Что такое оптоволоконный кабель для использования внутри и вне помещений?
Волоконно-оптический кабель для использования внутри и вне помещений предназначен для работы как снаружи, так и внутри помещений, не требуя переходного соединения в точках входа в здание. Эти кабели сочетают в себе характеристики защиты от атмосферных воздействий, необходимые для воздействия на открытом воздухе, с классами пожарной-безопасности, необходимыми для прокладки внутри помещений. Обычно используются такие материалы, как LSZH или оболочки с классом «пленум»-, которые соответствуют требованиям строительных норм и правил, а также устойчивы к влаге, УФ-излучению и колебаниям температуры.
Почему внутренние и наружные кабели устраняют сложность сети
Традиционные оптоволоконные установки требуют отдельных типов кабелей для наружного и внутреннего сегментов. Когда кабель, рассчитанный на наружное использование-, достигает внешней стены здания, монтажники должны закрепить его и соединить с кабелем, рассчитанным на использование в помещении-, прежде чем продолжить прокладку внутри. Это создает несколько проблем: дополнительные трудозатраты, потенциальные точки отказа в местах сращивания и дополнительные требования к оборудованию.
Внутренние и наружные кабели решают эту проблему, поскольку соответствуют требованиям пожарной безопасности Национального электротехнического кодекса (NEC) и экологическим стандартам для наружного применения. Одиночный волоконно-оптический кабель внутри и вне помещений может проходить от внешнего столба через кабелепровод в здание и непосредственно к сетевому оборудованию. Это сокращает время установки до 40 % в кампусах и устраняет необходимость в переходных коробках для-в-внутренних помещений.
Такая универсальность конструкции достигается за счет особого выбора дизайна. Водо-блокирующие арамидные нити предотвращают проникновение влаги без использования грязных гелей, которые могут усложнить заделку в помещении. Огнестойкие-материалы оболочки, такие как LSZH (с низким содержанием дыма, нулевым галогеном) или компаунды с рейтингом пленума-, соответствуют нормам безопасности внутри помещений, сохраняя при этом гибкость для прокладки на открытом воздухе. Конструкция волокна с плотным-буфером обеспечивает как механическую защиту, необходимую вне помещения, так и простоту заделки, необходимую для патч-панелей внутри помещений.
Типы конструкции оптоволоконного кабеля для использования внутри и вне помещений
Для внутренних и наружных оптоволоконных кабелей используются два основных метода прокладки, каждый из которых подходит для различных сценариев развертывания.
Внутренний и наружный кабель с плотным буфером
В конструкциях с плотным буфером используются буферные волокна толщиной 900 мкм с акрилатным покрытием, которое прикрепляется непосредственно к волокну. Эта конструкция предлагает несколько преимуществ для внутреннего и наружного применения. Плотный буфер защищает отдельные волокна во время работы и позволяет подключать разъем напрямую без комплектов для разветвления-выходов. Монтажные бригады могут заделывать разъемы в полевых условиях без специального оборудования для сращивания.
Эти кабели обычно включают в себя элементы из арамидной пряжи и водоблокирующие-материалы между буферными волокнами и внешней оболочкой. В результате получается кабель диаметром 4-6 мм для 2-12 волокон, что делает его пригодным для трасс с ограниченным пространством. Внутренние наружные кабели с плотным буфером хорошо подходят для соединений между зданиями на расстоянии менее 500 метров, где простота заделки имеет большее значение, чем количество волокон.
Основным ограничением является пропускная способность оптоволокна. Кабели с плотным буфером редко превышают 24 волокна из-за ограничений по размеру, и они стоят дороже за волокно, чем альтернативы со свободными трубками. Они также менее подходят для прямого захоронения без дополнительной брони.
Свободная трубка для внутреннего и наружного кабеля
Конструкция со свободными трубками помещает волокна с покрытием толщиной 250 мкм внутри полужестких буферных трубок. В современных конструкциях с сухим-сердечником вместо геля используются водоблокирующие-ленты или нити, что делает их практичными для использования внутри помещений. Каждая буферная трубка обычно содержит 12 волокон, а несколько трубок скручены вокруг центрального силового элемента.
Эта конструкция поддерживает большее количество волокон — обычно 48, 72, 96 или 144 волокна — в кабелях, диаметр которых остается управляемым. Волокна могут перемещаться внутри буферных трубок, что позволяет кабелю выдерживать большее механическое напряжение во время натяжения, не передавая нагрузку на стекло. Это делает внутренние наружные кабели со свободной трубкой стандартным выбором для длинных трасс кампуса и магистралей между-зданиями.
