Оптичне волокно: прокладка, особливості виготовлення та технічні характеристики

Російські комунікаційні корпорації все більш активно впроваджують оптоволоконні рішення. Це стосується, зокрема, сегмента B2C, в якому послуги доступу в інтернет надаються для приватних осіб. Громадяни, які підключилися до «оптоволокну», отримують можливість виходити в інтернет на високих швидкостях у десятки мегабіт. Раніше подібна швидкість вважалася абсолютно неймовірною. Впровадження оптоволоконних технологій дозволяє значно прискорити також і бізнес-процеси, і тому активними користувачами відповідних рішень стають комерційні підприємства. Яка специфіка оптоволоконних кабелів як комунікаційного рішення? Скільки коштує створення відповідної інфраструктури?

Основні переваги оптоволокна

Оптичне волокно як технологія має ряд переваг у порівнянні з традиційними типами кабелів. У числі таких: - стійкість до перешкод, електромагнітних полів; - більш висока пропускна здатність; - невелика вага і легкість в транспортуванні; - немає необхідності заземлювати передавач сингала і приймач; - ні коротких замикань. Розглянутий тип кабелів здатний передавати сигнал на дуже великі відстані. Оптичне волокно як ресурс для організації провідних комунікацій активно почав впроваджуватися в розвинених країнах в 70-ті роки. Зараз рівень проникнення відповідних технологій в Росії — один з найбільш динамічних у Європі. Розглянемо тепер, якими основними типами представлені оптоволоконні рішення.

Класифікація оптоволоконних кабелів

Оптичне волокно може застосовуватися для вибудовування інфраструктури зв'язку: - в рамках телефонних мереж; - як частину внутрішньозонових комунікацій; - в рамках магістральних мереж. Останнім часом оптоволокно також задіюється як інструмент передачі даних на кінцевих ділянках абонентських ліній. Відповідні типи кабелів деякі фахівці виділяють в окрему категорію. Раніше на таких ділянках, як правило, задіяні DSL-рішення, Ethernet-кабель типу «вита пара». Для сучасного ринку надання доступу в інтернет наявність у абонента оптоволоконного модему — звичайна практика.




Можна відзначити, що на ринку комунікаційних рішень також присутні гібридні типи кабелів, що поєднують в собі оптоволокно і традиційні матеріали.

Особливості практичного впровадження оптоволоконних рішень

Магістральні кабелі використовуються для передачі даних на великі відстані. Розраховані на одночасне підключення великої кількості абонента. Найчастіше при вибудовуванні подібної інфраструктури задіюється одномодовое оптичне волокно. Внутризоновие кабелі використовуються головним чином для забезпечення багатоканального зв'язку на відстанях в межах 250 км. В їх структура задіюються найчастіше волокна, що класифікуються як градієнтні. Міські кабелі використовуються з метою забезпечення зв'язку між АТС і різними вузлами зв'язку. Розраховані на передачу даних у межах 10 км і організацію трансляції при великій кількості каналів. У міських оптоволоконних системах також залучаються, як правило, градієнтні волокна.




Вище ми відзначили, що в інфраструктурі магістральних кабелів використовується найчастіше одномодовое волокно. У чому його специфіка і відмінність від іншого — багатомодового?

Одномодові і багатомодові кабелі

Термін «мода» в даному випадку — технічний. Він позначає сукупність світлових променів, які формують ту чи іншу інтерференційну структуру. Моди найнижчого порядку характеризуються спрямованістю на поверхню розподілу під великим кутом. Такі в одиничному кількості пропускають одномодові кабелі. У свою чергу, багатомодове оптичне волокно характеризується більшою величиною световодного каналу. Це робить можливим пропускання великої кількості мод.

