Размещено на http://allbest.ru

Введение

Основные достижения и возможности ВОСП связаны с появлением полупроводниковых лазеров и волоконных световодов с небольшим затуханием. Первые лазеры( л=0,85 мкм) для волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) имели невысокую эффективность, так как работали в первом окне прозрачности волокна.

Первые волоконные световоды (многомодовые со ступенчатым профилем показателя преломления) из-за большой межмодовой дисперсии имели полосу пропускания не более 20 МГцкм.

Многомодовые волоконные световоды с градиентным профилем показателя преломления обеспечили увеличение полосы пропускания до 160 МГцкм.

Разработка приемопередающей аппаратуры, работающей во втором окне прозрачности (л=1,3 мкм) позволила снизить затухание в многомодовых волокнах с 3 дБ/км ( л=0,85 мкм) до 1 дБ/км (л=1,3 мкм). Одновременно у многомодовых волокон повысилась и полоса пропускания до 500 МГцкм.

Таблица 1. Исходные данные

№ Вар.	Трасса ВОЛС	Длина трассы, км	Кол-во цифровых потоков, Е1	Показатель преломления сердцевины ОВ, n1	Показатель преломления оболочки ОВ, n2
17	Павлодар-Курчатов	242	150	1,48	1,462



1. Выбор трассы

Трассу для прокладки ОК выбирают исходя из условий:

- минимальная длина между пунктами;

- выполнения наименьшего объема работ при строительстве;

- возможность максимального применения наиболее эффективных средств индустриализации и механизации строительных работ;

- удобства обслуживания.

Для обеспечения первого требования учитывается протяженность трассы, наличие и сложность пересечения рек, железных дорог и автомобильных шоссейных дорог, трубопроводов, характер местности, почв, грунтовых вод, возможность применения механизированной прокладки, возможность и условия доставки грузов (материалов, оборудования) на трассу. Для обеспечения второго и третьего требования учитываются жилищно-бытовые условия и возможность размещения обслуживающего персонала, а также создание соответствующих условий для исполнения служебных обязанностей. Чтобы уменьшить транспортные расходы во время строительства и эксплуатации, трассу кабельной линии обычно прокладывают вдоль автомобильных или железных дорог.

При выборе трассы прокладки оптического кабеля также должно быть учтено специфика строительства в конкретной местности, исходя из природно-климатических и географических условий. В данной местности отсутствует прямая железнодорожная линия между г. Павлодар и Семипалатинск. Поэтому прокладку будем осуществлять в грунт. Прокладка кабеля должна осуществляться вдоль автомобильных дорог, соединяющих заданные города (Павлодар-Семипалатинск).



2. Выбор системы передач

Емкость кабеля и система передачи выбираются исходя из необходимого числа телефонных каналов и каналов телевидения.

Тип кабеля и система передачи выбираются так, чтобы при соблюдении необходимых качественных показателей проектируемая линия была наиболее экономичной как по капитальным затратам, так и по эксплуатационным расходам.

Система связи по оптическому кабелю предусматривает передачу информации оп одному оптическому волокну, а прием по другому, что эквивалентно четырехпроводной однокабельной схеме организации связи.

В волоконно-оптических системах передачи (ВОСП) применяется, как правило, цифровая импульсная передача. Это обусловлено тем, что аналоговая передача требует высокой степени линейности промежуточных усилителей, которую трудно обеспечить в оптических системах. Используя модуляцию интенсивности излучения света проще использовать цифровые системы передачи (ЦСП).

В настоящее время выпускается достаточно много ВОСП как отечественных, так и зарубежных. Большой интерес представляет аппаратура Синхронной Цифровой Иерархии (SDH).

Системы передачи Синхронной Цифровой Иерархии разработаны специально для ВОЛП и имеют следующие преимущества:

высокая скорость передачи STM-1 - 155 Мбит/с, STM-4 - 622Мбит/с, STM-16-2,5 Гбит/с;

упрощенная схема построения и развития сети связи;

малые габариты и энергопотребление;

высокая надежность сети;

полный программный контроль за состоянием сети;

гибкая система маршрутизации потоков;

высокий уровень стандартизации технологии SDH.

