Волоконно-оптический кабель: структура, типы и руководство по выбору

Многожильный волоконно-оптический кабель - это оптический кабель, в котором несколько незакрепленных трубок, наполнителей или оптических блоков спирально или SZ-многожильно расположены вокруг центрального прочного элемента. Эта конструкция широко используется в наружной магистрали, каналах, антеннах и выбранных сетях прямого захоронения, поскольку она придает кабелю избыточную длину волокна, механическую стабильность, водонепроницаемое пространство и гибкую конструкцию с количеством волокон. В этой статье объясняется структура, как работает многожильная конструкция, общие типы кабелей, подходящие приложения, требования к тестированию и точки выбора. Этот термин не следует путать с многожильным медным проводником или с простым подсчетом каждого оптического волокна как "нити".

Что такое волоконно-оптический кабель?

Многожильный волоконно-оптический кабель - это структура кабеля, в которой блоки, содержащие волокна, расположены вокруг центрального прочного элемента вместо размещения всех волокон в одной центральной трубе. В большинстве наружных телекоммуникационных кабелей блоки, содержащие волокна, представляют собой свободные трубки PBT. Каждая трубка содержит цветные оптические волокна и заполняющие трубки гелевые или сухие водоблокирующие элементы. Затем свободные трубки нанизываются вокруг центрального стального провода, стержня FRP или другого прочного элемента.

Наиболее распространенной формой является многожильный волоконно-оптический кабель. Он используется, когда сети требуется более высокое количество волокон, лучший механический баланс и более гибкая конструкция кабеля, чем может обеспечить простой центральный свободный трубный кабель.

Важное отличие:

• Производство оптического волокна производит само стекловолокно.
  

• Производство волоконно-оптических кабелей преобразует готовые оптические волокна в защищенные кабельные конструкции.
  

• Прокладка - это один из этапов производства кабеля, который объединяет свободные трубки, наполнители и прочные элементы в устойчивый сердечник кабеля.
  

Почему прокладка используется в наружном оптоволоконном кабеле

Закручивание помогает кабелю контролировать механическое напряжение во время вытягивания, изгиба, изменения температуры и длительного обслуживания. В конструкции с многожильной свободной трубкой волокна не фиксируются плотно вдоль оси кабеля. Свободная трубка и геометрия спирали обеспечивают избыточную длину волокна, поэтому оптические волокна могут выдерживать ограниченное удлинение кабеля, не принимая сразу полную растягивающую нагрузку.

Скручивание также упрощает создание различных счетчиков волокна. В кабеле может использоваться несколько активных свободных трубок, несколько штоков наполнителя или их сочетание. Это дает производителям последовательную геометрию сердечника кабеля по разным счетчикам волокна, сохраняя при этом положения труб, округлость кабеля и экструзию оболочки более стабильными.

Во многих семействах кабелей на открытом воздухе скручивание также оставляет место для водонепроницаемой пряжи, водонепроницаемой ленты, заливочного компаунда, рипкордов, брони и слоев оболочки. Эти компоненты выбираются в соответствии со средой установки, а не только по количеству волокон.

Основные структурные компоненты

Точный дизайн зависит от модели продукта и спецификации проекта, но типичный многожильный волоконно-оптический кабель включает в себя следующие компоненты.

Как производится волоконно-оптический кабель

Шаг 1: Готовые оптические волокна проверяются и окрашиваются

Производство кабеля начинается с готовых оптических волокон, а не с чертежа стеклянной заготовки. Входящие волокна проверяются в соответствии с требуемым типом волокна, состоянием покрытия, требованием к ослаблению и планом идентификации. Затем волокна окрашиваются, чтобы техники могли идентифицировать каждое волокно во время сращивания и завершения.

Шаг 2: волокна помещаются в свободные трубки

Цветные волокна помещаются в свободные трубки. Во многих наружных многожильных кабелях трубка экструдируется из PBT, поскольку обеспечивает механическую защиту и стабильность размеров оптических волокон. Трубка может быть заполнена гелем или спроектирована с сухими водоблокирующими материалами в зависимости от спецификации кабеля.

Шаг 3: Свободные трубки и наполнители намотаны вокруг центрального прочного элемента

Свободные трубы скручены вокруг центрального прочностного элемента. Когда кабель использует SZ-обмотку, направление обмотки периодически меняется. Это обеспечивает более легкий доступ к середине пролета и помогает контролировать обращение с кабелем во время производства и установки. При обычной спиральной обмотке трубы следуют одному непрерывному направлению.

