Зачем использовать волоконно-оптический кабель с воздушным креплением?
Волоконно-оптический кабель для воздушной фиксации крепит волокно к несущим прядям с помощью спирально намотанной -проволоки, удерживая кабели под минимальным напряжением и сохраняя при этом необходимое натяжение на опорах. Этот метод использует существующую инфраструктуру столбов для обеспечения более быстрой и экономичной связи, чем подземное захоронение.
Стоимость-Эффективность стимулирует внедрение
Установки воздушного крепления стоят от 8 до 12 долларов за погонный фут или примерно от 40 000 до 60 000 долларов за милю, что делает их существенно дешевле, чем подземные альтернативы. Прокладка подземного оптоволокна обходится в среднем от 60 000 до 80 000 долларов за милю маршрута, при этом расходы на прокладку траншей, сложности с разрешениями и восстановление грунта увеличивают затраты еще выше.
При развертывании широкополосной связи в сельской местности предпочтение отдается воздушной установке, поскольку она стоит в три-четыре раза дешевле, чем подземное строительство. Электрические кооперативы и поставщики телекоммуникационных услуг, работающие над проектами финансирования BEAD (Широкополосное равенство, доступ и развертывание), в первую очередь выбирают закрепленный воздушный кабель при развертывании оптоволокна в недостаточно обслуживаемых сообществах.
Экономическое преимущество обусловлено использованием уже существующей инфраструктуры. Телефонные столбы, линии электропередачи и существующие линии связи устраняют необходимость в землеройном оборудовании, разрешениях на улицу или восстановлении земли. Время установки может быть сокращено до 50% по сравнению с методами прокладки подземных траншей, что приводит к более быстрому получению дохода для поставщиков услуг.
Перекрытие обеспечивает расширение сети
Одно из наиболее практических преимуществ крепления заключается в возможности переплетения. Этот метод предполагает размещение нового кабеля рядом с существующим кабелем и обматывание его вместе крепежной проволокой, что позволяет использовать дополнительное воздушное волокно, не требуя дополнительного пространства для опор.
Если позже спрос вырастет, новые оптоволоконные кабели можно будет проложить друг над другом, а в середине-пролета будут размещены свободные места для хранения, ответвительные кабели, точки доступа и оборудование. Эта гибкость оказывается неоценимой для сетевых операторов, управляющих неопределенными моделями роста или постепенно расширяющих территории обслуживания.
Процесс дублирования помогает упростить-готовность к требованиям-трудоемкую-работу по подготовке опор для новых креплений. Вместо того, чтобы договариваться о дополнительном пространстве для опор, заключать новые соглашения о прикреплении или перемещать существующее оборудование, поставщики могут увеличить пропускную способность маршрутов, которые они уже занимают.
Скорость установки имеет значение на конкурентных рынках
Методы установки с приводом-отключения позволяют достигать скорости 150 футов в минуту, что эквивалентно примерно 1,7 милям в час. Для сравнения, при строительстве подземного оптоволокна требуются недели или месяцы, чтобы преодолеть аналогичные расстояния из-за земляных работ, установки трубопроводов и восстановительных работ.
Два подхода к установке подходят для разных сценариев развертывания:
Метод стационарной катушки: используется, когда препятствия, такие как деревья или здания, препятствуют движению автомобиля. Технические специалисты протягивают кабель на место под прядью с помощью кабельных блоков, а затем закрепляют его от дальнего конца назад.
Метод перемещения барабана (привод-выкл.): Трос прикрепляется к пряди по мере движения катушки вперед, при этом одновременно с натягиванием происходит увязка. Это экономит время и снижает требования к экипажу при наличии ясных и доступных маршрутов.
Легкие кабели ADSS обеспечивают скорость развертывания от 4 до 5 километров в день, что значительно быстрее, чем при подземной прокладке. Когда провайдеры широкополосного доступа конкурируют за долю рынка или работают в сжатые сроки, это преимущество в скорости становится стратегически значимым.
Гибкость инфраструктуры и уверенность в будущем-
Кабели с плетением поддерживают гораздо большее количество волокон, чем кабели ADSS при использовании ленточных конструкций, доступных как в армированной, так и в полностью-диэлектрической конфигурации. Это важно для магистральных маршрутов, требующих 432, 864 или даже 1728 волоконных прядей,-которые трудно достичь с помощью самонесущих-кабелей.
Мессенджер обеспечивает защиту от падающих ветвей деревьев, а в случае необходимости непредвиденного доступа возможен доступ к натянутым ножнам. Клеммы, замки и оборудование крепятся непосредственно к проводящей жиле, а не к самому оптоволоконному кабелю. Такое разделение означает, что технические специалисты могут получить доступ к кабелю для сращивания или ремонта, не нагружая волокна.
