Пытаясь достичь максимального экономического эффекта на участке последней мили, операторы сетей доступа стремятся проложить в кабельных каналах как можно большее количество кабелей. Для решения таких задач производители предлагают микротрубки с небольшим внутренним диаметром (микроканалы) и тонкие волоконно-оптические кабели (микрокабели), протяжка которых осуществляется методом пневматической прокладки.

Современные линейные сооружения связи строятся, как правило, на основе кабельной канализации, причем трубы далеко не во всех случаях прокладывают в земле. Труба защищает кабель от повреждений и позволяет впоследствии осуществлять механическую, пневматическую или гидравлическую протяжку одного или нескольких кабелей. Таким образом обеспечивается построение достаточно протяженных линий без повторного выполнения сложных и дорогостоящих земляных работ. Дополнительным преимуществом является возможность удаления некоторых кабелей и их замена на новые.

Для изготовления труб кабельной канализации обычно используется полиэтилен, реже поливинилхлорид, а сами трубы могут иметь различный диаметр. В системах пневматической прокладки применяются преимущественно трубы с внутренним/ внешним диаметром 27/32, 33/42 и 41/50 мм. Трубы, у которых внутренний диаметр составляет 100 мм и более, делятся, как правило, на несколько секций, поскольку в противном случае в них не удается создать необходимое давление для задувки.

Трубы кабельной канализации заканчиваются в кабельных колодцах или зданиях. Применение соединительных муфт обеспечивает их герметичное сращивание. При этом конструкция муфты позволяет получить гладкую поверхность в области перехода, что в последующем облегчает прокладку кабелей различных видов.

Емкость труб кабельной канализации ограничена. В трубу с внешним диаметром 50 мм может быть уложено два оптических кабеля емкостью 144 волокна каждый и диаметром 18 мм. Если число волокон понадобится увеличить, то придется использовать запасные пустые трубы или осуществлять дорогостоящую прокладку новых кабельных трасс.

МИКРОКАНАЛЫ

Применение техники микроканалов обеспечивает существенно большую гибкость в отношении выбора емкости линейных кабелей и позволяет выполнять ее наращивание со значительно меньшими затратами. При помощи данной техники в каналах кабельной канализации удается проложить значительно большее количество волокон по сравнению с традиционными подземными сооружениями. В трубчатый кабель с внешним диаметром около 50 мм помещается до семи миниатюрных полиэтиленовых трубок диаметром 8/10 мм, в каждой из которых можно разместить микрокабель с максимальной емкостью 72 волокна. В результате суммарная емкость увеличивается с 288 до 504 волокон.

Трубчатые микроканалы прокладываются в существующей или строящейся канализации. Обычно трубки имеют следующие типоразмеры: 3,5/5, 4/6, 5,5/7, 6/8, 8/10, 10/12 и 11/14 мм. Специалисты компании-инсталлятора вводят их в кабельную канализацию, формируя несколько субканалов для последующей пневматической прокладки кабелей емкостью до 144 волокон каждый. Конструкция микротрубки выбирается таким образом, чтобы коэффициент трения был минимальным. Это может достигаться с помощью систем продольных канавок или слоя твердой смазки.

Выбор микротрубки определяется ее диаметром и количеством прокладываемых в ней световодов. Максимальное количество микротрубок в кабеле далеко не всегда означает достижение максимальной емкости канализации по количеству волокон. Например, канал диаметром 27/32 мм позволяет выполнить прокладку не более четырех микротрубок калибром 8/10 мм или семи микротрубок калибром 5,5/7 мм. Однако во втором случае в каждую микротрубку помещается только один 24-волоконный кабель. Между тем микротрубка калибром 8/10 мм обеспечивает возможность прокладки кабелей с максимальной емкостью 72 волокна, что дает 70-процентное увеличение суммарной емкости. Переход на микротрубки калибра 10/12 мм позволяет прокладывать 96-волоконные микрокабели, а емкость кабеля для микротрубки с диаметром 27/ 32 мм составляет 192 волокна. Отсюда напрашивается вывод о необходимости поиска разумного компромисса между полной емкостью канализации и количеством прокладываемых микротрубок (см. Рисунок 1). Опыт показывает, что одновременная прокладка в одном направлении свыше десяти микротрубок нецелесообразна.

При выборе размеров трубчатых кабелей важно помнить, что в случае применения микротрубок с минимальным диаметром приходится ограничивать давление сжатого воздуха. Это приводит к уменьшению рекомендованного параметра максимальной длины прокладки для трубчатых каналов с минимальным диаметром. Например, максимальная длина прокладываемой трубки с диаметром 5,5/7 мм оказывается примерно в два раза меньше по сравнению с трубкой калибра 8/10 мм. Не последнюю роль в ограничении максимальной длины играют топология трассы и качество материала, из которого изготавливаются трубка и внешняя оболочка кабеля системы пневматической прокладки. Так, например, для кабеля с 72 волокнами длина участка может достигать 2200 м.