На основании приведенного в техническом задании количества потоков Е1 рассчитывают необходимую скорость цифрового потока:

Sтреб = 2,048·NПЦТ, (1)

где,

2,048 Мбит/с - скорость одного ПЦТ;

NПЦТ - количество необходимых ПЦТ.

Sтреб = 2,048·150=307,2 Мбит/с

Скорость цифрового потока выбирается по стандартной сетке скоростей SDH. Она должна удовлетворять условию:

Sк ? SтребМКр,(1.1)

где Кр - коэффициент запаса на развитие сети (1,4…1,5).

Sк =307,2·1,5=460,8 Мбит/с

Исходя из полученного результата для скорости цифрового потока, выбираем уровень STM-4 - 622,08 Мбит/с и мультиплексор, рассчитанный на требуемую скорость цифрового потока, это позволит оставить запас на дальнейшее развитие сети.



3. Основные технические характеристики системы передач

Исходя из требуемой скорости передачи выбираем:

Фирма Nortel

Аппаратура TN-4X относится ко второму уровню SDH и соответствует стандарту ITU-T, ETSI и требованиям регламента SDH.

Аппаратура формирует агрегатный сигнал STM-4 со скоростью передачи 622,080 Мбит/с из следующих плезиохронных и синхронных компонентных сигналов: 2, 34,140 Мбит/с, STM - 1.

Максимальное число компонентных сигналов:

252 х 2 Мбит/с в двенадцати блоках: 21 интерфейс 2 М в каждом блоке;

6 х 34 Мбит/с в шести блоках: 3 интерфейса 34 М в каждом блоке;

4 х140 Мбит/с: 1 интерфейс 140 Мбит/с в одном блоке;

4 х STM - 1: 1 интерфейс STM - 1 в одном блоке.

Мультиплексор ввода/вывода TN-4X конфигурируется в четырех режимах:

оконечном без ТSI;

оконечном с TSI;

ввода/вывода;

кольцевом;

В оконечном режиме с оперативным переключением осуществляется изменением временных позиций компонентных сигналов.

В режиме ввода/вывода осуществляется введение/выделение требующихся компонентных сигналов 2, 34 и 140 Мбит/с в агрегатный линейный сигнал и передача остальных компонентных сигналов из одного агрегатного сигнала в другой. В этом режиме возможна также перестановка временных позиций (TSI) компонентных сигналов 2 и 34 Мбит/с в дополнении к вводу/выводу.

В кольцевом режиме TN-4X обеспечивает кольцевую структуру с резервированием трактов, путем организации по двум оптическим волокнам двух встречных направлений передачи: по и против часовой стрелки. В этом режиме один компонентный электрический или оптический интерфейс STM-4 может обеспечить связь между кольцами.

Аппаратура TN-4X контролируется и управляется с помощью встроенных микропроцессорных устройств и специализированного программного обеспечения.

Рабочая станция NMS подключается к сетевому элементу (мультиплексору) по локальной сети, с остальными сетевыми элементами связь осуществляется по встроенным в заголовок STM-4 DCC - каналам с использованием протокола QECC по рекомендации G.784.

Тип приемника - lnGaAs;

тип лазера - DFB.

Линейный код - бинарный скремблированный NRZ.

Интерфейсы аппаратуры TN-4X

Оптические интерфейсы STM-4

Соответствует рекомендации G.957;

Уровень передачи, дБм - 3. +2

Диапазон волн, нм 1530 - 1570

Ширина спектра на уровне - 20 дБ, нм 0.1.1

Подавление мод, дБ > 30

Чувствительность приемника при Кош < 10-10, дБм - 32,5?-8

Затухание линии, дБ 10-32

Максимальная дисперсия, пс/нм 3500



3.1 Расчет числа каналов связи

Число каналов, связывающих заданные оконечные пункты, в основном зависит от численности населения в этих пунктах и от степени заинтересованности отдельных групп населения во взаимосвязи.

Численность населения в любом областном центре и в области в целом может быть определена на основании статистических данных последней переписи населения в РК. Обычно перепись населения осуществляется один раз в пять лет.

