53№ 5 (306), 2007 53№ 5 (306), 2007

Оптическое волокно (ОВ) как среда распростра-нения электромагнитных сигналов в настоящее вре-мя не имеет конкурентов. Оно уже стало и останет-ся в обозримом будущем основой линий передачи сетей связи.

Сами сети связи тоже претерпевают изменения. Прежнее разделение электрических кабелей связи на магистральные, зоновые, городские, станцион-ные и абонентские теряет свой смысл под напором информационных потоков. Становится весьма ус-ловным деление Единой сети электросвязи на пер-вичную и вторичную. Скорее всего, можно говорить о транспортной сети связи и окружающей ее сети

доступа. В этих условиях роль оптических кабелей (ОК) в обеспечении передачи потоков информации становится преобладающей.

Подтверждением этому могут служить два показа-теля – темпы внедрения и техническое превосходство.

Темпы внедрения (рис. 1 и 2). ОК – сравнительно мо-лодое, но интенсивно развивающееся направление ка-бельной техники. Заявив о себе в последней четвер-ти прошлого столетия, ОК смогли быстро и без особых усилий потеснить традиционные электрические кабели связи, заняв лидирующее положение в этой области ка-бельной техники по темпам развития (в мире – 12–15 %, в России и других государствах СНГ – около 30 %).

Ю.Т. Ларин, д-р техн. наук, заведующий отделом

ОАО «ВНИИКП»

Рис. 1. Динамика мирового потребления кабелей связи в 2000–2006 годах

2000-2006

100100

100

90,592101,5

72,4

88,3

58,269,8

88

57,1

71,1

93,5

5968,4

97,5

71,667,4

98,2

75,4

0

20

40

60

80

100

120

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

. 1

НАУКА И ТЕХНИКА

%

Годы

5�5�

0

20

40

60

80

100

120

140

160

'99 '00 '01 '02 '03 '04 '05 '06 '07 '080

20

40

60

80

100

120

140

160

180

( . )( .)

. 2Рис. 2. Темпы роста производства оптических кабелей (тыс. км) и роста капитальных вложений (млн долл.) в мире

Рис. 3. Полевые оптические кабели модульной конструкции

Рис. 4. Конструкция оптического кабеля с профилированным сердечником

1 1 - 50/125;2 -

;2 3 -

;3 4 - ;4 5 -5 ,

8(4 4

);6 6 – ;7 7 -

;8 8 - –

;9 9 - .

. 3

–;

–;

1 – ;2 – ;3 – ;4 – ;5 – ;6 – ;7 –

.

НАУКА И ТЕХНИКА

тыс. км млн долл.

Годы

55№ 5 (306), 2007 55№ 5 (306), 2007

1 – ;2 – ;3 – ;4 – ;5 – ;6 – ;7 – ;8 – ;9 –

.

Рис. 5. Конструкция грузонесущего плавучего оптического кабеля

«Традиционная медь» отреагировала на «квар-цевую экспансию» появлением LAN-кабелей с витой парой, но в области магистральных и зоновых кабе-лей связи признала свое поражение.

Техническое превосходство. Информационная транспортная сеть призвана обеспечить передачу сигнала до пункта назначения на любые расстояния с максимальными скоростью и надежностью. Глобали-зация транспортной сети потребовала к 2007 году уве-личить скорость передачи информации по локальным сетям на 1000–2000 %, а по глобальным – на 400–600 %. Обеспечение передачи таких потоков по традицион-ным электрическим кабельным сетям невозможно даже при переходе к многоканальным системам пере-дачи со спектральным разделением, а также при ис-пользовании технологии мультиплексирования.

С помощью ОК можно решить эту проблему. В этом им нет равных. Теоретически они позволяют почти мгновенно передавать колоссальные объемы инфор-мации на неограниченные расстояния. Использование технологии мультиплексирования оптических каналов по длине волны (WDM) обеспечивает возможность со-здания полностью оптических транспортных сетей.

