Универсализация волоконно-оптических кабелей структурированной кабельной системы

7...16

140...600

27...50

35...50

Сшитые

изоляция

оболочка

10...14

9...13

125...350

125...160

23...30

30...40

Типичный безгалогенный полимерный электроизоляционный материал представляет собой полимерную основу (чаще всего гомополимер или сополимер олефинового ряда, эластомер или их комбинация), наполненную мелкодисперсным гидратом алюминия или магния и содержащую некоторые функциональные добавки. При воздействии пламени на такую композицию протекает эндотермическая реакция разложения гидратов с выделением воды. Пары выделившейся воды разбавляют горючие газы, образующиеся при термическом разложении полимерной основы, и экранируют поверхность полимера от воздействия кислорода. Образующиеся окислы металлов создают для полимера дополнительный изолирующий от кислорода слой. Для достижения заметного эффекта содержание гидратов металлов должно быть достаточно большим (50 - 60%), поэтому дополнительный эффект достигается за счет физического «разбавления» полимера минеральной добавкой и, следовательно, относительно снижается количество горючих газов, выделяющихся при его термическом разложении.

Подобные композиции характеризуются также тем, что образующиеся при воздействии открытого пламени газообразные продукты не являются коррозионно-активными (в их составе отсутствуют галогены), плотность дыма и токсичность выделяемых при горении газов относительно невелики.

Качественная оценка ПВХ пластикатов различных рецептур приведена в таблица 2.11.

кабельный система световод волоконный

Таблица 2.11. Качественная оценка ПВХ пластикатов для различных областей применения

Марка, рецептура ПВХ пластикатов	Область применения по показателям пожарной безопасности
1	2
И 40-13А О-40	Для изоляции и оболочек кабелей общепромышленного назначения, к которым предъявляются требования по нераспространению горения для одиночных образцов без предъявления требований по показателям дымогазовыделения
НГП40-32 НГП 30-32	Для оболочек кабелей, не распространяющих горение при групповой прокладке, без предъявления требований по дымогазовыделению
ИНП ОНП ОНП-В	Для изоляции, внутренней оболочки (заполнения) и наружной оболочки кабелей, не распространяющих горение при групповой прокладке, если предъявлены требования по коррозионной активности продуктов горения, токсичности и дымовыделению (АЭС, электростанции, метрополитены, суда, высотные здания и др.)

Таблица 2.12. Относительная стоимость ПВХ пластикатов

Марка, рецептура ПВХ пластикатов	Относительная стоимость
И 40-1 ЗА (8/2)	100
0 40(239/1)	96
НГП 40-32	96
НГП 30-32	116
ИНП	95
ОНП	87
ОНП-В	83

Сегодня выбор типа пластиката во многом зависит от его цены. Данные по суммарной стоимости сырьевых компонентов рассматриваемых рецептур ПВХ пластикатов приведены в табл 2.12. Расчет проводился на одну тонну сырья и для удобства сравнения стоимость одной тонны сырьевых компонентов изоляционного ПВХ пластиката серийной рецептуры 8/2 (марка И 40-1 ЗА) принята за 100%. Из приведенных данных видно, что несмотря на существенные технические преимущества ПВХ пластикатов с пониженной пожарной опасностью, их себестоимость, как минимум, не превышает себестоимость серийных ПВХ пластиков. В настоящее время работы по дальнейшему улучшению технических и экономических показателей пластикатов типа НП продолжаются.

2.3.6 Материалы для защиты от грызунов

В качестве брони может быть использована стальная проволока, стеклопластиковые стержни, ленты или оплетка из стальных проволок с джутовой подушкой или защитным шлангом. Выбор материала защитного шланга или брони во многом определяют условия и регионы эксплуатации кабельного изделия. Например, кабели, уложенные вдоль железнодорожных путей, в метро, полевые кабели связи наиболее часто подвергаются повреждениям различными грызунами, насекомыми, вплоть до полного уничтожения целых участков изоляции по всей толщине.

Наибольшую опасность представляют: в тропической зоне термиты, проникающие не только через самые твердые сорта древесины, но и через любые полимерные материалы, которые приводят их в негодность за считанные часы; в более прохладном климате различные виды крыс, луговая собака, малый суслик, полевки, белки и пр.

Основные виды защиты от грызунов можно разделить на две группы [2.3].

Первая группа включает химические способы защиты с помощью ядохимикатов и репеллентов. Так как ядохимикаты часто приводят к гибели некоторых видов растений и животных, не представляющих угрозы для кабелей, то предстоит еще дополнительная работа по достижению избирательности применяемых веществ данного типа.

Репелленты осуществляют более надежную, безопасную для окружающей среды и эффективную защиту кабелей с пластмассовой изоляцией. Наиболее эффективным является репеллент, состоящий из (5 - 7)% дегидроабиэтиламинпентахлорфенола (ДГЭАПХФ) и (6 - 7)% тр-бутилхлорида олова (ТБХО). В качестве основы рекомендуют применять винилкаучук. Другой репеллент содержит 100 массовых частей полибутилентерефталата (ПБТФ) и 50 массовых частей растворенного в нем полимерного порошка. Специалисты США предлагают на поверхность кабеля, выполненную из полимерного материала, наносить слой из ионов лития с защитной полимерной оболочкой, сохраняющей активность достаточно длительное время.

Вторая группа включает различные виды металлических оболочек, экранов и специальных видов брони. В последнее время кабельная промышленность для реализации стальных оболочек широко стала применять металлические ленты с покрытием. Мировым лидером в области защиты ОК стала фирма DOW [2.3]. Она выпускает ламинированные алюминиевые и стальные ленты.

Бронированные оптические кабели обычно изготовляются с помощью одной стальной двусторонне покрытой пластиком ленты толщиной 0,115 мм. Эта лента гофрируется и затем продольно формируется вокруг сердечника кабеля. Сталь, покрытая пластиком, обеспечивает образование связи между пластиковым покрытием на стали и полимером внешней оболочки, результатом которой является так называемая «сцепленная оболочка». Структура «сцепленной оболочки» имеет повышенный прогиб, улучшенные прочность на пробой и сопротивление раздавливанию, а также более высокое сопротивление удару [28].

Основные физические характеристики таких лент (например типа Zetabon *S252) , следующие:

Металл

Толщина 0,115 мм±0,012 мм

Максимальное растягивающее усилие 380 МПа

Минимальное удлинение 15 %

Покрытие

Толщина 0,055 мм ± 0,0055 мм

Производительность 0,966 м2/кг

Характеристики клейкости ленты типа Zetabon *S252 приведены в таблице 2.13.

Таблица 2.13 Характеристики клейкости покрытия ленты

Характеристики	Условия	Методы испытания	Основные результаты (значения)
Отслаивание, Н/м	Покрытие с металлом	DOW CM-1	840
Тепловая сварка, Н/м	Покрытие с покрытием	DOW СМ-3	3150
Прилипание к оболочке, Н/м	Покрытие с оболочкой	DOW CM-4	2800
Эффект старения	После 1 недели при температуре 68°С	DOW CM-1	Без ухудшения

Функциональные возможности оболочки кабеля, выполненной из таких лент, зависят в первую очередь от глубины и плотности гофрирования. Кроме того, правильное внедрение покрытой стали в защитный шланг кабеля улучшает механические свойства кабеля, обеспечивает радиальный барьер влажности при закрытии перекрывающего шва и продольного барьера влажности при соединении покрытой стали с внешней оболочкой, а также коррозионную защиту для металлической ленты. Эти преимущества зависят от правильности проведения технологического процесса во время изготовления кабеля.