Поэтому при перспективном проектировании следует учесть прирост населения. Количество населения в заданном пункте и его подчиненных окрестностях с учетом среднего прироста населения.

, чел (3)

где:

Н0 -- народонаселение в период переписи населения, чел.;

р - средний годовой прирост населения в данной местности, % (принимается по данным переписи 1-1.2%);

t -- период, определяемый как разность между назначенным перспективного проектирования и годом проведения переписи населения.

Год перспективного проектирования принимается на 5-10 лет вперед по сравнению с текущим временем. Принимаем 5 лет вперед. Следовательно

t=5+(tm-t0) (3.1)

где

- год составления проекта;

- год, к которому относятся данные Н0.

Определяем

Годовой прирост населения примем равным 1.2%.

Определим количество населения в перспективном году в городе Павлодар:

Численность населения города Павлодар на 2014 год составила 354000 человек :

,чел

, чел

Численность населения города Семипалатинска на 2011 год составляет 304531 чел:

,чел

, чел

Степень заинтересованности отдельных групп населения во взаимосвязи зависит от политических экономических, культурных и социально-бытовых отношений между группами населения, районами и областями.

Взаимосвязь между заданными оконечными и промежуточными пунктами определяется на основании статистических данных, полученных предприятием связи за предшествующие проектированию годы.

Практически эти взаимосвязи выражают через коэффициент тяготения f1, который, как показывают исследования, колеблется в широких пределах (от 0,1 до 12%). В курсовом проекте принимаем f1= 5%.

Учитывая это, а также то обстоятельство, что телефонные каналы в междугородной связи имеют превалирующее значение, необходимо определить сначала количество телефонных каналов между заданными оконечными пунктами.



Для расчета телефонных каналов используем приближенную формулу:

(3.2)

где

1 и -- постоянные коэффициенты, соответствующие фиксированной доступности и заданным потерям; обычно потери задаются 5%,

Тогда 1 = 1,3; 1= 5,6;

f1 -- коэффициент тяготения, f1 = 0,05 (5 %);

y - удельная нагрузка, т.е. средняя нагрузка, создаваемая одним абонентом, y=0,05 Эрл;

mа и mб - количество абонентов, обслуживаемых оконечными станциями АМТС соответственно в пунктах А и Б.

В перспективе количество абонентов, обслуживаемых той или иной оконечной АМТС, определяется в зависимости от численности населения, проживающего в зоне обслуживания.

Принимая средний коэффициент оснащенности населения телефонными аппаратами равным 0,38, количество абонентов в зоне АМТС:

(3.3)

Для Павлодара:

, аб

Для Семипалатинска :

, аб

Количество телефонных каналов:



Таким образом, мы определили число каналов для телефонной связи между заданными оконечными пунктами, но по кабельной магистрали организуют каналы и других видов связи, а также должны проходить и транзитные каналы.

Общее число каналов между двумя междугородными станциями заданных пунктов

nаб=nтф+nтг+nпв+nпд+nпг+nтр , (3.4)

где

nтф - число двухсторонних каналов для телефонной связи;

nтг - то же для телеграфной связи;

nпв - то же для передачи проводного вещания;

nпд - то же для передачи данных;

nпг - то же для передачи газет;

nтр - транзитные каналы.

Поскольку число каналов для организации связи различного назначения может быть выражено через число телефонных каналов, т.е. каналов ТЧ, например: 1 ТГ кан. = 1/24 ТФ кан.; 1 ПВ кан. = 3 ТФ кан. и т.д., целесообразно общее число каналов между заданными пунктами выразить через телефонные каналы. Для курсового проекта можно принимаем

(3.5)



Тогда общее число каналов рассчитываем по упрощенной формуле

(3.6)

где

- число двухсторонних телефонных каналов.

1 телефонный канал эквивалентен скорости 64 кбит/с, и скорость передачи равна :

(3.7)

3.2 Выбор волоконно-оптического кабеля

Выбор оптического кабеля (ОК) обуславливается условием прокладки ОК, типом волокна, а также числом волокон. В нашем случае кабель прокладывается в грунт, а также предусмотрены переходы через реки.

