Монтаж волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) считается самым сложным в процессе создания связи этого типа. Это связано с необходимостью соединение его сегментов в общую линию. Согласно предварительно сформированному проекту оптические кабели могут быть размещены в кабельную канализацию, кабельный коллектор, в грунт непосредственно или с помощью кабелеукладчика, или быть выполнены на подвесе для формирования воздушной линии связи.

Для каждой среды выбирается свой тип кабеля. Для внешней прокладки выбираются материалы с повышенным сопротивлением перепаду температур, воздействию солнечного света, влаги, механических нагрузок, агрессивных сред. Они более массивные, тяжелые, более сложные в монтаже и более дорогие, чем кабели для внутренней прокладки.

Соблюдать это разделение необходимо очень четко, т.к. практически нет кабельной продукции, пригодной одновременно для внутреннего и внешнего использования. Номенклатура имеющихся на сегодняшний день оптический кабелей настолько широка, что разобраться в них безошибочно могут только высококвалифицированные сотрудники, например, из числа работников нашей компании.

Для того чтобы ВОЛС обеспечивала хорошую скорость передачи данных и работала бесперебойно, необходимо правильно смонтировать непосредственно сами оптические волокна. Для их соединения существует два способа – механическое соединение и сварка. При применении механического способа волокна соединяются с помощью специального устройства. В нем они протягиваются навстречу друг другу, скрепляются специальными защелками, а пространство между ними заполнятся специальным гелем. Это соединение уступает в качестве сигнала соединению с помощью сварки. Также на качество связи может повлиять отклонение от требуемого угла размещения кабеля, в результате которого гель может смещаться.

Сварка оптических волокон проводится в полуавтоматическом режиме с помощью специального сварочного аппарата, который как сплавляет волокна воедино, так и защищает соединение. Перед выполнением работ оптический кабель разделывают (снимают внешнюю изоляцию и изоляцию отдельных модулей), очищают волокна от гидрофорбного материала, надевают на концы волокон комплект для защиты соединений (КДЗС), снимают защитный слой с волокон, протирают спиртом. Потом волокно укладывают в зажимы сварочного аппарата, который их автоматически соединяет.

Электродуга разогревает волокна до нужной температуры, после чего они соединяются путем микродоводки. Сварочный прибор тут же проверяет прочность соединения, после чего место сварки закрывается КДЗС и помещается в тепловую камеру для термоусадки защитных соединений.

Полученное кабельное соединение укладывают в сплайс-кассету, где сращиваемые волокна находятся в структурах, способствующих их сонаправлению, размещают в оптическую муфту.

Соединение оптических волокон требует высокой точности и наработанных навыков, т.к., например, при соединении волокон техническим путем угол отклонения не может превышать 1,5 градуса, что в ряде случаев требует применения микроскопа.

Чтобы к ВОЛС можно было подключить пользовательские приборы, оптические волокна подключаются к оптическим кроссам с помощью пигтейлов, представляющих собой короткие куски оптического волокна с разъемами. Кросс представляет собой коробку, в которой с одной стороны выполнены оптические разъемы, а с другой размещена сплайс-кассета оптоволокнами.

После проведения монтажа заказчику предоставляются документы, в которые могут входить протоколы измерения затухания, протоколы входного контроля строительной длины, протоколы монтажа муфты, оптических кроссов, рефлектограммы на участке регенерации.

1. Подземные и воздушные кабельные вводы

Все существующие волоконно-оптические кабели можно разделить на кабели внутренней прокладки, кабели внешней прокладки и кабели специального назначения.

По конструктивным особенностям все ОК можно разделить по виду вторичного защитного покрытия (ВЗП) или оптического модуля на кабели с плотной, свободной и ленточной укладкой волокна. Выбор конкретной конструкции кабеля определяется его назначением и требованиями, предъявляемыми к его характеристикам.

Плотное защитное покрытие применяется, как правило, во внутриобъектовых кабелях с высокой плотностью заполнения, гибкостью и простотой изготовления, низкими растягивающими нагрузками и ограниченным рабочим диапазоном температур.

В качестве материала для плотного буферного покрытия применяются термопластические материалы, имеющие низкий ТКЛР, близкий к ТКЛР стекла, и обладающие высокой гибкостью, прочностью и высоким сопротивлением истиранию.