Несмотря на большое разнообразие материалов для производства кабелей в разделе были выделены его основные конструктивные группы и наиболее часто применяемые материалы. Очевидно, что в качестве внешней оболочки универсального ВОК следует остановиться на безгалогенных полимерных материалах, в качестве армирующих элементов применить кевлар. Обязательно наличие водоблокирующих композиций.

К рассмотренному следует добавить, профилированный сердечник ОК изготавливают из поливинилхлорида, полиэтилена, полиуретана или полипропилена. Кордель (заполнитель) может выполняться из полиэтилена, поливинилхлорида, полиуретана, резины и содержать хлопчатобумажную нить различной расцветки, упрочняющие элементы или токопроводящие жилы.

Скрепляющие элементы изготавливают из нитей (хлопчатобумажных, полимерных, стеклонитей), лент (полиамидных, полиэтилентерефталатных, фторопластовых, бумажных), полимерных металлизированных пленок. Армирующие элементы для ОК отличаются высокой прочностью на разрыв (2000 - 3000 МПа), высокой гибкостью, имеют большой модуль Юнга (60000 -100000 МПа) и малую массу.

Во многих случаях одним из основных требований к ОК является отсутствие металлических элементов в его конструкции. В этом случае армирующие элементы выполняют из неорганических или полимерных материалов. Это позволяет к тому же существенно уменьшить массу кабеля, увеличить его стойкость к многократным деформациям изгиба, кручения, перемотке и увеличить срок службы.

На основе приведённого анализа материалов основных элементов ВОК обоснуем выбор материалов конструктивных элементов универсального кабеля:

Ш оптическое волокно: кварц OFS GIM 50/125 - характеристики волокна удовлетворяют результатам расчёта оптических параметров многомодового градиентного световода, приведённого в конструкторском разделе дипломного проекта;

Ш профилированный сердечник: полиамид - выбран как материал обладающий расширенным температурным диапазоном, гибкостью при низких температурах, долговечностью;

Ш центральный силовой элемент: стеклопластик Polystal - обеспечивает оптимальное повышение стойкости оптического кабеля к растягивающим нагрузкам;

Ш гидрофобный заполнитель: гель BP Naptel OP 308 - обладает отличными пожаробезопасными характеристиками, повышенной вязкостью;

Ш оптический модуль: полибутилентерефталат имеет механические характеристики, обеспечивающие защиту ОВ, размещаемых внутри оптических модулей, от внешних воздействий;

Ш скрепляющие нити: Firet 3WY003 - нити, имеющие приемлемые характеристики и что особенно важно, небольшую массу;

Ш арамидные нити: кевлар 49 - наиболее распространённый материал, имеющий незначительную плотность, повышенное сопротивление разрыву;

Ш внешняя оболочка: полиэтилен ME6081 Borealis - безгалогенная полимерная композиция.

2.4 Анализ технологий производства ВОК

В зависимости от назначения технологические процессы и операции производства оптического кабеля включают:

Ш изготовление заготовки для вытяжки волокна;

Ш изготовление оптического волокна;

Ш наложение на оптическое волокно защитной полимерной оболочки;

Ш скрутку волокон;

Ш наложение оболочки (металлической, пластмассовой);

Ш наложение защитных покровов (в том числе, брони).

В большинстве машин для изготовления оптического кабеля имеется четыре основных механизма [2.3]:

Ш отдающее устройство, в которое устанавливается отдающая тара или заготовка;

Ш рабочий механизм, с помощью которого осуществляется заданный технологический процесс;

Ш тяговое устройство, обеспечивающее продольное перемещение изготавливаемого изделия через машину с постоянной линейной скоростью;

Ш приёмное устройство, в которое устанавливают приёмную тару и в которое поступает изделие, прошедшее через машину.

С целью уменьшения операций перезаправки машин, сокращения внутрицеховых перемещений применяют совмещение нескольких технологических операций в один технологический процесс.

При нанесении защитного покрытия используется экструзионная линия, позволяющая перерабатывать поливинилхлоридный пластикат, полиэтилен, полиамид, фторопласты, полибутелентерефталаты.

Линия состоит в основном из тех же узлов, что и аналогичные экструзионные линии для изготовления электрических кабелей, но имеет и свои особенности. Движение оптического волокна должно происходить прямолинейно, без рывков, так как перегибы волокна при одновременном приложении осевых усилий могут привести к его разрушению. Поэтому в ней для варьирования натяжения предназначено устройство, регулирующее вращающий момент на приёмном барабане.

Машины для скрутки оптических кабелей относятся к классическому типу машин однонаправленной скрутки, т.е. в них отдающее устройство вращается вокруг оси кабельного изделия. Имеются для скрутки оптических кабелей также машины, в которых отдающее и приёмное устройства неподвижны, а вокруг оси вращается самостоятельный крутильный узел. Это так называемые машины разнонаправленной скрутки. Их часто называют машинами SZ-скрутки или реверсивной скрутки.

Крутильные машины однонаправленной скрутки делятся на клетьевые и дисковые. Клетьевые крутильные машины состоят из отдающего устройства для сердечника кабеля, крутильного фонаря, лентообмотчика (центрального или эксцентричного), тягового и приёмного устройств, пульта управления.

Дисковые крутильные машины представляют собой крутильный диск, насаженный на полый вал с приводной шестернёй на входном и распределительной розеткой на выходном концах.

Машины разнонаправленной скрутки используют распределительные розетки не подвижные, как в машинах однонаправленной скрутки, а совершающие колебательно-вращательное движение. Фактически получается спиралеобразная укладка элементарного пучка, что ухудшает гибкость кабеля. Основным преимуществом разнонаправленной скрутки является возможность компоновки на их базе поточных линий, совмещающих, например, скрутку с наложением защитной оболочки.

Наложение полимерных защитных оболочек осуществляется на экструзионных линиях, технологическая схема которой аналогична рассмотренной выше.

Для наложения металлических (алюминевых, стальных) оболочек на оптический кабель используется дуговая сварка в среде защитного газа.

2.4.1 Технология изготовления оптического кабеля с профилированным сердечником

За рубежом большое внимание уделяется изготовлению оптических кабелей со спирально профилированным сердечником. В технологическом разделе дипломного проекта рассмотрена схема изготовления профилированного сердечника. Скрутка волокон в кабель с профилированным сердечником осуществляется с помощью машины реверсивной скрутки. Оболочки наносят с помощью экструзионной линии.

Известны также другие варианты изготовления оптического кабеля с профилированным сердечником. Одна из них представляет собой схему с вращающимися катушки с оптическим волокном относительно неподвижного сердечника. Пазы сердечника изготавливаются его экструдированием с помощью вращающейся головки или матрицы или формированием пазов вращающимися фрезами.