Характерными особенностями конструкции оптического кабеля должны быть:

- малые размеры и масса;

- большая строительная длина (4 - 6 км и более);

- малая величина километрического затухания;

- отсутствие необходимости содержания оптического кабеля под избыточным воздушным давлением;

- стойкость к электромагнитным (гроза, ЛЭП и др.) воздействиям.



3.2.1 Кабель ДПС

Конструкция: Кабель ДПС содержит центральный оптический модуль (ЦОМ), Поверх ЦОМ наложена алюминиевая лента с полимерным покрытием.

Свободное пространство в оптическом модуле заполнено гидрофобным заполнителем.

Кабель имеет внутреннюю оболочку из полиэтилена и наружную. Наружная оболочка выполняется в трех вариантах: полиэтиленовая (ДПС, СПС, ДАС, САС), из материала, не распространяющего горение (ДПН, СПН) и из не содержащего галогены материала, не распространяющего горение (ДПГ, СПГ). Кабель защищен броней из стальных оцинкованных проволок.

Назначение: Предназначены для прокладки в кабельной канализации, трубах, коллекторах, ручным или механизированным способами. Изготавливаются с центральным силовым элементом из стального троса или диэлектрического стеклопрутка. Как правило, используется на городских магистральных линиях связи.

Характеристики

Параметр	Значение
Длительно допустимая растягивающая нагрузка, кН	7,0 … 80,0
Допустимая раздавливающая нагрузка, кН/см	> 1,0
Стойкость к изгибам на угол 90° (*)	20 циклов
Стойкость к осевым закручиваниям на угол ±360° на длине 4м	10 циклов
Стойкость к ударной нагрузке одиночного воздействия, Дж	20
Рабочий диапазон температур, C°	-60 … +70 -40 … +60
Низшая температура монтажа, C°	-30 -10
Номинальный наружный диаметр, мм	13,5 … 24,0
Максимальная масса, кг/км	300 … 1100
Электрическое сопротивление наружной оболочки, МОм	> 2000

Маркировки ДПС: ДКП-03,ОПС, ОАС,ОМЗКГМ,ОКЛК,ДПС, ДПН, ДПГ, СПС, СПН, СПГ, ДАС, САС,ИКБ-М, ИКБ2-М, ОМЗКГМ, ДАС, ОГД, ОПУ, ОКЛК, ДАУ, ДПУ, ДКП, СКП, ДКПа, СКПа, ДКН, СКН, ОКБ, ОКБН, ОКБ-М, ОКП

Защита от влаги: водоблокирующая лента, наложенная продольно на сердечник кабеля. Промежуточная оболочка полиэтиленовая, толщиной не менее 1 мм.

Броня: повив круглых оцинкованных стальных проволок с заполнением гидрофобным компаундом.

Защитная оболочка: светостабилизированный полиэтилен, номинальной толщиной не менее 2,2 мм, пустоты в повиве бронепроволок заполнены гидрофобным компаундом.

Оптическое волокно, используемое в оптических кабелях связи, обладает емкостью полмиллиона телефонных разговоров или 600 ТВ цифровых каналов одновременно.

Секрет такой емкости в чистоте кварцевого стекла, используемого для оптического волокна. Волокно состоит из сердечника, образованного легированным кварцевым стеклом, окруженного отражающей оболочкой из чистого кварцевого стекла. Слои акрилата защищают волокно и предохраняют от проникновения влаги и агрессивных химических соединений. Чистота и различные оптические свойства отражающей оболочки и сердечника позволяют направлять свет по волокну на расстояние, превышающее 300 км без усиления.

С развитием магистральных и локальных волоконно оптических сетей связи было освоено производство нескольких дополнительных типов одномодовых оптических волокон, отличающихся величиной затухания, его распределением по спектру и дисперсией. Распространение света в волоконном световоде характеризуется множеством параметров, самыми важными из которых являются потери на распространение и дисперсия в заданном спектральном диапазоне.



3.3 Расчет суммарных потерь в оптическом тракте

Оптическая линия связи соединяет оптические интерфейсы. В состав оптической кабельной системы входят все компоненты, обеспечивающие оптическое соединение передатчика одного интерфейса с приемником другого:

- оптический кабель;

- соединительные шнуры;

- оптические переключатели;

- разъемные соединители;

- неразъемные соединители.