Волокна, имеющие плотное ВЗП, могут использоваться индивидуально, образовывать пучки, связки волокон или повивную конструкцию. При повивной скрутке ОВ скручиваются вокруг центрального силового элемента (ЦСЭ). В ОК, к которым предъявляются жесткие требования по растягивающим и раздавливающим нагрузкам в широком температурном диапазоне, используется свободная укладка ОВ в защитном покрытии в виде трубки из полимерного материала, алюминия или нержавеющей стали.

В таких кабелях ОВ или пучки ОВ размещаются внутри трубки с избыточной длиной для обеспечения стойкости к растягивающим напряжениям. Такой способ укладки ОВ используется, как правило, в кабелях наружной прокладки. При этом существуют многомодульные конструкции кабелей, в которых оптические модули скручиваются вокруг ЦСЭ. Иногда сердечник таких ОК состоит из ОМ и корделей (заполнителей) или ОМ и жил дистанционного питания. В кабелях наружной прокладки ОМ иногда располагаются в пазах профилированного сердечника, который представляет собой цилиндрический пластмассовый стержень с прямоугольными или Чобразными пазами.

Расположение трубок или канавок по спирали придает ОВ дополнительную степень свободы. В центре профилированного сердечника размещается обычно силовой элемент. Если необходима дополнительная защита от влаги оптический модуль может быть заполнен гидрофобным заполнителем. Укладка ОВ в ленту используется в кабелях с большим количеством волокон, при этом ОВ в первичном покрытии располагаются в один ряд и соединяются в ленту при помощи, например, связывающего материала ультрафиолетового отверждения. Несколько плоских лент могут соединяться в матрицу, что увеличивает количество волокон в десятки раз, существенно не изменяя конструктивных размеров кабеля.

Кабель внешней прокладки в зависимости от условий их применения можно разделить на кабели для прокладки в трубах, кабельной канализации, коллекторах, непосредственно в грунт, подвесные и подводные. Кабели этой категории подвержены значительным механическим нагрузкам, возникающим в процессе их прокладки и эксплуатации. Температурные изменения окружающей среды, в которой находится кабель, также приводят к дополнительным механическим нагрузкам. Вредное влияние оказывают различные химически агрессивные вещества и влага. Воздействие грызунов на кабель может привести к ухудшению его рабочих характеристик или полному выходу из строя.

Все эти факторы определяют основные конструктивные элементы, характерные для этой категории кабелей. К таким элементам относятся трубки со свободной укладкой оптических волокон, скрученные вокруг металлического или диэлектрического ЦСЭ или одна центральная трубка для укладки большого числа ОВ; заполнение свободного пространства ОК ГЗ или водоблокирующие ленты для обеспечения продольной водонепроницаемости; силовые элементы в виде слоев армидных нитей, стеклопластиковых стержней или стальной проволоки; защитная броня либо в виде стальной (чаще гофрированной) ленты для защиты от механических повреждений и грызунов, либо в виде крученых стальных нержавеющих или оцинкованных проволок, наложенных слоями для придания нужных механических защитных свойств; защитный шланг из полиэтилена черного цвета.

Кабели для наружной прокладки.

Кабели для прокладки в земле эксплуатируются, в основном, при изменении температурного режима от – 60оС до +55оС, при воздействии на них воды, льда, гидростатического давления воды, агрессивных жидкостей, ударов

твердых пород и пр. ОК данного типа прокладывают с помощью обычного оборудования, используемого для прокладки магистральных кабелей связи. Примеры конструкции ОК для прокладки в земле представлены на рисунке 1.

Рассмотрим более подробно конструкцию кабеля изображенную на этом рисунке. Оболочка из полиэтилена служит защитой от проникновения влаги. Гофрированная стальная оболочка защищает кабель от повреждения при прокладке и грызунов. Наружный слой из полиэтилена уменьшает трение кабеля при его прокладке. Гидрофобный заполнитель кабеля препятствует проникновению внутрь влаги. При этом оптические характеристики ОВ при эксплуатации не ухудшаются. Общий диаметр кабеля (Д_н) составляет 14 … 25 мм.

