Файл: Конспект лекций по учебной дисциплине направляющие системы связи По специальности (направлению подготовки) 11. 03. 02 Инфокоммуникационные технологии и системы связи.pdf

связи. Парная скрутка является наиболее простой в производстве и применяется в основном при изготовлении городских телефонных кабелей.
Скрутки «ДП» и «ДЗ» не получили широкого применения в существующих конструкциях симметричных кабелей связи из-за увеличения количества операций скрутки.
Построение
кабельного
сердечника.
Скрученные в группы изолированные жилы систематизируют по определенному закону и объединяют в общий кабельный сердечник.
Различают две разновидности кабельной скрутки:
- однородную, отличительным признаком которой является одинаковая структура и одинаковый диаметр всех образующих сердечник элементарных групп (рис. 2.6,а);
- неоднородную, при которой сердечник кабеля образован из групп, разнородных по структуре и имеющих неодинаковый диаметр (рис. 2.6,б).
Рис. 2.6. Однородная (а) и неоднородная (б) скрутки в сердечнике
Наибольшее распространение получила однородная скрутка. В зависимости от характера образования сердечника различают повивную и пучковую системы скрутки.
При пучковой скрутке группы сначала скручиваются в пучки, содержащие по несколько десятков групп (наиболее распространены пучки из
50 и 100 групп), после чего пучки, скручиваясь вместе, образуют сердечник кабеля (рис. 2.7). Пучковая скрутка в основном применяется для кабелей городских телефонных сетей.
Рис. 2.7. Пучковая система скрутки групп кабельных жил в сердечнике
В сердечнике повивной скрутки группы располагаются последовательными концентрическими повивами, накладываемыми один на другой поверх центрального. При этом смежные повивы должны иметь взаимно противоположные направления скрутки. Для облегчения разделки кабеля при его монтаже каждый повив сердечника обматывается по открытой спирали хлопчатобумажной или капроновой пряжей. В каждом повиве есть

контрольные группы, расцветка которых резко отличается от расцветки всех остальных групп, расположенных в данном повиве.
В настоящее время для скрутки городских телефонных кабелей в кабельной промышленности в основном применяется так называемая
разнонаправленная или SZ скрутка (название скрутки соответствует условному графическому обозначению левой S и правой Z скруток).
В отличие от классической скрутки, когда кабельные цепи скручиваются по всей длине в одном направлении, в разнонаправленной скрутке направление скрутки периодически меняется и каждый последующий участок кабеля скручивается в сторону, противоположную той, в которую был скручен предыдущей участок. Основным достоинством SZ скрутки является возможность отказаться от вращения в пространстве отдающих и приемных устройств. Это позволяет в один технологический процесс объединить несколько технологических операций, например, скрутку жил в пары, скрутку пар в пучки, наложение изолирующих покровов и тем самым повысить производительность труда.
Защитные оболочки и покровы. Сердечник кабеля покрывают поясной изоляцией и заключают в герметичную оболочку, предохраняющую изоляцию жил от влаги и защищающую кабель от механических воздействий, которые могут возникнуть в процессе транспортировки, прокладки и эксплуатации кабеля. Влагозащитные кабельные оболочки в зависимости от материала, используемого для их изготовления, разделяются на три основные группы: металлические, пластмассовые и металлопластмассовые.
К металлическим оболочкам относятся главным образом свинцовые, алюминиевые и стальные. Свинцовые оболочки накладываются на сердечник методом опрессования в горячем виде. Чтобы свинцовая оболочка имела большую твердость и вибростойкость, ее изготавливают из легированного свинца с присадкой 0,4 – 0,8 % сурьмы. Алюминиевые оболочки выпрессовывают в горячем виде или изготавливают из ленты со сварным продольным швом при помощи аргонно-дуговой сварки или сварки токами высокой частоты.
Алюминиевые оболочки весьма прогрессивные, т.к. они легкие, дешевые и обладают высокими экранирующими свойствами. Однако они сильно подвержены электрохимической коррозии, поэтому их надежно защищают полиэтиленовым шлангом с предварительно наложенным слоем битума.
Стальные оболочки изготавливают путем сварки. Для повышения гибкости их гофрируют, а с целью защиты от коррозии покрывают полиэтиленовым шлангом.
Из пластмассовых оболочек наибольшее применение получили полиэтиленовые и поливинилхлоридные. Пластмассовые оболочки сочетают влагостойкость, стойкость против коррозии, придают кабелю гибкость, легкость и вибростойкость. Однако через пластмассу постепенно диффундируют водяные пары, что приводит к снижению сопротивления изоляции кабеля. Поэтому полиэтиленовые оболочки используются в кабелях с полиэтиленовой изоляцией жил. Поливинилхлоридные оболочки по причине