2.4.2 Технология изготовления ленточных оптических кабелей

Пластмассовые ленты типа лавсан с подслоем полиэтилена склеиваются между собой, и таким образом, оптические волокна оказываются запечатанными между лентами. Два отдающих рулона с лентами проходят нагревательные ролики, в которых полиэтилен размягчается. Затем нагретые ленты соединяются между собой прижимными роликами. В то время, как оптические волокна проходят проходят распределительную гребёнку и покрываются мягкими слоями полиэтилена, нанесённого на лавсановые ленты, тянущие ролики постоянно протягивают скленую ленту с впечатанными в неё волокнами и обеспечивают натяжение лент с отдающих рулонов.

Изготовление ленточных кабелей может осуществляться также и методом экструзии: с помощью специального технологического инструмента выпрессовывается профильный сердечник с пазами, после охлаждения которого с помощью специальных приспособлений в пазы укладываются оптические волокна. Поверх пазов накладывается полимерная лента, которая подклеивающим устройством закрепляется на поверхности сердечника, образуя монолитную конструкцию.

При изготовлении многоволоконных ОК плоские элементы в виде лент с запечатанными ОВ укладываются в пазы профилированного сердечника или в защитные оболочки.

В специальном разделе дипломного проекта рассмотрены достоинства и недостатки кабелей внешней и внутренней прокладки, проведён анализ материалов и их свойств для конструктивных элементов волоконно-оптических кабелей СКС: рассмотрены материалы для изготовления оптического волокна, армирующие, водоблокирующие материалы, материалы защитных покрытий и защиты от грызунов. На основе проведённого анализа предложены материалы для элементов универсального волоконно-оптического кабеля, выбранного в исследовательском разделе (табл. 2.14).

Таблица 2.14 Материалы элементов универсального ВОК

№ п/п	Название элемента	Материал
1	Оптическое волокно	Кварц OFS GIM 50/125
2	Профилированный сердечник	Полиамид Grilamid EMS
3	Центральный силовой элемент	Стеклопластик Polystal
4	Гидрофобный заполнитель	гель BP Naptel OP 308
5	Оптический модуль	полибутилентерафталат Ultradur B 6550 LN
6	Скрепляющие нити	Firet 3WY003
7	Арамидные нити	кевлар 49
8	Внешняя оболочка	полиэтилен ME6081 Borealis

Рассмотрены технологии производства кабелей. Выбрана технология изготовления профилированного сердечника и его скрутка с оптическими модулями на реверсивной машине.

3. КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ

Оптические кабели представляют собой один из компонентов оптической системы передачи. Они должны надёжно работать в самых широких диапазонах температур и давлений, обеспечивая при этом минимальное тепловое рассеивание энергии, минимальное искажение уровня и формы сигнала, передаваемых по ним. Малое относительное удлинение оптического волокна (менее 0,5 %), чувствительность к малейшим деформациям приводит к тому, что конструирование оптических кабелей имеет ряд особенностей, несвойственных принципам конструирования обычных кабельных изделий.

Общая схема конструирования ОК может быть сформулирована следующим образом [3.1]:

Ш выбор исходных данных для расчёта;

Ш расчет основных параметров ОВ;

Ш расчет параметров ОК на основе общих требований к оптическим линиям связи;

Ш расчет механической прочности ОК;

Ш расчёт массогабаритных размеров элементов ОК.

3.1 Выбор исходных данных для расчёта

Таблица 3.1 Исходные данные для расчёта

Материал сердцевина/оболочка	кварц/кварц
сердцевина 2а, мкм	50
оболочка 2b, мкм	125
n1 сердцевины	1,48
n2 оболочки	1,46
л1, нм	1310
L1, м	2200
протокол передачи	Gigabit Ethernet

Расчёт будет произведён для многомодового волоконно-оптического кабеля, как основного для систем внутренних магистралей. Одномодовые волоконно-оптические кабели рекомендуется только применять для длинных внешних магистралей. Для многомодовых оптических кабелей стандарты [3.2] устанавливают ограничения на максимальную длину - 2000 м. Прибавим максимальную длину по зданию - 100 м, которая равна максимальной длине подсистеме здания от главного кросса до горизонтального. Протокол передачи Gigabit Ethernet «точка-точка», следовательно, общая длина магистральной системы - 2200 м.

Многомодовые оптические кабели СКС согласно стандартам [3.3] должны строится на градиентных волокнах структуры стекло/стекло с диаметром сердцевины 50 или 62,5 мкм. По сравнению с волокнами 62,5/125 световод 50/125 имеет заметно лучшие частотные свойства, что является важным в случае передачи сигналов интерфейса Gigabit Ethernet.

Использование универсального кабеля предполагает уменьшение мест коммутации трактов и отсутствие точки перехода, что способствует уменьшению затуханию сигнала. Это очень важно для работы сетей Gigabit Ethernet, каналы которых имеют малый бюджет потерь [3.4].

В качестве рабочей длины волны выбираем 1310 нм, т. к. передать сигнал на расстоянии более 2000 м является невозможным на других длинах волн при использовании градиентного многомодового волокна [3.5].

3.2 Расчет основных параметров многомодового волоконного световода с градиентным профилем показателя преломления

Рис. 3.1. Схема распространения излучения в многомодовом волоконном световоде с градиентным профилем показателя преломления

3.2.1 Расчёт нормированной разности показателя преломления

Рассчитаем нормированную разность показателя преломления для максимального показателя преломления (точка А) по формуле (3.1):

, (3.1)

где n1 - показатель преломления сердцевины;

n2 - показатель преломления оболочки.

.

Нормированная разность показателя преломления прямопропорциональна апертуре:

, (3.2)

где NA - числовая апертура;

n1 - показатель преломления сердцевины.

В свою очередь, числовая апертура используется для числовой оценки апертурного угла, характеризующего эффективность ввода оптического излучения в световод. Таким образом, нормированная разность показателей преломления сердцевины и оболочки влияет на эффективность ввода излучения - апертурный угол ИA.

, (3.3)

где n1 - показатель преломления сердцевины;

? - нормированная разность показателя преломления.

3.2.2 Расчёт локальной числовой апертуры

, (3.4)

где n1(r) - распределение показателя преломления по радиусу волокна;

n2 - показатель преломления оболочки.

.

3.2.3 Расчёт максимальной входной угловой апертуры световода

, (3.5)

Где ИАmax - максимальная входная угловая апертура световода;

где NA - числовая апертура.

ИАmax = 14є02'.

3.2.4 Расчёт нормированной частоты

Определим нормированную частоту V - структурный параметр, который определяет число мод в волоконном световоде.

, (3.6)

где - радиус сердцевины, мкм;

л - длина волны излучения, мкм;

NA - числовая апертура.

По заданию расчет ведется для л1 = 1310 нм = 1.310 мкм

3.2.5 Расчёт числа мод в волоконном световоде

Мода представляет собой математическое и физическое понятие, связанное с процессом распространения электромагнитных волн в среде. Распределение электрического поля света вдоль вертикальной оси представляет собой стоячую волну. Это распределение многократно периодически повторяется вдоль горизонтальной оси. Такая форма распространения называется модой. Часто под модой достаточно понимать вид траектории, вдоль которой может распространяться свет. Число мод, допускаемых волокном, колеблется от 1 до 100000. Таким образом, волокно позволяет свету распространяться по множеству траекторий, число которых зависит от размера и свойства волокна.

