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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Cavi di comunicazione ottica di produzione estera. Dati di riferimento
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / materiali di riferimento I cavi ottici nazionali sono stati discussi in Radio n. 10, 1997. Questo articolo è dedicato ai cavi di fabbricazione straniera, che sono ampiamente utilizzati sulle linee di comunicazione russe. Come nell’articolo precedente, qui vengono utilizzati i dati del libro di I. S. Goldfarb “Development of Optical Cable Technology” (CNTI “Informsvyae”, 1996), nonché i prospetti di varie società per il 1997. Ora nel mondo ci sono dozzine di aziende impegnate nella produzione di cavi ottici (OC) per gli scopi più diversi. Qui consideriamo i cavi utilizzati nei sistemi di comunicazione in fibra ottica locali, di zona e di trunk. I cavi ottici più utilizzati sono del tipo intrecciato con uno strato singolo. Tutti, come quelli domestici, sono caratterizzati dagli stessi parametri: coefficiente di attenuazione a (dB/km) per la corrispondente finestra di trasparenza, numero di fibre nell'OC, tipo di fibre - monomodali o multimodali, peso specifico (kg/km). forza di trazione ammissibile in newton (N). compressione trasversale, raggio di curvatura minimo consentito (mm), lunghezza da faccia a faccia, intervallo di temperature di esercizio. Attualmente, il 90% degli OC prodotti nel mondo sono costituiti da fibre ottiche monomodali (OF). Ciò è dovuto a questo. che le moderne fibre ottiche monomodali sono più economiche delle fibre ottiche multimodali e, inoltre, le fibre ottiche con fibre monomodali hanno un'attenuazione lineare inferiore e una maggiore larghezza di banda. Quest'ultimo è particolarmente importante con velocità e volumi di trasferimento di informazioni in rapida crescita. Tutti i cavi del tipo twistato a singolo strato sono caratterizzati dalla presenza di un nucleo e rivestimenti protettivi. All'interno di ciascun tubo polimerico sono presenti una (o più) fibre ottiche. Il tubo insieme alle fibre forma un modulo. Ad esempio, per il nucleo e l'asta centrale vengono utilizzati diversi materiali. in alcuni progetti possono contenere elementi metallici, in altri se ne può fare a meno. Nella tabella 1 mostra i parametri principali di OK con uno strato a strato singolo e una fibra nel modulo.
Il cavo ottico della General Cabel Company è composto da otto moduli, ciascuno dei quali contiene una fibra libera. La sezione trasversale di questo cavo è mostrata in Fig. 1.
L'asta centrale in polimero è fissata con nastri in poliestere. I moduli sono fissati e protetti da un guscio in polietilene con fili di kevlar, sopra di esso è avvolto uno strato di fibre di rinforzo che, a sua volta, è ricoperto da un guscio esterno, anch'esso con fili di kevlar. I cavi di questa azienda operano nella seconda e terza finestra di trasparenza con un'attenuazione rispettivamente di 0.35..D5 dB/km e 0.2..DE dB/km. le loro dispersioni sono rispettivamente di 3,5 ps/nm.km e 2,5 ps/nm.km. Dalla tabella si evince che l'OK delle altre aziende è vicino a quello sopra descritto. La differenza principale sta nei materiali utilizzati per gli elementi di rinforzo e protezione: nei cavi ottici dell'azienda finlandese Nokia (design Fzoniu), l'elemento di rinforzo centrale è costituito da fibre resistenti racchiuse in polietilene a bassa densità. I moduli sono inoltre ricoperti da uno strato di fibre sintetiche ad alta resistenza alla trazione impregnate con uno speciale composto. Il guscio protettivo esterno è realizzato in polietilene. Il diametro esterno del cavo è di 12 mm Il cavo ottico della stessa azienda finlandese, progettato da Ffzohbmu, ha sei moduli ottici e due riempitivi, mentre come barriera antiumidità viene utilizzato un nastro di alluminioetilene. Nokia produce anche design OK Fzohbmpmu. in cui vengono utilizzati strati di armatura realizzati con fili di acciaio tondi zincati. La guaina esterna del cavo è in polietilene, il diametro del cavo è di 17,5 mm, il suo peso specifico è di 470 kg/km, questo cavo è destinato alla posa direttamente nel terreno. I cavi ottici dell'azienda tedesca SEL non hanno elementi di rinforzo metallici, ma con un diametro esterno di 12 mm possono sopportare una forza di trazione di 2500 N. Ciò è spiegato dal fatto che nella guaina di polietilene vengono utilizzati elementi di rinforzo aggiuntivi. I cavi elencati hanno un coefficiente di attenuazione nella seconda finestra di trasparenza di 0.35...0.5 dB/km. nel terzo - 0.2...DZ dB/km e dispersione - 3.5...6 ps/nm.km e 2,5...3 ps/nm.km, rispettivamente. Sono progettati per funzionare nell'intervallo di temperatura da -40 a +70°C. Per aumentare la resa dei cavi ottici e migliorarne l'affidabilità, molte aziende hanno iniziato a produrre cavi con strati monostrato e diverse fibre ottiche libere, il che ha contribuito all'uso di un rivestimento protettivo durevole in resina epossidica acrilata delle fibre ottiche stesse. Nella tabella La tabella 2 mostra i parametri principali dell'OC, ciascun modulo del quale contiene due o più OB.