низкой влагостойкости применяются в основном в станционных кабелях.
Достоинством поливинилхлоридных оболочек является большая огнестойкость.
Применяются также полиэтиленовые оболочки, не поддерживающие горение.
Из металлопластмассовых оболочек в кабельной технике находит применение алюмополиэтиленовая оболочка, представляющая собой полиэтиленовую трубку, металлизированную внутри слоем алюминиевой фольги.
При прокладке кабелей непосредственно в земле или в воде они обязательно снабжаются дополнительной защитой. Защита включает подушку, броневой покров и наружный покров. Подушка бронированных кабелей обычно состоит из последовательно наложенных слоев битумного состава и пропитанной кабельной пряжи (джута). Броневой покров выполняется из стальных лент, плоской или круглой стальной проволоки. Поверх брони на кабель накладывается наружный покров, состоящий из пропитанной битумом кабельной пряжи.
В кабелях с алюминиевыми и стальными оболочками, которые сильно подвержены коррозии, применяются усиленные защитные покровы из вязкого подклеивающего битумного слоя и полиэтиленового шланга.
2.2.3. Конструктивные элементы коаксиальных кабелей связи
Основным элементом коаксиального кабеля является коаксиальная пара – гибкая металлическая трубка, внутри которой в центре находится изолированный проводник.
Трубку принято называть внешним проводником, а центральный провод
– внутренним. Коаксиальные кабели различают в зависимости от диаметров внутреннего d и внешнего D проводников и их соотношения d/D. Наибольшее распространение имеют следующие основные типы коаксиальных пар: малые
1,2/4,6; средние 2,6/9,4 и большие 5/18 (в числителе указан диаметр внутреннего проводника, а в знаменателе – внутренний диаметр внешнего проводника в мм).
Внешний проводник может быть образован из медных или алюминиевых лент с продольным швом или оплетки. Наибольшее распространение в кабелях среднего и малого типа получил внешний проводник из медной ленты с продольным швом в виде гофра или молнии.
Кабели среднего типа 2,6/9,4 находят применение в основном на магистральных линиях, кабели малого типа
1,2/4,6 называются малогабаритными и используются в основном на внутризоновых сетях связи.
Кабели большого типа 5/18 используются на подводных кабельных линиях.
В коаксиальных парах используются следующие основные типы изоляции:
- шайбовая, состоящая из полиэтиленовых шайб толщиной 2,2 мм, расположенных через 20 – 30 мм (рис. 2.8);
Рис. 2.8. Шайбовая изоляция коаксиальной пары

