«Последняя миля» — возможности и решения

Широкомасштабное развертывание сети доступа по технологии FTTH в России, как правило, идет в многоквартирных домах. Так как большая плотность пользователей  может снизить  капитальные затраты на прокладку ОК в пересчете на одного пользователя, значительно увеличив скорость доступа к услугам.

В тоже время, как показано на рис.1, ОК внутри зданий могут подвергаться изгибам с малым радиусом, сдавливанию в плотно заполненных трубах кабельной канализации, а так же воздействию крепежных скоб при использовании степлеров в ходе прокладки кабелей.

Последние разработки в области волоконной технологии обеспечивают значительное повышение стойкости ОВ к изгибу, решив при этом одну из важных проблем отрасли телекоммуникации.

Решения и возможности

Многолетний опыт работы компаний по производству ОК предоставляет нам огромные возможности в его выборе для решения проблемы «последней мили». Рассмотрим наиболее характерные и удачные конструкции ОК,разработанные для оптических сетей доступа лидерами кабельной промышленности — компаниями Sumitomo, FiberTronic, Tyco. На большинстве участков FTTH традиционно используются кабели с трубчатым сердечником (UniTube, Central Tube, LightPack и т. п.). Такие конструкции обычно имеют до 12 волокон, малые габариты и вес, небольшую стоимость, стойкость к изгибным и крутящим нагрузкам. Если не учитывать дополнительные конструктивные элементы, то к непринципиальным недостаткам можно отнести слабую защищенность от растягивающих нагрузок (из-за отсутствия центрального силового элемента), раздавливающих воздействий и атак грызунов (из-за малого диаметра кабеля).

Рассмотрим конкретные применения такой конструкции в различных условиях.Для воздушных (подвесных кабелей) характерна конструкция со встроенным несущим тросом типа «восьмерка» («Figure 8») или самонесущие диэлектрические кабели без металлических элементов (ADSS) с периферийными силовыми элементами из арамидных нитей (рис. 2), обычно с модульным сердечником (типа loose tube).

Рис. 2. Примеры конструкций подвесных кабелей для оптических сетей доступа: а — типа «восьмерка»; б — типа ADSS

По причине значительного относительного удлинения арамидных нитей в кабелях ADSS чаще используется более прочная к растяжению модульная конструкция сердечника. Первая конструкция достаточно проста, удобна для подвеса (зажим крепится к несущему тросу), недорога, хорошо защищена от растягивающих усилий (которые прикладываются к тросу), однако наличие металлического элемента требует мер предосторожности по защите от наведенных токов молнии при обслуживании кабеля (заземление). В то же время, полностью диэлектрическая конструкция не подвержена электромагнитным воздействиям, а наличие арамидных волокон придает ОК отличную защищенность при растяжении и гибкость.

Рис. 3. Примеры конструкций ОК FTTH для прокладки в кабельной канализации и внутри помещений: а — ОК для прокладки в кабельной канализации и внутри помещений; б — для прокладки внутри помещений; в — для прокладки внутри помещений (плоский)

Для прокладки в кабельной канализации на сетях FTTH часто используются кабели модульной конструкции (loose tube). В ОК трубчатой конструкции, как правило, используется гофрированная броня для защиты от грызунов и случайных ударов, а также периферийные силовые элементы в виде двух стальных стержней, к которым прикладывается растягивающая нагрузка при затягивании в канал (рис. 3а).

При вводе таких кабелей в здание должна использоваться оболочка из негорючего материала — поливинилхлорида (PVC) или малодымного безгалогенного пластиката LSZH (low smoke zero halogen).

Для прокладки в пластиковых субканалах канализации, а также подвалах, чердаках и внутренних каналах и стояках зданий удачной является конструкция, показанная на (рис. 3б). При всей легкости и гибкости такого ОК он обладает достаточной защитой от механических повреждений и, главное — от грызунов. Это обеспечивается наличием достаточно толстого слоя стекловолоконных лент. Альтернатива в виде повива арамидных нитей выходит более дорогостоящей и не служит надежной защитой от мышиных зубов. В качестве наружного покрова здесь также используется не поддерживающий горение пластикат LSZH.