Переваги одномодових кабелів

Основна перевага одномодових кабелів — рівень сигналу в них, як правило, стійкіше, а швидкість передачі даних при одних і тих же обсягах ресурсу — вище. Є у відповідних рішень також і недоліки. В зокрема, одномодові кабелі вимагають значно більш потужних, а значить, і дорогих джерел випромінювання, ніж ті, що застосовуються з многомодовими волокнами.

Переваги багатомодового оптоволокна

У свою чергу, кабелі другого типу, що розраховані на пропускання великої кількості мод, характеризуються перш за все меншою трудомісткістю монтажу, оскільки розмір светопроводящего каналу в них більше. Щодо випромінювачів вище ми відзначили, що для багатомодових проводів вони, як правило, дешевше. Разом з тим оптоволоконні рішення розглянутого типу слабо пристосовані для задіяння в магістральних мережах, в силу недостатньо високої пропускної здатності.

Структура кабелю

Оптичні кабелі зв'язку влаштовані просто. Основа відповідних елементів — волокна, виготовлені з светопроводящего кварцового скла. Дані компоненти укладені в захисну оболонку. У разі необхідності кабель може доповнюватись іншими елементами — з метою додання більшої міцності конструкції. Оптичне волокно має циліндричну форму. Воно розраховане для передачі сигналів, що володіють довжиною хвилі 085-16 мкм. Оптоволокно має двошарову конструкцію. У ньому є серцевина, а також оболонка, що мають різні характеристики заломлення. Перший компонент задіюється для трансляції електромагнітних сигналів. Оболонка покликана захищати канал від зовнішніх перешкод, а також забезпечувати оптимальні умови відображення світлового потоку. Серцевина кабелю виготовляється найчастіше кварцу. Оболонка в ряді випадків може бути полімерної.

Як виготовляється оптоволокно?

Розглянемо, яким чином здійснюється промисловий випуск оптоволокна. У числі найпоширеніших методів виробництва відповідного матеріалу — осадження з газової фази за допомогою хімічної реакції. Дана процедура реалізується в кілька етапів. На першому виготовляється кварцова заготівля, на другому — з неї формується волокно. Даний процес припускає використання наступних речовин: хлорований кварц, кисень, чистий кварц. Розглянутий спосіб виробництва оптоволокна характеризується, насамперед, можливістю забезпечувати високу хімічну чистоту матеріалу. У деяких випадках на заводі-виробнику формуються також градієнтні волокна з цільовими характеристиками заломлення. Їх можливо забезпечити за рахунок використання в ході виготовлення оптоволокна різних присадок — титану, фосфору, німеччина, бору.

Конструкції кабелів

Отже, ми вивчили основні характеристики, якими володіють оптичні волокна, і особливості їх виготовлення. Тепер розглянемо варіанти конструкційної реалізації відповідних кабелів. Параметри, що визначають особливості відповідних конфігурацій, залежать від конкретної області застосування оптоволокна. При всьому різноманітті конструкційних підходів виділяють 3 основні групи кабелів: - концентричній скрутки; - з фігурною серцевиною форми; - плоскі стрічкового типу. Оптоволоконні кабелі першого типу мають структуру, в цілому схожа з такою, що властива для електричних кабелів. Кількість волокон у таких рішення найчастіше — 712 або 19. Кабелі другого типу мають, таким чином, сердечник — зазвичай пластмасовий, в якому розміщуються светопроводящіе канали. Містить даного типу кабель оптичний 8 волокон, у ряді випадків - 4 6 або 10. Стрічкові кабелі мають у своїй структурі, відповідно, стрічки, які містять певну кількість світлопровідних каналів. Як правило — 12 у ряді випадків — 6 або 8. Можна відзначити, що в деяких випадках аналізований показник, що характеризує кабель оптичний — 16 волокон. Ця характеристика може визначатися стандартами, прийнятими в країні, в якій випущено оптоволокно.