Кабели можно прокладывать непрерывно, оставляя на опорах свободные петли доступа, чтобы можно было добавлять клеммы через доступ к середине-пролета. Эти петли обеспечивают гибкость, необходимую для будущих отключений услуг или модификаций сети без ре-перестройки целых участков.
Архитектуры с точками-к-многоточечным соединениям-где одна магистральная сеть обслуживает множество точек обслуживания-наиболее выгодны от связанных установок. На каждом столбе можно разместить клеммы, сращивания или ответвительные кабели без требований к тупиковым концам, которые предъявляются к самонесущим кабелям.
Наибольшую выгоду приносят сельские районы и районы с низкой-плотностью
Системы распределения электроэнергии, построенные на протяжении десятилетий, уже приняли решения о наиболее эффективных маршрутах, а сельские сети под землей становятся непомерно дорогими. Компания Conexon, активно сотрудничая с электроэнергетическими кооперативами, проложила более 50 000 погонных миль оптоволокна за один год, в основном используя методы воздушного крепления.
Воздушное размещение оказывается экономичным, особенно в сельской местности и районах с низкой-плотностью, где можно использовать существующие опоры с минимальными долгосрочными-затратами на обслуживание воздушного кабеля ADSS. Альтернативный вариант-прокладывания траншей через многие километры сельскохозяйственных угодий, каменистой местности или лесных массивов-быстро становится финансово невыгодным.
Стоимость одного дома, переданного для развертывания с воздуха, варьировалась от 700 до 1500 долларов в пригородах и городах и от 1300 до 2700 долларов в сельской местности. Хотя затраты в сельской местности выше из-за больших расстояний между потребителями, они остаются конкурентоспособными по сравнению с подземными альтернативами, которые будут стоить значительно дороже в труднопроходимой местности.
Ровная местность и территории с проложенными коммуникациями создают идеальные условия для крепления воздушного волокна. Когда электроэнергетические компании используют оптоволокно для приложений интеллектуальных сетей-мониторинга трансформаторов, управления подстанциями, управления распределением-, телекоммуникационные мощности становятся побочным продуктом основной коммунальной инфраструктуры.
Технические соображения и требования к установке
Правильное крепление требует внимания к нескольким техническим факторам. Посылочная прядь состоит из шести проволок, намотанных вокруг центральной проволоки, чаще всего из углеродистой стали с цинковым покрытием, обеспечивающим катодную защиту. Характеристики прядей включают диаметр, класс прочности и класс покрытия.
В агрессивных средах, например в прибрежных районах, цинк-алюминиевые покрытия обеспечивают более высокую коррозионную стойкость, чем чистый цинк. Прибрежные установки, промышленные зоны с загрязнением или регионы с кислотными дождями требуют усиленной защиты от коррозии, чтобы обеспечить срок службы 25 лет и более.
При планировании учитываются защита от коррозии, количество устанавливаемого волокна, дорожный просвет, расстояние между опорами, оборудование, резервная мощность, натяжение, провисание и места падения. Программные решения, такие как SAG10 или PLS-CADD, моделируют провисание и натяжение в зависимости от расстояния между опорами, высоты и местных погодных условий.
Двойная обвязка-намотка двух проходов крепежной проволоки-обеспечивает повышенную устойчивость к вибрации и механическим нагрузкам в пролетах, подверженных сильному ветру, сильной ледяной нагрузке или в местах, где движение троса может вызвать усталостные разрушения. Крепежная проволока работает в сочетании с устройством для обрезки, чтобы создать плотные, надежные соединения, которые предотвращают провисание и поддерживают правильное натяжение.
Сравнение плетеного кабеля с альтернативами ADSS
При сравнении плетеного кабеля с ADSS стоимость установки соединительного провода в значительной степени компенсируется более высокой ценой на кабель ADSS, при этом аппаратное и монтажное оборудование практически эквивалентно. Надежность оптоволокна остается одинаковой при обоих подходах.
ADSS превосходно работает в приложениях типа «точка-точка»---, особенно на опорах-передачи высокого напряжения или опорах совместного-использования, где имеется выделенное пространство для связи. Полностью-диэлектрическая конструкция устраняет требования к соединению и заземлению, а кабель поддерживает себя без отдельной несущей жилы.
Однако ADSS должен иметь тупик-на каждом полюсе, требующем терминала, замыкания или слабого контура в точках-к-многоточечным приложениям. Это ограничение делает ADSS менее подходящим для сетей, обслуживающих несколько сообществ или требующих частых отключений обслуживания.