Процесс скручивания должен контролировать натяжение трубы, длину прокладки, диаметр сердечника кабеля и избыточную длину волокна. Эти значения влияют на механическое поведение, но они являются проектными параметрами, а не универсальными общедоступными значениями.

Шаг 4: Применяются водоблокирующие материалы

Наружный многожильный оптоволоконный кабель обычно требует защиты от воды. В конструкции может использоваться водоблокирующая пряжа, водоблокирующая лента, заливочный состав или гибридная система. Правильный метод зависит от того, предназначен ли кабель для воздуховодов, антенн, похороненных или переходных маршрутов.

Производительность водонепроницаемости должна быть проверена применимым методом проникновения воды по IEC 60794 или эквивалентом, заданным проектом. В описании продукта должны быть указаны условия испытания, длина образца, напор воды, продолжительность и критерий приемки, а не использоваться только слово "водонепроницаемый".

Шаг 5: Добавляются броня, прочная пряжа или слои оболочки

После формирования жилы кабеля производитель добавляет необходимые защитные слои. В кабелях типа GYTA обычно используется aluminum-polyethylene барьер для влаги. В кабелях типа GYTS обычно используется стальная ленточная броня. В кабелях типа GYFTY используются неметаллические прочные элементы, где требуется полностью диэлектрическая трассировка. Двойные оболочки и бронированные конструкции, такие как GYTA53 или GYFTY53, выбираются для более высоких механических рисков или переходных секций от воздуховода к захоронению.

Названия моделей полезны, но техническое описание и поперечное сечение всегда должны проверяться. Разные производители и национальные системы именования могут не использовать одни и те же правила построения.

Шаг 6: Готовый кабель протестирован и упакован

Готовый многожильный оптоволоконный кабель должен быть протестирован перед отправкой. Типичные проверки включают ослабление волокна, диаметр кабеля, внешний вид оболочки, печать, растяжение, сопротивление раздавливанию, изгиб, проникновение воды и циклическое изменение температуры, где это необходимо. Затем кабель наматывается на барабаны с маркировкой направления, маркировкой длины, идентификацией модели и защитой от транспортировки.

Мешковина Loose Tube Cable против Central Tube Cable

Типы волоконно-оптического кабеля

Подходящие применения

Волоконно-оптический кабель подходит, когда проект нуждается в сбалансированной наружной кабельной жиле, среднем или большом количестве волокон, водонепроницаемой конструкции и вариантах механической защиты.

Типичные подходящие применения включают:

• Наружные магистральные телекоммуникационные маршруты
  

• Волоконно-оптические сети и сети доступа
  

• Подземные воздуховоды и трубопроводные системы
  

• FTTH / FTTx фидерные и распределительные секции
  

• Магистральные сети кампуса и индустриальных парков
  

• Воздушные маршруты, когда кабель специально разработан как самонесущий или рисунок-8
  

• Проводные переходные участки, когда кабель имеет подходящие слои брони и оболочки
  

Приложения, требующие другой конструкции кабеля

Запорная конструкция полезна, но она не решает всех проблем установки.

Случаи, требующие другого дизайна или дополнительного проектирования, включают:

• Крытый стояк или пленум маршруты, которые нуждаются в конкретных огнезащитных или огнезащитных рейтингов
  

• Длинные воздушные маршруты, требующие ADSS, Figure-8 или другой конструкции кабеля с расчетным диапазоном
  

• Прямое захоронение в каменистой почве, дорожные переходы с высокой нагрузкой или маршруты с большим количеством грызунов без подтвержденных данных брони и испытаний на раздавливание
  

• Долгосрочная подводная, озерная, речная или канализационная установка без семейства кабелей, спроектированных и протестированных для этой среды.
  

• Высоковольтные энергетические коридоры, где металлические элементы создают проблемы с заземлением, индукцией или молнией; используйте проверенную полностью диэлектрическую конструкцию, когда требуется электрическая изоляция
  

• Маршруты продувки микроканалов, где диаметр кабеля, трение, жесткость и производительность испытаний на выдувку более важны, чем обычные скручивания
  

Требования к тестированию и применимые стандарты

Не следует обобщать ни одну растягивающую нагрузку, раздавливающую нагрузку, радиус изгиба или значение затухания по всем многожильным волоконно-оптическим кабелям. Результаты испытаний должны быть привязаны к модели кабеля, типу волокна, методу испытания, длине волны, состоянию нагрузки, продолжительности и допустимому изменению затухания.