- баллонно-кордельные или баллонные, аналогичные изоляции жил симметричных кабелей (рис. 2.3, д, е).
Кроме своего основного назначения, изоляция коаксиальной пары фиксирует строгую концентричность, т.е. соосность проводников, что является одними из основных требований к коаксиальным конструкциям.
Коаксиальный кабель может состоять из одной или нескольких коаксиальных пар, скрученных в общий сердечник. При этом в комбинированные кабели могут входить коаксиальные пары разного диаметра, а также НЧ и ВЧ симметричные четвертки и пары. На скрученный сердечник накладывается поясная изоляция из нескольких бумажных или пластмассовых лент. Защитные оболочки и покровы коаксиальных кабелей обычно имеют такую же конструкцию, как и симметричные кабели.
2.2.4 Маркировка электрических кабелей связи для магистральных, внутризоновых и городских линий
Для удобства классификации и пользования кабелям присваивается определенное условное обозначение – марка.
Под маркой кабеля понимается система условных обозначений, отражающих при помощи букв и цифр основные классификационные признаки и конструктивные особенности кабеля.
Первые одна или две буквы определяют назначение кабеля. Например, городские телефонные кабели обозначаются буквой Т, магистральные симметричные и малогабаритные коаксиальные буквами МК, магистральные коаксиальные – буквами КМ.
Последующие одна или две буквы обозначают особенность конструкции или материал изоляции кабеля. Например, звездная скрутка НЧ кабеля обозначается буквой З, кордельно-полистирольная (стирофлексная) изоляция –
С, полиэтиленовая изоляция – П, трубчато-полиэтиленовая – Т. Бумажная изоляция в симметричных и шайбовая изоляция в коаксиальных кабелях в марке не имеет буквенных обозначений.
Последние одна или две буквы марки кабеля обозначают род защитного покрова. Например, голый освинцованный кабель обозначается буквой Г, алюминиевая оболочка обозначается буквой А, стальная оболочка буквой С или Ст. Буква Б – бронирование кабеля двумя стальными лентами с наружным джутовым защитным покровом; К – бронирование круглыми оцинкованными проволоками с наружным покровом; БГ – бронированный голый, т.е. без наружного защитного покрова.
При наличии противокоррозионных изолирующих покровов в подброневой подушке к обозначению прибавляются буквы: л – слой поливинилхлоридных или других пластмассовых лент; 2л – два слоя лент, между которыми наложены битум и крепированная бумага; п – полиэтиленовый шланг; в – поливинилхлоридный шланг. При наличии таких наружных покровов буквы Шп обозначают полиэтиленовый шланг или Шв – поливинилхлоридный шланг. В конце марки кабеля указывают число жил или коаксиальных пар и диаметр жил. Например, четырехчетверочный кабель с

жилами диаметром 1,2 мм имеет следующее обозначение: 4х4х1,2, пятисотпарный городской кабель с жилами диаметром 0,4 мм имеет цифровое обозначение: 500х2х0,4.
Ввиду разнообразия типов выпускаемых промышленностью кабелей одинаковые буквы в маркировке иногда имеют разные обозначения. Например, буквой З обозначаются звездная скрутка в низкочастотных кабелях, а также кабели зоновой связи, буквой С – «связь», «стирофлекс», «сталь» и т.п.
Поэтому при необходимости значения букв в каждом отдельном случае можно уточнить по ГОСТ или техническим условиям на кабели.
На сетях электросвязи применение нашли следующие основные типы симметричных кабелей связи (часть из них показана на рис. 2.9):
- МКС, МКСА – кабели с кордельно-полистирольной изоляцией в свинцовой и алюминиевой оболочках;
- МКП – с баллонной полиэтиленовой изоляцией (специальные кабели для железнодорожного транспорта);
- ТЗ, ТЗП – низкочастотные кабели с кордельно-бумажной и пористой полиэтиленовой изоляцией;
- ЗКП, ЗКВ, ЗКА – одночетверочные кабели с полиэтиленовой изоляцией жил в полиэтиленовой, поливинилхлоридной, алюминиевой оболочках;
- КСПП – одночетверочные кабели сельской связи с полиэтиленовой изоляцией жил;
- КСППЗ – одночетверочные кабели сельской телефонной связи (СТС) с полиэтиленовой изоляцией с гидрофобным заполнением (буква З), которое препятствует распространению по кабелю влаги.
Рис. 2.9. Типы симметричных кабелей связи
Из коаксиальных кабелей распространение получили следующие марки:
- КМБ-4 (КМГ-4, КМК-4) – однородный коаксиальный кабель с четырьмя коаксиальными парами (рис. 2.10);

