Знакомство бригады с оптоволокном началось в далеком 1996 году, когда для первой прокладки к нам пригласили специалистов из Италии, которые были консультантами, кураторами, монтажниками муфт, измерителями характеристик оптики, а заодно и учителями.
Вначале нам рассказали: как устроен кабель.
Луч света по волокну перемещается от источника в одну сторону. Поэтому для обмена информацией необходимо два раздельных канала. Такой режим называют дуплексным.
Световые импульсы используются для передачи двоичного кода лазерами или светодиодами на приемные электронные устройства, именуемые фотодиодами, которые преобразуют полученную информацию в импульсы напряжения.
Световые сигналы передаются по оптоволоконным носителям, которые создаются конструкцией:
1. однорежимной;
2. многорежимной.
Оба вида имеют:
-
полимерное внешнее покрытие;
-
стеклянную оболочку;
-
ядро.
Первый тип обладает меньшим ядром и дисперсией. Источником света у них работают лазеры, передающие сигналы на несколько километров по магистральным линиям.
Многорежимные устройства имеют большее ядро и увеличенную дисперсию, создающую дополнительные потери сигналов. Свет в них передается от светодиодов на расстояния до двух км. Эта технология более дешевая.
Для защиты от механических нагрузок, включая растяжение, используются специальные вставки в кабель.
Большей прочностью обладает центральный силовой элемент со стеклопластиковым стержнем, выполняемый тонкими модулями кабельного сердечника, расположенными по спирали. При критических осевых нагрузках основное усилие воспринимает центральный силовой элемент — стальной или стеклопластиковый тросик сердечника. Световые модули же при такой ситуации могут немного разворачиваться, не нарушая свою целостность.
Конструкции с силовым элементом в виде центральной трубки более экономичны в производстве, но привередливее при эксплуатации. Они способны выдерживать меньшие осевые нагрузки, которые воспринимает только проволочная броня. Поскольку она создается навивкой, то при натяжении подвергается раскручиванию и быстрее передает усилия на стеклянные волокна кабеля.
Потом нам объяснили: правила обращения со стекловолокном.
Все операции требуется выполнять аккуратно, бережно, без бросков и тем более ударов, дабы не повредить «хрупкие стеклышки». Для раскладки на грунте привлекается большое количество рабочих. Кабель выкладывается с барабана большими последовательными восьмерками без захлестывания, петель и резких изгибов.
После нескольких дней совместной работы у нас сложился вполне сплоченный коллектив вначале из рабочих, а потом и ИТР. Поводом послужило большое количество спирта, выдаваемое в литрах для обслуживания муфт. Вскоре в него успешно влились и итальянцы, быстро нашедшие с нами общий язык…
Через пару месяцев работы мы с оптоволоконным кабелем уже обращались примерно так же, как со стальным тросом. А он выдерживал все нагрузки, если не считать двух случаев допущенных разрывов жил стекловолокна при механизированной прокладке, когда пришлось заменять двухкилометровый участок и делать дополнительные муфты.
Этот случай все же заставил нас понимать, что не все виды оптоволоконного кабеля хорошо защищены от растяжения и это следует учитывать при работе.
Как происходит бестраншейная прокладка оптоволоконного кабеля в землю
Основным рабочим агрегатом, помещающим оптоволокно в грунт, является ножевой кабелеукладчик, работающий по принципу старой крестьянской сохи.
Он выполняется в виде тележки с площадкой для обслуживания и колесами, на которой размещают один или два кабельных барабана. Тележка оборудована сцепным устройством для соединения с тракторами и двумя ножами:
1. вспомогательным, углубляющимся в почву до 50 см;
2. основным, способным погружать кабель до полутора метров в грунт.
К окончанию заднего торца основного ножа прикреплена мощная кассета, через которую по внутренним каналам передвигается кабель при транспортировке тележки тракторами. Прорезание почвы разными ножами в два последовательных этапа несколько снижает нагрузку на кассету, облегчает процесс укладки. При этом грунт раздвигается на ширину ножа до 10 см, а в образовавшуюся внизу щель заводится кабель из кассеты. Создаваемое на него усилие натяжения контролируется и не должно выходить за критические значения.
Фотография ниже показывает основные элементы ножевого кабелеукладчика в действии с загубленными ножами и кассетой с заведенным оптоволоконным кабелем.
Ввод оптоволокна в магистраль кассеты демонстрирует следующий снимок площадки обслуживания. На ней располагаются монтажники, вращающие барабан для обеспечения необходимого провеса перед вводом в кассету.
Более подробно механизм укладки можно посмотреть ниже. Обратите внимание на толщину и длину мощной пластины основного ножа, способ его крепления к сцепному устройству. А ведь он еще заглублен в землю минимум на 1,2 метра, имея общую высоту в полтора.
Объяснить это можно только тем, что такая конструкция постоянно прорезает большую толщину грунта, периодически встречает на своем пути толстые корни деревьев, камни, валуны, лед, другие предметы. При этом почва должна быть хорошо раздвинута для надежной укладки кабеля на дно создаваемого разреза.
