Valokaapelit tele- ja tietoverkoissa

Transkriptio

1 Valokaapelit tele- ja tietoverkoissa 1

2 Sisältö Optiset kuidut ja niiden ominaisuudet Kaapelirakenteet Kaapeleiden testaus Asentaminen, jatkaminen ja päättäminen Kuvia kaapeleiden valmistuksesta 2

3 Monimuotokuidun (GK) vaimennus ja kaistanleveys Lähetettävä valopulssi Valonsäteiden eteneminen kuidussa Kuidun poikkileikkaus Taitekerroinprofiili Vastaanotettava valopulssi Ydin Taitekerroin muuttuu asteittain Halkaisija 62,5 µm ± 3 µm Elliptisyys 6 % Epäkeskisyys 3 µm Kuori Halkaisija 125 µm ± 2 µm Elliptisyys 2 % Vaimennus Aallonpituus 850 nm: 3,5 db/km Aallonpituus 1310 nm: 1,0 db/km Kaistanleveys Aallonpituus 850 nm 200 MHz km Aallonpituus 1310 nm: 500 MHz km 3

4 Yksimuotokuidun (SM) vaimennus ja dispersio Lähetettävä valopulssi Valonsäteiden eteneminen kuidussa Kuidun poikkileikkaus Taitekerroinprofiili Vastaanotettava valopulssi Ydin Muotokentän halkaisija (1310 nm): 9,3 ± 0,5 µm Muotokentän epäkeskisyys 1,0 µm Kuori Halkaisija 125 µm ± 2 µm Elliptisyys 2 % Vaimennus Aallonpituus 1310 nm: 0,40 db/km Aallonpituus 1550 nm: 0,25 db/km Kromaattinen dispersio Aallonpituus 1310 nm: 3,5 ps/(nm km) Aallonpituus 1550 nm: 18 ps/(nm km) 4

5 Vaimennus Vaimennus, db/km 3,0 2,0 Vesipiikki 1,0 850 nm 1310 nm 1550 nm 0,0 5 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 Aallonpituus, µm Kuidun vaimennuksen periaate

6 Monimuotokuitujen tyypilliset ominaisuudet 62,5/125 µm (GK / OM1) 50/125 µm (GI / OM2) 50/125 µm (OM3) Vaimennus 850 nm 3,5 db/km 2,7 db/km 2,7 db/km 1310 nm 1,0 db/km 0,8 db/km 0,8 db/km Kaistaleveys 850 nm 200 MHz km 500 MHz km 1500 MHz km (LED) 1310 nm 500 MHz km 800 MHz km 500 MHz km (LED) 850 nm 2000 MHz km (Laser) Numeerinen aukko 0,28 0,20 0,20 6

7 Yksimuotokuitujen tyypilliset ominaisuudet Standardikuitu (SM) (ITU-T G.652) Alhaisen dispersion kuitu (ITU-T G.655) Vaimennus 1310 nm 0,40 db/km nm 0,25 db/km 0,25 db/km Kromaattinen dispersio 1310 nm 3,5 ps/(nm km) nm 18 ps/(nm km) 0,1...6 ps/(nm km) Raja-aallonpituus 1260 nm 1470 nm 7

8 Kuituja toimituskeloilla 8

9 Sisältö Optiset kuidut ja niiden ominaisuudet Kaapelirakenteet Kuitujen päällysteet ja suojaus Kaapeleiden perusrakenteet Kaapelit erilaisiin käyttötarkoituksiin Kaapeleiden testaus Asentaminen, jatkaminen ja päättäminen Kuvia kaapeleiden valmistuksesta 9

10 Kuitujen päällysteet Väljä toisiopäällyste Täyteaine Ensiöpäällyste Tiukka toisiopäällyste Kuitu 2-3 mm 900 µm 250 µm SML/GKL SMT/GKT 10

11 Kaapelirakenteet Kerrattu rakenne Urarunkorakenne Ontelorakenne FZ... FX... FY... 11

12 Kuitunauhat Ensiöpäällyste Kuitu Nauhapäällyste 0,4 mm 1,1 mm 12

13 Kuitunauhat urarunkorakenteessa Yleisin kuitunauhakaapelin rakenne Suuri kuitujen pakkaustiheys Helppo kuitujen tunnistus Helppo ja nopea jatkaa Esim. 96-kuituinen, halkaisija vain 14 mm 13