Контрольный список выбора

1. Определите маршрут установки: воздуховод, прямой заглубленный, воздушный, переход внутри и снаружи или смешанный маршрут.
   

2. Подтвердите тип волокна: G.652. D, G.655, G.657, многомодовый, или другое определенное волокно.
   

3. Подтвердите количество волокон и план трубки: количество волокон на трубку, активные трубки, наполнители и цветовой код.
   

4. Выберите центральный прочный элемент: стальная проволока для металлической прочности или FRP для полностью диэлектрической прокладки.
   

5. Выберите метод блокировки воды: гель-заполненный, сухой водоблокирующий или гибридный дизайн.
   

6. Выбирайте броню только тогда, когда она нужна маршруту: алюминиевая лента, стальная лента, гофрированная стальная лента, стальная проволока или неметаллическая арматура.
   

7. Подтвердите материал оболочки: PE для многих наружных трасс, LSZH или огнезащитная оболочка только тогда, когда этого требует среда установки.
   

8. Проверьте радиус изгиба, натяжение, длину барабана, диаметр кабеля и пределы установочного оборудования.
   

9. Запросите отчеты об испытаниях, которые соответствуют точной структуре кабеля и количеству волокон, а не только аналогичному семейству продуктов.
   

10. Проверьте требования к заземлению и коррозии, если кабель включает металлическую броню, металлические прочные элементы или провода курьера.
    

Распространенные ошибки, которых следует избегать

• Не описывайте многожильный волоконно-оптический кабель так, как будто стеклянные волокна скручены, как медные проводники.
  

• Не используйте "многожильный кабель" и "бронированный кабель" как один и тот же термин. Многожильный кабель может быть бронированным или небронированным.
  

• Не думайте, что GYTS, GYTA, GYFTY и GYTA53 имеют одинаковую механическую оценку.
  

• Не утверждайте, что кабель зарыт напрямую только потому, что он имеет броню из стальной ленты.
  

• Не указывайте стальную ленту или стальную проволоку в качестве материала куртки. Это броня или прочные элементы, а не наружная оболочка.
  

• Не задавайте один радиус изгиба или растягивающую нагрузку для всех многожильных волоконно-оптических кабелей.
  

• Не указывайте срок службы, например 25 или 30 лет, без проверенной спецификации проекта, квалификации материалов или основы надежности.
  

Часто задаваемые вопросы

Является ли многожильный оптоволоконный кабель таким же, как многожильный медный кабель?

Нет. В многожильном медном кабеле проводящие медные провода могут быть физически многожильными для передачи электрического тока. В многожильном оптоволоконном кабеле этот термин обычно означает, что свободные трубки или оптические блоки многожильны вокруг центрального прочного элемента. Оптические волокна пропускают свет и защищены внутри конструкции кабеля; они не используются в качестве металлических проводников.

Является ли каждый многожильный оптоволоконный кабель бронированным?

Нет. Stranded описывает расположение сердечника кабеля. Броня описывает защитный слой, такой как стальная лента, алюминиевая лента, гофрированная стальная лента, стальная проволока или неметаллическая арматура. GYFTY обычно представляет собой многожильный неметаллический наружный кабель, в то время как GYTS обычно представляет собой многожильный бронированный стальной кабель.

Почему свободные трубки используются в многожильном наружном кабеле?

Свободные трубки защищают оптические волокна и обеспечивают контролируемое пространство для избыточной длины волокна. Это помогает уменьшить прямое напряжение волокна, когда кабель вытягивается, сгибается или подвергается изменениям температуры. Трубка также обеспечивает пространство для гелевых или сухих материалов, блокирующих воду, где это необходимо.

Что такое SZ в оптоволоконном кабеле?

SZ обмотка - это метод обмотки, при котором направление трубы периодически меняется по длине кабеля. Он широко используется в производстве сыпучих трубных кабелей, поскольку поддерживает контролируемую геометрию жилы кабеля и может облегчить доступ к среднему проходу, когда кабель предназначен для этой цели.

Подходит ли многожильный оптоволоконный кабель для прямого захоронения?

