Transparenzfenster, die Anzahl der Fasern im OC, die Art der Fasern – Singlemode oder Multimode, spezifisches Gewicht (kg/km). zulässige Zugkraft in Newton (N). Querdruck, minimal zulässiger Biegeradius (mm), Baulänge, Betriebstemperaturbereich. Derzeit bestehen 90 % der weltweit produzierten OCs aus Singlemode-Lichtwellenleitern (OF). Dies liegt daran. dass moderne Singlemode-Lichtwellenleiter günstiger sind als Multimode-Lichtwellenleiter und darüber hinaus Lichtwellenleiter mit Singlemode-Fasern eine geringere lineare Dämpfung und eine größere Bandbreite aufweisen. Letzteres ist besonders wichtig bei schnell wachsenden Geschwindigkeiten und Volumina der Informationsübertragung. Alle Kabel des verdrillten Typs mit einer einzigen Schicht zeichnen sich durch das Vorhandensein eines Kerns und Schutzbeschichtungen aus. In jedem Polymerrohr befinden sich eine (oder mehrere) optische Fasern. Der Schlauch bildet zusammen mit der/den Faser(n) ein Modul. Beispielsweise werden für den Kern und den Mittelstab unterschiedliche Materialien verwendet. Bei einigen Designs können sie Metallelemente enthalten, bei anderen kann darauf verzichtet werden. In der Tabelle In Abb. 1 zeigt die Hauptparameter von OK mit einer einschichtigen Schicht und einer Faser im Modul.
Das optische Kabel der General Cabel Company besteht aus acht Modulen, die jeweils eine freiliegende Faser enthalten. Der Querschnitt dieses Kabels ist in Abb. 1 dargestellt.
Der zentrale Polymerstab ist mit Polyesterbändern befestigt. Die Module werden durch eine Polyethylenhülle mit Kevlarfäden befestigt und geschützt, darüber ist eine Schicht aus Verstärkungsfasern gewickelt, die wiederum mit einer Außenhülle, ebenfalls mit Kevlarfäden, überzogen ist. Kabel dieser Firma arbeiten im zweiten und dritten Transparenzfenster mit einer Dämpfung von 0.35..D5 dB/km bzw. 0.2..DE dB/km. ihre Streuungen betragen 3,5 ps/nm.km bzw. 2,5 ps/nm.km. Die Tabelle zeigt, dass das OK anderer Unternehmen dem oben beschriebenen nahe kommt. Der Hauptunterschied liegt in den verwendeten Materialien für die Verstärkungs- und Schutzelemente: Bei optischen Kabeln des finnischen Unternehmens Nokia (Design Fzoniu) besteht das zentrale Verstärkungselement aus starken Fasern, die mit Polyethylen niedriger Dichte ummantelt sind. Die Module sind außerdem mit einer Schicht aus hochfesten Kunstfasern bedeckt, die mit einer speziellen Verbindung imprägniert sind. Die äußere Schutzhülle besteht aus Polyethylen. Der Außendurchmesser des Kabels beträgt 12 mm Das von Ffzohbmu entworfene optische Kabel desselben finnischen Unternehmens verfügt über sechs optische Module und zwei Füllstoffe. Gleichzeitig wird Aluminoethylenband als feuchtigkeitsbeständige Barriere verwendet. Nokia produziert auch OK-Designs Fzohbmpmu. bei dem Panzerschichten aus verzinkten Rundstahldrähten verwendet werden. Der Außenmantel des Kabels besteht aus Polyethylen. Der Durchmesser des Kabels beträgt 17,5 mm, sein spezifisches Gewicht beträgt 470 kg/km. Dieses Kabel ist für die direkte Verlegung im Boden bestimmt. Optische Kabel der deutschen Firma SEL verfügen über keine metallischen Verstärkungselemente, halten aber mit einem Außendurchmesser von 12 mm einer Zugkraft von 2500 N stand. Dies erklärt sich dadurch, dass im Polyethylenmantel zusätzliche Verstärkungselemente verwendet werden. Die aufgeführten Kabel haben im zweiten Transparenzfenster einen Dämpfungskoeffizienten von 0.35...0.5 dB/km. im dritten - 0.2..DZ dB/km und Streuung - 3.5...6 ps/nm.km bzw. 2,5...3 ps/nm.km. Sie sind für den Betrieb im Temperaturbereich von -40 bis +70 °C ausgelegt. Um den Durchsatz optischer Kabel zu erhöhen und ihre Zuverlässigkeit zu verbessern, begannen viele Unternehmen mit der Herstellung von Kabeln mit einschichtigen Schichten und mehreren frei liegenden optischen Fasern. Dies trug zur Verwendung einer dauerhaften Epoxid-Acrylat-Schutzbeschichtung der optischen Fasern selbst bei. In der Tabelle Tabelle 2 zeigt die Hauptparameter des OC, wobei jedes Modul zwei oder mehr OBs enthält.