На фотографии виден рулон желтой не сгнивающей сигнальной ленты с предупреждающей надписью об установке оптоволоконного кабеля. Это сделано для того, чтобы при будущих раскопках облегчить поиск обслуживающим организациям и предупредить сторонних работников о возможности повреждения оптоволокна при дальнейшем углублении в почву.
Понятно, что для укладки кабеля в грунт на большую глубину требуется создать мощное тяговое усилие. Для этого используются трактора.
В зависимости от плотности почвы и условий местности их количество может составлять от трех до семи. Соединяют их с кабелеукладчиком последовательно системой тросов, пропускаемых под рамой каждого предыдущего трактора так, чтобы тяговое усилие любого из них наиболее эффективно передавалось на рабочие ножи.
Действия трактористов во время работы должны быть грамотными, слаженными. Для этого привлекают опытных специалистов не ниже пятого разряда, причем все действия с ними обговариваются и проигрываются заранее. На трассе возможны всякие непредвиденные случаи, когда от маневра каждого трактора зависит общий результат.
При работе требуется выдерживать постоянную скорость, исключить возможность появления резких перегибов кабеля и его недопустимых растяжений. Ведь даже наклон самого кабелеукладчика необходимо выдерживать под постоянным углом к горизонту.
Общее руководство передвижением колонны осуществляет бригадир. Со всеми исполнителями он постоянно поддерживается связь по переговорному устройству. Трасса прокладки размечается заранее хорошо видимыми вешками.
На пути колонны могут быть различные препятствия:
-
пересечения с магистралями подземных газопроводов или трассами систем водоснабжения, канализации, электрических сетей и других устройств;
-
ручьи, реки, водные преграды;
-
асфальтированные или грунтовые дороги.
Во всех этих ситуациях применяются свои технические решения, оговоренные в проекте прокладки трассы. Для их осуществления специалисты нашей организации заранее согласовывают порядок взаимодействия с владельцами этих магистралей и предоставляют бригаде исполнительную документацию, нормативы которой нам необходимо строго выполнять.
В качестве примера на фотографии ниже показана технология выполнения прохода кабеля под полотном асфальтированной дороги без разрушения ее покрытия по технологии «прокола грунта».
Для этого с обеих противоположных сторон дороги выкапывается котлован на глубину, превышающую уровень прокладки оптоволокна с таким условием, чтобы обеспечить удобство пробивки отверстия под дорогой. Прокол можно сделать обыкновенной трубой с кувалдой или специальными устройствами.
На ответственных участках с сельскохозяйственными угодьями, железнодорожными, автомобильными трассами, строительными комплексами используются бригады, осуществляющие горизонтальное бурение грунта на расстояние до 1 километра.
После того как отверстие подготовлено, в него заводится один конец кабеля и вытягивается для равномерного распределения внутри небольшой траншеи, которая после этого засыпается грунтом. Место прокола дороги помечается с обеих сторон специальными бетонными столбиками, как показано на фото.
Скорость выполнения работ бригадой механизированной прокладки кабеля довольно высокая. Ей не требуется отвлекаться на копку траншей и их засыпку. Практически все трудоемкие операции механизированы и продуманы заранее.
За рабочую смену в среднем получается укладывать оптоволоконный кабель на расстояние порядка двух километров. Когда на маршруте нет проходов через дорогу и других сложных препятствий, то дистанция увеличивается.
Наличие сильно разросшихся кустарников, крутые склоны холмистой местности, заболоченные участки, плотные грунты третьей категории, водные преграды затрудняют работу, требуют большего времени на ее выполнение.
Трассу для прокладки оптоволокна нам планируют в основном вдоль дорог. Это позволяет подъезжать к любому участку на транспорте при последующем обслуживании.
Конструкция оптоволокна и отработанная технология разрешают работать зимой до -10 градусов. При более низких температурах мы на трассе не работаем.
Сразу же после укладки кабеля грунт внизу прорезанной траншеи обычно сдвигается и закрывает ее, а вверху остаются следы обработки от ножа.
Мы можем сразу их не закрывать, а работать несколько дней и затем пустить по всей проложенной трассе трактор, который своим катком сверху сдвигает эти кромки. Если на маршруте имеются соединительные муфты, то они заводятся в короба, удобные для дальнейшего технического обслуживания.
Выравнивание кромок прорезанной ножом почвы в период высоких грунтовых вод после массового таяния снега показано на картинке.
Следующий снимок позволяет оценить результат подобной работы на почве, покрытом слоем травяной растительности. Две фотографии выполнялись через три дня. На первой еще виден снег, который уже растаял и не виден на второй. Зато качество засыпки можно оценить визуально.
Через некоторое время слои грунта под действием осадков окончательно соединятся, а растительность скроет следы нашей деятельности. Найти помещенный в землю кабель будет сложно. Для облегчения этого процесса служит техническая документация, в которой расписаны ориентиры кабеля и расположение указательных столбиков на местности.