Nella fig. La Figura 2 mostra un disegno in sezione trasversale di due marche di cavi twistati con moduli multifibra prodotti dalla società francese Les Cables de Lyon. Entrambe le modifiche contengono sei moduli con sei OB ciascuno. La metà sinistra della figura si riferisce all'OK per la posa in una fogna telefonica, la metà destra - nel terreno. In generale, l'azienda produce OK con un numero di moduli fino a 12. Il diametro dei cavi, a seconda del numero di moduli, va da 13 a 17,5 mm. Il coefficiente di attenuazione e la dispersione sono simili a quelli sopra descritti OK.
Vengono prodotti anche cavi ottici con fibre ottiche fitte, tra cui in particolare i cavi Funs di Nokia. 8 OC di questo tipo intorno all'elemento di rinforzo centrale, sei fibre ottiche con rivestimento protettivo sono strettamente posizionate attorno all'elemento di rinforzo centrale mediante un metodo di torsione. Il diametro del cavo è di 7,5 mm. peso specifico -45 kg/km, forza massima consentita -2000 N. I cavi di questo tipo funzionano nell'intervallo di temperatura da -5 a +50°C. Questi cavi hanno un vantaggio in termini di parametri di peso e dimensioni rispetto ai cavi con fibre lasche nel modulo, ma sono significativamente inferiori a loro nell'intervallo di temperatura. Insieme ai cavi ottici del tipo a spirale si sono diffusi i cavi ottici con nuclei profilati, che sono elementi di rinforzo. I nuclei dei cavi di questo tipo hanno scanalature longitudinali arricciate attorno ad un asse con un certo passo. Si dividono in tre gruppi: OK con una fibra ottica disposta in una scanalatura, con più fibre e anche con più aste profilate attorcigliate attorno ad un'asta di supporto centrale. Nella fig. La Figura 3 mostra un disegno in sezione trasversale di una delle varietà di OK con nucleo profilato. Cavi con una struttura simile vengono prodotti ad esempio dalle aziende francesi SAT e Les Cables de Lyon. Come si può vedere dalla figura, il cavo è costituito da un nucleo profilato con dieci scanalature longitudinali, in ciascuna delle quali è libero un OB Al centro dell'OC è presente un cavo di 19 fili di acciaio con un diametro di 0.25 mm. Il nucleo del profilo con fibre OB nelle scanalature è rivestito con nastri polimerici e di carta. Sui nastri viene applicata una guaina metallica, a sua volta ricoperta da una guaina esterna in polietilene. L'OK descritto ha un diametro esterno di 10 mm.
I parametri dei cavi ottici con nucleo profilato di varie aziende sono riportati nella tabella. 3.