- КМБ-8/6 (КМГ-8/6, КМК-8/6) – комбинированный коаксиальный кабель, содержит 8 стандартизированных пар 2,6/9,4 и 6 малогабаритных пар 1,2/4,6 мм.
Рис. 2.10. Коаксиальный кабель КМ-4 (Г, Б, К)
На рисунке 2.11 показан малогабаритный коаксиальный кабель с парами
1,2/4,6.
Рис. 2.11. Малогабаритный коаксиальный кабель МКТ-4
На городских телефонных сетях применяются кабели с бумажной изоляцией жил марки ТГ (ТБ) – в свинцовой оболочке, а также кабели с полиэтиленовой изоляцией и полиэтиленовой оболочкой марок ТПП и ТППэп.

Рис. 2.12. Кабель марки ТППэп: 1 – жилы в сплошной полиэтиленовой изоляции; 2 – скрепляющая обмотка пучков жил (капроновая нить); 3 – поясная изоляция из полиэтилентерефталатной пленки; 4 – экран из алюминиевой фольги; 5 – оболочка из полиэтилена; 6 – дренажный провод
2.2.5 Электрические кабели для цифровых абонентских линий
Бурное развитие современных сетей связи и непрерывное появление новых услуг в области связи способствуют тому, что все большее число абонентов телефонной и пользователей компьютерной сетей требуют недорого высокоскоростного доступа к различным локальным и ведомственным сетям.
Сегодня операторы корпоративных и ведомственных сетей для предоставления абонентам информационных услуг широко внедряют оборудование на основе технологии хDSL (цифровая абонентская линия). Это позволяет увеличить скорость передачи информации по обычным медным витым парам до 8 Мбит/с и более на достаточно большие расстояния.
Использование для этих целей обычного кабеля типа ТППэп не позволяет добиться 100% решения задач, так как не все пары в кабеле отвечают требованиям современных систем передачи, в первую очередь по параметрам взаимных влияний.
Кабельной промышленностью в последние годы разработаны и выпускаются цифровые телефонные кабели. Эти кабели предназначены для широкополосного абонентского доступа с применением технологий хDSL
(цифровые системы передачи с использованием линейных кодов: НДВ-3; 2В1Q;
САР; ТС-РАМ; ДМТ). Кабели могут прокладываться в грунт, в телефонной канализации, по стенам здания и подвешиваться на опорах воздушных линий.
Кабели выпускаются емкостью от одной до 100 пар с диаметром медных жил
0,5 мм, 0,64 мм и 0,9 мм. В кабелях может использоваться сплошная полиэтиленовая изоляция или трехслойная пленко-пористо-пленочная.
Для защиты от влаги в кабельный сердечник вводится гидрофобный заполнитель или водоблокирующие сухие элементы. Экранируется кабель алюмополиэтиленовой лентой, в качестве защитных покровов, в зависимости от заказа, могут применяться спирально наложенная стальная лента, продольная гофрированная стальная лента или оплетка стальными проволоками.
Эти кабели имеют повышенную геометрическую однородность и малые шаги скрутки (10-15 мм), что обеспечивает высокую помехозащищенность