Рисунок 1 – Конструкция кабеля для прокладки в земле: 1-ОВ; 2-заполнитель; 3-ОМ; 4-ЦСЭ; 5-кордель; 6-ГЗ сердечника; 7-скрепляющая обмотка; 8-армирующий слой; 9-оболочка; 10(1)-гофрированная броня; 10(2)-подушка под броню; 11-ГЗ брони; 12-ленточная броня; 13-шланг

Свободное размещение ОВ без натяжения и бокового давления в ОМ сердечника, подвижность волокон при изгибе кабеля и растяжении, высокая прочность, стойкость к удару и сжатию (вследствие применения алюминиевой или стальной гофрированной оболочек), экранирование и защита от удара молнии, возможное наличие токопроводящих жил питания, герметичность конструкции обеспечивают высокие эксплуатационные свойства данной конструкции и ее надежность. Минимальный радиус изгиба кабеля 20Д_Н, максимально допустимое усилие растяжения от 2,5 до 4,0 кН.

Кабели для прокладки в каналах кабельной канализации, трубах и коллекторах должны иметь высокую механическую стойкость к растягивающим и изгибающим нагрузкам, продавливанию, кручению, влаге. Прокладку этих кабелей осуществляют протяжкой строительной длины в трубы, выполнены из полиэтилена, асбестоцемента или бетона. Длина участков для прокладки ОК может составлять от 100 до 500 м..

2. Электромонтаж в помещениях

Основная особенность электромонтажа в производственных помещениях – это большой перечень работ с высокими материальными затратами. Любые ошибки могут привести к поломке дорогостоящего оборудования, неполадкам производственных линий, к коротким замыканиям, пожару и гибели людей. Поэтому перед началом монтажных работ составляется план электромонтажа с детализацией схем каждого помещения, расчетами мощностей и перечнем необходимых материалов.

Ключевые особенности электромонтажа производственных помещений.

Каждое производственное помещение должно быть оснащено электрическим щитком, который оборудован рубильником. Обязательное разделение освещения различных производственных помещений. Установка индивидуальных автоматов на все электрооборудование по отдельности для повышения безопасности эксплуатации всей производственной линии. Монтаж проводки в производственных помещениях осуществляется в специально предусмотренных для этого лотках и металлических трубах.

Необходимость монтажа кабелей высокого напряжения. Необходимость применения специальной оснастки и инструмента с учетом специфики помещений. Производственное оборудование должно заземляться. Электромонтажные работы промышленных объектов должны проводиться на основании принятых норм законодательства и с учетом высоких требований надежности.

Перечень электромонтажных работ в производственных помещениях. Монтаж электрической системы на объектах промышленности отличаются повышенной сложностью по сравнению с электромонтажом жилого фонда.

В общем виде весь перечень работ можно представить в следующих этапах:

• установка и введение в эксплуатацию вводно-распределительной оснастки помещений;
• монтирование кабелей и оборудование электрических стояков;
• монтаж системы освещения каждого помещения;
• подсоединение электрических щитков, рубильников, устройств учета расходования электроэнергии;
• подключение электрооборудования к сети, монтаж систем заземления;
• ремонт и обслуживание системы электроснабжения предприятия.

Каждое предприятие имеет свои технологические особенности, поэтому перечень работ может быть расширен с учетом требований того или иного оборудования.

3. Техника безопасности при монтаже внутридомовой сети в зданиях и сооружениях

Электромонтажные работы промышленных помещений должны проводиться группой специалистов, инженеров-электриков, имеющих доступ к таким видам работ. Квалификация мастеров должна быть заверена соответствующим образованием. Электромонтаж, установка оборудования проводятся четко с соблюдением норм электро- и пожарной безопасности. Исполнение этих норм гарантирует правильный запуск производственной линии и других электромонтажных объектов предприятия.

Главный момент соблюдения норм безопасности – установка строго регламентированного оборудования и монтаж соответствующей по мощности и сечению кабельно-проводниковой продукции. При работе с оптическим волокном следует избегать попадания отходов ОВ на одежду и открытые участки тела. Работу нужно выполнять в защитном фартуке из прорезиненной ткани. Отходы волокна необходимо собирать в отдельную коробку, а после окончания работы оставить отходы в специально отведенном месте. При разделке концов Ок необходимо избегать попадания гидрофобного заполнителя на слизистую оболочку глаз.