Dai dati forniti è chiaro che il maggior numero di scanalature ha l'OK prodotto da H0UMA (Cina) - 12. Ciò è diventato possibile grazie all'aumento del diametro dell'asta profilata e il diametro del cavo stesso è nel intervallo di 12...23 mm. Le differenze nella progettazione di tali cavi sono spiegate dalle condizioni di installazione. Così come i cavi a spirale. OK con anima in profilato può essere con o senza elementi metallici di rinforzo. Senza elementi metallici con diversi OB nella scanalatura, vengono prodotti dalle aziende francesi Les Cables de Lyon e SAT, nonché dall'australiana Olex Cables e altre. I cavi con aste profilate attorcigliate attorno ad un supporto centrale vengono prodotti da diverse aziende, in particolare dalla già citata società francese Les Cables de Lyon. Hanno aste profilate con dieci scanalature ciascuna. Queste aste sono moduli da cui si formano i nuclei dei cavi con 30, 50, 70 e 90 fibre ottiche. Questi moduli formano uno strato a strato singolo. In OC con due strati di strati, tali moduli contengono fibre ottiche 120, 150, 160 o 210. Le strutture OC descritte sono anche chiamate cavi a trefoli. Molto spesso vengono utilizzati per la posa nel terreno. Tuttavia, diverse aziende, in particolare la finlandese Nokia e la sudcoreana SAMSUNG, producono cavi destinati ad essere appesi alle linee elettriche. In questo caso il cavo ottico profilato si trova all'interno del cavo elettrico di potenza. La sezione trasversale di uno di questi cavi SAMSUNG è mostrata in Fig. 4. Si tratta di un cavo elettrico di potenza costituito da conduttori in alluminio, all'interno del quale è presente un elemento profilato con quattro scanalature, ciascuna delle quali alloggia un modulo con sei fibre ottiche
Oltre a quelli sopra descritti, le aziende straniere producono anche cavi ottici del tipo a nastro. Sono rinforzati dal guscio esterno, che forma un tubo cavo nel quale sono posizionate liberamente le fibre ottiche. Un esempio è un cavo a nastro a due fibre di SAMSUNG (Fig. 5). I cavi a nastro sono prodotti anche da NTT (Giappone) e ATT (USA). I cavi ATT sono costituiti da 12 moduli disposti in fila su un piano e ciascun modulo contiene 12 fibre ottiche. Vengono prodotti anche cavi a nastro costituiti da 40 o più OC.
Esistono altri modelli di cavi ottici. Ad esempio, uno di questi è un tubo resistente in cui gli OM vengono posizionati liberamente, senza torcersi. In tali cavi, gli elementi di rinforzo - fili, aste, ecc. - si trovano nelle pareti del tubo. Tali cavi sono prodotti da ATT, NTT e dalla svizzera VOLROLL ISOLA. Nella fig. La Figura 6 mostra la sezione trasversale e l'aspetto di un cavo di questo tipo prodotto da un'azienda svizzera.
Le strutture OK indicate (a nastro e tubolari) sono destinate principalmente all'installazione all'interno di oggetti. Alcuni di essi possono però essere utilizzati anche per la posa interrata. In questo caso, nella progettazione dell'OC sono state adottate misure aggiuntive per aumentare la resistenza e la cavità interna in cui si trova l'OM è riempita con una composizione idrofobica. Per la giunzione dei cavi vengono prodotti componenti e strumenti appropriati. L'area di giunzione è posizionata nei manicotti dei cavi. che hanno disegni diversi. I giunti della società tedesca RXS sono mostrati in Fig. 7 e 8.
Per collegare le fibre ottiche, le estremità dei cavi giuntati su una lunghezza di 0.5...1.0 m vengono liberate dalla guaina protettiva e da altri elementi ausiliari. Anche l'OM viene liberato dal guscio protettivo per una lunghezza di 20...30 mm. Attraverso la scheggiatura si ottengono le estremità piatte dell'OB. che sono saldati. L'OM saldato viene inserito in un tubo termoretraibile con un'asta rigida o posizionato in una staffa metallica a forma di V. Vengono quindi posizionati nell'accoppiamento come mostrato in queste immagini. Tutte le operazioni per rimuovere il guscio di contenimento sono OK. la fibra ottica, l'ottenimento della sua estremità piatta, ecc. vengono eseguiti utilizzando una serie di strumenti posti in una valigia (Fig. 9).
Con grandi quantità di fibre, le guaine protettive delle fibre hanno solitamente lo stesso colore e quindi sorgono difficoltà nell'identificazione della fibra desiderata. Per risolvere questo problema, viene prodotto un dispositivo speciale: un identificatore. Il principio di funzionamento del dispositivo si basa sulla percezione della radiazione proveniente dalla superficie laterale della fibra ottica quando questa viene piegata con un raggio di curvatura di 5...6 mm. Nella fig. 10, il master che effettua il collegamento dell'OF nell'accoppiamento tiene in mano tale dispositivo.
In conclusione, notiamo che la tecnologia per la produzione di cavi ottici, nonché i metodi per giuntarli, vengono costantemente migliorati. Si stanno sviluppando materiali nuovi, più avanzati, più durevoli e resistenti agli influssi termici e chimici, che allo stesso tempo consentono di creare OC di diametro, peso e costo inferiori. Il miglioramento di OK viene effettuato anche nella direzione di aumentare la lunghezza della loro costruzione fino a 10 km o più e quella subacquea - fino a 50 km. Autore: O. Sklyarov, Mosca
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