Связанный воздушный кабель преобладает в двухточечных--многоточечных архитектурах-типичной конфигурации для обслуживания жилых районов, соединения предприятий вдоль коммерческих коридоров или построения сетей с многочисленными точками ответвлений. Возможность получить доступ к середине-кабеля, подключить оборудование к ветвям связи и использовать дополнительную пропускную способность в этих сценариях перевешивает преимущества ADSS.
Устойчивость к погодным условиям требует надлежащего проектирования
Воздушные линии могут деформироваться, провисать и ломаться под воздействием сильного ветра, больших перепадов температур или ледовых явлений, при этом подземные линии примерно в 10 раз более надежны, чем воздушные маршруты, где обычна плохая погода. Эта реальность влияет на решения о развертывании в регионах с сильными зимними штормами, ураганами или риском лесных пожаров.
Воздушные кабели рассчитаны на 25-летний срок службы и могут выдерживать суровые условия окружающей среды, включая ветровые и ледяные нагрузки, дождевую воду и воздействие ультрафиолета. Однако «выдержать» отличается от «невосприимчивости к повреждениям». Правильное проектирование пролетов становится критически важным.
Расчеты натяжения должны учитывать условия тяжелых нагрузок, включая скопление льда, давление ветра и экстремальные температуры. Пролеты, которые кажутся адекватными в нормальных условиях, могут превышать пределы нагрузки при перевозке ледяной массы, что потенциально может повредить волокна или вызвать сбои в работе мессенджера.
Эксплуатационные расходы для воздушного оптоволокна, как правило, выше из-за более частых поломок кабеля, причем эти дополнительные затраты делают подземную и воздушную связь сопоставимыми в долгосрочной-общей перспективе по общей стоимости. Поставщики услуг должны учитывать частоту ремонта и влияние сбоев в обслуживании при расчете общей стоимости владения.
Восстановление после урагана представляет собой значительные эксплуатационные расходы для воздушных сетей. Когда ураганы обрушиваются на линии электропередачи, падающие обломки повреждают кабели или ледяные бури обрушивают целые пролеты опор, ремонтные бригады сталкиваются с опасными условиями и длительными отключениями электроэнергии. Подземные сети не допускают сбоев,-связанных с погодой.
Разрешение и подготовка-вызовов
Заключение соглашений о креплении столбов и подготовка существующих столбов к новым креплениям может занять-затраты времени, которые зависят от владельца столба и могут привести к задержке сроков реализации проекта. Хотя установка антенны не требует получения разрешений на раскопки, она сопряжена с различными бюрократическими сложностями.
Работа по-подготовке состоит из нескольких этапов: определение того, какие опоры нуждаются в усилении, определение необходимости перемещения существующего оборудования, расчет новых требований к нагрузке и координация действий с владельцами опор. После проверки существующих установок бригады заменяют вышедшее из строя оборудование, перемещают трансформаторы и провода, устанавливают новые анкеры и обновляют инфраструктуру перед началом установки оптоволокна.
Столбы совместного-использования-принадлежат электроэнергетическим компаниям, но по которым также проходит телефонная связь и кабельное телевидение-требуют координации между несколькими сторонами. Каждый арендатор пристройки имеет определенные права, обязанности и требования к допускам, регулируемые Национальным кодексом электробезопасности (NESC). Добавление нового воздушного волокна часто требует проверок, обеспечивающих адекватные зазоры, грузоподъемность и запасы безопасности.
Процесс получения разрешения на использование антенны может превышать сложность подземного волокна. Помимо стандартных разрешений на право-преимущества-отвода, заявки на крепление столбов проходят инженерно-техническую экспертизу, структурный анализ и требования к потенциальной перестановке. Некоторые коммунальные предприятия составляют списки ожидания, измеряемые месяцами для завершения-готовности.
Доступ для технического обслуживания и эксплуатационная эффективность
Воздушное крепежное оборудование, включая зажимы, кронштейны и ремни, обеспечивает устойчивость и предотвращает провисание кабеля на больших пролетах, обеспечивая правильное натяжение и минимизируя нагрузку. Когда возникает необходимость технического обслуживания, техническим специалистам легче получить доступ к воздушным кабелям, чем к подземным прокладкам.
Автовышки добираются до кабелей в течение нескольких минут, а не часов после раскопок. Операции по снятию-связывания и повторному закреплению-позволяют вносить изменения или ремонт, включая осторожное отсоединение крепежного провода для доступа к кабелям для обслуживания или модернизации. После завершения ремонта бригады повторно-скрепляют кабели, чтобы поддержать жилы, сохраняя целостность соединения.