Вопросы охраны труда и техники безопасности при проектировании методов производства монтажных и демонтажных работ в стесненных условиях настолько сложны, что требуют разработки специальных разделов, проведения отдельных обследований конструкций реконструируемых зданий с применением современных методов и средств диагностики.

По результатам обследования составляется акт, на основании которого разрабатывается проект производства работ.

Указания по технике безопасности при производстве монтажных и демонтажных работ вместе с входящими в состав проекта производства работ технологическими картами и другими необходимыми документами должны находиться непосредственно на стройплощадке. Работу по демонтажу или ремонту отдельных конструктивных элементов начинают только после передачи объектов (получение допуска) заказчиком подрядчику для производства строительно-монтажных (демонтажных) работ.

До начала работ по демонтажу или разборке должны быть выполнены все предусмотренные в ППР мероприятия:

• огражден участок производства работ и мест, представляющих наибольшую опасность;
• в зависимости от расположения входов (лестничных клеток), а также от степени разборки здания определены места входа работающих, установлены защитные настилы и козырьки;
• вывешены у проходов к месту производства демонтажных работ предупредительные надписи (знаки) о категорическом запрещении входа на участок работ посторонним лицам и организован для предупреждения этого мероприятия соответствующий надзор;
• отключены магистральные водопроводные, электрические, газовые, теплофикационные, канализационные и другие сети, приняты меры, обеспечивающие их сохранность:
• заделаны оконные и дверные проемы, не предусмотренные в ППР в качестве входов;
• подготовлены и установлены в зоне производства работ инвентарь, приспособления и средства для безопасной работы;
• смонтированы и установлены машины, механизмы и оборудование, предусмотренные в ППР, и снабжены технологическими картами на отдельные виды работ;
• временно усилены конструкции, служащие опорами для рабочих при ведении работ.

Перед началом демонтажных работ на реконструируемом объекте производят повторный осмотр конструкций для уточнения принятых проектных решений и возможности использования материалов и самих элементов в производственных щелях. Осмотр осуществляют представители строительно-монтажной организации и заказчика.

Производство строительно-монтажных работ при реконструкции с использованием грузоподъемных кранов создает особые трудности при совмещении нескольких работ, особенно если предприятие в период реконструкции действующее. Согласно требованиям СНиП «Техника безопасности в строительстве» запрещается выполнять работы, связанные с нахождением людей в зонах, где производятся подъем и перемещение, а также монтаж или демонтаж элементов конструкций и оборудования.

Опасные зоны занимают значительную площадь, а их выделение в условиях реконструкции, как правило, связано с ограничением производственной деятельности предприятия. В целях наилучшего совмещения работ при реконструкции и производственной деятельности предприятия необходимо разрабатывать специальные решения по повышению безопасности работ с применением грузоподъемных кранов.

Разработка таких решений должна осуществляться с учетом правил устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов, включая выбор крана в соответствии с его техническими характеристиками. Кроме того, в этих решениях должны быть указаны ограничения зоны работы крана в охранной зоне ЛЭП или зоне других коммуникаций действующего предприятия, меры обеспечения безопасности при совместной работе двух кранов или подаче грузов кранами в проемы перекрытий и другие места, не видимые машинистом крана.

Порядок организации и проведения работ, связанных с огнем на предприятиях, относящихся к категории пожаро — и взрывоопасных, определяется особыми положениями и инструкциями, однако во всех случаях разрешение на право проведения огневых работ на таких объектах выдается только главным инженерам строительства или лицом, его заменяющим.

4. Обслуживание линии связи

Обслуживание ВОЛС – крайне значимое мероприятие, поскольку сегодня использование волоконно-оптической линии связи с целью передачи информации между удалёнными объектами занимает очень серьезное место в современном мире. Данный способ может использоваться не только в рамках одного здания – он актуален сразу для нескольких зданий, которые объединены компьютерной сетью.

Главное преимущество ВОЛС заключается в неспособности световолокна гасить сигнал в радиусе 100 км, поэтому обслуживание волоконно оптических линий связи гораздо проще в сравнении с сетями, где основой служит медный кабель.

