Архивы: по дате | по разделам | по авторам

Как нам проложить кабель

Архив
автор : Сергей Баричев   02.02.1998

Наиболее трудоемким этапом создания волоконно-оптических систем связи является монтаж кабельной системы. В этой статье мы поговорим о том, какие методы монтажа кабеля сегодня используются.

В зависимости от того, где проходит тот или иной фрагмент кабельной системы, можно выделить следующие виды монтажа:

  1. Монтаж кабеля внутри зданий.
  2. Подземная прокладка.
  3. Подвешивание на опорах.
  4. Прокладка по морскому дну.



Рис. Виды прокладки оптоволоконного кабеля

В зависимости от вида монтажа варьируются и типы используемых кабелей, и конкретные методы их прокладки.

Внутри зданий

Монтажные работы по прокладке кабелей внутри зданий, как правило, не требуют серьезных затрат. Для прокладки используются имеющиеся в здании кабельные каналы, пространства фальшполов и потолков.

Внутри зданий можно использовать наименее защищенные кабели. Пожаробезопасность может быть одним из требований, которые к ним могут предъявляться 1. Внешняя оболочка кабеля в этом случае должна не только изготовляться из негорючих материалов, но и исключать выделение при температуре горения как вредных для организма человека веществ, так и газов, которые при большом скоплении могут привести к взрыву. Пожаробезопасные кабели стоят дорого 2, поэтому при невысокой стоимости самих монтажных работ общие затраты на создание кабельной сети могут существенно увеличиться.

Другой спецификой этого вида монтажа является большое количество углов поворота кабеля. При монтаже необходимо следить, чтобы радиусы изгиба на поворотах были не меньше указанных в документации на кабель.

Под землей

Подземная прокладка кабеля требует бОльших затрат на монтаж. Часто тем, кто прокладывает подземный кабель, приходится сталкиваться с непредвиденными трудностями.

Тем не менее, этот вид прокладки широко применяется (часто другой альтернативы просто нет) и четко разбивается на два подвида:

  • прокладка в подземной кабельной канализации;
  • закапывание в грунт.

Подземная кабельная канализация используется при монтаже кабеля в городской черте. Кабель при этом прокладывается поэтапно: отрезками между двумя ближайшими люками колодцев кабельной канализации. Первоначально из одного колодца в другой продевается легкая проволока, а затем с ее помощью протаскивается сам кабель. Операция эта может оказаться очень трудоемкой в случае, если каналы забиты до отказа другими коммуникационными кабелями.

При прокладке в подземных коммуникациях могут использоваться самые разные типы кабеля. Наиболее важные требования, которые к ним предъявляются, - герметичность и наличие специальной оболочки из прочной металлической проволоки или гофрированной ленты для защиты от грызунов.

Закапывание в грунт применяется за городской чертой, в основном на равнинной местности. Кабель укладывается на глубине около 1 м с помощью специального плугового укладчика, который за один проход копает мини-траншею (с помощью специального плуга), укладывает кабель и, во многих случаях, сразу же его закапывает. Впрочем, при грунтовой прокладке нередко используется и ручной труд.

Существенную опасность для уложенного в грунт кабеля представляют "копатели" всех видов и форм собственности. Добродушный частник, пожелавший выкопать колодец, может вывести из строя линию связи протяженностью в несколько тысяч километров. Поэтому часто в траншею с кабелем на меньшей глубине закладывается ярко-оранжевая лента с предупредительной надписью.

Примечательной разновидностью укладки кабеля в грунт является использование полиэтиленовых труб 3. Суть этой технологии состоит в том, что сначала в грунт закапывается не сам кабель, а длинная полиэтиленовая трубка. После того, как канал создан по всей длине будущей линии связи, в него с помощью специального компрессора в буквальном смысле вдувается оптоволоконный кабель. Для снижения трения кабеля о стенки трубки, часто ее внутреннюю поверхность снабжают продольными ребрами.

Достоинство этого способа укладки кабеля в грунт очевидно: при необходимости замены кабель, с помощью того же компрессора, высасывается из трубки, и вместо него вдувается новый.

