光ファイバー通信ケーブル。 どうやって

1年以上前に公開されたいくつかの投稿で 、バックボーン光ファイバー通信ケーブルのような多くの興味深いトピック、特に「水中」光学のトピックを取り上げました。 これらの出版物の情報は、昼休み中に記事が「ひざの上に」書かれていたため、不完全で、性急で、散在していた。 ここで、光学のトピックに関する構造化された、可能な限り完全な資料を、最高のおいしい詳細とオタクポルノと共に共有したいと思います。



スキームの内部には、gif、テーブル、および多くの興味深いテキストがあります。



準備はいいですか

条件付き分類

使用場所に関係なく、ほぼ同じ設計の使い慣れたツイストペアケーブルとは異なり、光ファイバー通信ケーブルは、範囲と場所に基づいて大きな違いを持ちます。



データ伝送用の次の主要な光ファイバーケーブルは、範囲に基づいて区別できます。

• 建物内に敷設するため。
• 非装甲ケーブルダクト用;
• 装甲ケーブルダクト用;
• 地面に置くため。
• 自立した停止;
• ケーブル付き;
• 水中。

最も単純な構造は、建物や下水道に非装甲で敷設するためのケーブル用であり、最も複雑なものは、地面および水中に敷設するためのものです。

建物内に敷設するケーブル

建物内に敷設するための光ケーブルは、ネットワーク全体を形成する配電ケーブルと、最終消費者に部屋に敷設するために直接使用される加入者ケーブルに分けられます。 ツイストペアと同様に、光学部品はケーブルトレイ、ケーブルチャネルに配置され、一部のブランドは建物の外部ファサードに沿って引き伸ばすことができます。 通常、このようなケーブルは、フロア間ジャンクションボックスまで、または加入者の接続ポイントまで直接つながっています。



建物に敷設するための光ファイバーケーブルの構造には、光ファイバー、保護コーティング、および中央出力要素、たとえばアラミドフィラメントの束が含まれます。 部屋に設置された光学系には、燃焼の非分布や低発煙などの特別な防火要件があります。そのため、 ポリウレタンをシースとして使用します。 その他の要件は、ケーブルの軽量化、柔軟性、小型化です。 このため、多くのモデルは軽量設計で、場合によっては防湿機能が追加されています。 通常、建物内の光学系の長さは短いため、信号の減衰はわずかであり、データ伝送には影響しません。 このようなケーブルの光ファイバーの数は12を超えません。



また、「サイとブルドッグ」の間に一種の交差点があります。これは、ツイストペアケーブルも含む光ファイバーケーブルです。

非装甲下水道ケーブル

外部の機械的影響がない限り、非装甲光学系は下水道への設置に使用されます。 また、トンネル、下水道、建物にも同様のケーブルが敷かれています。 ただし、下水道のケーブルに外部からの影響がない場合でも、保護用のポリエチレンパイプに敷設でき、手動または特別なウィンチを使用して設置できます。 このタイプの光ファイバケーブルの特徴は、下水条件での動作の可能性を保証し、湿気に対する保護を提供する疎水性フィラー（ 化合物 ）の存在です。

装甲下水道ケーブル

装甲光ファイバケーブルは、特に外部からの大きな負荷がかかった場合に使用されます。 予約は、テープまたはワイヤーで異なります。後者は、シングルドリンクとダブルドリンクに分けられます。 テープアーマー付きのケーブルは、ケーブルダクト、パイプ、トンネル、橋などに敷設する場合など、攻撃性の低い条件で使用されます。 テープ予約は、厚さが0.15〜0.25 mmのスチール製の滑らかなチューブまたはコルゲートチューブです。 これがケーブル保護の唯一の層である場合、波形はCor歯類からファイバーを保護し、一般にケーブルの柔軟性を高めるため、推奨されます。 たとえば、地面や川の底に敷設する場合など、より厳しい動作条件下では、ワイヤーアーマー付きのケーブルが使用されます。

地面に敷設するためのケーブル

地面に敷設するために、ワイヤーシングルドリンカーまたはダブルドリンカーアーマー付きの光ケーブルが使用されます。 テープ予約付きの強化ケーブルも使用されますが、それほど頻繁ではありません。 光ケーブルの敷設は、溝内またはケーブル層の助けを借りて行われます。 このプロセスについては、このトピックに関する2番目の記事で詳しく説明します。この記事では、最も一般的なタイプのケーブル層の例を示します。 周囲温度が-10°C未満の場合、ケーブルは予熱されています。