, (3.7)

где М - число мод;

V - структурный параметр;

- коэффициент, определяющий профиль показателя преломления световода:

= 1 для треугольного профиля показателя преломления;

= 2 для параболического профиля;

= ? для ступенчатого профиля.

Число мод для волоконного световода параболического (градиентного) профиля показателя преломления:

; (3.8)

;

3.2.6 Расчёт критической частоты

Рассчитаем критическую частоту fc, т.е. частоту распространения света заданной длины волны в световоде:

, (3.9)

где с - скорость света в вакууме, мкм/с;

л - длина волны излучения, мкм;

NA - числовая апертура.

;

3.2.7 Расчет критической длины волны

Рассчитаем критическую длину волны, соответствующую структурному параметру Vc= 3.4; при всех л ? лс в данном волоконном световоде может распространяться только одна мода.

, (3.10)

где 2 - диаметр сердцевины, мкм;

Vc - критический структурный параметр;

NA - числовая апертура.

.

3.2.8 Расчёт потерь энергии на поглощение

Следует отметить, для определения коэффициента затухания пользуются измерением мощности на входе и выходе волоконного световода.

, (3.11)

где P(L) - мощность на выходе волоконного световода длиной L;

P(0) - мощность излучения, введенного в канал;

б - коэффициент затухания световода, показывающий степень затухания на единицу длины.

Если длина оптического волновода L, км, то:

 (3.12)

б - [Дб/км].

1 Децибел = 0.1 бел - логарифмическая единица отношения двух одноименных физических величин.

1 Дб ~ 80% P(0);

3 Дб ~ 50% P(0) (на L = 1 км).

Потери энергии на поглощение определим по формуле:

, (3.13)

где с, к - постоянные (для кварца: с = 0,9 Дб/км, к = 0,8·10-6 м = 0,8 мкм);

л - длина волны излучения, мкм.

;

3.2.9 Расчет потерь на рассеяние

Рассчитаем потери на рассеяние - обусловленные, с одной стороны, неоднородностями материала ОВ, расстояние между которыми меньше длины волны; а с другой,- тепловыми флуктуациями показателя преломления. Потери на рассеяние часто называются релеевскими, и они определяют нижний предел потерь, который с увеличением длины волны уменьшается согласно выражению:

, (3.14)

где кР - коэффициент рассеяния (кр (кварца) = 0,8 );

л - длина волны излучения, мкм.

;

3.2.10 Расчёт общих потерь энергии в волоконном световоде

(3.15)

;

3.2.11 Расчет модовой дисперсии

Характеристикой волоконного световода, определяющей скорость передачи данных и ширину полосы пропускания является дисперсия - уширение импульса по мере его распространения по волокну.

Физическим смыслом дисперсии является увеличение длительности импульса оптического излучения при его распространении по волоконному световоду длиной 1 км.

Причины дисперсии:

Ш некогерентность источника излучения и конечная ширина спектра;

Ш большое количество мод;

Ш флуктуации показателя преломления.

Дисперсия не только ограничивает частотный, но и снижает дальность передачи сигнала, поэтому большие значения дисперсии приводят к необходимости восстановления сигнала через определенный промежуток длины.

, (3.16)

где фс - модовая дисперсия;

n1 - показатель преломления сердцевины;

? - нормированная разность показателя преломления;

L - длина волоконного световода, м;

с - скорость света в вакууме, м/с.

.

3.2.12 Расчёт полосы пропускания

Наряду с затуханием, важнейшим параметром волоконного оптического световода является пропускная способность . Она определяет полосу частот, пропускаемых световодом и, соответственно, объем информации, который можно передать. В идеальном случае по волоконному световоду можно передавать информацию на большие расстояния, а фактически имеется большое количество ограничений. Это обусловлено тем, что сигнал на вход приемного устройства приходит размытым, и чем длиннее линии, тем больше искажение сигнала. Причина - модовая дисперсия, возникающая из-за различия времени распространения различных мод в световоде, и наличия частотной зависимости показателя преломления и коэффициента распространения моды.

Пропускная способность волоконного световода зависит от режима его работы (одномодовое или многомодовое), от профиля показателя преломления (ступенчатый или градиентный), от типа излучателя (лазер или светодиод).

Связь между модовой дисперсией и полосой пропускания:

, (3.17)

где ?F - полоса пропускания волоконного световода;

- модовая дисперсия, с.

.

3.3 Расчет параметров ВОК на основе общих требований к оптическим линиям связи

При конструировании оптического кабеля необходимо учитывать общие требования, предъявляемые к оптической кабельной линии связи в целом с точки зрения обеспечения заданного качества связи. При выборе параметров кабеля следует стремиться к тому, чтобы кабель, предназначенный для использования на линиях до определенной длины, имел затухание, обеспечивающее длину регенерационного участка, равного данной длине, и одновременно давал дисперсию сигнала на данном расстоянии, соответствующую максимально допустимому уширению импульсов в работавшей по нему системе передачи.

По мере распространения оптического сигнала по линии происходит снижение уровня мощности, и увеличение дисперсии во времени его составляющих.

3.3.1 Расчёт оптического бюджета

Произведем расчет оптического бюджета ВОЛС на основе универсального оптического кабеля и на основе двух различных кабелей - для внешней и внутренней прокладки.

Номинальные значения потерь различного рода элементов ВОЛС представлены в таблице 3.2 [3.6]

Таблица 3.2 Номинальные значения потерь в ВОЛС

Элемент	Потери
Сплайс-пластина	0,1 Дб
Автоматическая сварка	0,01 Дб
Коннектор типа SC, ST, FC	0,5 Дб
Волокно GigaGuide® 50 XL	0,7 на длине волны 1310 нм

Оптическое волокно подбираем в соответствии с рассчитанными параметрами (см. п. 3.2). Характеристики используемого волокна представлены в таблице 3.4 [3.7].

Марка оптического волокна - OFS Grade Index Multimode имеет ближайшие значения к рассчитанным параметрам.

Таблица 3.4 Характеристики волокна OFS Graded Index Multimode

Физические характеристики
1	2
Диаметр сердцевины (мкм)	50,0 ± 2.5
Диаметр оболочки (мкм)	125 ± 1
Диаметр покрытия (мкм)	245 ± 10
Эллиптичность сердцевины (%)	5
Эллиптичность оболочки (%)	1
Эксцентриситет сердцевина/оболочка (мкм)	1,5
Эллиптичность покрытия (%)	5
Эксцентриситет оболочка/покрытие (мкм)	6
Стандартный тест на прочность (kpsi)	100
Стандартные длины на катушках (км)	2,2-8,8
Оптические характеристики
Затухание на 850 нм (дБ/км)	2,4
Затухание на 1310 нм (дБ/км)	0,7
Разность затуханий 1380-1300 нм (дБ/км)	1,0
Числовая апертура	0,20 ± 0,015
Диапазон длин волн нулевой дисперсии (нм)	1297-1316
Максимальный дисперсионный наклон (пс/нм2 км)	0,097
Затухание при изгибе (дБ/км) 100 витков, диаметр 75 мм на 850 нм и 1300 нм	0,5
Ступеньки в затухании (дБ) на 850 нм и 1300 нм	0,08
Эффективный групповой показатель преломления
1	2
850 нм	1,483
1310 нм	1,479

Для магистральной передачи сигнала будем использовать стандарт передачи данных 1000Base-LX - Gigabit Ethernet.