14 Sisä- ja ulkokaapeleiden peruserot Materiaalien paloominaisuudet määritelty tarkasti Ei täyterasvaa Yleensä metalliton UV-säteilyn kestävä vaippa Pituusvesitiivis Laaja käyttölämpötila-alue (-45 C +70 C) Mekaanisesti vahva rakenne 14

15 Sisä- / ulkokaapeli Sisä- ja ulkotiloihin, SisU Nousu- ja aluekaapelointiin Metalliton, rasvaton, pituusvesitiivis Halogeeniton, UV-suojattu vaippa SML- ja GKL-kuidut Vetolujuus N Puristuslujuus 4000 N / 100 mm laatta Puristuslujuus N / 25 mm sauva Iskulujuus 30 J Vakiokaapelityypit 6, 12, 18, 24, 48 SML ja 4, 8, 12, 16, 24 GKL 4 SML + 8 GKL, 8 SML + 8 GKL 6 SML + 12 GKL, 12 SML + 12 GKL FXMSU 15

16 Metalliton kanavakaapeli Asennus ulos ja kanavaputkiin Aluekaapelointiin Metalliton, rasvatäytteinen SML- ja GKL-kuidut Vetolujuus 1750 N Puristuslujuus 7000 N / 100 mm laatta Puristuslujuus 1000 N / 25 mm sauva Iskulujuus 30 J Vakiokaapelityypit 6, 12, 18, 24, 48 SML ja 4, 8, 12, 16, 24 GKL 4 SML + 8 GKL, 8 SML + 8 GKL 6 SML + 12 GKL, 12 SML + 12 GKL FXOMU 16

17 Kanavakaapeli Asennus ulos ja kanavaputkiin Rasvatäytteinen Alumiinilaminaatti SML- ja GKL-kuidut Vetolujuus 1750 N Puristuslujuus 7000 N / 100 mm laatta Puristuslujuus 1000 N / 25 mm sauva Iskulujuus 30 J Vakiokaapelityypit 6, 12, 18, 24, 48 SML ja 4, 8, 12, 16, 24 GKL 4 SML + 8 GKL, 8 SML + 8 GKL 6 SML + 12 GKL, 12 SML + 12 GKL FXOHBMU 17

18 Maa- ja kanavakaapeli Asennus suoraan maahan tai kanavaputkeen Rasvatäytteinen Poimutettu teräsnauhasuoja (maadoitus) SML- ja GKL-kuidut Vetolujuus 2500 N Puristuslujuus 7000 N / 100 mm laatta Puristuslujuus 1500 N / 25 mm sauva Iskulujuus 50 J Vakiokaapelityypit 6, 12, 18, 24, 48 SML ja 4, 8, 12, 16, 24 GKL 4 SML + 8 GKL, 8 SML + 8 GKL 6 SML + 12 GKL, 12 SML + 12 GKL FXOVDMU 18

19 Ilmakaapeli Enintään 80 m pylväsväleille Rasvatäytteinen Kahdeksikkorakenne Kannatinvaijeri 7 x 1,57 mm SML- ja GKL-kuidut Vakiokaapelityypit 6, 12, 18, 24, 48 SML 4 SML + 8 GKL FXOHBMUK 19

20 Vesistökaapeli Maksimi asennussyvyys 75 m Kaksoisarmeerattu Hyvä kulutuskestävyys Asentuu hyvin vesistön pohjan mukaisesti Maksimi toimituspituus 7000 m Rasvatäytteinen Vetolujuus N Vakiokaapelityypit 6, 12, 18, 24, 48 SML FXOHBMPPMW 20

21 Asennuskaapeli Asennus johtokanaviin ja työasemakaapelointiin Halogeeniton (HF) rakenne 900 µm SMT- ja GKT-kuidut SM (keltainen), GK (vihreä) 1- ja 2-kuituinen rakenne 2,0 tai 2,9 mm halkaisija Vakiokaapelityypit 1, 2 SMT 1, 2 GKT FMS 21

22 Asennuskaapeli Hyllyasennuksiin ja työasemien valmiskaapeleihin Halogeeniton (HF) rakenne 900 µm SMT- ja GKT-kuidut SM (sininen), GK (vihreä) Liittimet asennettavissa suoraan kuituihin Vetolujuus 1000 N Vakiokaapelityypit 2, 4, 6, 8 SMT 2, 4, 6, 8 GKT FXMMS 22