Что касается типа кабеля, который используется для укладки в грунт, то это определяется, в основном, характером местности, по которой он проходит. Здесь наиболее важным свойством, которым должен обладать прокладываемый кабель, является герметичность (обычно она проверяется методом электрического пробоя), особенно если кабель прокладывается в болотистой местности, в поймах рек и по дну водоемов. Такой кабель может иметь несколько защитных оболочек, а свободное пространство внутри него заполняется специальным гидрофобным веществом.

Над землей

Хотя сейчас в России более трех четвертей оптоволоконных кабелей проходят под землей, монтаж кабеля на опорах имеет большие перспективы. Он может с успехом использоваться и в городской черте, и за ее пределами, так как оптоволоконный кабель подвешивается на уже существующие опоры линий традиционных коммуникаций. Это могут быть:

  • опоры телефонных и телеграфных линий;
  • опоры линий электропередач (ЛЭП);
  • опоры контактной электросети железных дорог.

Надземная прокладка кабеля производится сравнительно легко. Монтаж кабеля осуществляется сразу на большом отрезке линии опор. Обычно это делается сразу по всей длине подвешиваемого кабеля (3-6 км)с помощью так называемого метода подтяжения. На опорах закрепляются специальные ролики, по которым сначала протягивается легкий полимерный трос, а затем уже, с его помощью, - кабель. Специальные машины обеспечивают равномерное разматывание кабеля с транспортировочных барабанов. После того как кабель подвешен на всем отрезке, он перекладывается с роликов на крепежные элементы.

Отдельного внимания заслуживает подвешивание оптоволоконного кабеля на опорах ЛЭП 4. Здесь имеется три возможности:

  • Использование специального грозозащитного троса с встроенным оптоволоконным кабелем.
  • Подвешивание самонесущего кабеля между опорами.
  • Навивка кабеля на фазовый или грозозащитный провод.

Включение кабеля в грозозащитный трос (см. рис), который является обязательным элементом любой ЛЭП, - одно из самых надежных и долговечных (до 40-60 лет) решений. Однако и стоимость грозозащитного троса со встроенным оптоволоконным кабелем, и стоимость его монтажа сравнительно велики. Поэтому использование грозозащитного троса с оптоволоконной начинкой оказывается эффективным при строительстве новых ЛЭП.



Рис. Фрагмент грозозащитного троса с встроенным оптоволоконным кабелем

Использование самонесущего кабеля, то есть кабеля, подвешиваемого на опорах вместе с фазовыми проводами, имеет свои преимущества: он не подвержен поражению молнией или токами короткого замыкания. С другой стороны, этот вид кабеля наименее надежен и не может быть использован в ЛЭП напряжением более 150 кВ.

Навивка кабеля на фазовый и грозозащитный провод - сегодня, пожалуй, самый экономичный и быстрый способ прокладки кабеля по существующим ЛЭП. Оптоволоконный кабель навивается на провод с помощью механизированных средств. Интересна, например, радиоуправляемая навивочная машинка фирмы "Фокас", которая способна обвивать кабель со скорость 1 м/с (за исключением участков обхода опоры). При обходе опоры машинку необходимо перевешивать на следующий отрезок линии. Эта процедура занимает примерно 40 минут, тем не менее, скорость прокладки кабеля довольно высока - около 3 км в день.



Рис. Навивочная машинка фирмы "Фокас"

Однако и у этого способа есть свои недостатки. Он не может быть применен на линиях с напряжением выше 175 кВ, и, к тому же, при замене провода, вокруг которого навит кабель, последний придется прокладывать заново.

По дну морскому

Оптоволоконные кабели, которые прокладывается по дну морей и океанов, - наиболее дорогие. Для укладки кабеля в этом случае используются специально оборудованные судна. Кабель прокладывается за один раз: от берега до берега. Если требуемый для этого кабель (например, при прокладке трансатлантических линий) не помещается на одном судне, то используют целую эскадру кораблей.

Особые проблемы связаны с устранением неисправностей кабеля, проложенного по морскому дну. После того как кабель пролежит на дне не один месяц, его зачастую трудно бывает найти. Особенности донного рельефа и подводные течения могут отнести кабель на десятки километров.

Таковы основные виды монтажа оптоволоконных кабельных систем. Сделанный обзор не претендует на полноту. Каждый из способов монтажа может иметь несколько модификаций, выбор которых определяется конкретными целью и условиями прокладки.

Автор выражает благодарность сотрудникам компании "Телеком Транспорт" и лично Николаю Сабинину за помощь в подготовке материала.