In Abb. Abbildung 2 zeigt eine Querschnittszeichnung von verdrillten Kabeln mit Mehrfasermodulen zweier Marken des französischen Unternehmens Les Cables de Lyon. Beide Modifikationen enthalten sechs Module mit jeweils sechs OBs. Die linke Hälfte der Abbildung bezieht sich auf die Verlegung im Telefonkanal, die rechte Hälfte auf die Verlegung im Boden. Im Allgemeinen produziert das Unternehmen OK mit einer Modulanzahl von bis zu 12. Der Durchmesser der Kabel beträgt je nach Modulanzahl 13 bis 17,5 mm. Der Dämpfungskoeffizient und die Dispersion ähneln den oben beschriebenen OK.
Es werden auch optische Kabel mit dicht gepackten Lichtwellenleitern hergestellt, zu denen insbesondere Funs-Kabel von Nokia gehören. Bei diesem Typ 8 OC um das zentrale Verstärkungselement werden sechs Lichtwellenleiter mit Schutzmantel im Verdrillverfahren eng um das zentrale Verstärkungselement gelegt. Der Kabeldurchmesser beträgt 7,5 mm. spezifisches Gewicht -45 kg/km, maximal zulässige Kraft -2000 N. Kabel dieses Typs arbeiten im Temperaturbereich von -5 bis +50 °C. Diese Kabel sind hinsichtlich Gewicht und Größenparametern gegenüber Kabeln mit lose verlegten Fasern im Modul im Vorteil, sind ihnen im Temperaturbereich jedoch deutlich unterlegen. Neben optischen Kabeln in Spiralform haben sich optische Kabel mit Profilkernen, die Verstärkungselemente darstellen, durchgesetzt. Kabeladern dieser Art weisen Längsrillen auf, die mit einer bestimmten Steigung um eine Achse gewellt sind. Sie werden in drei Gruppen eingeteilt: OK mit einer in einer Nut verlegten Lichtleitfaser, mit mehreren Fasern und auch mit mehreren Profilstäben, die um einen zentralen Stützstab gedreht sind. In Abb. Abbildung 3 zeigt eine Querschnittszeichnung einer der OK-Varianten mit Profilkern. Kabel ähnlicher Bauart werden beispielsweise von den französischen Firmen SAT und Les Cables de Lyon hergestellt. Wie aus der Abbildung hervorgeht, besteht das Kabel aus einem Profilkern mit zehn Längsnuten, in denen jeweils ein OB lose liegt verlegt. In der Mitte des OC befindet sich ein Kabel aus 19 Stahldrähten mit einem Durchmesser von 0.25 mm. Der Profilkern mit OB-Fasern in den Rillen ist mit Polymer- und Papierbändern abgedeckt. Über den Bändern wird ein Metallmantel angebracht, der wiederum mit einem äußeren Polyethylenmantel überzogen ist. Das beschriebene OK hat einen Außendurchmesser von 10 mm.
Die Parameter optischer Kabel mit Profilkern verschiedener Firmen sind in der Tabelle aufgeführt. 3.
Aus den angegebenen Daten geht hervor, dass die größte Anzahl von Rillen das von H0UMA (China) hergestellte OK aufweist – 12. Dies wurde durch eine Vergrößerung des Durchmessers des Profilstabs möglich, und der Durchmesser des Kabels selbst liegt im Bereich von 12...23 mm. Die Unterschiede im Aufbau solcher Kabel erklären sich aus den Einbaubedingungen. Sowie Spiralkabel. OK mit Profilkernen kann entweder mit oder ohne Metallverstärkungselemente sein. Ohne Metallelemente mit mehreren OBs in der Nut werden sie von den französischen Unternehmen Les Cables de Lyon und SAT sowie den australischen Olex Cables und anderen hergestellt. Kabel mit um einen zentralen Träger gedrehten Profilstäben werden von einer Reihe von Unternehmen hergestellt, insbesondere von der oben erwähnten französischen Firma Les Cables de Lyon. Sie verfügen über Profilstäbe mit jeweils zehn Rillen. Diese Stäbe sind Module, aus denen Kabeladern mit 30, 50, 70 und 90 Lichtwellenleitern geformt werden. Diese Module bilden eine einschichtige Schicht. Bei OC mit zwei Lagenschichten enthalten solche Module 120, 150, 160 oder 210 Lichtwellenleiter. Die beschriebenen OC-Ausführungen werden auch Bündellitzenkabel genannt. Am häufigsten werden sie zum Verlegen im Boden verwendet. Allerdings stellen eine Reihe von Unternehmen, insbesondere das finnische Nokia und das südkoreanische SAMSUNG, Kabel her, die zum Einhängen in Stromleitungen bestimmt sind. In diesem Fall befindet sich das optische Profilkabel im Inneren des Stromkabels. Der Querschnitt eines dieser Kabel von SAMSUNG ist in Abb. dargestellt. 4. Hierbei handelt es sich um ein Stromkabel aus Aluminiumleitern, in dessen Inneren sich ein Profilelement mit vier Nuten befindet, in denen jeweils ein Modul mit sechs Lichtwellenleitern untergebracht ist
Zusätzlich zu den oben beschriebenen produzieren ausländische Unternehmen auch optische Bandkabel. Sie werden durch die Außenhülle verstärkt, die ein Hohlrohr bildet, in dem optische Fasern frei platziert sind. Ein Beispiel ist ein Zweifaser-Flachbandkabel von SAMSUNG (Abb. 5). Flachbandkabel werden auch von NTT (Japan) und ATT (USA) hergestellt. ATT-Kabel bestehen aus 12 Modulen, die in einer Ebene hintereinander angeordnet sind, und jedes Modul enthält 12 optische Fasern. Es werden auch Flachbandkabel mit 40 oder mehr OCs hergestellt.