Залогом функционирования ВОЛС без сбоев и прочих проблем выступает грамотное проектирование линии связи, которое должны осуществлять квалифицированные и опытные специалисты. Они смогут учесть всевозможные нюансы, особенности проекта и произвести правильный подбор элементов системы.

Основными задачами проектировщика считаются:

• вычисление требуемых параметров и выбор оптического кабеля;
• подбор коммутационно-распределительных модулей;
• определение оптимального метода прокладки кабеля;
• определение способа соединения кабеля.

Грамотное решение вышеуказанных задач положительно скажется на надежности, безотказности и долговечности работы ВОЛС.

Обслуживание ВОЛС (Рис. 2) – это периодический процесс поддержания оптоволоконных линий связи в состоянии максимальной эффективности и работоспособности. Задачей технического обслуживания является проведение профилактических и ремонтных текущих работ с целью предупреждения отказов ВОЛС.

Рисунок 2 – Техническое обслуживание ВОЛС

Техническое обслуживание ВОЛС обеспечивает:

• бесперебойное действие всех обслуживаемых сооружений, а также подготовку их к работе в особо сложных условиях;
• содержание всех сооружений в пределах действующих норм и технических условий, а также всемерное улучшение их технического состояния;
• четкое выполнение действующих правил, руководств и инструкций по вопросам технической эксплуатации;
• повышение рентабельности предприятий, систематическое снижение трудовых и материальных затрат на содержание обслуживаемых сооружений;
• внедрение новой техники, передовых методов и научной организации труда;
• ведение эксплуатационно-технического учета;
• проведение разъяснительной работы по обеспечению сохранности линейных сооружений.

В зависимости от характеристики трассы кабельной линии, наличия и состояния дорог в разное время года, технической оснащенности участка и т. п. применяются следующие методы организации обслуживания линейных сооружений ВОЛС: централизованный, децентрализованный (участковый) и комбинированный.

Централизованный метод предполагает сосредоточение всего персонала кабельщиков-спайщиков в месте дислокации КУ, моторизованный осмотр трассы, ремонт и профилактику специализированными бригадами, использование радиостанций для связи бригад с КУ.

Децентрализованный метод применяется в случае, когда невозможно организовать моторизованный осмотр трассы. При этом подлежащая обслуживанию трасса разбивается на участки, на каждом из которых, т.е. в непосредственной близости, дислоцируется персонал.

Комбинированный метод предполагает организацию обслуживания одной части трассы централизованно, а другой — участковыми монтерами. Содержание кабельных линий связи включает в себя техническое обслуживание и ремонт. Техническое обслуживание подразделяется на текущее (повседневное и периодическое) и планово-предупредительное.

При текущем и планово-предупредительном обслуживании осуществляется:

• технический надзор за состоянием трассы и выполнение правил охраны средств связи;
• технический надзор за всеми сооружениями и действием устройств автоматики, сигнализации и телемеханики;
• проведение профилактических работ;
• контроль за электрическими и оптическими характеристиками кабеля;
• устранение выявленных неисправностей;
• обеспечение аварийного запаса кабеля, арматуры и материалов (в том числе кабеля облегченной конструкции) для быстрого устранения повреждений на линии;
• содержание в исправном и работоспособном состояние механизмов, транспорта, приборов, приспособлений, инструментов и спецодежды, необходимых для проведения планово-профилактических и аварийновосстановительных работ;
• устранение аварий и повреждений;
• проведение охранно-разъяснительных работ;
• установка предупредительных знаков;
• подготовка линейных сооружений к работе в зимних условиях и в период паводков;

Систематическое обслуживание ВОЛС представляет собой поддержание оптоволоконных линий в нормальном состоянии, обеспечение их нормальной работоспособности и полной безопасности.

Обслуживание ВОЛС включает в себя:

• оказание полной информационной безопасности;
• диагностика и устранение неполадок, обеспечение нормальной работы всех элементов и узлов общей системы;
• предоставление консультаций пользователям;
• регулярное обновление антивирусной базы и ПО;
• проведение профилактических работ.