Аварийное восстановление происходит быстрее при доступе по воздуху. Когда возникают чрезвычайные ситуации, неожиданно влияющие на функциональность воздушной оптоволоконной сети, решения быстрого реагирования быстро восстанавливают соединение. Сравните это с разрывами подземных кабелей, которые сначала требуют обнаружения места повреждения, раскопок поврежденного участка, ремонта сращивания и восстановления земли.
Операторы могут визуально контролировать состояние воздушной установки во время обычного патрулирования. Провисание кабелей, повреждение крепежного троса или износ оборудования становятся очевидными еще до того, как произойдет сбой. Подземные неисправности обнаруживаются только при мониторинге сети или жалобах клиентов, что усложняет превентивное обслуживание.
Требования к материалам и оборудованию
Марки крепежной проволоки различаются по техническим характеристикам в зависимости от потребностей проекта, причем тип 430 (S43000) лучше всего подходит для общего использования при обычном атмосферном воздействии. Эта низкоуглеродистая нержавеющая сталь, содержащая 17 % хрома, подходит для большинства установок, хотя в условиях коррозии на ее поверхности могут появиться темные пятна.
Проволока для крепления кабеля, используемая с крючком, создает плотные и надежные соединения, гарантируя, что воздушные кабели остаются на месте и поддерживают необходимое натяжение, предотвращая провисание проводов или воздействие ветра или факторов окружающей среды. Выбор провода зависит от воздействия окружающей среды, размера кабеля и требуемого срока службы.
Специализированные упаковочные машины автоматизируют процесс обмотки. Эти машины перемещаются по направляющей пряди, подавая крепежную проволоку и наматывая ее на прядь и кабель по спирали. Регулировка натяжения обеспечивает адекватный захват, не сдавливая оболочку кабеля и не напрягая внутренние волокна.
Несущие провода, также известные как опорные провода или растяжки, обеспечивают структурную поддержку и помогают распределять напряжение вдоль трассы кабеля, а кронштейны надежно прикрепляют несущий провод к опорам или точкам крепления. Растяжки и анкеры предотвращают опрокидывание опоры при несбалансированной нагрузке, особенно в углах или там, где длина пролетов значительно изменяется.
Рекомендации по установке
Правильные методы обращения с кабелем и его прокладки имеют решающее значение для поддержания целостности кабеля и достижения оптимальных характеристик, включая тщательное зачистку защитной оболочки, проверку целостности волокна и бережное обращение во избежание чрезмерного изгиба, скручивания или вытягивания.
В определенных ситуациях компания Corning рекомендует двойную обвязку, соблюдая необходимое расстояние между обвязочной скобой и направляющим желобом для троса во время установки. Расстояние предотвращает сжатие или изгиб кабеля за пределы минимального радиуса, указанного в спецификации.
Если необходимо проложить и связать два или более оптоволоконных кабеля, необходимо протягивать каждый из них по отдельности, при этом максимальная производительность достигается за счет одного-кабеля, а протягивание с помощью лебедки- возможно благодаря тщательно контролируемым операциям без использования кабельных съемников. Если блоки размещены правильно и контролируется натяжение, скорость-с помощью лебедки может достигать 150 футов в минуту.
Секции кабеля, предназначенные для воздушной прокладки, часто изготавливаются в соответствии с конкретными требованиями к длине, а это означает, что любое повреждение может потребовать замены всей секции. Это делает необходимым осторожное обращение во время транспортировки, намотки и установки во избежание дорогостоящих замен.
Подготовка кабеля перед установкой включает проверку состояния катушки, проверку надлежащего натяжения жилы, соответствие зазоров требованиям норм, а также наличие и правильность установки всего оборудования. По завершении ежедневной установки защищайте оголенные концы кабелей кабельными заглушками, а затем обматывайте лентой, чтобы предотвратить попадание воды.
Рекомендации по сетевой архитектуре
Анализ общей стоимости выходит за рамки первоначальной установки. Капитальные затраты на кабели, средства связи, крепежные приспособления и затворы должны учитываться наряду с затратами на установку и эксплуатацию, связанными с размещением объектов и обеспечением быстрого доступа для первоначального запуска службы поддержки клиентов-и долгосрочного-технического обслуживания.
Сети «точка----многоточка», обслуживающие жилые районы или деловые районы, получают наибольшую выгоду от развертывания с использованием привязанной воздушной сети. Возможность использовать средний-пролет, добавлять терминалы на любом полюсе и расширять пропускную способность за счет перекрытия соответствует неопределенным тенденциям роста и развивающимся территориям обслуживания.
