Строительство ВОЛС на основе пневмопрокладки оптических микрокабелей в транспортную многоканальную коммуникацию позволяет быстро и экономично развивать телекоммуникационные сети. Одним из первых примеров реализации такого метода создания волоконно-оптической инфраструктуры в России стал проект АО "СМАРТС".
Строительство ВОЛС на основе пневмопрокладки оптических микрокабелей в транспортную многоканальную коммуникацию позволяет быстро и экономично развивать телекоммуникационные сети. Одним из первых примеров реализации такого метода создания волоконно-оптической инфраструктуры в России стал проект АО "СМАРТС".
Человечество уже живет в эру цифровых технологий и стремительно приближается к эпохе "Интернета всего" (IoE). Пропускная способность существующих сетей связи на основе медных кабелей больше не отвечает современным требованиям, и на смену меди во всем мире пришли волоконно-оптические магистрали и сети доступа. Отвечая на вызовы времени, сегодня телекоммуникационные компании предоставляют широкий спектр услуг, о которых еще недавно можно было только мечтать. Чтобы их обеспечить, операторы связи должны постоянно увеличивать пропускную способность своих сетей. Во многих странах разработаны и успешно воплощаются в жизнь национальные программы по предоставлению большинству населения доступа в телекоммуникационные сети на скорости до 100 Мбит/сек. Названия этих программ по большей части схожи, и все они ориентированы на устранение так называемого цифрового неравенства. При реализации этих программ важнейшими задачами операторов связи становятся как увеличение скорости строительства, так и снижение затрат на строительно-монтажные работы.
Еще одним немаловажным трендом является повышение требований к сохранению окружающей среды при строительстве. Во многих странах приняты принципиальные решения освободить крупные города от большого количества воздушных кабелей и использовать максимально щадящие методы строительства линий связи. Такие методы должны минимально воздействовать на дорожное движение, окружающую среду, а также обеспечить большую скорость строительства. Сотни тысяч километров телекоммуникационной инфраструктуры сегодня строятся с использованием непосредственной прокладки в грунт, горизонтального бурения, протягивания кабеля во вновь построенной или существующей кабельной канализации. Часто новые кабели добавляются к уже существующим коммуникациям на тех направлениях, которые использовались и усиливались десятилетиями. Нередки случаи, когда при прокладке новых кабельных каналов или попытках уплотнения существующих нарушается функционирование работающих телекоммуникационных, а также силовых, газовых, водопроводных и прочих магистралей. Решить проблемы с существующими и новыми коммуникациями, снизить воздействие на окружающую среду, минимизировать время организации связи могут прогрессивные инженерные решения. В настоящее время в России наиболее распространены два способа строительства линейных сооружений связи, имеющие значительные недостатки. Первый – прокладка кабеля непосредственно в грунт. При этом затрагиваются интересы многочисленных владельцев земли, доступ к ВОЛС получается ограниченным, само строительство – высокозатратным. К тому же наблюдается высокая аварийность, зачастую в сочетании со сложностью доступа для ремонта и восстановления. Второй распространенный способ – подвес на опорах линий электропередачи, однако при кажущейся "элегантности" и он не лишен недостатков. Нельзя подвешивать много кабелей, нередки обрывы линий и падение опор. Доступ к опорам ограничен и жестко регламентируется их владельцами. Кроме того, там, где отсутствуют опоры, данный способ неприменим. В отличие от упомянутых традиционных решений более удачным способом создания надежных в эксплуатации линейных сооружений является прокладка транспортной многоканальной коммуникации (ТМК) в существующей инфраструктуре автомобильных дорог, набирающая все большую популярность в разных странах мира. Фрезерной установкой в дорожном покрытии прорезается минитраншея шириной до 10 см и глубиной до 60 см, в которую одновременно укладываются пакеты микротрубок из пластика (рис.1). Далее последовательно производится монтаж сборных пластиковых кабельных колодцев. В образованную таким образом канализацию методом пневмопрокладки (рис.2) задуваются оптические кабели (ОК). Важно подчеркнуть, что весь строительный процесс осуществляется без остановки дорожного движения. Сама по себе прокладка оптических кабелей в пластиковые трубы методом пневмозадувки не является чем-то принципиально новым. Однако освоение производства оптических микрокабелей большой емкости и супермалого диаметра (до 10 мм) дало новый толчок развитию микротехнологий в строительстве линий связи, позволяющих успешно решать описанные выше задачи. К примеру, компания Nestor Cables (гор. Оулу, Финляндия), один из ведущих