Требования стандарта 1000Base-LX к активному оборудованию представлены в таблице 3.4 [3.8].

Таблица 3.4 Требования стандарта 1000Base-LX к активному оборудованию

Параметр	Величина
Длина волны лазера, нм	1270-1355
Мощность излучения лазера, дБм	-13,5 до -3
отношение ON/OFF, Дб	9
Чувствительность приемника, дБм	-19
Уровень насыщения приемника, дБм	-3

Параметры сети Gigabit Ethernet:

Ш Тип среды передачи - одномодовое волокно 9/125 мкм, многомодовое волокно 50/125 мкм, многомодовое волокно 62,5/125 мкм;

Ш Максимальная скорость передачи - 1 Гбит/с;

Ш Топология сети - звезда, точка-точка;

Ш Максимальная длина сегмента - 2200 м при длине волны 1310 нм;

550 м - при 850 нм.

Ш Подключение к физической среде - коннекторы ST, SC, MIS.

Технические параметры типичного микротрансивера конвертора, используемого в сетях Gigabit Ethernet представлены в таблице 3.5.

Таблица 3.5 Технические параметры микротрансивера

Стандарт сети	1000Base-LX
Тип волокна	MM 50/125
Рабочая длина волны, нм	1310
Выходная мощность источника, Дбм	-5
Чувствительность приёмника, Дб	-19
Уровень насыщения приёмника, Дб	-9
Оптические коннекторы типа	ST

3.3.2 Расчет бюджета ВОЛС на основе универсального ВОК

Принципиальная схема трассы представлена на рис. 3.2.

Рис. 3.2 Принципиальная схема трассы

На трассе будут идентифицированы следующие события:

1. Отражающий дефект. Причина - коннектор, используемый для коммутации микротрансивера с оптическим патч-кордом; потери на коннекторе - 0,5 Дб;

2. Соединение в оптическом кроссе (распределительное устройство этажа). Источник - точка соединения патч-корда с универсальным ВОК; потери на сплайсе - 0,1 Дб;

3. Соединение в оптическом кроссе (распределительное устройство этажа). Источник - точка соединения патч-корда с универсальным ВОК; потери на сплайсе - 0,1 Дб;

4. Отражающий дефект. Причина - коннектор, используемый для коммутации патч-корда с входом микротрансивера; потери на коннекторе - 0,5 Дб.

Потери на вышеописанном участке трассы вычисляются по формуле 3.18:

, (3.18)

где - длина трассы;

- коэффициент затухания оптического волокна;

- количество неразъемных соединений в тракте;

- потери в неразъёмных соединениях;

- количество коннекторов;

- потери коннекторах.

В формулу 3.18 подставляем номинальные значения потерь в ВОЛС, представленные в таблице 3.2.

.

Оптический бюджет трассы высчитывается по формуле 3.19:

, (3.19)

где А - уровень мощности передатчика;

В - уровень чувствительности приемника.

3 Дб - энергетический запас линии на случай некачественной сварки и дополнительных соединений ВОК.

Подставляем в формулу 3.19 значения, полученные в результате расчетов по формуле 3.18, и параметры микротрансивера (табл. 3.5). В итоге получаем значение оптического бюджета:

.

Полученное значение оптического бюджета является приемлемым для стандарта 1000Base-LX. Рекомендуемый бюджет трассы должен быть не менее 7,5 Дб - данное условие выполняется.

3.3.3 Расчет бюджета ВОЛС на основе внутриобъектового и внешобъектового кабеля

Принципиальная схема трассы представлена на рис. 3.3.

Рис. 3.3 Принципиальная схема трассы

На трассе будут идентифицированы следующие события:

1. Отражающий дефект. Причина - коннектор, используемый для коммутации микротрансивера с оптическим патч-кордом; потери на коннекторе - 0,5 Дб;

2. Соединение в оптическом кроссе (распределительное устройство этажа). Источник - точка соединения патч-корда с универсальным ВОК; потери на сплайсе - 0,1 Дб;

3. Соединение в оптическом кроссе (распределительное устройство здания). Источник - соединение внутриобъектового кабеля с межобъектовым; потери на сплайсе - 0,1 Дб;

4. Соединение в оптическом кроссе (распределительное устройство здания). Источник - соединение межобъектового кабеля с внутриобъектовым; потери на сплайсе - 0,1 Дб;

5. Соединение в оптическом кроссе (распределительное устройство этажа). Источник - точка соединения внутриобъектового кабеля с патч-кордом; потери на сплайсе - 0,1 Дб;

6. Отражающий дефект. Причина - коннектор, используемый для коммутации патч-корда с входом микротрансивера. потери на коннекторе - 0,5 Дб.

Потери на вышеописанном участке трассы вычисляются по формуле 3.18:

.

Оптический бюджет трассы высчитывается по формуле 3.19:

.

Полученное значение оптического бюджета является приемлемым для стандарта 1000Base-LX. Рекомендуемый бюджет трассы должен быть не менее 7,5 Дб - данное условие выполняется.

Сравнение полученных результатов расчета оптического бюджета:

Бюджет ВОЛС на универсальном кабеле - 10,24 Дб.

Бюджет ВОЛС на 2-х типах кабеля - 10,06 Дб.

Из полученных результатов видно, что бюджет отличается на 0,2 Дб, что является малым значением даже для 1000Base-LX. Но, стоит отметить, что полученные результаты являются идеальными. Если учесть специфику прокладки СКС, то аксиома о том, что мест сварки или коммутации ВОК должно быть как можно меньше, имеет огромное значение. Это обусловлено следующими факторами:

Ш удорожание монтажа, вследствие использования дополнительных кроссов;

Ш усложнение монтажа;

Ш возрастает вероятность ошибки при сварке или установке сплайс-пластин в распределительных устройствах здания.

3.3.4 Расчёт числа каналов

Число каналов, передаваемых по оптическому кабелю, определяется соотношением [3.9]:

Nk=1/2(nов-nрез)Nc, (3.20)

где nов - общее число оптических волокон;

nрез - число резервных оптических волокон;

Nc - число каналов в системе передачи.

nов=12;

nрез=0;

Nc=12.

Nk=6*12=7

3.4 Расчет механической прочности универсального ВОК для СКС

Для правильной оценки внешних механических нагрузок, действующих на оптический кабель, следует рассмотреть сначала механизм разрушения оптических волокон под воздействием механических напряжений.