Аналогичное применение имеет плоский маловолоконный кабель, показанный на (рис. 3в). Он имеет хорошую механическую защиту за счет встроенных стальных проволок (вместо которых могут применяться и стеклопластиковые стержни), однако может вызвать некоторые неудобства при прокладке и монтаже.

В помещениях потребителей традиционно используются одно- и двухволоконные конструкции круглого и чечевицеобразного сечения (zip-cord), типа «двустволка» (shotgun) и другие (рис. 4).

Рис. 4. Примеры конструкций оптических кабелей для прокладки внутри помещений: а — круглого сечения; б — чечевицеобразного; в — типа «двустволка»; г — плоская

Защита от возможных ударов, рывков, изгибов и надавливаний в процессе прокладки и эксплуатации обеспечивается слоем арамидной пряжи, что делает такие ОК достаточно дорогими. Правда, такие кабели обычно применяются на коротких участках — от распределительного или кроссового оборудования до оконечного оптического оборудования.

Для многоволоконных решений в пределах помещений в последнее время активно используется развивной кабель (breakout cable) (рис. 5). Такой ОК содержит в своей конструкции один или несколько повивов оптических волокон в плотном буфере, свитых вокруг центрального силового элемента, а свободное пространство сердечника содержит упрочняющие элементы из арамидных нитей.

Рис. 5. Пример конструкции развивного оптического кабеля

В процессе прокладки такого кабеля, при необходимости ответвления, его конструкция легко разделывается, и необходимое число волокон, играя роль малогабаритных кабелей, отводится в нужном направлении. К сожалению, множество защитных элементов и немалые габариты кабеля определяют его достаточно высокую стоимость, которая не всегда оправдывает его применение.

Отмеченные недостатки последних из рассмотренных конструкций, а также потребность в наиболее эффективном применении волокон нового типа — с уменьшенными потерями на изгибах — стали предпосылкой для разработки японскими компаниями конструкции типа «двойной квадрат». Такой ОК, точнее ряд его модификаций, был целенаправленно сконструирован для применения на сетях FTTH, что даже отражено в его названии.

Идея этого двухволоконного кабеля заключается в расположении двух волокон в первичном покрытии (245 мкм) между двумя диэлектрическими армирующими элементами в общей оболочке. Все это выглядит как два слитых квадрата со стеклопрутками, в перепонке между которыми и уложены волокна (рис. 6а).

Для организации воздушной прокладки к первоначальной конструкции органично добавляется несущая стальная проволока. Таким образом, получена классическая, хоть и малогабаритная «восьмерка» (рис. 6в). А учитывая любовь азиатских производителей к ленточным ОК, конструкция может трансформироваться в «двойной квадрат с волоконной лентой» (рис. 6б, г).

В чем же еще видят преимущества нового типа кабелей их разработчики?

• такой кабель можно очень просто и быстро крепить к любой плоской деревянной поверхности (например, плинтусу) с помощью степлера. Этому способствует его плоская поверхность, мягкая LSZH оболочка, недоступность волокон в «межквадратной» перепонке, надежность силовых элементов.
• малые габариты и вес позволяют легко прокладывать его во всевозможных внутренних каналах, стояках и т. п.



Рис. 6. Конструкции кабелей FTTH типа «двойной квадрат»: а — внутренний двухволоконный; б — внутренний ленточный; в — подвесной ленточный; г — подвесной двухволоконный

• канавки между «квадратами» оболочки позволяют очень легко разделывать кабель, буквально разрывая его двумя пальцами рук.
• негорючая оболочка из LSZH обеспечивает пожарную безопасность.
• волокна типа G.657, мягкая конструкция и малые габариты позволяют изгибать кабель с очень маленькими радиусами изгиба, почти под 90°, что часто бывает удобным на реальных трассах.
• диэлектрические силовые элементы и достаточно большие, по сравнению с маленькой перепонкой, квадраты оболочки хорошо защищают волокна от растягивания, раздавливания, скручивания, удара.

Резюме

«Чудо японской техники» имеет все шансы стать популярным, естественно, при достаточном развитии сетей FTTH.

Преимущества последней конструкции ОК достаточно очевидны, так же, как и достоинства волокон типа G.657, для которых она разработана.

«ВЭЛКОМ-Сибирь»