23 Työasemakaapeli Asennus johtokanaviin Työasemien kaapelointiin Halogeeniton (HF) rakenne 900 µm GKT-kuidut Liittimet asennettavissa suoraan kuituihin Vetolujuus 700 N Vakiokaapelityypit 4, 8, 12, 16, 24 GKT FTMS 23

24 Kaapelin tyyppimerkintä SFS 5648 Kaapelityyppi F valokaapeli Sydänrakenne T tiukka kerrattu X urarunko Y ontelo Z väljä kerrattu Rakenneosat O rasvatäyte M muovivaippa P pyörölanka-armeeraus H metallisuojaus B laminointi V teräsnauha D poimutettu K kannatinköysi 24 Käyttöalue S sisäkäyttöön U ulkokäyttöön W vesistöihin Tyyppikoodit SM yksimuotokuitu GK monimuotokuitu 62,5/125 µm GI monimuotokuitu 50/125 µm GN monimuotokuitu 100/140 µm Päällystekoodit L 250 µm T 900 µm R Nauhakuitu FXOVDMU 1x6 SML + 3x4 GKL

25 Kuitujen tunnistusjärjestelmä SININEN MERKKILANKA SML: SI, VA, KE, VI, HA, PU PUNAINEN MERKKILANKA GKL: SI, VA, KE, PU GKL: SI, VA, KE, PU GKL: SI, VA, KE, PU REPÄISYLANKA 25

26 Sisältö Optiset kuidut ja niiden ominaisuudet Kaapelirakenteet Kaapeleiden testaus Optiset ominaisuudet Mekaaniset ominaisuudet Vesitiiviys Palo-ominaisuudet Asentaminen, jatkaminen ja päättäminen Kuvia kaapeleiden valmistuksesta 26

27 Testauksen periaatteet Kaapelin valmistaja tekee valmistuksen aikana ja ennen tuotteen luovutusta mittausohjelman mukaiset testit Kaikista kaapeleista mitataan Vaimennus MM-kuiduilla 850 nm ja 1300 nm SM-kuiduilla 1310 nm ja 1550 nm Kaapelin pituus 27

28 Suurin sallittu vetovoima EN method E1 Testattava kaapelipituus ( L 50 m ) Vaimennusmittaus Vetolaite F = 1 2 W W = 1 km pituisen kaapelin paino R = 1 m Kaapelikela 28

29 Puristuslujuus EN method E3 Laatta 100 mm + 2 x 5 mm Sauva 25 mm F F R = 5 mm Kaapeli Kaapeli Alusta Alusta 29

30 Iskulujuus EN method E4 m Paino Energia W = mgh h Pudotus 3 kertaa eri kohtaan kaapelia Iskupää Iskupään pyöristyssäde = 300 mm m Alusta Kaapeli Alusta Kaapeli 30

31 Vesitiiviys EN method F5 Testin kestoaika 24 h 1 m Vettä Tiivistys Vaatimus: Ei vuotoa kaapelin päästä Testattava kaapeli 3 m 31

32 Toistuva taivutus EN method E6 35 kertaa, jakso 2 s R R = 10d 20d...40 d Kaapeli Paino, F = N 32

33 Kaapeleiden paloturvallisuus Kaapelin palo-ominaisuudet Savukaasujen syövyttävyys Savunmuodostus Asennusten paloturvallisuus 33

34 Yksittäisenä itsestäänsammuva IEC Tuki Vaatimus: palamatta >50 mm matkalta ylemmästä tuesta määritellyn ajan jälkeen 475 mm 550 mm 600 mm Lievin palo-ominaisuuksia koskeva vaatimus Poltin 45 Tuki 34

35 Nippuna itsestäänsammuva IEC Kategoriat ei-metallisen aineen määrän mukaan: A (7 l/m) B (3,5 l/m) C (1,5 l/m) Nipussa olevien näytteiden määrä riippuu kategoriasta Vaatimus: Ei saa palaa yli 2,5 m korkeudelle polttimesta Kaapelinippu 75 mm Poltin 0,5 m 3, 5 m 35