3.4.1 Растягивающие нагрузки

Растягивающие нагрузки ОК делятся на постоянные и переменные, статические и динамические. Прочность оптического волокна определяется в основном наличием поверхностных трещин, которые произвольно располагаются вдоль всей его длины. Величина прочности зависит от длины образца оптического волокна, скорости приложения нагрузки и условий окружающей среды. Если к волокну не прикладывать нагрузок, то его механические и оптические свойства остаются неизменными, даже если на волокно воздействуют влага, вода, кислоты большой концентрации или другие химические вещества. Если к волокну прикладывать напряжение, то трещины на его поверхности могут увеличиваться. Таким образом, волокна, которые подвергаются растягивающему напряжению, кручению или перегибам, подвергаются воздействию статической усталости, что со временем приводит к ухудшению их прочностных характеристик.

Обычно при изготовлении оптические волокна подвергаются тестированию на механическую прочность, т.е. испытаниям на перемотку под натяжением по всей их длине. В результате использование волокон с низкой механической прочностью для изготовления оптических кабелей исключается.

Для выбора конструкции оптического кабеля необходимо помнить, что в процессе прокладки и эксплуатации кабель подвергается комплексному воздействию различных механических нагрузок. Рассмотрим важнейшие из них.

Постоянные статические нагрузки действуют, например, на кабель, намотанный под натяжением на барабан. Этот вид нагрузок вызывает усталостные напряжения, которые особенно в присутствии влаги могут вызвать разрушение оптического волокна при нагрузках, значительно меньших обеспечиваемых прочность материала, из которого оно изготовлено.

Статические усталостные напряжения можно предотвратить, регулируя отношение напряжения растяжения волокна к максимальному кратковременному разрушающему напряжению. Применение специальных мер по защите волокна от влаги, таких как желеобразные заполнения или металлические оболочки, также значительно увеличивает стойкость кабеля к данному виду нагрузок.

Упрощенный инженерный расчет внешней растягивающей силы, действующей на кабель при воздушной прокладке, может быть проведен по формуле (3.21) [3.21]:

, (3.21)

где F - растягивающая нагрузка ОК;

lп - расстояние между точками подвеса;

P0 - погонный вес кабеля;

f - стрела провеса;

g - ускорение свободного падения.

F=184 кг

Изгибающие и раздавливающие нагрузки рассчитываются исходя из особенностей прохождения кабеля через направляющие ролики при размотке и прокладке кабеля кабеля.

Истирающие нагрузки непосредственного влияния на оптическое волокно не оказывают, если сохранена целостность защитной оболочки.

3.5 Расчет геометрических размеров ВОК

Разнообразие областей применения ОВ в системах волоконно-оптической связи в составе СКС требует, чтобы были разработаны самые различные конструкции кабелей с соответствующими размерами и материалами. Исходя из структуры волокна, выбрана конструкция волоконно-оптического кабеля, которая представлена на рис. 3.4.

Рис. 3.4 Конструкция универсального ВОК для СКС.

1- центральный силовой элемент:

2- оптическое волокно;

3- гидрофобный заполнитель;

4- профилированный сердечник;

5- оптический модуль;

6- скрепляющие нити;

7- арамидные нити;

8- внешняя оболочка.

Из рис. 3.4 следует, что общий диаметр данного кабеля (d) складывается из следующих размеров:

, (3.22)

где - диаметр профилированного сердечника;

- диаметр сердечника с арамидными нитями.

Толщина внешней оболочки LSZH указана в таблице 3.6.

Диаметр профилированного сердечника () вычисляется по формуле (3.23):

, (3.23)

где - диаметр центрального силового элемента;

- расстояние от края центрального силового элемента до профиля;

- диаметр профиля.

Диаметр профиля вычисляется по формуле (3.24):

, (3.24)

где - диаметр модуля;

- расстояние между модулем и профилем.

Диаметр модуля вычисляется по формуле (3.25):

, (3.25)

где -диаметр волокна в лакокрасочном покрытии;

- расстояние между волокнами;

- толщина слоя ПБТ.

Исходные данные для расчета представлены в таблице 3.6. Диаметр модуля, диаметр центрального силового элемента, диаметр профилированного сердечника, толщина скрепляющих нитей, толщина покрова арамидных нитей выбраны исходя из проведенного анализа современных внутри- и межобъектовых кабелей различных производителей.

Таблица 3.6 Исходные данные для расчёта геометрических размеров ВОК

Параметр	Значение
1	2
Диаметр волокна - , мкм	250,0
Расстояние между волокнами - , мкм	250,0
1	2
Толщина слоя ПБТ- , мм	0,2
Диаметр центрального силового элемента - , мм	1,0
Расстояние между модулем и профилем - , мм	0,2
Расстояние от края центрального силового элемента до профиля - , мм	1,2
Толщина скрепляющих нитей, мм	0,35
Толщина покрова арамидных нитей, мм	0,4
Толщина оболочки LSZH, мм	1,0

3.5.1 Расчет диаметра модуля

Расчет проведен по формуле 3.25:

.

3.5.2 Расчет диаметра профиля

Расчет проведен по формуле 3.24:

.

3.5.3 Расчет диаметра профилированного сердечника

Расчет проведен по формуле (3.23).

.

3.5.4 Расчет полного диаметра универсального ВОК для СКС

Расчет полного диаметра кабеля рассчитывается путем сложения диаметра профилированного сердечника, толщины покрова арамидных нитей и диаметра внешней оболочки.

Проведено сравнение расчетного значения диаметра универсального ВОК с диаметрами ВОК типа Distribution и Breakout других производителей, диаметры кабелей Distribution и Breakout при количестве волокон равно 12-ти составляют 8 мм и 14 мм, соответственно. Размер же универсального ВОК составляет 9,2 мм, что говорит о его габаритных преимуществах по сравнению с ОК типа Breakout при аналогичной, по функциональности, степени защиты. По сравнению с кабелем типа Distribution, универсальный ВОК имеет больший диаметр, но превосходит данный кабель по степени защиты.

3.6 Расчет масс элементов волоконно-оптического кабеля

3.6.1 Расчет массы центрального силового элемента

Расчет массы центрального силового элемента производится по формуле 3.26:

, (3.26)

где - диаметр стеклопластикового стержня, см;

- плотность стеклопластика, г/см3.

Диаметр стеклопластикового стержня в соответствие с расчетом, проведенным в п. 3.5, равен 1 мм.

В разработанном универсальном ВОК будет использоваться стеклопластик марки Polystal (Германия), плотность стеклопластика = 2,1 г/см3.

Следовательно, масса центрального силового элемента равна:

3.6.2 Расчет массы профилированного сердечника

Расчет массы профилированного сердечника производится по формуле 3.27:

, (3.27)

Где - площадь профилированного сердечника, мм2;

- плотность материала профилированного сердечника, г/см3.

Площадь профилированного сердечника вычисляется по формуле 3.28:

, (3.28)

где Sп - площадь сердечника, включая профили и отверстие под центральный силовой элемент, Sп = 25,51 мм.

S4 - площадь, занимаемая центральным силовым элементом;

S5 - площадь, занимаемая профилем. S5 складывается из половины площади круга - S2 и площади прямоугольника - S3. Радиусом профилированного сердечника можно пренебречь ввиду того, что он имеет намного большее значение по сравнению со сторонами прямоугольника и вносимая им масса оценивается в 0,006 г/м.