Только если точная конструкция кабеля рассчитана на погребальную среду. Прямое захоронение может потребовать более прочную броню, двойную оболочку, водонепроницаемость, устойчивость к раздавливанию, защиту от грызунов и защиту от установки, специфичную для почвы. Стандартный многожильный кабель наружного воздуховода не следует рассматривать как прямой погребальный кабель без проверки его спецификации и отчета об испытаниях.

Что лучше, многожильная рыхлая трубка или центральный рыхлый трубчатый кабель?

Ни одна из структур не является универсально лучше. Заплетенный рыхлый трубный кабель обычно предпочтительнее для более высокого количества волокон, наружных магистральных трасс и конструкций, требующих гибких комбинаций труб и брони. Центральный рыхлый трубный кабель часто более компактен и подходит для более низкого количества волокон или коротких каналов доступа. Правильный выбор зависит от типа маршрута, количества волокон, состояния натяжения, контроля изгиба и механического риска.

Нужна ли металлическая броня на заземление?

Металлическая броня, стальные прочные элементы и мессенджеры могут потребовать соединения и заземления в соответствии с местными электрическими нормами, стандартами операторов и условиями на площадке. Это особенно важно вблизи линий электропередач, подстанций, грозоопасных маршрутов и промышленных объектов.

Заключение

Привязанный оптоволоконный кабель лучше всего понимать как конструкцию сердечника кабеля, а не общий синоним любого многоволоконного кабеля. В типичной конструкции незамкнутой трубки несколько оптоволоконных трубок намотаны вокруг центрального прочного элемента, затем защищены водоблокирующими материалами, дополнительной броней и внешней оболочкой. Эта структура широко используется для наружного воздуховода, магистрали, доступа, антенны и выбранных похороненных маршрутов, поскольку она поддерживает гибкое количество волокон и контролируемые механические характеристики.

Правильный кабель должен быть выбран по состоянию маршрута, типу волокна, количеству волокон, прочностному элементу, методу блокировки воды, требованию к броне, материалу оболочки и проверенным данным испытаний. Для инженерных документов и страниц продукта значения производительности должны всегда сообщаться с применимой ссылкой IEC или ITU-T, условиями испытаний, блоком и критерием приемки.

Рекомендуемые внутренние ссылки

• GYTS мель свободная труба бронированный волоконно-оптический кабель
  

• GYTA алюминиевая лента воздуховод волоконно-оптический кабель
  

• GYTA53 открытый оптоволоконный кабель
  

• Выбор канального волоконно-оптического кабеля
  

• Прямой выбор волоконно-оптического кабеля
  

• Бронированная конструкция оптического кабеля
  

Ссылки

1. IEC 60794-1-1: 2023, Волоконно-оптические кабели Часть 1-1: Общие положения.
   https://webstore.iec.ch/en/publication/68873
   

2. IEC 60794-1-2: 2021, Оптические волоконно-оптические кабели Часть 1-2: Общие технические условия Основные процедуры испытаний оптических кабелей Общее руководство.
   https://webstore.iec.ch/en/publication/64652
   

3. IEC 60794-3: 2022, Волоконно-оптические кабели - Часть 3: Наружные кабели - Спецификация секций.
   https://webstore.iec.ch/en/publication/67229
   

4. IEC 60794-1-101: 2024, Методы механических испытаний - растяжение, метод E1.
   https://webstore.iec.ch/en/publication/82653
   

5. IEC 60794-1-104: 2024 Механические методы испытаний.
   https://webstore.iec.ch/en/publication/82734
   

6. IEC 60794-1-107: 2025, Методы механических испытаний - торсионные, метод E7.
   https://webstore.iec.ch/en/publication/90796
   

7. IEC 60794-1-111: 2023, Методы механических испытаний - изгиб, метод E11.
   https://webstore.iec.ch/en/publication/77493
   

8. IEC 60794-1-201: 2024, Методы испытаний в окружающей среде - Термоциклирование, Метод F1.
   https://webstore.iec.ch/en/publication/78499
   

9. ITU-T G.652 (08 / 2024), Характеристики одномодового оптического волокна и кабеля.
   https://www.itu.int/rec/T-REC-G.652
   

10. ITU-T G.655 (11 / 2009), Характеристики одномодового оптического волокна и кабеля с ненулевой дисперсией.
    https://www.itu.int/rec/T-REC-G.655
    

11. ITU-T G.657 (08 / 2024), Характеристики одномодового оптического волокна и кабеля, не чувствительного к потерям на изгиб.
    https://www.itu.int/rec/T-REC-G.657