При прохождении каждого из этих элементов оптический сигнал испытывает определенные потери. На компенсацию потерь в оптическом кабеле расходуется только часть энергетического потенциала приемопередатчиков оптических трансиверов. Оставшийся резерв распределяется на потери в неразъемных соединителях, коннекторах промежуточных и оконечных оптических кроссов, энергетический запас и т.д.

Таблица 3.1



3.4 Расчет участка регенерации

При проектировании высокоскоростных ВОЛП должны рассчитываться отдельно длина участка регенерации по затуханию (L) и длина участка регенерации по широкополосности (LB), так как причины, ограничивающие предельные значения L и LB независимы.

В общем случае необходимо рассчитывать две величины длины участка регенерации по затуханию:

L макс - максимальная проектная длина участка регенерации;

L мин - минимальная проектная длина участка регенерации.

Для оценки величин длин участка регенерации используем следующие выражения:

, км (3.8)

, км (3.9)

, км (3.10)

где Амакс, Амин (дБ) - максимальное и минимальное значения перекрываемого затухания выбранной аппаратуры ВОЛП, обеспечивающее к концу срока службы значение коэффициента ошибок не более 10-10

ок= 0,22(дБ/км) - километрическое затухание выбранного ОК;

нс= 0,03(дБ) - среднее значение затухания мощности оптического излучения на стыке между строительными длинами кабеля на участке регенерации;

Lстр - среднее значение строительной длины на участке регенерации для выбранного кабеля (км);

рс= 0,2(дБ) - затухание мощности оптического излучения разъемного оптического соединителя;

n - число разъемных оптических соединителей на участке регенерации, равно 2:1 на передаче и 1 на приёме;

= 18 - суммарная дисперсия одномодового ОВ в выбранном ОК;

= 1(нм) - ширина спектра источника излучения;

В = 311(Мбит/с) - широкополосность цифровых сигналов, передаваемых по оптическому тракту;

М (дБ) - системный запас ВОЛП по кабелю на участке регенерации, исходя из наихудших условий зададимся значением 6 дБ.

Максимальное значение перекрываемого затухания определяем:

Амакс = pпер.max - pпр.min, дБ; (3.11)

где pпер.max - максимальная мощность оптического излучения передатчика, она равна (-3)дБм

p пр.min- гарантированная чувствительность приемника, она равна

(-32.5)дБм

Амакс = -3-(-32,5)=29,5 дБ;

Минимальное значение перекрываемого затухания определяется:

Амин = pпер.max - pпер.max , дБ; (3.12)

где

pпер.max - максимальная мощность оптического излучения передатчика, она равна (-3) дБм;

pперегр.max- уровень перегрузки приемника, он равен (-8) дБм.

Амин = -3-(-8)=5 дБ;



Так как в результате расчётов было получено LВ>Lмакс с учетом требуемой способности ВОЛП (В) на перспективу развития, то оборудование и кабель выбраны правильно.

Произведём размещение регенерационных пунктов. Расстояние между не превышают максимального и минимального допустимого расстояния между регенерационными пунктами, то есть на трассе между оконечными пунктами и ОРП достаточно установить по одному необслуживаемому регенерационному пункту (НРП).

3.5 Расчет основных характеристик оптического волокна

Простейшее оптические волокна (ОВ) представляет собой круглый диэлектрический (стекло или прозрачный полимер) стержень, называемый сердцевиной, окружённый диэлектрической оболочкой.

Показатель преломления материала сердцевины , всегда больше показателя преломления оболочки . Показатель преломления оболочки обычно постоянен, а показатель преломления сердцевины в общем случае является функцией поперечной координаты. Эту функцию называют профилем показателя преломления. Если показатель преломления сердцевины от центра к краю изменяется плавно, то такие ОВ называют ОВ с градиентным профилем показателя преломления или градиентным.

Зная значения показателей преломления сердцевины и оболочки ОВ, найдем числовую апертуру:



; (3.13)

где:

n1=1,49 - показатель преломления сердцевины ОВ;

n2=1,486- показатель преломления оболочки ОВ.

