Компактные оптоволоконные системы для сетей FTTH

Навивная технология в применении к оптическим сетям доступа.

В середине 2000-х, в связи с ростом спроса на полосу пропускания при подключении к Интернету индивидуального абонента, в частности, индивидуального дома (частные дома или частный жилой сектор) возникла необходимость в строительстве полностью оптических сетей доступа – сетей FTTH (волокно в дом). Большинство существующей застройки индивидуальными домами имеет инфраструктуру электропитания в виде воздушных линий передачи 0,4 кВ на опорах. Также во многих случаях телефонизация домов осуществляется подвесом кабелей на телекоммуникационных опорах. Для такой застройки в большинстве случаев сети FTTH также целесообразно монтировать в виде кабелей, расположенных на тех же опорах. При этом желательно избежать множественности кабелей, присущей сетям доступа. Нужны компактные оптоволоконные кабельные системы FTTH.

Существует три способа прикрепление кабеля к отдельному несущему элементу:

1. Прикрепление в точках клипсами, хомутами или стяжками.

2. Прикрепление путем обмотки проволокой, лентой или диэлектрическим кордом. Эта технология известна как лэш-технология (aerial cable lashing).

3. Навивка кабеля на несущий силовой элемент - трос, провод или другой кабель.

Прикрепление клипсами или хомутами используется с давних времен и в прошлом веке часто применялось для воздушной прокладки медножильных телефонных кабелей. Прикрепление должно производиться до подвеса кабеля. в противном случае требуется использование автовышки. Прикрепить таким способом к тросу без проблем можно только один кабель.

Другой способ – обматывание кабеля проволокой или лентой. Для примотки требуется специальная машинка – лэшер (lasher). Именно этот подход широко применяется в США.

Приматывать можно любые кабели - и телефонные, и коаксиальные, и оптические. При этом можно приматывать несколько кабелей одновременно или последовательно. Ввиду такой универсальности лэш-технология широко распространилась во всей Северной Америке, включая Канаду. Она показала свою эффективность и для воздушных оптоволоконных кабельных сетей связи. Например, для воздушной сети FTTH все кабели в виде одного пучка приматываются к одному тросу, подвешенному на опоры электрической распределительной сети, и, таким образом, решается проблема подвеса множества кабелей сетей доступа. На этот же трос закрепляют соединительные и дроп-муфты и петли технологического запаса кабеля.

Для полностью оптической кабельной системы существует много инженерных решений обладающих компактностью. При проектировании и строительстве воздушных сетей FTTH в районах частной малоэтажной застройки требуется решать дилемму выбора одного из вариантов:

1. Располагать на столбах большое количество муфт абонентского подключения с 1-4 портами в непосредственной близости к подключаемым домам.

2. Применять муфты с количеством портов 4-12 и перебрасывать кабели абонентского подключения к соседним столбам вдоль улиц.

Второй вариант более экономный на этапе подготовки района к подключениям абонентов, а при выборе первого варианта меньше затраты на подключения.

Для ряда случаев второй вариант является более предпочтительным. Для кварталов индивидуальной застройки с малой плотностью или при малом ожидаемом проценте финального охвата абонентов затраты на закупку дроп-муфт, их монтаж и подключение к распределительным кабелям могут составлять значительную величину в расчете на абонента, превышающую затраты на удлинение дроп-кабелей для участков прокладки вдоль улиц. Но в этом случае в пролетах между столбами появляется множество кабелей, которые осложняют доступ к электрической части столбов и имеют неприглядный вид.

Отдельные дроп-кабели и навитые на несущий трос (самонесущий кабель)

Эта проблема решается применением одной из компактных кабельных систем:

• кабели примотаны к тросу (Лэш-технология);

• кабели с трубками для пневмопрокладки волокна (воздушная кабельная канализация);

• кабели с выделяемыми волокнами;

• навивные кабели.

Кабели с трубками для пневмопрокладки и кабели с выделяемыми волокнами в варианте воздушной прокладки пока мало распространены. Эти способы требуют применение дорогостоящего специального оборудования для подключения отдельных абонентов.

Воздушный кабель с микротрубками - воздушная кабельная микроканализация.

Более эффективными выглядят технологии с прикреплением всех кабелей к отдельному несущему элементу или к самонесущему оптическому кабелю, который имеет достаточную прочность на растяжение. Среди методов прикрепления навивка выглядит наиболее привлекательной, так как этот метод позволяет строить полностью диэлектрические кабельные системы в отличие от лэш-технологии и не требует применения автовышки, как в случае прикрепления клипсами/стяжками. Выигрыш перед лэш-технологией, получаемый для варианта FTTH, обуславливается возможностью применения тонких маловолоконных кабелей.