Es gibt andere Ausführungen von optischen Kabeln. Eines davon ist beispielsweise ein stabiles Rohr, in dem OMs frei und ohne Verdrehung platziert werden können. Bei solchen Kabeln befinden sich Verstärkungselemente – Fäden, Stäbe usw. – in den Rohrwänden. Solche Kabel werden von ATT, NTT und der Schweizer VOLROLL ISOLA hergestellt. In Abb. Abbildung 6 zeigt den Querschnitt und das Aussehen eines solchen Kabels eines Schweizer Unternehmens.
Die angegebenen OK-Strukturen (Band und Rohr) sind hauptsächlich für den Einbau in Gegenstände bestimmt. Einige davon können jedoch auch für die Verlegung im Erdreich verwendet werden. In diesem Fall wurden im OC-Design zusätzliche Maßnahmen zur Erhöhung der Festigkeit ergriffen und der innere Hohlraum, in dem sich das OM befindet, mit einer hydrophoben Zusammensetzung gefüllt. Für das Kabelspleißen werden entsprechende Komponenten und Werkzeuge hergestellt. Der Spleißbereich wird in Kabelmuffen gelegt. die unterschiedliche Designs haben. Kupplungen der deutschen Firma RXS sind in Abb. dargestellt. 7 und 8.
Zur Verbindung von Lichtwellenleitern werden die Enden gespleißter Kabel auf einer Länge von 0.5...1.0 m vom Schutzmantel und anderen Hilfselementen befreit. Auch der OM wird auf einer Länge von 20...30 mm von der Schutzhülle befreit. Durch Zerspanen erhält man flache Enden des OB. die verschweißt sind. Das geschweißte OM wird mit einem starren Stab in einen Schrumpfschlauch eingeführt oder in eine V-förmige Metallhalterung gelegt. Anschließend werden sie wie in diesen Bildern gezeigt in die Kupplung eingesetzt. Alle Vorgänge zum Entfernen des Sicherheitsbehälters sind in Ordnung. Die Herstellung der optischen Faser, die Herstellung ihres flachen Endes usw. erfolgt mit einem Werkzeugsatz, der in einem Koffer untergebracht ist (Abb. 9).
Bei großen Fasermengen weisen die Schutzhüllen der Fasern meist die gleiche Farbe auf, so dass es zu Schwierigkeiten bei der Identifizierung der gewünschten Faser kommt. Um dieses Problem zu lösen, wird ein spezielles Gerät hergestellt – eine Kennung. Das Funktionsprinzip des Geräts basiert auf der Wahrnehmung der Strahlung von der Seitenfläche der optischen Faser, wenn diese mit einem Biegeradius von 5...6 mm gebogen wird. In Abb. In Abb. 10, der Meister, der den Anschluss des OF in der Kupplung herstellt, hält ein solches Gerät in seinen Händen.
Zusammenfassend stellen wir fest, dass die Technologie zur Herstellung optischer Kabel sowie die Methoden zu deren Spleißen ständig verbessert werden. Es werden neue, fortschrittlichere, langlebigere und widerstandsfähigere Materialien gegen thermische und chemische Einflüsse entwickelt, die es gleichzeitig ermöglichen, OCs mit kleinerem Durchmesser, geringerem Gewicht und geringeren Kosten herzustellen. Die Verbesserung von OK erfolgt auch in Richtung einer Erhöhung ihrer Baulänge auf 10 km oder mehr und der Unterwasserlänge auf bis zu 50 km. Autor: O. Sklyarov, Moskau
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