濡れた状態では、ケーブルモデルが使用され、そのケーブルの光ファイバー部分は密閉された金属チューブで囲まれ、ワイヤーの装甲線には特殊な撥水化合物が含浸されています。 すぐに計算が必要になります。ケーブルの敷設に取り組むエンジニアは、許容荷重を超える引張荷重および圧縮荷重を超えることを許可しないでください。 そうしないと、光ファイバがすぐにまたは時間とともに損傷し、ケーブルが使用できなくなる可能性があります。



装甲は、許容張力の値にも影響します。 ダブルドリンクアーマー付きの光ファイバーケーブルは、80 kNの力、7〜20 kNのシングルドリンクケーブルに耐えることができ、テープアーマーは、少なくとも2.7 kNの負荷でケーブルの「生存」を保証します。

自立型オーバーヘッドケーブル

自立懸垂ケーブルは、既存の架空通信線および高電圧送電線のサポートに取り付けられています。 これは、ケーブルを地面に敷設するよりも技術的に簡単ですが、設置中は深刻な制限があります-作業中の周囲温度は15°Cより低くてはいけません。吊り下げられた自立ケーブルは標準的な丸い形状をしており、構造上の風荷重が軽減され、距離が短くなりますサポート間のスパンは100メートル以上に達する可能性があります。 自立型の吊り下げられた光ケーブルの設計には、DSE（ グラスファイバーまたはアラミドフィラメントでできた中央のパワーエレメント）が必ず必要です。 後者のおかげで、光ファイバケーブルは高い縦荷重に耐えます。 アラミドスレッド付きの自立型オーバーヘッドケーブルは、最大1 kmのフライトで使用されます。 アラミドフィラメントのもう1つの利点は、強度と軽量に加えて、アラミドが本来誘電体であるということです。つまり、落雷などの場合に基づいて作られたケーブルは安全です。



コアの構造に応じて、いくつかのタイプのサスペンションケーブルが区別されます。

• プロファイルされたコアを備えたケーブル-光ファイバまたはこれらのファイバを備えたモジュールが含まれています-ケーブルは張力と圧縮に耐性があります。
• ツイストモジュール付きケーブル-自由に敷設された光ファイバーを含み、ケーブルは伸びに強い。
• 1つの光学モジュールを備えたケーブル-このタイプのケーブルのコアには、シース内にあるため、電力要素がありません。 このようなケーブルには、ファイバー識別の不便さに関連した欠点があります。 ただし、直径が小さく、手頃な価格です。

ケーブル付き光ケーブル

光ファイバーケーブルは、空中設置にも使用される自立ケーブルの一種です。 そのような物品では、ケーブルは支持されてコイル状にされてもよい。 避雷ケーブルに光学部品が組み込まれているモデルもあります。



光ケーブルをケーブル（プロファイルコア）で補強することは、かなり効果的な方法と考えられています。 ケーブル自体は、別のシースに囲まれたスチールワイヤで、ケーブルのシースに接続されています。 それらの間の自由空間は疎水性凝集体で満たされています。 多くの場合、ケーブル付きの光ケーブルのこのデザインは、外部の類似性から「8」と呼ばれますが、個人的にはオーバーフードの「ヌードル」と関連しています。 8本は、スパンが50〜70メートル以下のオーバーヘッド通信回線を敷設するために使用されます。 このようなケーブルの操作にはいくつかの制限があります。たとえば、鋼線の「8」は電力線につり下げられません。 理由を説明する必要がないことを願っています。



しかし、巻線の避雷ケーブル（雷ケーブル）を備えたケーブルは、アース線に取り付けたまま、高圧電線に静かに取り付けられます。 雷ケーブルは、野生動物やハンターが光学機器を損傷する危険がある場所で使用されます。 また、通常の「8」よりも長距離のスパンで使用できます。

水中光ケーブル

このタイプの光ケーブルは、根本的に異なる条件で敷設されているため、他のすべての製品とは一線を画しています。 ほぼすべてのタイプの海底ケーブルは、いずれにせよ装甲されており、留保の程度は地形と深さにすでに依存しています。