изготовителей кабельной продукции в Европейском Союзе, производит сегодня широкую линейку таких ОК емкостью от 2 до 288 оптических волокон (ОВ) с диаметром по оболочке от 2 до 10 мм. Один из типов такого микрокабеля представлен на рис.3. Наряду с микрокабелями на основе стандартных ОВ с диаметром защитного акрилатного покрытия 250 мкм компания производит и микрокабели с волокнами с диаметром покрытия 200 мкм, что позволяет еще больше увеличить емкость микрокабелей, сохранив их диаметр. Прокладка ОК в микротрубки с использованием микротраншей (рис.4) позволяет перемещать меньше грунта при строительстве, снизить расходы на восстановление поверхности и обеспечивает большую гибкость использования перегруженных трасс. К тому же такая технология позволяет применить меньшее по габаритам и более простое оборудование для создания траншей и прокладки канализации. Дальнейшее расширение емкости или модернизация ВОЛС, проложенной в ТМК, осуществляются с минимальными затратами – путем выполнения работ по пневмопрокладке кабеля. При этом не требуется выполнения земляных работ, за счет чего существенно экономится время. Стоимость такого расширения составляет не более 20% общей стоимости нового альтернативного строительства. Одним из первых примеров реализации магистрального строительства волоконно-оптической инфраструктуры микротраншейным способом в России стал проект АО "СМАРТС". Он имеет конечной целью создание и эксплуатацию сверхмощной общедоступной высокорентабельной телекоммуникационной инфраструктуры для построения ВОЛС и предоставления всего спектра современных и перспективных телекоммуникационных услуг операторами связи. Данный проект также призван решить задачу построения сетей технологической связи и интеллектуальных транспортных сетей (ИТС) Минтранса России, сетей связи силовых структур, федеральных и региональных органов власти, государственных и коммерческих организаций. Предусматривается строительство магистральных ВОЛС вдоль автомобильных дорог России общей протяженностью более 147 тыс. км, в том числе около 40 тыс. км на федеральных дорогах до центров 85 субъектов Федерации. Строительство ведется в соответствии с Рекомен-дациями Международного союза электросвязи МСЭ-Т L.48 и L.49 – путем укладки в обочине дороги микротраншейным способом пакета от 2 до 10 защитных полиэтиленовых микротрубок, объединенных в моноблок, с последующей пневмопрокладкой в них оптических микрокабелей емкостью от 8 до 288 волокон. Пакеты микротрубок, используемые для микротраншейной прокладки, могут производиться со встроенным в одну из трубок силовым кабелем напряжением 220 В. Такая опция позволяет решить задачи электропитания используемых на автодорожной сети оконечных устройств (камеры видеофиксации, светофоры, станции Wi-Fi и т.п.). Среди преимуществ проекта следует выделить такие: земельные ресурсы используются минимально, причем в уже выделенных для инфраструктурного строительства местах не нарушаются требования экологии; по причине высокой надежности ВОЛС и постоянного доступа в случае необходимости проведения ремонтных работ и восстановления обеспечивается высокий уровень выполнения SLA; пользователи получают доступ к инфраструктуре, который не ограничивается какими-либо третьими сторонами, что исключает дискриминацию и "непрозрачные" схемы. Для производства работ по рытью микротраншей шириной до 50–100 мм и глубиной 400–600 мм в проезжей части из асфальтобетона или обочине автодороги используется специальное оборудование производства компаний Vermeer, Tesmec, Marais, Ditch Witch и др. Применение машин с фрезерной установкой позволяет за смену единицей техники прокладывать до трех км трассы. Пилотный проект АО "СМАРТС", к реализации которого компания приступила в июне 2016 года, включает 187 км ТМК вдоль региональных автодорог Самарской области. Осуществление строительных работ представлено на рис.5. Схема транспортной сети охватывает 10 городских округов и 27 муниципальных районов. Общая длина трассы ВОЛС между узлами доступа административных муниципальных образований Самарской области составила ориентировочно 1657 км. Для строящихся линий связи предусматривается использование ОК модульной конструкции емкостью от 8 до 288 одномодовых волокон. Пневмопрокладка микрокабелей осуществляется в пакет, состоящий из восьми микротрубок. На федеральных участках возможно увеличение числа микротрубок до дести. Полносвязная топология строящейся сети обеспечивает уникальные показатели живучести и ремонтопригодности за счет организации альтернативных путей обхода мест аварий и проведения профилактических эксплуатационных работ, возможность гибкого наращивания емкости ВОЛС без перерыва в предоставлении услуг связи. В 2017 году СМАРТС продолжит строительство в Самарской области, а также работы по согласованию новой нормативной базы для применения микротехнологий по всей стране.