Волоконно-оптический кабель

Волоконно-оптический кабель (также оптоволоконный или оптико-волоконный кабель) — кабель на основе волоконных световодов, предназначенный для передачи оптических сигналов в линиях связи, в виде фотонов (света). Скорость передачи меньше скорости света из-за непрямолинейности движения.

Конструкция

Волоконно-оптический кабель

Конструкция кабеля определяется его назначением и местом прокладки: от самой простой (оболочка, пластиковые трубки с волокнами) до многослойной (например, подводный коммуникационный кабель), содержащей упрочняющие и защитные элементы.

Волоконно-оптический кабель состоит из следующих элементов:

• несущий трос, пруток из стеклопластика или металла, покрытого полиэтиленовой оболочкой. Служит для центрирования трубок — модулей и придания жёсткости кабелю, зажимается под винт для закрепления кабеля в муфте/кроссе;
• двухслойные стеклянные или пластиковые волокна, возможно, покрытые одним или двумя слоями лака. Слой лака предохраняет волокна от повреждений и служит для цветовой маркировки волокон (прозрачный или цветной);
• пластиковые трубки, содержащие нити — световоды и заполненные гидрофобным гелем. Количество трубок варьируется от 1 и более, количество волокон в трубке — от 4 до 12, общее число волокон в кабеле — от 4 до 288 (часто 32, 48, 64). Для сохранения габаритных размеров кабеля при малом числе волокон вместо трубок могут вкладываться чёрные заглушки;
• оплетающая трубки плёнка, стянутая нитками и смоченная гидрофобным гелем. Обладает демпфирующими свойствами и предназначена для снижения трения внутри кабеля, дополнительной защиты от влаги, удержания гидрофобной жидкости в пространстве между модулями и др.;
• слой из тонкой внутренней оболочки из полиэтилена, предназначенной для дополнительной защиты от влаги (может отсутствовать);
• слой из кевларовых нитей или брони. Броня — прямоугольный пруток или круглые проволочки, выполненные из стали (российский кабель), гвоздевого железа (импортный кабель) или стеклопластика (такого же, как у центрального силового элемента). Кевлар отличается малым весом и имеет допустимое растягивающее усилие 6—9 кН. Назначение кевлара — выполнение функции тросика в местах, где недопустимо возникновение наводок, например, вдоль железнодорожных путей (контактный провод, напряжение до 27,5 кВ); восприятие ветровой нагрузки. Назначение брони — защита кабеля, уложенного в грунт без защиты в виде пластиковой трубы, кабельной канализации или др.;
• слой, представляющий собой полиэтиленовую плёнку и некоторое количество гидрофобного геля (может отсутствовать). Предназначен для дополнительной защиты от влаги;
• слой, представляющий собой толстую и мягкую оболочку из полиэтилена. Предназначен для защиты внутренних слоёв от воздействия окружающей среды.

Информация о расцветке волокон в кабеле, их типе и расположении в трубках не стандартизована и указывается каждым производителем в паспорте кабеля.

Классификация

Оптико-волоконные кабели различают:

• по материалу волокна:
  • GOF-кабель (англ. glass optic fiber cable);
  • POF-кабель (англ. plastic optic fiber cable);
• по месту монтажа:
  • для наружного монтажа (в грунт, на воздухе, под водой);
  • для внутреннего монтажа (внутри дата-центров);
• по условиям прокладки:
  • для подвеса (кабель с кевларом или тросиком);
    • для подвеса на опорах ЛЭП (кабель с защитой от молний);
  • для укладки в грунт (кабель с бронёй из железных проволочек);
  • для прокладки в кабельной канализации (кабель с бронёй из гофрированного металла);
  • для прокладки под водой (многослойный кабель).

Достоинства и недостатки

Достоинства:

• высокая скорость передачи информации (от 100 мбит/с до 100 Гбит/с в зависимости от приемопередающих устройств, на расстояние в десятки километров, без усилителей/повторителей);
• малые потери;
• высокая помехозащищённость (невосприимчивость к различного рода помехам);
• малые габаритные размеры и масса;
• возможность доводить расстояния между передающим и приёмным устройствами до тысяч километров используя усилители.

Затухание сигнала в кабеле длиной 1 км при различных длинах волн:

Длина волны, мкм	Затухание, дБ/км
0,85	2—3
1,3	0,5—1
1,55	0,3—0,5

Недостатки:

• уменьшение полосы пропускания при воздействии ионизирующих излучений вследствие увеличения поглощения оптического излучения световедущей жилой;
• трудоёмкость сварки и ослабление сигнала в месте сварного шва;
• риск поражения сетчатки глаза световым излучением.

См. также

• Оптическое волокно
• Сварка оптического волокна
• Оптический рефлектометр
• Подводный коммуникационный кабель

Литература

• Большой энциклопедический политехнический словарь, 2004.
• Энциклопедия «Техника». — М.: Росмэн, 2006.
• ГОСТ 26599-85 «Системы передачи волоконно-оптические. Термины и определения».