Лэшеры рассчитаны на примотку тяжелых витопарных и коаксиальных кабелей и не могут быть использованы для примотки тонких оптических кабелей из-за риска их повреждения обмоточной проволокой. С другой стороны уже выпускаются в больших объемах оптические микрокабели для наружной прокладки с поперечными размерами, например, 2х3 мм. На их основе разработаны навивные дроп- и распределительные кабели емкостью до 4-х волокон, и при поперечном размере 4мм – распределительные кабели до 12 волокон. Принцип маловолоконных кабельных систем при этом проявляется в полной мере – тонким оптический кабель для сети FTTH получается из-за ограничения количества волокон в пределах 1-4 или до 12.

Навивная технология для сетей FTTH - это укладка на несущий элемент тонкого оптического микрокабеля в виде спирали, охватывающей несущий элемент – ОКСН, металлический или диэлектрический трос.

Можно навивать на существующие электрические провода распределительной сети 0.4 КВ. Навивка осуществляется специальной машинкой с установленной катушкой с кабелем и протягиваемой вручную вдоль несущего элемента за фал с земли. Малый вес (до 7 кг) позволяет устанавливать машинку на трос с лестницы, приставленной к опоре. Машинка во время протяжки совершает вращательное движение и навивает кабель. Спираль имеет шаг 30-40 см. Кабель после навивки имеет плотный охват несущего элемента, что исключает его отрыв от поверхности во время ветровых вибраций или налипания гололеда. На концах кабель закрепляется специальными средствами; стоимость креплений значительно ниже стоимости кабельных зажимов. На несущий элемент допускается последовательно навивать множество кабелей.

Три дроп-кабеля навиты на распределительный кабель типа ОКСН.

Навивной кабель имеет достаточную прочность на растяжение, и может подвешиваться самостоятельно при отводах в дома, если расстояние от столба до точки крепления кабеля на доме не превышает 20 м. При этом используются недорогие зажимы типа «улитка» без талрепа. Кабель подвешивается от столба к дому, но также допускается подвешивать кабель от точки на силовом элементе между столбами к дому. Для расстояний более 20 м следует натянуть несущий трос от столба к дому и на него навить кабель. Навивные кабели поставляются в виде мерных бухт и оконцованы оптическими разъемами с одной или с двух сторон.

Навивные кабели: распределительный (12 волокон, SC - свободный конец, 100 м); дроп кабели (SC-SC, 100 м, 40 м, 20 м).

Бухты вкладываются на шпиндель навивной машинки. При подключении абонентов кабелем, имеющим разъемы на обоих концах (патчкордом), нет необходимости в проведении работ по сварке или механической состыковке волокон. Бригада монтажников имеет только раздвижную лестницу и стандартный инструмент. Технологический остаток в виде бухты малых размеров укладывается в небольшую электротехническую коробку снаружи или внутри дома – крестовин с бухтами запаса ОК нет! По дому от ввода до оптической абонентской розетки кабель можно прокладывать в кабельканалах, гофроканалах или под плинтусами (желательно использовать при этом волокно G.657).

В качестве дроп-муфт можно использовать компактные муфты-книжки с кроссом внутри, монтируемые на опору или на трос.

Муфта с подключенными навивными дроп-кабелями, подвешенная на трос.

Минимуфта-книжка, позволяющая отвести до 8-ми навивных дроп-кабелей.

Для проведения тонких кабелей вдоль опоры и по внешней стене здания следует применить защиту в виде защитной пластиковой трубы (ЗПТ), имеющей продольный разрез.

Навивные дроп-кабели уложены в ЗПТ для проводки на вершину опоры

Навивная технология в применении к воздушным сетям FTTH, базируясь на принципе маловолоконности, является одним из главных кандидатов на массовую технологию для сетей ШПД в кварталах существующей частной застройки. Применение несамонесущих дроп-кабелей простых конструкций, для которых нет необходимости иметь прочные силовые элементы, дает возможность достичь максимальной экономичности строительства сети при расширении функциональности ее компонентов.

Как и лэш-технология, широко применяемая в США для «медных» сетей доступа, навивка позволяет подвешивать множество оптических кабелей в виде одного пучка. Возможность подключения и обслуживания абонентского участка без применения оборудования сварки/состыковки волокон позволяет переносить принципы организации абонентских подключений сетей FTTB на сети FTTH для индивидуальных домов.