5. Виды работ по абонентским устройствам

Абонентское телефонное устройство — устройство, обеспечивающее абоненту телефонной сети подключение к коммутационной станции, передачу информации для выбора абонента, информационной или справочной служб телефонной сети ведения разговора.

Информация, передаваемая абонентами через передатчик, поступает на электрооптический преобразователь (ЭОП), роль которого выполняет лазер (Л) или светодиод (СД). Здесь электрический сигнал преобразуется в оптический и направляется в ОК. На приеме оптический сигнал поступает в оптико-электрический преобразователь (ОЭП), в качестве которого используется фотодиод (ФД), преобразующий оптический сигнал в электрический. Таким образом, на передающей стороне от передатчика до ЭОП, а также на приемной стороне от ЭОП до приемника действует электрический сигнал, а от ЭОП до ОЭП по оптическому кабелю проходит оптический сигнал.

Структурная схема передачи информации по оптическим кабелям приведена на рисунке 3.

Рисунок 3 – Структурная схема передачи информации по оптическим кабелям

Электрический сигнал, создаваемый частотным или временным методом, модулирует оптическую несущую, и в модулируемом виде световой сигнал передается по оптическому кабелю. В основном используется способ модуляции интенсивности оптической несущей, при котором от амплитуды электрического сигнала зависит мощность излучения, передаваемая в ОК.

Оптические системы передачи, как правило являются цифровыми (импульсными). Это объясняется тем, что передача аналоговых сигналов требует высокой степени линейности промежуточных усилителей, которую трудно обеспечить в оптических системах. Через определенные расстояния (5…. 100 км), обусловленные энергетическим потенциалом аппаратуры и величиной потерь в ОК, вдоль оптической линии располагаются линейные регенераторы (ЛР), в которых сигнал восстанавливается и усиливается до требуемого значения. Кроме того, для преобразования кода и согласования элементов схемы имеются кодирующие устройства — преобразователи кода (ПК) и согласующие устройства (СУ).

Преобразователь кода формирует требуемую последовательность импульсов и осуществляет согласование уровней по мощности между электрическими и оптическими элементами схемы ( от аппаратуры ИКМ поступает высокий уровень, а для электро преобразователей необходим весьма малый уровень).

Передающие и приемные согласующие устройства формируют и согласовывают диаграммы направленности (диаграмма направленности — это телесный угол, в котором действует максимальная интенсивность излучения) и апертурный угол между приемопередающими устройствами и кабелем.

Применяются также устройства ввода и вывода излучения, сростки, для сращивания оптических волокон и кабелей, направленные ответвители, фильтры и другие элементы оптического тракта.

6. Виды работ по смотровым устройствам

Необходимость в переустройстве линейно-кабельных сооружений может возникнуть при: перепланировке улиц и площадей, строительстве нетелефонных сооружений, строительстве и реконструкции мостов, увеличении емкости трубопроводов кабельной канализации, замене бронированных и подвесных кабелей кабелями, прокладываемыми в канализации, переносе распределительных шкафов с улиц в подъезды зданий. Работы, связанные с переустройством кабельной канализации, целесообразно совмещать с реконструкцией улиц и площадей, по которым проходит трасса канализации.

Все работы, производимые субподрядными организациями, связанные с перекладкой трубопроводов, переустройством колодцев, перекладкой и подвеской кабелей и т.п., должны согласовываться на месте с представителем организации, эксплуатирующей кабельную канализацию.

Работы по переустройству кабельной канализации должны производиться без длительного перерыва связи по кабелям, проложенным в канализации. С этой целью перед началом работ, связанных с отключением действующих связей, эти связи переключают на обходные направления. При переустройстве колодцев недействующей кабельной канализации необходимо выполнять следующие мероприятия, обеспечивающие сохранность кабелей, проложенных в канализации: место работ должно находиться под постоянным наблюдением; кабели следует надежно подвесить и защитить от механических повреждений; по окончании работ надо тщательно осмотреть все кабели, проходящие внутри колодца, и устранить обнаруженные повреждения.

При перепланировке улиц и площадей могут производиться следующие работы по переустройству кабельной канализации:

• изменение горизонтального направления трассы;
• углубление залегания трубопровода;
• опускание или подъем люков колодцев;
• усиление перекрытий;
• опускание или подъем колодцев.