Рис. 3.5 Схема расчета площади профилированного сердечника

В разработанном ВОК используется профилированный сердечник марки BIPLEX, плотность материала = 0.9 г/см2

3.6.3 Расчет массы оптического модуля

Расчет массы оптического модуля производится по формуле 3.29:

, (3.29)

где - площадь оптического модуля;

- плотность материала оптического модуля, г/см3;

n - количество оптических модулей.

Рис.3.6 Схема расчёта площади оптического модуля

Площадь оптического модуля определяем из рис. 3.6 .

- плотность материала оптического модуля, г/см3.

В разработанном ВОК, для изготовления оптических модулей используется полибутилентерафталат марки Ultradur B 6550 LN, плотность материала = 0.932 г/см3.

Определим массу оптического модуля о формуле 3.29:

3.6.4 Расчет массы гидрофобного заполнителя

Расчет массы гидрофобного заполнителя производится по формуле 3.30:

, (3.30)

где - площадь, занимаемая гидрофобным заполнителем;

- плотность гидрофобного заполнителя, г/см3;

n - количество оптических модулей.

- площадь оптического модуля без учета его оболочки;

- площадь, занимаемая оптическими волокнами в оптическом модуле, рассчитывается по следующей формуле:

В разработанном ВОК используется гидрофобный заполнитель компании British Petroleum Naptel OP 308.

Таблица 3.6 Параметры гидрофобного заполнителя BP Naptel OP 308

Материал	Цвет	Плотность, г/см3	Твспышки?С	Вязкость, Cps	Отделе-ние масла,%	Температура каплепадения, ?С	Летучесть, % за 24 часа
Гидрофобный гель Naptel OP	белый	0,89	>250	1500	<8, Т=150?С	>200	<2, Т=150?С

Следовательно, масса гидрофобного заполнителя равна:

3.6.5 Расчет массы оптических волокон

Расчет массы оптических волокон производится по формуле 3.31:

, (3.31)

где - площадь оптического волокна;

- плотность материала оптического волокна (кварц), г/см3;

n - количество оптических волокон в кабеле.

Площадь оптического волокна

Плотность кварца .

По формуле (3.30) вычислим массу оптических волокон в универсальном ВОК.

3.6.6 Расчет массы скрепляющих нитей

Масса скрепляющей нити по данным (Иоргачев) марки ЗЕ 1131 составляет 0,086 г/м, ее толщина 0,35 мм. Количество скрепляющих нитей в данном ВОК равно 2-м, следовательно, полная масса равна 0,172 г/м.

3.6.7 Расчет массы арамидных нитей

В разрабатываемом ВОК в качестве армирующих элементов применяется Кевлар 49, параметры данного армирующего элемента показаны в табл. 3.7

Таблица 3.7 Параметры армирующего элемента Кевлар 49

Материал	Плотность г/м3	Сопротивление разрыву, ГПа	Модуль упругости, ГПа	Относительное удлинение при разрыве, %	ТКЛР, 1/К
Кевлар 49	1,44	3070	114	2,5	-2·10-6

Расчет массы скрепляющих нитей производится по формуле (3.32)

, (3.32)

где - площадь покрова арамидных нитей;

- плотность материала арамидных нитей, г/см3.

Площадь покрова арамидных нитей рассчитывается аналогично площади оптического модуля (см. п 2.3).

Рассчитаем массу арамидных нитей по формуле (3.31).

3.6.8 Расчет массы внешней оболочки LSZH

Расчет массы внешней оболочки производится по формуле 3.33:

, (3.33)

где - площадь внешней оболочки;

- плотность материала внешней оболочки, г/см3.

Площадь оболочки рассчитывается аналогично площади оптического модуля.

Рассчитаем массу арамидных нитей по формуле 3.32:

3.6.9 Расчет полной массы универсального ВОК

Масса универсально ВОК складывается из масс рассчитанных выше элементов:

Масса скрепляющих нитей равна 0,172 г/м

Следовательно, полная масса равна:

Значения параметров оптического волокна, полученные в результате расчёта, представлены в таблице 3.8.

Таблица 3.8 Рассчитанные оптические параметры световода

Параметр	Градиентный профиль
	л=1.310 мкм
?	0.0134
NA	0.2425
ИАmax	14є 02'
V	29.0630
M	211
fc, Гц	0.9·1015
лc, мкм	11.2
б П, Дб/км	0.49
б Р, Дб/км	0.27
б, Дб/км	0.79
,	0.97
?F, МГц	1031

В конструкторском разделе дипломного проекта для выбранных исходных параметров поведён расчёт параметров многомодового градиентного волокна, выбрано волокно марки OFS Grade Index Multimode, удовлетворяющие им. Рассчитан оптический бюджет элементарного кабельного участка с использованием кабелей внутренней и внешней прокладки и универсального кабеля; рассчитана механическая прочность кабеля; массогабаритные показатели (лист 5).

4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

4.1 Техпроцесс изготовления универсального ВОК СКС

Маршрут техпроцесса изготовления универсального ВОК представлен на листе 6.

010 Входной контроль

Проводят для подтверждения качества ОВ, сравнивая при этом затухание по характеристикам изготовителя с реально полученными значениями. Входной контроль осуществляют с помощью рефлектометра.

020 Окраска оптических волокон на линии GFP-H

Режимы работы линии окраски оптического волокна должны соответствовать указанным в таблице 4.1.

Таблица 4.1. Технологические режимы линии GFP-H по окраске волокна

Наименование параметра	Величина
1	2
Линейная скорость окраски, м/мин	800 - 1000
Температура красителя, С: черный фиолетовый красный синий коричневый голубой белый оранжевый серый зеленый желтый розовый	355
Давление, бар: азота воздуха	1,4 0,1 1,00,1
Наружный диаметр оптического волокна (ОВ), мм: неокрашенного окрашенного	0,2450,01 0,2550,01
Толщина красящего слоя, мм	0,0050,001

При окраске оптического волокна применяются материалы и полуфабрикаты, указанные в таблице 4.2.

Таблица 4.2. Полуфабрикаты и материалы, используемые при окраске ОВ

Наименования материалов и полуфабрикатов	Геометрические размеры, мм
1	2
Основные материалы и полуфабрикаты
Оптическое волокно (ОВ)	Наружный диаметр 0,2450,01
Краситель для оптического волокна	12 цветов
Вспомогательные материалы
Лента поливинилхлоридная электроизоляционная	толщина 0,150,05; ширина 15,01,0
Растворитель МЭК (метилэтилкетон)	-
Ткань хлопчатобумажная белая	-
Азот газообразный	-
Ацетон технический	-

Средства измерения и контроля, применяемые на операции окраски ОВ представлены в таблице 4.3.