次の主なタイプの海底ケーブルが区別されます（予約のタイプによる）：

• 装甲ではありません。
• シングル（1杯）予約;
• 強化された（1杯の）予約。
• 強化されたロッキー（2杯飲用）予約。

この記事では1年以上前に海底ケーブルの設計を詳細に検討したため、ここでは簡単な情報のみを写真で提供します。

1. ポリエチレン断熱材。
2. マイラーコーティング。
3. スチールワイヤを使用した2ドリンク予約。
4. アルミ製防水チューブ。
5. ポリカーボネート
6. 中央の銅またはアルミニウム管。
7. モジュール内疎水性凝集体。
8. 光ファイバ。

逆説的に、ケーブルの予約と深さの間には直接の相関関係はありません。なぜなら、補強は深部の高圧からではなく、海洋住民の活動や漁船の網、トロール、anchorから光学機器を保護するからです。 この相関関係はむしろ逆です。表面に近いほど、下の表ではっきりと見えるアラームが増えます。





敷設深度に応じた海底ケーブルの種類と特性の表

生産

最も一般的な種類の光ファイバーケーブルに精通したので、この動物園全体の生産プロセスについてお話します。 私たちは皆光ファイバーケーブルについて知っています、私たちの多くは個人的に（加入者および設置者として）それらに対処しましたが、上記の情報から明らかになるように、光ファイバーケーブル、特にトランクケーブルはあなたが扱っていたものとは大きく異なる可能性があります屋内で。



光ファイバトランクを敷設するには数千キロメートルのケーブルが必要であるため、工場全体が生産に関与しています。

光ファイバー製造

それはすべて、主要な要素である光ファイバーフィラメントの製造から始まります。 彼らは専門企業でこの奇跡を生み出します。 光ファイバの生産技術の1つは、垂直線引きです。 そして、これは次のように起こります：

• 数十メートルの高さで、2つのタンクが特別なシャフトに取り付けられます。1つはガラス、もう1つはシャフトの下にあり、1次コーティングの特別なポリマー材料があります。
• ガラス糸は、プリフォームまたはより簡単に液体ガラスの最初のリザーバーを正確に供給するために現場から引き出されます。
• 糸の下は繊維の直径センサーを通過し、製品の直径を監視します。
• 品質管理後、スレッドは2番目のタンクからのプライマリポリマーコーティングで覆われます。
• コーティング手順が完了すると、スレッドは別の炉に送られ、そこでポリマーが固定されます。
• ファイバースレッドは、技術に応じてさらにNメートル延長され、冷却されて精密ワインダーに送られます。つまり、既にワークとしてケーブル生産現場に輸送されているボビンに巻かれています。

最も一般的な光ファイバーケーブルのサイズは次のとおりです。

• コアが8.3ミクロン、シェルが125ミクロン。
• コアが62.5ミクロン、シェルが125ミクロン。
• コアが50ミクロン、シェルが125ミクロン。
• コアは100ミクロン、シェルは145ミクロンです。

コア径8.3ミクロンの光学素子は、高精度の機器やハブの設置なしに、現場で適切にはんだ付けすることができます。これは困難またはほとんど不可能です。



非常に重要なのは、繊維の直径の制御です。 糸の生産のすべての段階で主要なパラメーターの1つである最終製品の直径の不変性（標準-125ミクロン）を担当するのは、設置のこの部分です。 あらゆる直径のねじを溶接するのは難しいため、可能な限り長くする傾向があります。 リール上の光ファイバー「ワーク」のランニングメーターは、顧客の要件に応じて、数十キロメートル （はい、正確にキロメートル）以上に達することがあります。



すでに企業自体で、これはガラス工場でも行うことができますが、すべて生産サイクルに依存します。無色のポリマーコーティングされた糸は、便利のために別のボビンに巻き戻され、よく知られているすべてのツイストペアと同様に、プロセスで独自の明るい色に染められます。 なんで？ 土の栄光に..たとえば、ケーブルの修理や溶接の際にチャンネルをすばやく区別するため。

ケーブルメイキング

これで、製品の中心である光ファイバースレッドが完成しました。 次は？ 次に、そのような平均的な水中（はい、私はそれらが最も好きです）ケーブルセクションの図を見てみましょう：







