Контрольная работа: Волоконно-оптичні кабелі

1. Основні компоненти волоконно-оптичного кабелю

Оптичні волокна перед їх використанням мають бути покриті захисною оболонкою. Кабельна оболонка – зовнішня захисна структура, що оточує одне або більше волокон. За призначенням оболонка схожа з ізоляцією, що застосовується в мідних кабелях. Кабельна оболонка захищає мідні провідники і волокна від зовнішніх агресивних і механічних впливів, здатних призвести до ушкоджень або погіршення їхніх характеристик. У порівнянні з мідними кабелями, діелектричні волокна не вимагають додаткових видів захисту від електричних розрядів, замикань і полум'я.

Для будь-якого кабелю важливими характеристиками є межа його міцності на розрив, твердість, термін служби, гнучкість, захищеність від зовнішніх впливів, діапазон робочих температур і, навіть, зовнішній вигляд.

Оцінка цих характеристик залежить від конкретного застосування. Зовнішній телефонний кабель знаходиться в екстремальних умовах. Він протистоїть мінливим температурним умовам, налипанню льоду, сильному вітрові і гризунам, що ушкоджують його при підземному прокладанні. Очевидно, що він має бути міцніше від кабелю, що з'єднує устаткування всередині телефонного вузла і, що працює в контрольованих умовах. Кабель, що прокладається під килимом в офісі, по якому ходять люди, рухають крісла, має витримувати додаткове навантаження в порівнянні з кабелем всередині стін того ж офісу.

На рис. 1 подані основні компоненти простого оптичного кабелю з одним волокном.

Рисунок 1 – Конструкція волоконно-оптичного кабелю

Конструкція кабелів може бути досить різноманітною, але загальними є такі компоненти: оптичне волокно, буферна оболонка, силовий елемент, зовнішня оболонка.

Оскільки ми уже достатньо детально обговорили конструкцію оптичних волокон, то зупинимося на буферній оболонці, силовому елементі і зовнішній оболонці.

2. Буферна оболонка

Найбільш простий вид буфера являє собою пластикову оболонку, розташовану поверх оптичної оболонки. Такий буфер є частиною волокна і наноситься виробниками. Додатковий буфер теж наноситься виробниками кабелів.

Існує два види кабельних буферів: пустотілий і щільний. На рис. 2 наведені обидві ці конструкції і їх якісне порівняння.

Рисунок 2 – Пустотілий і щільний буфер

Пустотілий буфер використовує тверду пластикову трубку з внутрішнім діаметром, що у декілька разів перевищує діаметр волокна. Одне або кілька волокон укладаються в цій трубці. Буферна трубка ізолює волокно від іншої частини кабелю і від механічних впливів. Таким чином, буферна трубка стає елементом, що приймає на себе навантаження. Якщо кабель розширюється або стискається при зміні температури, це не робить помітного впливу на волокно. Волокно має більш низьке значення коефіцієнта теплового розширення в порівнянні з іншими кабельними компонентами, що призводить до меншого його розширення або стискання при зміні температури. Звичайно передбачається деякий надлишок довжини волокна в порівнянні з довжиною трубки, так що кабель може вільно розширюватися, не впливаючи при цьому на волокно.

Щільний буфер передбачає безпосередній контакт пластикового елемента з волоконною оболонкою. Ця конструкція забезпечує кращий захист від механічних впливів, але не так добре захищає волокно від зміни температури. Оскільки пластик розширюється і стискується в різному ступені порівняно з волокном, стиск, обумовлений спадом температури, може призводити до утворення мікровигинів.

Крім того, слід зазначити, що кабель із щільним буфером більш гнучкий і згинається з меншим радіусом кривизни. Остання перевага робить кабель із щільним буфером особливо цінним для внутрішньої проводки, коли вплив температури не є настільки істотним, а гнучкість кабелю дозволяє легко укладати його всередині стін.

3. Силова оболонка

Силові елементи підвищують механічну міцність кабелю. В ході і після прокладання, силові елементи приймають на себе розтягуючи напруги, захищаючи від них волокно. Найбільш розповсюдженими силовими елементами є кевларова нитка, сталеві і епоксидні стрижні. Кевлар використовується тоді, коли кожне волокно міститься всередині індивідуальної оболонки (рис. 1). Сталеві нитки і скловолокна застосовуються в багатожильних кабелях. Сталь характеризується кращою механічною стійкістю у порівнянні зі скловолокном, але в ряді випадків необхідним є виготовлення цілком діелектричних кабелів. Сталь, наприклад, притягує розряди блискавки, а скло врятоване від цього недоліку.

4. Зовнішня оболонка

Зовнішня оболонка, подібно ізоляції проводу, забезпечує захист від механічного тертя, мастил, озону, кислот, розчинників і т.п. Вибір матеріалу зовнішньої оболонки залежить від ступеня необхідного захисту і вартості. Таблиця 6.1 містить порівняльні властивості різних найбільш популярних матеріалів зовнішньої оболонки.

Коли кабель має декілька оболонок і захисних елементів, зовнішній шар часто називається екраном. Тоді зовнішня оболонка захищає волокно безпосередньо, а екран стає додатковим шаром. Ця термінологія є сталою в телефонній індустрії.

Стовпці таблиці позначені в такий спосіб:

А – Полівінілхлорид (ПВХ)

В – М'який поліетилен

С – Армований поліетилен

D – Твердий поліетилен

Е – Поліпропілен

F – Поліуретан

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--