цепей от внешних и взаимных электромагнитных влияний. Практически эти кабели изготавливаются по технологии производства LAN кабелей (кабели для локальных сетей с витыми парами).
Примерами таких кабелей являются кабели марок КЦППэп,
КЦППэпЗ(БбШп), КЦПВ. На рис. 2.12 показана конструкция телефонного высокочастотного кабеля КЦППэп для сетей широкополосного абонентского доступа (ШПД), оборудованных системами цифрового абонентского уплотнения xDSL при скорости передачи до 100 Мбит/с.
Кабель предназначен для прокладки в телефонной канализации, в коллекторах шахт, по стенам зданий и подвески на воздушных линиях связи для организации сети абонентского доступа. а)
Рис. 2.13. Примеры конструкций кабелей для цифрового абонентского доступа: а – КЦППэп; б – КЦППэп-5: 1 - медная токопроводящая жила в сплошной полиэтиленовой изоляции; 2 – поясная изоляция (полиэтилентерефталатная пленка или вспененная полипропиленовая лента);
3
– экран
(алюмополиэтиленовая лента); 4 – оболочка (полиэтилен); 5 – дренажный провод (медная луженая проволока).
2.2.6. Электрические кабели для сетей ШПД и СКС
На сетях ШПД, а также СКС на сегодняшний день в основном применяются электрические кабели на основе витых пар (реже звездной скрутки), хотя для построения сетей Ethernet возможно также применение
«толстого» коаксиального кабеля с диаметром внутреннего проводника примерно равным 1 см.
Витые пары состоят из изолированных медных жил, скрученных вместе и заключенных в защитную оболочку. Скручивание жил обеспечивает хорошую гибкость кабеля и позволяет уменьшить взаимные влияния между парами.
Кабели на основе витой пары могут быть в экранированном и неэкранированном исполнении. Экранированный симметричный кабель потенциально обладает лучшими электрическими характеристиками по сравнению с неэкранированным. Но при этом кабельные линии на его основе являются очень критичными к качеству выполнения монтажа и заземления, а сами кабели имеют большую стоимость [1].
Кабели СКС имеют следующие особенности:

- для снижения взаимных влияний между отдельными парами кабеля, разные пары скручиваются с различным шагом, шаг скрутки отдельных пар при этом специальным образом согласуют
[4];
- в состав конструкции кабелей с экраном из фольги обычно вводится дополнительный тонкий неизолированный медный луженый или оцинкованный дренажный проводник, который необходим для обеспечения электрической непрерывности экрана при случайных разрывах экранирующей пленки во время прокладки и эксплуатации;
- диаметр проводников в кабелях измеряется в американских калибрах,
AWG (American Wire Gauge), при этом, чем больше цифра калибра, тем тоньше проводник;
Общих правил в обозначениях конструкций таких кабелей до последнего времени не существовало. Каждый производитель использовал удобную ему маркировку. В связи с этим, в международном стандарте ISO/IEC 11801:2002(E) в информативном специальном приложении E предложено выполнять маркировку конструкций симметричных кабелей в виде, показанном на рис.
2.13 [2]. Предложенная маркировка носит характер рекомендаций и не является пока обязательной.
ХХ/ХХХ
вид скрутки жил кабеля
(TP-витая пара, TQ- звездная скрутка)
тип экрана вокруг жил
(U - экран вокруг жил отсутствует;
F - есть экран из фольги)
вид двух возможных слоев внешних экранов кабеля
(F - фольга; S - оплетка;
U - экран отстутствует)
SF – фольгированный, с оплеткой)
Рис. 2.13. Маркировка для кабелей СКС, рекомендованная в ISO/IEC
11801:2002(E)
Наиболее часто встречаются следующие обозначения кабелей:
1. U/UTP или UTP (Unshielded twisted pair – неэкранированная витая пара) – кабель не имеет защитного экрана (рис. 2.12, а);
2. F/UTP или FTP (Foiled twisted pair - фольгированная витая пара
) – кабель имеет один общий внешний экран из фольги (рис. 2.12, б);
3. U/FTP – кабель имеет экран для каждой пары, но не имеет общего экрана
(рис. 2.12, в);
4. S/FTP (
Screened Foiled twisted pair
– фольгированная экранированная витая пара) – кабель имеет фольгированную защиту каждой пары и внешний экран из оплетки (рис. 2.12, г).