Магистральные маршруты «точка-точка»-, соединяющие центральные офисы, вышки сотовой связи или центры обработки данных, могут отдавать предпочтение ADSS, если эстетика не имеет большого значения, а тупиковые-концы в обеих конечных точках не налагают ограничений на гибкость. Большие промежутки между минимальными точками подключения соответствуют самонесущей-конструкции ADSS.
Гибридные подходы-под землей в городских центрах с воздушными питателями в прилегающих районах-оптимизируют сильные стороны каждого метода. Плотные центральные районы выигрывают от эстетики и защиты метро, в то время как пригородные и сельские пристройки используют преимущества стоимости и скорости воздушной связи.
Когда имеет смысл использовать крепление с воздуха
Несколько факторов указывают на то, что воздушное крепление является оптимальным выбором:
Существующая инфраструктура полюсов: Если опоры уже обслуживают маршрут, при установке антенны используются уже имеющиеся активы.
Сельская местность или районы с низкой-плотностью: Для достижения необслуживаемых сельских районов потребуется протянуть около 3 миллионов погонных миль воздушного волокна, поскольку затраты на подземную связь становятся непомерно высокими на больших расстояниях с небольшим количеством клиентов.
Точка-к-многоточечным сетям: обслуживание многих местоположений с помощью общих магистральных маршрутов позволяет получить доступ к среднему-промежутку и возможности перекрытия.
Жёсткие сроки проекта: проекты, финансируемые за счет грантов-, со сроками завершения или конкурентными ситуациями, требующими быстрого выхода на рынок, способствуют скорости установки антенны.
Ограниченный доступ к раскопкам: Каменистая местность, густая заросль деревьев или экологически чувствительные территории, где раскопки вызывают неприемлемые разрушения, делают авиаперевозку практичной альтернативой.
Гибкость расширения сети: Когда будущие модели роста остаются неопределенными, дублирование позволяет увеличить мощности без прерывания-и-замены.
Бюджетные ограничения: Разница в стоимости между воздушным и подземным транспортом в 3–4 раза часто определяет жизнеспособность проекта, особенно для небольших операторов или недостаточно обслуживаемых сообществ.
Волоконно-оптический кабель с воздушным креплением обслуживает телекоммуникационных операторов, электрические кооперативы, муниципалитеты и операторов частных сетей, которым требуется баланс между стоимостью, скоростью развертывания и эксплуатационной гибкостью. Хотя подземная прокладка обеспечивает превосходную защиту и эстетику, экономические преимущества воздушной прокладки и возможности существующей инфраструктуры делают ее практическим выбором для расширения широкополосной связи в недостаточно обслуживаемых районах, построения сельских сетей и прокладки оптоволокна там, где традиционная прокладка траншей оказывается слишком дорогой или-отнимающей много времени.
Техническая зрелость метода, стандартизированное оборудование и многолетний опыт эксплуатации обеспечивают надежные и-понятные процессы развертывания. Правильное проектирование, качественные материалы и тщательная установка обеспечивают воздушную оптоволоконную сеть, служащую населению в течение 25 лет или дольше.
Часто задаваемые вопросы
Как долго обычно служит связанное воздушное волокно?
Воздушные оптоволоконные кабели рассчитаны на срок службы 25-лет и могут выдерживать суровые условия окружающей среды, хотя фактический срок службы зависит от погодных условий, качества обслуживания и методов установки. Коррозионностойкие материалы и правильное управление натяжением продлевают срок службы.
Можете ли вы добавить больше волокна к существующим плетеным кабелям?
Новые оптоволоконные кабели можно закреплять поверх существующих кабелей с помощью перехлеста, при этом в середине пролета размещаются провисающие кабели, ответвительные кабели и точки доступа. Эта возможность обеспечивает расширение сети без необходимости дополнительных креплений к опорам или места.
В чем разница между плетеным кабелем и ADSS?
Связанный кабель прикрепляется к отдельной соединительной жиле с помощью спирально-навитой крепежной проволоки, а кабель ADSS (цельно-диэлектрический самостоятельный-несущий) кабель выдерживает собственный вес между полюсами. Кабель с плетеным соединением поддерживает гораздо большее количество волокон и допускает перекрытие, а ADSS исключает установку системы обмена сообщениями, но должен-окончаться в каждой точке доступа.
Как погода влияет на плетеное воздушное волокно?
Воздушные линии могут деформироваться, провисать и ломаться под воздействием сильного ветра, перепадов температуры или ледовых явлений. Надлежащее проектирование учитывает ледовую нагрузку и давление ветра, но эксплуатационные расходы для воздушного волокна имеют тенденцию выше из-за более частых разрывов кабеля в регионах с суровыми погодными условиями.