工場では、得られた光ファイバーを機械に送り込み、1つのタイプのケーブルを製造するためのコンベア全体を形成します。 非装甲モデルの生産の最初の段階で、糸は束に編まれ、最終的に「光コア」を構成します。 ケーブルのスレッド数は、宣言された帯域幅に応じて異なる場合があります。 バンドルは、順番に、そのデザインと目的に応じて、特別な機器で「トロス」に巻かれます。 この装置は、結果として生じる「トロス」を防水材料で覆い、将来の湿気の侵入や光学部品の変色を防ぎます（図では「モジュール内疎水性凝集体」と呼ばれます）。



これは、Perm光ファイバーケーブル工場で一緒にケーブルに組み立てられたバンドルをねじるプロセスの実行方法です。







必要な数の光ファイバーの束が「トロス」に集められた後、それらはポリマーで満たされるか、金属または銅のチューブに置かれます。 ここでは、一見、落とし穴はなく、ありえないように見えますが、製造業者は接合部と縫い目の数を最小限にしようとしているため、すべてが非常に単純ではありません。 特定の例を考えてみましょう。



上の図で「中央チューブ」として示されているチューブケーシングを作成するには、必要な材料（スチールまたは銅）の巨大なテープを使用できます。 テープは、私たちによく知られているものや明らかなレンタル、およびジョイントの全周に溶接することで苦労しないように使用されます。 同意すると、ケーブルの構造内の「弱い」場所が多すぎます。



だからここ。 金属ストリップブランクは特別な機械を通過し、それを引っ張り、完全に位置合わせする12個または2個のローラーを持ちます。 テープが調整された後、テープは別のマシンに送られ、そこで光ファイバーフィラメントの束に適合します。 コンベア上の機械は、伸びた繊維の周りでテープを曲げ、完全な形状のチューブを作成します。



まだ壊れやすいこのすべての構造は、コンベヤーに沿ってさらに伸び、高精度の電気溶接機に達し、テープの端の溶接を高速で行い、テープをモノリシックチューブに変え、光ファイバーケーブルが既に敷設されています。 それらに依存します。 プロセス、この全体は疎水性凝集体で満たすことができます。 洪水ではなく、すべてケーブルモデルに依存します。



一般に、生産によってすべてが多かれ少なかれ明確になりました。 主にトランクケーブルなどのさまざまなブランドの光ファイバーには、たとえばコア数などの構造的な違いがあります。 ここでは、エンジニアは自転車を発明せず、いくつかの小さなケーブルを1つの大きなケーブルに単純に組み合わせました。つまり、このようなトランクケーブルには1つではなく、たとえば、内部に光ファイバーを備えた5本のチューブがあり、ポリエチレン製の絶縁材で満たされています必要な、強化された。 このようなケーブルはマルチモジュールと呼ばれます 。





コンテキスト内のマルチモジュールケーブルのモデルの1つ



ほとんどの場合、長い幹線に使用されるマルチモジュラーケーブルには、コア、または中央電力要素とも呼ばれる別の必須設計機能があります。 CSEは、光ファイバコアを備えたチューブがグループ化される「フレーム」として使用されます。



ちなみに、Perm Incabプラントは、その生産プロセスが上記のgifで示されており、年間最大4.5千キロメートルのケーブルで、数千キロメートルの光ファイバーを生産できる同じインフラストラクチャーの巨人Alcatelの工場と比較するとd小です。ケーブル敷設容器にすぐに装着されるケーブル。



スチールチューブは、光学系を予約するための最も過激なオプションです。非攻撃的な操作および設置条件では、通常の絶縁ポリエチレンがよく使用されます。ただし、これは、そのようなケーブルを製造した後、アルミニウムまたはスチールのワイヤまたはケーブルでできた装甲巻線に「巻き付ける」ことができるという事実を否定するものではありません。





同じPermプラントでポリエチレン絶縁のケーブルを予約する

おわりに

上記の資料から理解できるように、異なるタイプの光ファイバーケーブルの主な違いは「巻き付け」、つまり、適用分野とケーブルが敷設される環境に応じて壊れやすいガラス繊維がどのように詰め込まれているかです。

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この資料が気に入った場合は、コメントで安全に質問することができます。これに基づいて、このトピックに関する別の記事の準備を試みます。



ご清聴ありがとうございました。