36 Savukaasujen syövyttävyys IEC ja IEC Halogeeniton tarkoittaa, että halogeenipitoisuus on alle 5 mg/g (0,5 %) Halogeeniton kaapeli = Kaapelin kunkin rakenneosan halogeenipitoisuus erikseen on alle 5 mg/g PVC:n palaessa syntyy yhdessä kosteuden kanssa suolahappoa! HCl 36

37 Savunmuodostus IEC ja IEC Savunmuodostuksella on keskeinen merkitys pelastus- ja sammutustyölle Testaus perustuu läpäisykyvyn mittaukseen valonsäteen avulla Vaatimus: Esim. 60 % läpäisykyky 37

38 Palonkestävä IEC Kaapelin toimittava määritelty aika palonalaisena Valokaapeleissa kriteerinä vaimennusmuutos 38

39 Asennusten paloturvallisuus Paloturvallisen kaapelin käyttö Ulkokaapeli jatketaan: sisäkaapeliin heti sisätiloihin tultaessa sisä/ulkokaapeliin ulkona Kaapelireiteillä vältetään palovaarallisia tiloja Palotiiviit läpiviennit Riittävä palonkestoaika Tärkeä jo asennustyön aikana 39

40 Paloturvallinen asennus Päätepaneeli HF-nousukaapelit Läpivienti ODF HF-sisä/ulkokaapeli Ulkokaapeli 40

41 Sisältö Optiset kuidut ja niiden ominaisuudet Kaapelirakenteet Kaapeleiden testaus Asentaminen, jatkaminen ja päättäminen Haaroitus SZ-urarungosta Tarvikkeet Kuvia kaapeleiden valmistuksesta 41

42 Kuidun taivuttaminen Liian jyrkkä taivuttaminen Aiheuttaa lisävaimennusta Aiheuttaa säröjen muodostumista ja kuidun katkeamisen Määriteltyjä minimitaivutussäteitä on noudatettava. 42

43 Haaroitus SZ-urarungosta Kuori ja kiepsauta, helppo ja nopea tehdä 1 m Käyttötilanteet Haarajatkos Viankorjaus Muutostyöt Suunnanvaihtokohta Purkamalla SZ-kiertoa saadaan löysää 43

44 Valokaapelin vetopää Kohdistaa vetovoiman kaapelin vetoelementtiin Vedossa käytetään vetosukkaa Sallittu vetovoima 2500 N 40 mm 16 mm 13,5 mm 3,4 mm Pidätinruuvit (4 kpl) FXVP 44

45 Kaapelin asentaminen puhallustekniikalla Paineilmaa Yleensä yhdistetty työntö ja puhallus Pitkät yhtenäiset asennuspituudet Kaapeliin ei kohdistu suuria voimia Nopea ja edullinen asennusmenetelmä Kanavaputki 45

46 Hitsauslaite 46

47 Jatkoskoteloita 47

48 Päätepaneeli 48

49 Valokaapelitutka (OTDR) Tehotaso (dbm) a e P 1 P 2 b c d 1 2 Aika (µs) tai matka (m) a Kuidun alkupään heijastus b Kuidun vaimennuksesta johtuva tehotason lasku c Jatkoskohdasta johtuva vaimennusporras d Kuidussa oleva heijastuskohta (liitin) e Kuidun loppupään heijastus Perustuu optisen tehon takaisinsirontaan ja heijastuksiin Vaimennuksen jakautuminen kuiduille, jatkosten sijainnit, kuitujen pituudet, vianpaikannus, jne. 49

50 Sisältö Optiset kuidut ja niiden ominaisuudet Kaapelirakenteet Kaapeleiden testaus Asentaminen, jatkaminen ja päättäminen Kuvia kaapeleiden valmistuksesta Urarungon valmistus Kuidutus Vaippaus Testaus 50

51 Kuidutus 51

52 Vaippaus 52

53 Testaus 53

54 Kaapeleiden valintakriteerit Kuitujen tyyppi ja lukumäärä Nykyiset tiedonsiirtotarpeet (nopeus, pituus) Tulevaisuuden tarpeet Kaapelirakenne Asennustapa Ympäristöolosuhteet Huolellisesti suunniteltu ja toteutettu valokaapelireitti palvelee tehtävässään vuosikymmeniä! 54

55 55

56 Valokaapelikirjallisuutta Flash Cord 2001 kirja Valokaapelit tele- ja tietoverkoissa, 128 s, Tammer-Paino Oy, 2001 tilaus: 56