ПРОЦЕСС ИНСТАЛЛЯЦИИ

Для прокладки микроканалов небольшой длины используется традиционная технология. Это обеспечивает экономию финансовых затрат и прокладку одновременно нескольких трубок на расстояние до нескольких сотен метров в зависимости от состояния кабельной канализации.

На трассах большей длины применяется технология задувки или затягивания. В случае поливинилхлоридных каналов в процессе выполнения инсталляционных работ необходимо дополнительно проконтролировать возможность использования на них технологии задувки. Они составляются из отдельных секций длиной по 4 м каждая и соединяются методом склейки. В процессе прокладки давление может достигать 15 бар, что может привести к разрыву трубы в местах соединения отдельных секций.

Микротрубку, аналогично микрокабелю, можно вдувать в канал кабельной канализации. В некоторых типах задувочных машин предусматривается специальный адаптер для согласования с диаметром микроканала.

На процесс задувки наибольшее влияние оказывают следующие факторы:

  • постоянство диаметра канала;
  • величина коэффициента трения;
  • величина усадки в продольном направлении;
  • постоянство величины воздушного давления.

МИКРОКАБЕЛЬ

К микрокабелям для систем пневматической прокладки предъявляется целый ряд требований. В целях обеспечения максимальной величины зазора между их оболочкой и внутренней поверхностью канала внешний диаметр этих изделий должен быть минимальным, как и коэффициент трения оболочки — для облегчения процесса задувки. Не последнюю роль играет небольшая погонная масса: достигаемый в результате эффект «воздушной подушки» (Lift Effect) позволяет ускорить процесс продвижения по каналу. Жесткость кабеля должна оптимальным образом соответствовать технологии пневматической прокладки. Это касается твердости и структуры материала верхней поверхности оболочки, что позволяет прокладывать в канале сразу несколько кабелей и существенно снижает результирующее трение. Важно, чтобы кабель обладал повышенной стойкостью к раздавливающим воздействиям, которым он подвергается при вводе в канал колесным или гусеничным подающим механизмом. Кроме того, в процессе задувки могут возникать вибрации между каналом и кабелем и даже ударные воздействия. В США некоторое время назад из-за недостаточной поперечной прочности кабеля отмечались многочисленные случаи повреждения под воздействием подающего механизма задувочной машины.

Современные кабели для систем пневматической прокладки имеют структуру, которая оптимальным образом соответствует условиям их инсталляции. Так, имитация структуры верхней поверхности по образцу акульей шкуры обеспечивает низкое трение и эффект «воздушной подушки»: по достигаемому коэффициенту трения эта технология превосходит традиционные гладкие покрытия из полиэтилена или поливинилхлорида (см. Рисунок 2).

Рисунок 2. Сравнение коэффициента трения микрокабелей с полиэтиленовой оболочкой (кабель mcable с оболочкой из высокоплотного полиэтилена) и со структурированной оболочкой (трубчатый кабель mCompact).

Микрокабели могут оснащаться центральной трубкой, иметь повивную скрутку или обладать структурой с сердечником на основе так называемой «компактной трубки» (трубка модуля из материала, обеспечивающего повышенную стойкость к раздавливающим усилиям и легкость его удаления при разделке кабеля; разработка компании Acome — примеч. пер.). Конструкции с центральной трубкой наиболее предпочтительны для кабелей небольшой емкости. Изделия с повивной скруткой напоминают обычные оптические кабели, однако отличаются от них очень малым диаметром модулей и поэтому не обеспечивают высокой стойкости к раздавливающим воздействиям, что может привести к значительным изменениям их механических и оптических параметров, а иногда и к выходу кабеля из строя. Опасность механического повреждения отдельных волокон таких кабелей многократно увеличивается, если функционирование подающего механизма задувочной машинки не контролируется должным образом. Небольшая величина зазора между волокном и внутренней стенкой модуля не позволяет простыми средствами выполнить ответвление отдельных световодов. Вероятность обрыва или повреждения волокон — в случае необходимости доступа к ним в линейной части тракта — оказывается очень высокой.

Кабели со структурой «компактной трубки» содержат в своем сердечнике одноименные модули емкостью до 12 волокон каждый, стенки которых изготавливаются из безгалогенного термопластичного материала с высокой гибкостью. Основное назначение оболочки — защита волокон от внешних воздействий. Ее внешняя поверхность имеет специальную структуру для минимизации коэффициента трения и увеличения эффективности защиты отдельных световодов от ударных воздействий. Подобного рода структура позволяет уменьшить внешний диаметр изделия и обеспечивает легкость идентификации отдельных волокон и простоту доступа к ним без использования специального инструмента (см. сравнительные достоинства различных конструкций в Таблице 1).