Таблица 4.3. Средства измерения и контроля, используемые на линии окраски ОВ

Средства измерений и контроля	Применение
Микроскоп инструментальный ГОСТ 8074 - 82	Определение качества очистки и диаметра отверстия фильеры
Лупы измерительные среднего увеличения ГОСТ 25706 - 83	Определение качества очистки и диаметра отверстия фильеры
Микрометр рычажный типа МРП с ценой деления отчетного устройства 0,001мм ТУ 2 -034 - 227	Измерение диаметра окрашенного волокна
Манометр МП2 - УУ2, МПВ3 - УУ2 ГОСТ 2405 -80 (Диапазон измерений 0 - 2,5 и 0 - 250 бар)	Контроль давления сжатого воздуха и азота
Манометр GLOOR (Диапазон измерений 0 - 2,5 и 0 - 315 бар)
Манометр FESTO (Диапазон измерений 0 - 2,5 бар)
Расходомер тип V100 (для азота)	Оценка расхода азота

Перед запуском линии необходимо убедиться в исправности всех ее узлов. При обнаружении загрязнений или следов и частичек затвердевшего красителя необходимо произвести очистку щеткой и салфеткой, смоченной метилэтилкетоном (МЭК).

Далее подготавливаются катушки с неокрашенным оптическим волокном, приемная катушка, краситель для оптического волокна. Вводятся в компьютер технологические параметры окраски и протягивается оптическое волокно с отдающей катушки через направляющие ролики, натяжное устройство, ионизатор, калибры красящего блока. Очищается от красителя тканью (салфеткой) 40 см окрашенного волокна и протягивается через ультрафиолетовые сушильные печи, используя металлическую трубку. Открываются вентили подачи азота и сжатого воздуха и включается ультрафиолетовая печь. Протягивается оптическое волокно через направляющие ролики, тяговую шайбу, направляющий ролик раскладчика, затем через отверстие с внутренней стороны катушки, наматывается 3-4 витка на фланец наружной стороны щеки и через прорезь наружной щеки фланца закрепляется конец оптического волокна на щеке липкой ПВХ лентой. Запускается линия.

Степень сушки можно проверить, прижав кусок белой хлопчатобумажной ткани к окрашенному волокну силой 50 - 100 г и пять раз, протерев его. При качественной сушке на ткани не должно оставаться следа от красителя, видимого невооруженным глазом. Качество сушки можно проверить, протерев образец окрашенного волокна длиной 0,5 м белой хлопчатобумажной тканью, пропитанной раствором МЭК, пять раз силой сжатия, равной 50 - 100 г.

При достижении заданной длины окрашенного волокна на приемной катушке линия автоматически останавливается.

030 Контроль ОВ в лакокрасочном покрытии

Рефлектометром измеряется коэффициент затухания и оптическая длина окрашенного волокна на катушке с соответствующей записью в журнале (коэффициент затухания окрашенного оптического волокна (ММ) не должен превышать 0,70 дБ/км при длине волны 1,31 мкм).

040 Комплектация партии ОВ

На этой операции комплектуют длины ОВ для укладки их в оптический модуль. В зависимости от требования заказчика подбирают фирму-изготовитель ОВ и различные цвета волокон, вписывают в сопроводительный паспорт.

050 Изготовление оптического модуля на экструзионной линии RF-LA-R

Рис. 4.1. Схема экструзионной линии

Таблица 4.4. Технологические режимы экструзионной линии RF-LA-R

Наименование параметра	Величина
Диаметр оптического волокна, мм	0,245 - 0,9
Максимальный диаметр изделия, мм	6,0
Максимальная скорость линии, м/мин	400
Температура охлаждающей воды, С
а) первая ванна	?85
б) вторая ванна	7-25

На экструзионной линии применяются материалы и полуфабрикаты, указанные в таблице 4.5.

Таблица 4.5. Полуфабрикаты и материалы, используемые при изготовлении оптических модулей

Основные материалы и полуфабрикаты
Оптическое волокно OFS Grade Index Multimode

Подобные документы

• Строительство магистральных подсистем СКС

  Прокладка электрических и оптических кабелей в кабельной канализации. Проведение четырехпарных симметричных или волоконно-оптических проводов внутри здания. Сращивание строительных длин кабелей внешней прокладки. Монтаж оптических полок и настенных муфт.
  
  реферат [70,5 K], добавлен 02.12.2010
  

• Измерения на волоконно-оптических линиях передачи

  Измерения при технической эксплуатации волоконно-оптических линий передачи, их виды. Системы автоматического мониторинга волоконно-оптических кабелей. Этапы эффективной локализации места повреждения оптического кабеля. Диагностирование оптических волокон.
  
  контрольная работа [707,6 K], добавлен 12.08.2013
  

• Расчёт трассы прокладки волоконно-оптического кабеля между населёнными пунктами

  Выбор и обоснование трассы прокладки волоконно-оптического кабеля между пунктами Кызыл – Абакан. Характеристики системы передачи. Расчёт параметров оптического кабеля. Смета на строительство и монтаж ВОЛП. Схема расположения регенерационных пунктов.
  
  курсовая работа [56,3 K], добавлен 15.11.2013
  

• Проектирование линейного тракта волоконно-оптических систем передачи

  Схема трассы волоконно-оптического кабеля. Выбор оптического кабеля, его характеристики для подвешивания и прокладки в грунт. Расчет параметров световода. Выбор оборудования и оценка быстродействия кабеля, его паспортизация. Поиск и анализ повреждений.
  
  курсовая работа [303,0 K], добавлен 07.11.2012
  

• Волоконно-оптические кабели

  Изучение назначения волоконно-оптических кабелей как направляющих систем проводной электросвязи, использующих в качестве носителя информационного сигнала электромагнитное излучение оптического диапазона. Характеристика и классификация оптических кабелей.
  
  реферат [9,6 K], добавлен 11.01.2011
  

• Выбор и расчёт трассы прокладки волоконно-оптического кабеля

  Расчёт необходимого числа каналов. Выбор системы передачи и определение требуемого числа оптических волокон в оптическом кабеле. Характеристики системы передачи. Параметры кабеля, передаточные характеристики. Расчёт длины регенерационного участка.
  
  курсовая работа [45,9 K], добавлен 15.11.2013
  

• Характеристики компонентов волоконно-оптических систем передачи

  Оптические кабели и разъемы, их конструкции и параметры. Основные разновидности волоконно-оптических кабелей. Классификация приемников оптического излучения. Основные параметры и характеристики полупроводниковых источников оптического излучения.
  
  курс лекций [6,8 M], добавлен 13.12.2009
  

• Проектирование волоконно-оптических линий связи

  Конструкция оптического волокна и расчет количества каналов по магистрали. Выбор топологий волоконно-оптических линий связи, типа и конструкции оптического кабеля, источника оптического излучения. Расчет потерь в линейном тракте и резервной мощности.
  
  курсовая работа [693,4 K], добавлен 09.02.2011
  

• Проектирование и расчет волоконно-оптической линии связи на участке Тараз–Алматы

  Основные особенности трассы волоконно-оптических систем. Разработка аппаратуры синхронной цифровой иерархии. Расчёт необходимого числа каналов и выбор системы передачи. Выбор типа оптического кабеля и методы его прокладки. Надёжность линий связи.
  
  дипломная работа [1,2 M], добавлен 06.01.2015
  

• Волоконно-оптические линии связи

  Структура оптического волокна. Виды оптоволоконных кабелей. Преимущества и недостатки волоконно-оптической линии связи. Области ее применения. Компоненты тракта передачи видеонаблюдения. Мультиплексирование видеосигналов. Инфраструктура кабельной сети.
  
  курсовая работа [1,2 M], добавлен 01.06.2014
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам