Конструкция и типы оптических кабелей

Волокно несёт свет; кабель несёт волокно через каналы, грунт, воздух, здания и лотки дата-центров так, чтобы оно не почувствовало натяжения, воды, грызунов и огня. Кабель — набор слоёв, каждый из которых решает одну задачу, а конструкции различаются тем, как эти слои сочетаются. Здесь описаны слои, основные семейства кабелей и где применяется каждое, пожарные классы, определяющие внутренний кабель, цветовые коды волокон и модулей для идентификации и то, как читать паспорт кабеля, чтобы кабель, трасса и бюджет линии сошлись.

Слои

Слой	Что это	Что делает
Волокно в покрытии	стекло 125 мкм с двойным акрилатным покрытием до 250 или 200 мкм, окрашенное	оптический тракт (Как делают волокно)
Буфер	свободная укладка (loose tube) — 12 или 24 волокна свободно лежат в пластиковом модуле 2–3 мм с гелем или сухой водоблокирующей нитью; плотный буфер (tight buffer) — слой пластика 900 мкм на каждом волокне	модуль отвязывает волокно от деформации кабеля и температуры (избыточная длина 0,1–0,5 %); плотный буфер делает волокна удобными в работе внутри зданий
Лента	4–24 волокна, склеенные бок о бок в матрице; сворачиваемые ленты склеены прерывисто	массовая сварка, предельная плотность
Центральный силовой элемент	стеклопластиковый стержень (FRP/GRP) или стальная проволока	защита от продольного изгиба, принимает сжатие и часть натяжения
Скрутка	модули и заполнители скручены вокруг сердечника, обычно реверсивной SZ-скруткой	доступ к любому модулю в середине пролёта без резки остальных
Периферийные силовые элементы	арамидные нити, стеклонити, стальные проволоки	принимают монтажное натяжение, чтобы его не принимало волокно
Водоблокировка	гидрофобный гель в модулях и сердечнике или сухие суперабсорбирующие нити и ленты	останавливает продольное распространение воды и её замерзание на волокнах
Броня	гофрированная стальная лента, стальные проволоки или диэлектрические стеклонити	раздавливание, грызуны, прокладка в грунт; диэлектрик там, где молнии или наведённое напряжение исключают металл
Оболочка	полиэтилен (HDPE/MDPE) снаружи, LSZH или ПВХ внутри, полиуретан или нейлон для особых сред	механическая, УФ- и химическая защита; поведение при пожаре внутри зданий
Рипкорды, маркировка	нейлоновые корды под оболочкой; напечатанные метровые метки, тип, число волокон, дата	вскрытие без ножа; идентификация и учёт длины

Семейства кабелей

Семейство	Конструкция	Число волокон	Где
Модульный (stranded loose tube)	6–12 модулей × 12 волокон SZ-скруткой вокруг центрального элемента, гель или сухой, одна или две оболочки	12–288, до 432+ с модулями по 24 волокна	наружный кабель по умолчанию: каналы, грунт с бронёй, подвес на тросе
Центральный модуль (uni-tube)	один большой модуль со всеми волокнами, силовые элементы в оболочке	2–96	малые ёмкости, абонентские и распределительные, дёшево
Ленточный модульный	стопки 12-волоконных лент в модулях или центральном модуле	144–1 728	городские магистрали, межузловые линии гиперскейлеров
Сворачиваемые ленты	прерывисто склеенные ленты, свёрнутые в модули; волокна 200 мкм	1 728–6 912 в 30–40 мм	соединение дата-центров, плотные каналы
Микрокабель	модульный или ленточный малого диаметра с волокнами 200 мкм и тонкой оболочкой	12–288 в 4–10 мм, 432 в ~12 мм	задувается в микроканалы (от 5/3,5 до 16/12 мм); заполнение 55–80 % просвета (Прокладка)
Распределительный с плотным буфером	волокна 900 мкм с арамидом под одной оболочкой LSZH	2–144	внутренние магистрали, стояки, кроссы; нужны разветвительные комплекты или пигтейлы
Breakout (разветвлённый)	каждое волокно в собственном субкабеле 2–3 мм	2–24	прямое оконечивание разъёмами, жёсткие условия внутри, короткие трассы
Универсальный (indoor/outdoor)	модульный с оболочкой LSZH и сухим сердечником	12–144	один кабель от колодца до стойки без переходной сварки
ADSS (полностью диэлектрический самонесущий)	модульный сердечник, арамид под пролёт, трекингостойкая оболочка рядом с ВН	12–144	коридоры ЛЭП; пролёты 50–1 500 м; ни грамма металла
ОКГТ / OPGW (в грозотросе)	волокна в стальной трубке внутри проволок из алюминированной стали	12–144	заменяет грозотрос ВЛ; магистрали энергетиков
Восьмёрка (figure-8)	кабель, отлитый вместе со стальным тросом	12–144	быстрый подвес на опорах
Абонентский (drop) FTTH	плоский 2 × 5 мм с двумя стеклопластиковыми прутками или круглый 3–5 мм; волокна G.657	1–4 (12)	от опоры или канала до квартиры; внутренний drop 2–3 мм; «невидимый» 0,9 мм внутри квартир
Подводный	волоконный блок в стальной трубке, свод из стальных проволок, медный силовой проводник, полиэтиленовая изоляция; броня у берега	4–24 пары волокон	межконтинентальные и прибрежные системы
Гибридный / комбинированный	волокна плюс медное питание или коаксиал	любое	выносные радиомодули, камеры, удлинители PoE
Полевой (tactical)	усиленный полиуретан, 2–12 волокон, разъёмы с расширенным пучком или защищённые LC	2–12	телевидение, военные, временные мероприятия
Претерминированный транк	12–144 волокон с разъёмами MPO/MTP и протяжными чулками, заводские измерения	12–144 (пучки до 3 456)	дата-центры — монтаж за часы, без сварки в поле (Топологии волоконных сетей)

Пожарные классы внутренних кабелей

Режим	Классы	Смысл
США / NEC	OFNP (пленум, NFPA 262), OFNR (стояк, UL 1666), OFNG/OFN (общий, UL 1685); OFC при наличии металла	где может идти кабель: вентиляционные пространства, вертикальные шахты, общее
IEC / LSZH	IEC 60332-1-2 (пламя на одиночном кабеле), 60332-3 (пучок), 61034 (плотность дыма), 60754 (галогенные кислые газы)	малодымный безгалогенный — внутренняя оболочка по умолчанию вне Северной Америки
ЕС / CPR (EN 50575)	еврoклассы Aca, B1ca, B2ca, Cca, Dca, Eca, Fca плюс дым s1–s3, капли d0–d2, кислотность a1–a3	обязательная декларация для стационарного кабеля с 2017 г.; типичные требования Cca-s1b,d1,a1 или Dca
Россия / ЕАЭС	обозначения по ГОСТ 31565-2012: нг(A), нг(A)-LS (малодымный), нг(A)-HF (безгалогенный ≈ LSZH), нг(A)-FRLS / FRHF (огнестойкий), LTx (малотоксичный)	какой тип допустим в какой категории здания

Наружные полиэтиленовые оболочки горючи и должны заканчиваться на вводе в здание (обычно в пределах 15 м или на первой муфте), если кабель не универсального исполнения.

Цветовые коды волокон и модулей

Позиция	Цвет по TIA-598-C / IEC 60304	Позиция	Цвет
1	синий	7	красный
2	оранжевый	8	чёрный
3	зелёный	9	жёлтый
4	коричневый	10	фиолетовый
5	серый	11	розовый
6	белый	12	бирюзовый (aqua)

Волокна 13–24 в 24-волоконном модуле повторяют последовательность с чёрной полосой-трассером (жёлтый трассер на чёрном волокне). Модули следуют той же последовательности; заполнители натуральные или серые. Номер волокна в кабеле = (номер модуля − 1) × 12 + позиция волокна. Существуют другие схемы — немецкая DIN VDE 0888 (красный, зелёный, синий, жёлтый, белый, серый, коричневый, фиолетовый, бирюзовый, чёрный, оранжевый, розовый) и фирменные наборы с неокрашенными волокнами у российских и азиатских производителей — поэтому схема сварок должна указывать, какую раскладку использует кабель (Документирование и маркировка).

Цвета оболочек: жёлтый — одномод, оранжевый — OM1/OM2, бирюзовый — OM3/OM4, лаймовый — OM5, чёрный — наружный (любое волокно); внутренние цвета — соглашения, а не стандарты (Этикетки и цветовые коды).

Чтение паспорта кабеля

Параметр	Типичные значения (наружный модульный)	Почему важно
Тип и число волокон	G.652.D / G.657.A1, 12–288; OM4 внутри зданий	бюджет линии и план разъёмов (Типы волокна)
Кабельное затухание	≤ 0,36 дБ/км на 1310, ≤ 0,22 дБ/км на 1550 (макс.); проектировать по ним, а не по значениям голого волокна	волокно в кабеле при −40 °C — не волокно на катушке (Бюджет линии)
Допустимое растяжение	монтажное 1 500–2 700 Н (ADSS 10–30 кН по пролёту); долговременное 600–1 000 Н	пределы протяжки и задувки; деформация волокна остаётся ниже 0,2 % долговременно (Надёжность и старение)
Раздавливающее усилие	1 000–3 000 Н на 100 мм (IEC 60794-1-21 E3)	грунт, лотки, зажимы
Удар, кручение, многократный изгиб	по IEC 60794-1-2	обращение на объекте
Минимальный радиус изгиба	20 × D под натяжением, 10 × D в проложенном состоянии (у некоторых 15 × / 10 ×)	повороты каналов, ввод в муфту, углы лотков
Температура	монтаж −10 … +50 °C; эксплуатация −40 … +70 °C (варианты до −60 °C для северных широт); хранение −40 … +70 °C	монтаж на холоде трескает оболочки; холод в эксплуатации добавляет потери на микроизгибах
Водопроницаемость	столб 1 м, 24 ч, без протечки на 3 м (IEC 60794-1-22 F5)	муфты всё равно герметизировать — кабель блокирует только продольный поток
Диаметр и масса	8–20 мм, 60–300 кг/км	заполнение каналов, размеры барабанов, нагрузки на опоры
Броня и оболочка	стальная лента, проволочная, диэлектрическая; HDPE, LSZH, нейлон от термитов	среда (Прокладка)
Пожарный класс	см. выше	внутренняя трасса
Длина на барабане	типично 2–6 км, до 12 км у микрокабелей	число мест сварки на трассе
Стандарты	IEC 60794-3 (наружные), 60794-2 (внутренние), 60794-4 (подвес вдоль ЛЭП), 60794-5 (микроканальные); Telcordia GR-20; ГОСТ Р 52266 в России	что писать в техзадании (Карта стандартов)

Выбор кабеля

Ситуация	Выбрать	Избегать
Канал, длинная трасса, ожидается рост	модульный 144–288 или микроканалы с задувными микрокабелями	внутренний кабель с плотным буфером снаружи
Прокладка в грунт	бронированный модульный (стальная лента или диэлектрик), две оболочки	небронированный кабель в местах с грызунами
Вдоль или на ЛЭП	ADSS под пролёт и напряжённость поля или ОКГТ на месте грозотроса	любой металлический кабель рядом с ВН
Опоры, быстрый монтаж	восьмёрка или ADSS с короткими пролётами	внутренний кабель, прикрученный к тросу
От ввода в здание до стойки	универсальный сухой модульный LSZH	наружный полиэтиленовый кабель на 50 м по зданию
Стояки и горизонталь внутри	распределительный с плотным буфером LSZH/OFNR, пленумный где требуется	гелевый кабель вертикально (гель мигрирует)
Дата-центр между рядами	претерминированные транки MPO, сворачиваемые ленты большой ёмкости между залами	сварка сотен волокон в поле
FTTH, последние 50 м	плоский или круглый drop с G.657.A2/B3	G.652 в тугих квартирных изгибах
Жёсткие временные условия	полевой полиуретановый с защищёнными разъёмами	обычные патч-корды на улице

В CodingBox

В памяти модуля ничего не сказано о кабеле, но два его поля связаны с выбором кабеля: паспортные длины предполагают кабельное затухание стандартного кабеля, а код разъёма должен совпадать с оконечиванием транка — MPO для параллельной оптики, LC для дуплекса. CodingBox показывает оба, чтобы кабель, кросс и модуль заказывались как одна система (Check transceiver, Breakout и кабелирование MPO).