eng
Выпуск #5-6/2010
В.Спиридонов
Технические требования на оптические кабели для структурированных кабельных сетей внутренней прокладки
Технические требования на оптические кабели для структурированных кабельных сетей внутренней прокладки
Просмотры: 2817
Сегодня все активнее используются сети доступа на основе технологий FTTH. Соответственно, оптические кабели все шире используются в структурированных кабельных сетях при прокладке внутри помещений. Поэтому актуальна и необходима разработка технических требований к оптическим кабелям, применяемым в таких системах.
В последние три года большое внимание уделяется решениям вопросов строительства сетей доступа нового поколения NGA (Next Generation Access). NGA – это сети FTTH (Fiber To-The-Home), в которых волокно достигает пространства пользователя. Строительство этих сетей оказывается дешевле сетей с медножильными кабелями за счет того, что затухание линий пренебрежимо мало, нет необходимости в промежуточных усилителях в абонентской сети, затраты на техническое обслуживание сети значительно сокращаются. Ожидаются весьма значительные объемы инвестиций в NGA, так как создается новая инфраструктура, срок службы которой составляет не менее 25 лет, которая будет существовать при всех последующих изменениях технологий, аппаратуры и сервисных услуг. Несмотря на то, что при переходе на оптические кабели в структурированных кабельных сетях (СКС) обостряется проблема гарантированного электропитания традиционных телефонов, будущее – за оптическими системами, прогресс которых не оставляет место сомнениям в их перспективности.
Оптические кабели СКС представлены кабелями как c многомодовыми, так и с одномодовыми волокнами. Линии на основе оптических кабелей СКС обладают высоким быстродействием, определяемым сетевым оборудованием. В качестве главных критериев выбора типа кабеля становятся соображения стоимости, удобства последующей эксплуатации и планируемые модернизации в перспективе на 25 лет.
На основании анализа опыта развития сетей СКС и сетей широкополосного доступа (ШПД) попытаемся обобщить технические требования к оптическим кабелям этих сетей на участке пользователя. Это позволит обоснованно подготовиться к разработке таких кабелей и, соответственно, подготовить технологическое оборудование для их производства.
Горизонтальные подсистемы СКС (системы доступа к абонентам) в обозримой перспективе едва ли потребуют каналов с пропускной способностью свыше 2,5 Гбит/с. Однако на линиях связи между серверами центров обработки данных (ЦОД) уже начинают использовать каналы в 40 Гбит/с, а на магистральных линиях ЦОД – каналы в 100 Гбит/с. Для надежной работы оптических линий с такими параметрами требуются соответствующие оптические кабели.
Важнейший параметр оптических кабелей, предназначенных для участка пользователя высокоскоростных СКС и сетей ШПД с допустимыми скоростями передачи до 100 Гбит/с, – разница во времени задержки оптических сигналов в параллельных волокнах кабеля (skew) (см. ссылку на с.36). Этот параметр обусловлен различием длин оптических волокон в кабеле, проложенном на исследуемом участке сети. Отличия в длине связаны со спиральностью укладки волокон в оптических модулях, трубках кабеля. Для различных систем определяются разные допуски на этот параметр: чем выше скорость передачи, тем меньше допуск на параметр skew. В соответствии с рекомендациями, изложенными в работе (см. ссылку на с.36), разница времени задержки сигналов не должна превышать 0,1 нс на 100 м для систем связи, работающих со скоростями 100 Гбит/с;
0,25 нс/100 м – для 40 Гбит/с; 0,5 нс/100 м – для 2,5 Гбит/с; 0,75 нс/100 м – для систем, работающих со скоростями до 1 Гбит/с.
Исходя из этих ограничений, целесообразно разбить оптические кабели для внутренней проводки СКС на четыре типа (см. табл.), введя соответствующие условные обозначения ОК-СКС-1, ОК-СКС-2,5 и т. д. Чем больше скорость передачи, на которой работают установленные на сети системы, тем более жесткие требования предъявляются к конструктивным размерам кабеля и тем более дорогим получается кабель. Для достижения малых конструктивных допусков к укладке волокон в модулях и в кабеле используются более сложные технологии изготовления.
Метод и методика измерения разницы в задержке сигналов в волокнах одного кабеля требуют дополнительной отработки для внедрения в практику измерений на кабельных заводах, при строительстве и эксплуатации структурированных кабельных сетей. Как правило, оптические кабели СКС используются для подключения пользователей посредством линий связи внутренней прокладки, длина которых не превышает 150 м. Поэтому точность измерения параметра skew требует особенно чувствительных измерительных приборов.
Оптические кабели СКС внутренней прокладки обычно состоят из кабельных сборок ленточного или модульного типов. Ленточные сборки представляют собой плоский параллельный ряд оптических волокон, уложенных с определенным шагом в общей плоской пластмассовой оболочке. Модульные сборки круглой конструкции типа fiber unit отличаются от широко используемых в оптических кабелях протяженных линий связи модулей типа loose tube тем, что трубка модуля плотно охватывает волокна, за счет этого ограничено свободное перемещение волокна внутри трубки, что обеспечивает меньшую разницу в длинах волокон внутри модуля и в кабеле.