Отсюда найдем значение апертурного угла:

(3.14)

arcsin(0,2301)=13,302 град

В зависимости от числа распространяющихся на рабочей частоте мод ОВ имеют два режима работы: одномодовые и многомодовые. В настоящее время принято при длинах волн равным 0,85 - 1,55 мкм применять ОВ с диаметром сердцевины 8 - 10 мкм для одномодовой передачи.

Значение нормированной частоты рассчитываем по формуле:

; (3.15)

где:

- радиус сердцевины ОВ;

?=1,55 мкм -длина волны.

Определим число мод для ступенчатого ОВ:

; (3.16)



Определим число мод для градиентного ОВ:

(3.17)

Определим критическую частоту ОВ:

(3.18)

где:

- скорость света;

?=1,55 мкм -длина волны.



4. Выбор типа кабеля и описание его конструкции

Оптический кабель (ОК) может быть проложен по опорам железных дорог, на линиях электропередачи, в силовых кабелях, в канализационных и водопроводных трубах, по руслу рек и дну озер, вдоль автомобильных дорог. Подразделяют оптические кабели по таким признакам, как: назначение и условия применения; способ прокладки; конструктивные и технологические особенности; число ОВ и электрических жил (табл.3.2).

Таблица 3.2

По ГОСТ 26793-85	В соответствии с публикуемой МЭК 794-1 (50)
Магистральный	Для прокладки в земле
Зоновый	-
Городской	Для прокладки в коллекторах или трубах
Полевой	Полевой
Подводный грузонесущий	-
Подводный негрузонесущий	Подводный
-	Подводный для относительно коротких водных преград
Для стационарных объектов и сооружений	Внутриобъектовый
Для подвижных объектов	-
-	Для воздушной прокладки
Специальный для дистанционного управления	Специальный
Монтажный	Монтажный
Шнур	-

По условиям применения кабели делятся на подвесные, подземные и подводные. Самый распространенный вид прокладки оптических кабелей - подземный (рис.1 ). Способы прокладки подвесных и подводных оптических кабелей представлены соответственно на рис. 4 и 5.



Рисунок 1. Механизированный способ укладки подземного ОВ кабеля.

Рис. 2. Монтажный ролик (а) и фрагмент раскатки провода (б);

а): 1 - диск;

2 - откидная щека для укладки провода;

3 - подвеска для крепления;

б): 1 - анкерная опора;

2, 3 - промежуточные опоры;

4 - барабан с проводом;

5 - провод;

6 - тяговый механизм (трактор);

7 - монтажный ролик.



Рисунок 3. Прокладка кабеля под водой. Заводка кабеля с понтона в береговой колодец.

1 -- понтон с кабелем;

2-- проволочный чулок;

3 -- водолазный бот;

4 -- металлическая труба;

5 -- береговой колодец;

6 -- деревянная пробка на конце трубы;

7 -- трос, при помощи которого протаскивается кабель.

После выбора марки оптического кабеля на рисунке в пояснительной записке представляем его конструкцию и технические характеристики.



5. Прокладка и монтаж кабеля

В процессе организации и осуществления строительства ВОЛС, как правило, выполняются следующие мероприятия:

- организация и проведение подготовительных работ;

- прокладка или подвеска ОК;

- монтаж ВОЛС;

- проведение приемосдаточных измерений и сдача ВОЛС в эксплуатацию.

Территория вдоль трассы, вдоль которой будет проложен ОК, имеет в основном равнинный рельеф с незначительными оврагами. Наиболее экономически выгодным и удобным для прокладки в грунт ОК является прокладка кабелеукладчиком (бестраншейная прокладка), обеспечивающая наиболее высокую степень механизации и скорость прокладки. При этом способе ножом кабелеукладчика в грунте прорезается узкая щель, и кабель укладывается на ее дно, на глубину 0,9-1,2 м. В целом бестраншейная прокладка кабеля - процесс динамичный, кабель испытывает механические нагрузки. Особенностью прокладки ОК является необходимость осуществления постоянного оптического контроля за целостностью и состоянием оптических волокон и кабеля в процессе прокладки. С этой целью все оптические волокна соединяются шлейфом и включаются в измерительный прибор. полупроводниковый лазер волокно

В начале прокладки кабеля в местах расположения сростков отрывают котлованы размером 31,51,2 м. Кабель заправляют в кассету с запасом 5 м. перед прокладкой трассу планируют бульдозером. Подъем и уклоны не должны превышать 30%. Характер данной местности и почвы отвечают необходимым требованиям.