Специфіка прокладання оптоволоконних кабелів

Тепер вивчимо основні особливості, якими характеризується прокладка оптичного волокна. Фахівці рекомендують дотримуватися наступних основних правил при вирішенні відповідної задачі: - необхідно переконатися, що радіус кабелю більше, ніж необхідний мінімальний, що встановлений для вигину; - слід уникати використання каналів або лотків з гострими краями; - укладати кабелі слід на плоску поверхню; - по можливості не слід з'єднувати прокладені під кутом 90 градусів; - потрібно уникати скручування дроту. Мінімальний радіус вигину зазвичай фіксується в технічні характеристики кабелю, що надаються його фірмою-виробником. Фахівці в ході монтажу рекомендують дотримуватися правила: оптоволокно з діаметром не більше 2 см, не повинно виходити за мінімальний радіус, якщо він не буде перевищувати 30 см.

Інструменти для прокладки кабелів

Для прокладання кабелів, про які йде мова, будуть потрібні різні інструменти. У числі таких — скаливатель оптичного волокна. Призначений він для підготовки відповідних матеріалів до зварювання. Її сутність полягає у з'єднанні світлопровідних елементів двох різних проводів за рахунок високотемпературної обробки. Зварювання оптичного волокна також потребує задіяння спеціального апарату.

Скільки коштує впровадження оптоволокна?

Раніше була популярна точка зору, що монтаж оптоволоконних кабелів — справа не дуже рентабельне у силу високої вартості самих світлопровідних носіїв, а також робіт по їх монтажу. Подібний теза, ймовірно, був актуальний на той період розвитку ринку, коли не передбачалося в достатній мірі високого попиту на відповідні комунікації. Зараз, як ми зазначили вище — оптичне волокно вже не рідкість для пересічних абонентів міських мереж. Але скільки ж коштує впровадження рішень, про яких йде мова? Дуже багато залежить від конкретних типів проводів. Більш того, встановлена виробником на те чи інше волокно (оптичний кабель) ціна — досить поверхневий критерій витрат, пов'язаних з впровадженням відповідної інфраструктури. Дуже важливо розглядати її в поєднанні з трудовими затратами та потребами в інших ресурсів, що необхідні для прокладки оптоволоконної мережі. Таким чином, ми спробуємо оцінити, скільки буде впровадити відповідні рішення з урахуванням сукупних витрат — не тільки на оптичне волокно, ціна якого, як ми зазначили вище, може значно варіюватися, але також на залучення фахівців для монтажу кабелів і закупівлю інших необхідних компонентів інфраструктури, про яку йде мова. Вище ми класифікували оптоволоконні рішення, виходячи з такого критерію як масштаби мереж. Так, якщо говорити про магістральних лініях, то прокладка 1 км оптоволокна обійдеться приблизно в 100-150 тис. рублів. Що стосується забезпечення функціонування міського вузла зв'язку — витрати на рішення даної задачі складуть близько 100 тис. руб. Вибудовування розподільчої інфраструктури на базі оптоволокна для окремо взятого району обійдеться приблизно в 150 тис. руб. Один вузол зв'язку, розрахований на підключення абонентів, обійдеться приблизно в 30 тис. руб. В свою чергу, монтаж обладнання та кабелів для 100 абонентських ліній обійдеться приблизно в 30 тис. руб. Якщо провайдер вирішить безкоштовно надавати обладнання для своїх клієнтів — зокрема, оптоволоконні модеми, то кожний з відповідних девайсів обійдеться приблизно в 1000 руб. Зазначимо, що, у силу існуючої залежності комунікаційного ринку РФ від імпорту оптоволокна, відповідні ціни можуть змінюватися кореляції з курсом рубля. Таким чином, оптичне волокно в ряді випадків, дійсно, може вимагати значних інвестицій. Однак, у міру збільшення кількості абонентів — відповідні вкладення будуть окупатися. Багато сучасні російські провайдери розраховують на це, модернізуючи традиційні лінії зв'язку і впроваджуючи високотехнологічні оптоволоконні рішення.