Эти преимущества явились основой для начала разработок конструкций ОК во Всероссийском (во вре-мена СССР – Всесоюзном) научно-исследовательском, проектно-конструкторском и технологическом инсти-туте кабельной промышленности (ОАО «ВНИИКП»). Отсчет начала работ можно вести с 1976 года, когда в отделе электрических кабелей связи появилась ла-боратория оптических кабелей связи. В 1979 году был создан отдел, который сразу активно включился в ра-боту. Основной задачей ОАО «ВНИИКП» стали разра-ботки магистральных, внутриузловых и специальных кабелей и оптического волокна, а также организация их производства.

ОАО «ВНИИКП» были разработаны кабели мо-дульного типа (современная модификация которого представлена на рис. 3), а также кабели с профили-рованным сердечником (рис. 4).

Были разработаны основы конструирования су-довых кабелей, кабелей-тросов, комбинированных электрооптических кабелей, монтажных кабелей и проводов. Идея расщепления фазовых электри-ческих жил в электрооптических кабелях на множес-тво гибких проводников (рис. 5) позволила решить задачу создания гибкого кабеля-троса для буксиру-емых гидроакустических антенн с высокой прочнос-тью, гибкостью и нулевой плавучестью.

В период до 2000 года были проложены и пуще-ны в эксплуатацию волоконно-оптические линии связи в крупнейших городах России, от ее западных гра-ниц до Владивостока. ОК стали незаменимы в локаль-ных сетях связи. Электронная почта, конференц-связь, банковское дело, высокоскоростные закрытые линии передачи, военное применение – это далеко не пол-ный перечень применения ОК.

Однако настоящее время диктует новые условия и требования. Прежние конструкции кабелей уже не устраивают разработчиков новых систем. ОК долж-ны не только обеспечивать быстроту передачи ин-формации, но и выполнять целый ряд специфичес-ких и универсальных функций.

Освоение глубин океанов и шельфовой части не-возможно без гидроакустических методов разведки. Причем глубина, на которой могут проводиться ис-следования, достигает 6000 м. С этой целью ОАО «ВНИИКП» были сконструированы и изготовлены уникальные образцы ОК (рис. 6), позволяющие со-единять внешние элементы акустических систем с аппаратурой, находящейся внутри обитаемо-го объекта, через прочный корпус без проходных

НАУКА И ТЕХНИКА

5656

Рис. 8. Сигнально-блокировочный электрооптический кабель

Рис. 6. Кабель оптический с продольной и радиальной герметизацией

Рис. 7. Комбинированный грузонесущий морской кабель

1 – ;2 – , ;3 – ;4 – ;5 – ;6 – ;7 – ;8 –

;9 – ;10 – ;11 –

10

11

9

4

1

23

5

68

7

1 – ();

2 – ();

3 – ( );4 – ;5 – ;6 –

НАУКА И ТЕХНИКА

57№ 5 (306), 2007 57№ 5 (306), 2007

Рис. 9. Принципиальная схема системы измерения температуры

Рис. 10. Распределение температуры по длине кабеля-датчика

. 9.

. 10. -

НАУКА И ТЕХНИКА

5�

соединителей, что существенно повышает надеж-ность системы.

Комбинированный грузонесущий морской кабель (рис. 7) обеспечивает соединение гидроакустичес-кой антенны с бортовой аппаратурой подводного ка-беля на расстояниях до 800 м, что невозможно сде-лать с использованием радиочастотных кабелей. Допустимое разрывное усилие до 15 кН и возмож-ность многочисленных смоток-размоток делают это изделие уникальным в своем классе.

Электрооптические кабели, в частности комбини-рованные сигнально-блокировочные кабели (рис. 8), начинают находить широкое применение и в желез-нодорожном транспорте.