Для создания условий доступной разделки и монтажа кабелей в соединители компактность конструкций кабельных сборок должна быть не менее 0,15–0,25 мм2 на волокно. Принимая во внимание особенности вводов в оборудование систем СКС, оптические кабели для СКС должны содержать механически устойчивые кабельные сборки и структуры из 10 и 20 оптических волокон.
Учитывая прокладку внутри помещений и необходимость разделки и монтажа в соединители открытого типа, свободное пространство внутри модулей и сердечника не должно заполняться гидрофобным заполнителем. Для противопожарной безопасности кабели СКС должны иметь наружные покровы из материалов, не поддерживающих горение.
Кабели должны поставляться на барабанах, с легкодоступными внутренними концами. Концы кабелей должны быть герметично заделаны и закреплены на щеке барабана во избежание повреждений.
Строительная длина кабеля определяется заказом потребителя. Поставляемые строительные длины кабелей не должны содержать сращенных волокон.
На наружной оболочке кабеля должна быть отчетливо нанесена маркировка, размещенная на каждом метре. Маркировка должна быть отчетливой и износоустойчивой и сохраняться на протяжении всего срока службы кабеля. Маркировка должна содержать: тип кабеля, маркировку погонного метра длины данного кабеля, количество оптических волокон и их тип, наименование изготовителя и год изготовления.
На каждый поставляемый барабан с кабелем должен быть приложен паспорт, в котором указывается тип и изготовитель кабеля, длина кабеля, тип и количество оптических волокон, коэффициент преломления, коэффициент затухания каждого волокна, параметр skew для уложенных в кабеле волокон.
Механические параметры кабелей СКС должны обеспечивать их надежность при всех условиях внутренней прокладки структурированных кабельных сетей. Для этого стойкость к растягивающим усилиям оптических кабелей СКС должна составлять не менее 0,5 кН. Минимальное раздавливающее усилие, которое должны выдерживать кабели СКС, составляет не менее 0,3 кН/см. Кабели СКС должны быть стойкими к изгибам на угол ±90о при радиусе изгиба, равном 20-кратному диаметру кабеля и выдерживать не менее 20 циклов изгибов в течение не более 20 мин при температуре -10°С.
Надежность кабеля должна характеризоваться сроком службы, составляющим не менее 25 лет.
Рабочий температурный диапазон оптических кабелей СКС внутренней прокладки составляет -10…50°С. Оптические кабели СКС должны допускать транспортировку и хранение при температурах от -50 до 50°С. Транспортировать кабели следует в упакованном виде.
Поскольку оптические кабели СКС предназначены для внутренних сетей, они должны обеспечивать возможность их прокладки ручным и механизированным способами и монтажа при температуре до -10°С.
Организация промышленного производства оптических кабелей СКС должна быть сопровождена разработкой инструкции по проектированию и строительству структурированных кабельных сетей с применением конкретных типов оптических кабелей СКС завода-изготовителя.
Оптические кабели СКС представлены кабелями как c многомодовыми, так и с одномодовыми волокнами. Линии на основе оптических кабелей СКС обладают высоким быстродействием, определяемым сетевым оборудованием. В качестве главных критериев выбора типа кабеля становятся соображения стоимости, удобства последующей эксплуатации и планируемые модернизации в перспективе на 25 лет.
На основании анализа опыта развития сетей СКС и сетей широкополосного доступа (ШПД) попытаемся обобщить технические требования к оптическим кабелям этих сетей на участке пользователя. Это позволит обоснованно подготовиться к разработке таких кабелей и, соответственно, подготовить технологическое оборудование для их производства.
Горизонтальные подсистемы СКС (системы доступа к абонентам) в обозримой перспективе едва ли потребуют каналов с пропускной способностью свыше 2,5 Гбит/с. Однако на линиях связи между серверами центров обработки данных (ЦОД) уже начинают использовать каналы в 40 Гбит/с, а на магистральных линиях ЦОД – каналы в 100 Гбит/с. Для надежной работы оптических линий с такими параметрами требуются соответствующие оптические кабели.
Важнейший параметр оптических кабелей, предназначенных для участка пользователя высокоскоростных СКС и сетей ШПД с допустимыми скоростями передачи до 100 Гбит/с, – разница во времени задержки оптических сигналов в параллельных волокнах кабеля (skew) (см. ссылку на с.36). Этот параметр обусловлен различием длин оптических волокон в кабеле, проложенном на исследуемом участке сети. Отличия в длине связаны со спиральностью укладки волокон в оптических модулях, трубках кабеля. Для различных систем определяются разные допуски на этот параметр: чем выше скорость передачи, тем меньше допуск на параметр skew. В соответствии с рекомендациями, изложенными в работе (см. ссылку на с.36), разница времени задержки сигналов не должна превышать 0,1 нс на 100 м для систем связи, работающих со скоростями 100 Гбит/с;
0,25 нс/100 м – для 40 Гбит/с; 0,5 нс/100 м – для 2,5 Гбит/с; 0,75 нс/100 м – для систем, работающих со скоростями до 1 Гбит/с.