1 Особенно если кабель проходит в вертикальных колодцах и каналах.

2 Цена некоторых марок пожаробезопасных кабелей достигает 8 долларов за метр. Примерно столько же стоят морские кабели.

3 Этот же метод с успехом применяется при прокладке оптоволокна внутри помещений. - Г.Б.

4 В российских условиях кабель, вывешенный на опорах ЛЭП, в наибольшей степени защищен от вандалов, которые едва ли смогут отличить интересующий их медный кабель от оптоволоконного.

 

Оптоволоконные кабели в России

Рынок оптоволоконных кабелей в России динамично развивается. Спросом пользуется не только кабели импортного производства (Alcatel, Ericsson, Siemens, Fujikura), но и продукция отечественных производителей. Среди последних наиболее заметны предприятия "Севкабель-Оптик" (Санкт-Петербург), "Электропровод" (Москва) и "Оптен" (Санкт-Петербург). Производственная база этих предприятий была заложена еще до распада Советского Союза, но только после существенной модернизации производства эти предприятия смогли выпускать конкурентоспособные кабели. Количество ежегодно выпускаемых ими кабелей измеряется тысячами километров, хотя по сравнению с растущим спросом это не так много.

Что касается потребителей оптоволоконных кабелей, то здесь сложилась интересная картина (данные приводятся по состоянию на 1997 год). Главным потребителем на рынке выступает крупнейший российский оператор связи компания "Ростелеком". Примечательно, что если в 1997 году "Ростелеком" только на 10% удовлетворяла свои потребности за счет продукции "Севкабеля" (остальные 90% поставлялись зарубежными производителями), то в ближайшем будущем руководство телекоммуникационного гиганта готово полностью перейти на кабели отечественного производства. Скорее всего, это будет "Севкабель-Оптик", качество продукции которого вполне удовлетворяет жестким требованиям "Ростелекома".

Равные доли приходятся на российских ("Мту-Информ", "Комкор", "Связьинвест" и др.) и совместных операторов связи ("Комстар", "Макомнет", "Петерстар" и др.). Всего 5% оптоволоконного кабеля закупают для своих нужд (в основном для построения внутренних ЛВС) частные потребители. Невелика пока доля и сетей кабельного телевидения, которые только начинают присматриваться к оптоволоконным технологиям. Но, по опыту развитых стран, можно утверждать, что эта сфера применения новой технологии - одна из самых перспективных.


 

Поиск места повреждений

Одним из преимуществ оптоволоконных кабелей перед традиционными медными является возможность дистанционного обнаружения места повреждения. Под повреждением понимается и физический разрыв оптических волокон, из которых состоит кабель, и появление в них неоднородностей (например сколов), существенно увеличивающих затухание проходящего по ним сигнала.

Сделать это можно с помощью рефлектометрии. Сущность метода достаточно очевидна. На входе оптического волокна посылается короткий световой импульс и здесь же на входе с помощью фоточувствительного элемента измеряется отражаемый сигнал. Это напоминает принцип радиолокации. Если в кабеле имеется неоднородность, то часть сигнала от нее отражается (например, поперечный скол волокна ведет себя как полупрозрачное зеркало) и возвращается к источнику. Величина интервала между посланным и отраженным импульсом, помноженная на скорость света и разделенная пополам (сигнал идет туда и обратно), дает очень точное местоположение повреждения.

Несмотря на то, что принцип рефлектометрии прост и понятен даже школьнику, приборы-рефлектометры стоят сравнительно дорого. Это объясняется тем, что разница в мощности передатчика и чувствительности приемника составляет 100-120 дБ, что находится почти на пределе современных технологий. Тем не менее, рефлектометры выпускаются многими производителями. Минирефлектометры, которые легки, компактны и поэтому могут использоваться в полевых условиях, стоят от 10 до 20 тыс. долларов. Стоимость более мощных оптических рефлектометров - от 20 до 50 тысяч. Но овчинка стоит выделки. Ведь как только будет обнаружено повреждение кабеля, имея в своем распоряжении рефлектометр, фирма-оператор практически сразу может выслать ремонтную бригаду, которая точно будет знать, какой участок кабеля ей следует заменить. А время, как известно, - это деньги.

© ООО "Компьютерра-Онлайн", 1997-2018
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на "Компьютерру" обязательна.