ПРОЦЕДУРА ПРОКЛАДКИ

Процесс выполнения инсталляционных работ требует применения технологии, которая заметно отличается от традиционной. Недостаток многих предлагаемых продуктов состоит в том, что они выглядят как классические кабели, поэтому инсталляторы и обращаются с ними как таковыми. Как результат, к ним пытаются применить традиционные технологии прокладки без учета особенностей новой техники. Отличия элементной базы систем пневматической прокладки должны приниматься во внимание на всех этапах проектирования и строительства. В частности, вдоль всей трассы необходимо защитить каналы от сдавливающих воздействий, а значит, микроканал нельзя укладывать непосредственно в грунт. Кроме того, с течением времени полиэтиленовая трубка укорачивается на 2—4%. Если рабочий отрежет трубку прямо на входе в колодец или здание и не зафиксирует ее, то через несколько месяцев ее конец может оказаться в трубе канализации на расстоянии нескольких метров от входа. В результате значительно усложняются различного рода ремонтные работы, так как соответствующие механизмы устанавливаются на зафиксированный конец канала. Аналогично, если микроканал уложен в колодце кольцами без достаточного резерва, он может элементарно обломиться. Обслуживающему персоналу следует помнить о необходимости обеспечения защиты от механических воздействий как кабеля, так и микроканала.

В месте ввода в муфту микрокабель с его непрочной конструкцией подвергается достаточно высоким нагрузкам, к тому же кабель может сломаться просто под действием веса корпуса муфты. В силу этого нужны особые меры по защите микрокабеля в местах его сращивания или разветвления. Довольно часто несколько микротрубок переплетаются в канале, а кроме того, на трассе может находиться промежуточная муфта. В обоих случаях происходит значительное уменьшение площади поперечного сечения канала. Данное обстоятельство следует принимать во внимание в процессе выполнения работ по прокладке и тщательно размещать и монтировать отдельные компоненты. Это дает определенную страховку от неприятных проблем, возникающих во время обслуживания и расширения сети.

В процессе строительства линейной части магистрали некоторые виды задувочного оборудования допускают подачу в трубки микроканала одновременно нескольких микрокабелей. Затем эти кабели под действием высокого давления вдуваются в канал. Таким образом значительно уменьшается объем работ. Обязательным условием применения описанного приема является тщательная проработка его топологической части. Это означает, что все конечные пункты сети должны быть соединены друг с другом непрерывными отрезками микроканалов, а концы трубок закрыты заглушками, дабы воспрепятствовать проникновению влаги. Необходимые для этого компоненты включаются в комплект поставки оборудования.

На практике далеко не во всех случаях осуществляется одновременная прокладка микрокабелей во все микроканалы. В процессе подготовки последних их концы обрезают под прямым углом и подсоединяют с помощью муфты к предварительно свернутому в кольцо запасу каналов. Для выполнения процедуры задувки или ремонтных работ соответствующую петлю разворачивают и подключают к задувочной машинке. В завершение кольцо резерва с соблюдением соответствующих мер предосторожности вновь выкладывают в колодце и закрывают его крышку.

В микрокабелях с традиционной конструкцией наличие резервных колец ведет к возникновению дополнительного трения, вследствие чего максимальная длина прокладки снижается. В этой ситуации начинает проявляться преимущество кабелей со структурой «компактной трубки», поскольку они обладают повышенной гибкостью и минимизирующей трение верхней поверхностью. Кроме того, изделия с такой конструкцией позволяют уменьшить диаметр колец резерва микроканалов и сэкономить место в колодце. Эксперименты, проведенные компанией Acome, показали, что укладка на европоддоне микроканала длиной 15 м в виде десяти колец не оказывает существенного влияния на эффективность прокладки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Технология микрокабелей и микроканалов предоставляет возможность использования емкости отдельных каналов кабельной канализации по мере возникновения такой необходимости. Наибольшая эффективность обеспечивается в сетях связи масштаба города на участке последней мили, а также при построении структурированной проводки в зданиях. Внедренные в настоящее время в широкую инженерную практику оптические модули и каналы для выполнения пневматической прокладки успешно применяются в проектах по созданию сетей «волокно до дома».

Доминик Браулт, Андреас Целлар — сотрудники компании Acome, производителя оптического волокна и кабелей. С ними можно связаться по адресу: http://www.acome.de.

? AWi Verlag