Исходя из этих ограничений, целесообразно разбить оптические кабели для внутренней проводки СКС на четыре типа (см. табл.), введя соответствующие условные обозначения ОК-СКС-1, ОК-СКС-2,5 и т. д. Чем больше скорость передачи, на которой работают установленные на сети системы, тем более жесткие требования предъявляются к конструктивным размерам кабеля и тем более дорогим получается кабель. Для достижения малых конструктивных допусков к укладке волокон в модулях и в кабеле используются более сложные технологии изготовления.
Метод и методика измерения разницы в задержке сигналов в волокнах одного кабеля требуют дополнительной отработки для внедрения в практику измерений на кабельных заводах, при строительстве и эксплуатации структурированных кабельных сетей. Как правило, оптические кабели СКС используются для подключения пользователей посредством линий связи внутренней прокладки, длина которых не превышает 150 м. Поэтому точность измерения параметра skew требует особенно чувствительных измерительных приборов.
Оптические кабели СКС внутренней прокладки обычно состоят из кабельных сборок ленточного или модульного типов. Ленточные сборки представляют собой плоский параллельный ряд оптических волокон, уложенных с определенным шагом в общей плоской пластмассовой оболочке. Модульные сборки круглой конструкции типа fiber unit отличаются от широко используемых в оптических кабелях протяженных линий связи модулей типа loose tube тем, что трубка модуля плотно охватывает волокна, за счет этого ограничено свободное перемещение волокна внутри трубки, что обеспечивает меньшую разницу в длинах волокон внутри модуля и в кабеле.
Для создания условий доступной разделки и монтажа кабелей в соединители компактность конструкций кабельных сборок должна быть не менее 0,15–0,25 мм2 на волокно. Принимая во внимание особенности вводов в оборудование систем СКС, оптические кабели для СКС должны содержать механически устойчивые кабельные сборки и структуры из 10 и 20 оптических волокон.
Учитывая прокладку внутри помещений и необходимость разделки и монтажа в соединители открытого типа, свободное пространство внутри модулей и сердечника не должно заполняться гидрофобным заполнителем. Для противопожарной безопасности кабели СКС должны иметь наружные покровы из материалов, не поддерживающих горение.
Кабели должны поставляться на барабанах, с легкодоступными внутренними концами. Концы кабелей должны быть герметично заделаны и закреплены на щеке барабана во избежание повреждений.
Строительная длина кабеля определяется заказом потребителя. Поставляемые строительные длины кабелей не должны содержать сращенных волокон.
На наружной оболочке кабеля должна быть отчетливо нанесена маркировка, размещенная на каждом метре. Маркировка должна быть отчетливой и износоустойчивой и сохраняться на протяжении всего срока службы кабеля. Маркировка должна содержать: тип кабеля, маркировку погонного метра длины данного кабеля, количество оптических волокон и их тип, наименование изготовителя и год изготовления.
На каждый поставляемый барабан с кабелем должен быть приложен паспорт, в котором указывается тип и изготовитель кабеля, длина кабеля, тип и количество оптических волокон, коэффициент преломления, коэффициент затухания каждого волокна, параметр skew для уложенных в кабеле волокон.
Механические параметры кабелей СКС должны обеспечивать их надежность при всех условиях внутренней прокладки структурированных кабельных сетей. Для этого стойкость к растягивающим усилиям оптических кабелей СКС должна составлять не менее 0,5 кН. Минимальное раздавливающее усилие, которое должны выдерживать кабели СКС, составляет не менее 0,3 кН/см. Кабели СКС должны быть стойкими к изгибам на угол ±90о при радиусе изгиба, равном 20-кратному диаметру кабеля и выдерживать не менее 20 циклов изгибов в течение не более 20 мин при температуре -10°С.
Надежность кабеля должна характеризоваться сроком службы, составляющим не менее 25 лет.
Рабочий температурный диапазон оптических кабелей СКС внутренней прокладки составляет -10…50°С. Оптические кабели СКС должны допускать транспортировку и хранение при температурах от -50 до 50°С. Транспортировать кабели следует в упакованном виде.
Поскольку оптические кабели СКС предназначены для внутренних сетей, они должны обеспечивать возможность их прокладки ручным и механизированным способами и монтажа при температуре до -10°С.
Организация промышленного производства оптических кабелей СКС должна быть сопровождена разработкой инструкции по проектированию и строительству структурированных кабельных сетей с применением конкретных типов оптических кабелей СКС завода-изготовителя.
Отзывы читателей