Компромисс- — более сложное завершение. Каждое волокно необходимо вырвать из буферной трубки, и обычно требуется сваривание с пигтейлами, а не прямое присоединение соединителя. Это увеличивает трудозатраты, но обеспечивает более постоянные соединения с меньшими-потерями.
Требования к пожарной безопасности и практическое влияние
Классы огнестойкости определяют, где на законных основаниях можно прокладывать кабели внутри зданий, а понимание иерархии имеет значение как для соблюдения требований, так и для оптимизации затрат.
Рейтинг пленума (OFNP/OFCP)
Кабели с рейтингом Plenum- соответствуют самым высоким стандартам огнестойкости. Они само-самогасятся в радиусе 5 метров от пламени при воздействии принудительной подачи воздуха и производят минимальное количество дыма. Строительные нормы и правила требуют, чтобы кабели, проложенные в помещениях для обработки воздуха, имели рейтинг «пленум» — зоны между подвесными потолками и полами, где системы HVAC циркулируют воздух.
При использовании в помещении и на открытом воздухе класс «пленум» позволяет прокладывать кабель снаружи непосредственно в потолочное пространство без перехода на другой тип кабеля. Эта гибкость достигается за дополнительную плату в размере 30-50 % по сравнению с эквивалентами с переходной платой, но при этом исключаются затраты на рабочую силу и оборудование в точках перехода.
Рейтинг стояка (OFNR/OFCR)
Кабели с рейтингом Riser-предназначены для вертикальных шахт и проходов между этажами. Они предотвращают распространение пламени между уровнями, но не соответствуют стандартам дымообразования, требуемым для приточных помещений. Большинство внутренних и наружных кабелей имеют минимальную номинальную мощность стояка, что позволяет прокладывать их в кабелепроводах, кабельных лотках и вертикальных стояках.
Кабель с номиналом -может заменить кабель с номиналом для стояка-, но не наоборот. Это означает, что указание номинальной мощности статического давления обеспечивает максимальную гибкость установки, даже если первоначальный путь этого не требует.
LSZH против стандартных курток
Материалы курток LSZH (Low Smoke Zero Halogen) выделяют минимальное количество токсичных паров при воздействии огня. Несмотря на то, что конструкция LSZH сама по себе не имеет огнестойкости, она широко распространена в кабелях для наружной установки внутри помещений, поскольку она может достигать рейтингов OFNR или OFNP, одновременно отвечая международным стандартам безопасности. Стандартные оболочки из ПВХ стоят дешевле, но при горении выделяют токсичный дым, что делает их менее подходящими для закрытых помещений.
Методы установки оптоволоконного кабеля внутри и вне помещений
Внутренние наружные кабели подходят для различных типов прокладки, но соответствие характеристик кабеля условиям трассы определяет долгосрочную-надежность.
Монтаж кабелепровода: Это наиболее распространенный метод для внутренних и наружных кабелей. Кабель проходит через подземный канал к точкам входа в здание, а затем продолжается во внутреннем канале или кабельном лотке. Здесь хорошо работает стандартная конструкция внутри помещения и снаружи, поскольку кабелепровод обеспечивает физическую защиту. Натяжение имеет большее значение, чем сопротивление раздавливанию — ищите кабели, рассчитанные на тяговое усилие 600 Н для горизонтальных прокладок и 300 Н для вертикальных.
Прямое захоронение: Некоторые внутренние наружные кабели имеют броню для наружных секций, предназначенных для непосредственного прокладки в земле, сохраняя при этом номинальные характеристики для входа в здание внутри помещения. Гофрированная стальная лента или алюминиевая броня защищают от грызунов и инструментов для копания. Эти бронированные кабели заканчиваются в наружных кожухах, где броня снимается, и кабель продолжается внутри помещения, как стандартная конструкция для наружной установки внутри помещения.
Воздушная установка: Кабели, проложенные между зданиями, должны быть устойчивы к ультрафиолетовому излучению и способны выдерживать ледяную нагрузку и ветер. Кабели для использования внутри помещений и вне помещений, предназначенные для использования в воздухе, включают дополнительные элементы прочности и оболочку, стабилизированную УФ-. Они могут проникать в здания напрямую через проемы в стенах, устраняя воздушные переходы-в-подземные-в-внутренние помещения.
Управление влажностью: Несмотря на то, что эти кабели называются «внутри и снаружи», они имеют разные уровни влагостойкости. В базовых версиях вокруг групп волокон используется арамидная пряжа,-блокирующая воду. В расширенных версиях добавлены слои водозащитной-ленты. Для применений с потенциальной стоячей водой укажите кабели, проверенные на соответствие стандартам водопроницаемости ICEA S-104-696, которые гарантируют, что влага не перемещается по кабелю более чем на 1–2 метра в случае повреждения оболочки.
Циклическое изменение температуры имеет большее значение, чем отдельные-экстремальные температуры. Кабель с номиналом от -40 до +70 градусов выдерживает переходы с зимы-на лето без опасной нагрузки на волокно. Более дешевые кабели с более узким температурным диапазоном могут работать в контролируемых помещениях, но выходят из строя, когда колебания температуры на открытом воздухе вызывают несоответствие теплового расширения.
Выбор внутреннего и наружного оптоволоконного кабеля для вашей сети
Различные варианты развертывания сетей выигрывают от использования особых характеристик кабеля внутри помещения и вне помещения.
Кампусные сети: Образовательным и корпоративным кампусам необходимо частое соединение зданий-с-зданиями. Волоконно-оптические кабели со свободной трубкой для внутреннего и наружного использования с 48–144 волокнами хорошо подходят для магистральных прокладок между шкафами передачи данных. Большое количество волокон поддерживает как текущие потребности, так и будущий рост. Класс «пленум» позволяет этим кабелям проникать в здания и прокладывать их непосредственно по потолочным пространствам в аппаратные без сращивания с отдельными внутренними кабелями.
Соединения центров обработки данных: Для соединений центров обработки данных на короткие-расстояния (менее 2 км) все чаще используется внутренний оптоволоконный кабель как для наружной трассы, так и для внутренней прокладки по горячим коридорам. Кабели с плотным буфером и 12-24 волокнами обеспечивают достаточную пропускную способность для магистральных соединений, обеспечивая при этом быструю терминацию в панелях высокой плотности. Рейтинг внутреннего и наружного оборудования позволяет избежать беспокойства о том, пересекает ли кабельная трасса наружное пространство.
FTTH (оптоволокно до дома): Отводные кабели, соединяющие районные распределительные точки с отдельными домами, используют конструкцию внутри помещения и снаружи, чтобы упростить установку. Кабель прокладывается по воздуху или через подземный трубопровод, проникает в дом через стену и подключается непосредственно к оборудованию клиента. Это устраняет необходимость в наружных NID (сетевых интерфейсных устройствах) и отдельной внутренней прокладке кабелей.
Промышленные объекты: Производственные предприятия и склады часто стирают границы между внутренним и внешним пространством из-за открытых погрузочных площадок и некондиционируемых складских помещений. Внутренние наружные кабели, рассчитанные на экстремальные температуры и воздействие влаги, работают по всему объекту, не требуя использования разных типов кабелей для помещений с-контролируемым и неконтролируемым климатом.
При выборе кабелей наибольшее значение имеет количество волокон. Начните с текущих потребностей в пропускной способности, а затем умножьте их на четыре, чтобы получить десятилетний-буфер роста. 12-жильный кабель стоит всего на 20–30 % дешевле, чем 24-жильный, поэтому увеличение количества волокон имеет экономический смысл.
Следующим идет рейтинг огнестойкости — выберите самый высокий рейтинг, который может вам понадобиться на любом этапе пути. Рейтинг стояка удовлетворяет большинству применений, но рейтинг «пленум» стоит достаточно меньше, чем будущие модификации, чтобы оправдать его первоначальное указание.
Тип конструкции зависит от количества волокон и предпочтений в терминировании. При наличии более 24 волокон конструкция свободной трубки становится более практичной. При наличии менее 12 волокон кабели с плотным буфером обеспечивают более простое оконцевание, что может оправдать более высокие затраты на-волокно.
Распространенные заблуждения и практические реалии
«В помещении на открытом воздухе означает защиту от атмосферных воздействий»: хотя эти кабели выдерживают воздействие внешних факторов, они не являются неуязвимыми. Воздействие прямых солнечных лучей в течение многих лет приводит к ухудшению качества даже курток,-устойчивых к УФ-излучению. Лучше всего использовать кабелепровод для подземных трасс и использовать воздушные кабели -класса для установки на столбе-. Базовая конструкция оптоволоконного кабеля для использования внутри и вне помещений лучше всего работает, когда воздействие на открытом воздухе ограничено короткими переходами от зданий-к-зданиям с преимущественной защитой кабелепровода.
«Все внутренние наружные кабели имеют класс «пленум»»: Класс огнестойкости зависит от продукта. Многие внутренние и наружные кабели имеют номинал только стояка, что запрещает установку в вентиляционных помещениях. Всегда проверяйте маркировку номинальных характеристик на оболочке кабеля перед установкой в помещениях с кондиционированием воздуха.
«Плотный буфер всегда лучше, чем свободная трубка»: Это зависит от приложения. Кабели с плотным буфером упрощают заделку, но ограничивают количество волокон и увеличивают стоимость каждого волокна. Для магистралей с большим количеством-волокон-конструкция свободных трубок обеспечивает лучшую плотность и экономичность, несмотря на более сложное окончание.
«Блокировка воды- означает водонепроницаемость»: Водонепроницаемые-материалы замедляют миграцию влаги вдоль поврежденного кабеля, но не предотвращают проникновение воды через разрывы оболочки. Если вы предполагаете погружение в воду или постоянную стоячую воду, выбирайте кабели, специально протестированные для использования под водой, а не только для стандартной внутренней наружной конструкции.
Совместимость с сетевыми стандартами
Внутренние и наружные кабели поддерживают все распространенные типы волокон и скорости сети. Одномодовые-волоконные кабели (OS2, 9/125 мкм) в внутренних наружных кабелях обеспечивают передачу данных Ethernet 10G, 40G, 100G и 400G на расстояния до 40 км в зависимости от оптики приемопередатчика. Многомодовые волокна (OM3 и OM4, 50/125 мкм) поддерживают скорость от 10G до 100G на более коротких расстояниях — обычно 300–550 метров для кампусных приложений.
Конструкция кабеля не влияет на оптические характеристики. Затухание и пропускная способность зависят от самого волокна, а не от оболочки кабеля или метода буферизации. Стандартные спецификации предусматривают потери менее 0,5 дБ/км на длине волны 1310 нм для одномодовых волокон и 3,0 дБ/км на длине волны 850 нм для многомодовых волокон, независимо от того, проложены ли эти волокна в внутреннем наружном кабеле или в стандартном внутреннем кабеле.
Соображения стоимости на протяжении всего срока службы продукта
Волоконно-оптические кабели для использования внутри и вне помещений стоят на 20-40 % дороже, чем эквивалентные кабели, предназначенные только для внутреннего использования, из-за улучшенной защиты окружающей среды. Однако общая стоимость установки часто оказывается в пользу внутренних и наружных кабелей, если трассы включают обе среды.
Затраты на оплату труда составляют 60-70% затрат на установку оптоволокна. Устранение точки перехода экономит 2–4 часа труда на каждую точку установки сплайс-корпуса и сращивания волокон. Для кампуса с десятью точками входа в здание наружные кабели внутри помещений экономят 20–40 человеко-часов – этого достаточно, чтобы компенсировать расходы на кабель и обеспечить чистую экономию.
Затраты на материалы также снижаются при использовании внутренних наружных кабелей, поскольку переходное оборудование становится ненужным. Для каждого перехода требуется корпус-, рассчитанный на использование вне помещений (150–400 долларов США), лотки для сращивания (20–50 долларов США каждый) и патч-корды для внутренних кабелей (30–80 долларов США каждый). Они быстро накапливаются в нескольких зданиях.
Долгосрочную-выгоду от надежности оценить сложнее, но она реальна. Каждое соединение или разъем создает потенциальную точку отказа. Уменьшение количества подключений за счет непрерывной работы в помещении и на открытом воздухе повышает общую доступность сети.
Внутренние и наружные оптоволоконные кабели занимают особую нишу в проектировании сетей – ситуации, когда кабельные пути пересекают границы окружающей среды. Они упрощают установку, уменьшают количество отказов и обеспечивают экономию средств за счет сокращения трудозатрат. Ключевым моментом является соответствие характеристик кабеля фактическим условиям установки, а не чрезмерное-определение функций, которые не будут использоваться. Для магистральных сетей кампуса, межблочных соединений в зданиях и узлов FTTH внутренние наружные кабели часто представляют собой наиболее практичный выбор, несмотря на более высокую стоимость за-метр.