Значительный вклад в развитие высокоподвиж-ных систем связи внесен ОАО «ВНИИКП» при созда-нии серии ОК для дистанционного управления. При высокоскоростной размотке (в том числе в услови-ях повышенного гидростатического давления) могут использоваться кабели с броней из стальных оцин-кованных проволок и с оболочкой из термопластич-ного материала. При массе менее 600 г/км и боль-ших строительных длинах кабель имеет разрывную нагрузку не менее 50 Н.

Еще одной отличительной особенностью разра-боток ОК в настоящее время стала комплексность. Это означает создание не только ОК и оптических соединителей к нему, а системы, которая включает в себя все элементы волоконно-оптической линии связи и может быть легко применена в различных областях деятельности.

Примером этому могут служить контрольные сис-темы, в которых ОК играют роль не только провод-ника сигнала, но и сенсоров (рис. 9).

Перспективным направлением работ является создание ОК-датчиков, позволяющих проводить из-мерения физических параметров (например, темпе-

ратуры) по всей длине кабельной линии. Использо-вание таких датчиков даст возможность снизить ве-роятность перегревов силовых кабелей в кабельных каналах и предотвратить возникновение пожаров.

Измерение температуры осуществляется по всей длине кабеля-сенсора, подключенного к при-бору, установленному в помещении. В системе используются специальные малогабаритные ка-бели-сенсоры, отличающиеся высокой механи-ческой прочностью к воздействию всех видов на-грузок: растяжению, давлению и изгибам. При этом наружный диаметр кабелей – 6 мм и менее. Тем-пературный диапазон работы кабелей-сенсоров от –60 до +70 °С. Строительные длины кабелей до 5 км и более. Сам кабель прокладывается по трас-се, анализ температуры которой представляет ин-терес. Он может лежать в земле или канализации, может быть подвешен между опорами, укреплен на стенах, под потолком или под полом. Кабель может эксплуатироваться в качестве самонесущего для спуска в шахту, скважину и т.п.

Чувствительность измерений по температуре и разрешающая способность по расстоянию зави-сят от времени регистрации сигнала или, что одно и то же, времени измерений. Чувствительность из-мерений до 0,5 °С достигается при времени измере-ния порядка 5 мин и до 0,25 °С – при времени изме-рения до 10 мин. Абсолютная погрешность измере-ний не выше 1 °С. Разрешение по длине отдельных нагретых участков кабеля не менее 3 м (рис. 10). Эти характеристики справедливы на длине кабеля-сенсора до 10 км. Лучшие показатели по темпера-турной чувствительности достигаются на начальных участках до 3–5 км.

Этот универсализм ОК – залог долголетия и быс-трого их внедрения в различные области науки и техники.

НАУКА И ТЕХНИКА

Стоимость подписки (без учета НДС – 18%):для членов Ассоциации «Электрокабель» – 885 руб.для учебных заведений и студентов – 354 руб.для остальных подписчиков России и стран СНГ – 1062 руб.для подписчиков других зарубежных стран – € 30По вопросам подписки обращайтесь к Алле Евгеньевне Тимофеевой: (495) 918–1627Копию платежного поручения с отметкой банка об исполнении для юридических лиц или квитанцию почтового перевода для физических лиц вышлите, пожалуйста, по адресу: ООО «Журнал «Кабели и Провода», Россия, 111024, Москва, шоссе Энтузиастов, дом 5, офис 1202. E-mail: kp@vniikp.ru

Price of the 6 mounth subscription (3 editions) outside Russia/CIS: € 30

ПОДПИСКА НА ЖУРНАЛ «КАБЕЛИ И ПРОВОДА» ЧЕРЕЗ РЕДАКЦИЮ на I полугодие 2008 г. (3 номера)

Реквизиты для оплаты в рублях:

ИНН 7722159427; КПП 772201001; ОКОНХ 87100р/с: 40702810238120102932 в Лефортовском ОСБ 6901«Сбербанк России ОАО», г. Москва, к/с: 30101810400000000225БИК 044525225; ОКПО 18711078.

Подписной индекс

в каталоге агентства «Роспечать» – 79943в «Объединенном каталоге. Пресса России. Газеты и журналы» – 41915