При выборе соответствующего кабелеукладочного оборудования особое внимание было обращено на конструкцию кассеты для подачи оптического кабеля. Полезная мощность на маховике двигателя базового трактора при минимальной глубине прокладки должна быть равна: 75 - 110 кВт при 0,9 м и 160 - 240 кВт при 1,2 м. При выборе базового трактора тип ОВ и его относительно малый диаметр и масса не являются определяющими факторами. Используем способ, при котором кабельный барабан монтируется спереди трактора и кабель проходит над кабиной трактора через квадратную конструкцию с роликами или направляющими трубками, а затем через блок с гидроприводом, обеспечивающий размотку кабеля с барабана и подачу его в кассету. Кабель должен сделать один полный виток вокруг блока, скорость вращения которого должна превышать линейную скорость перемещения базового трактора.

Эта система прокладки (рисунок 1) состоит из опорной конструкции, на которой устанавливаются барабаны, роликов или направляющих трубок, блока и направляющей кассеты, располагаемой сзади на кабелеукладчике. Радиус изгиба направляющей кассеты должен отвечать требования минимального радиуса изгиба ОК.

Все ролики или направляющие приспособления в системе, вызывающие изменения направления похождения кабеля, должны соответствовать минимально допустимому радиусу изгиба кабеля. Он должен в 20 раз превышать диаметр кабеля.

В моем случае кабель ОКЛК-01 имеет диаметр 28 мм, следовательно, минимально допустимый радиус изгиба должен превышать 560 мм. Допустимый радиус изгиба ОК должен оставаться постоянным, при повороте трассы с радиусом более крутым, чем допускает кабелеукладочная техника, должна отрываться траншея для выполнения маневра. Выглубление и заглубление ножа кабелеукладчика производятся только в предварительно отрытом котловане, размер которого должен быть больше наибольшей ширины ножа. Выше уровня прокладки ОК на 10.15 см одновременно с ОК прокладывается сигнальная лента, а на поворотах трассы и участках пересечений с подземными сооружениями устанавливаются электронные маркеры.

Во избежание защемления кабеля в направляющих роликах сделаны зазоры. Кабель подается на верхнюю часть кассеты. Между отверстием в кабельном барабане и осью, вставляемой в барабан, должен быть зазор 1,6…3,2 мм, при этом во избежание бокового соскальзывания барабана в осевом направлении на оси устанавливаются зажимные втулки.

Монтаж ВОЛС: Монтаж оптических кабелей - наиболее ответственная операция, предопределяющая качество и дальность связи по ВОЛС. Соединение волокон и монтаж кабелей производятся как в процессе производства, так и при строительстве и эксплуатации кабельных линий.

Оптические кабели производятся определенной длины, которая называется строительной. В моем случае она составляет 4км. Длина оптической линии превышает строительную, поэтому ОК, проложенные в канализации, грунте, необходимо соединять, то есть сращивать между собой. Для этого оптические волокна на концах ОК освобождают от модуля на длине до 0,5…1,0 м и соединяют между собой "торец-торец" путем сварки. Что бы осуществить сварку или склеивание, оптическое волокно на длине примерно 1 мм от конца освобождают от защитной оболочки, после чего с помощью специального устройства - скалывателя производят скалывание волокна. Далее производят сварку ОВ.

Соединенные таким образом оптические волокна размещают в специальных кассетах, а они в свою очередь внутри специального контейнера, в котором закрепляются концы ОК в тех участках, на которых не снята его защитная оболочка. Такой контейнер называется муфтой.



6. Устройство переходов через преграды

Прокладка оптического кабеля на переходах через подземные коммуникации.

На участке пересечения с автомобильными и железными дорогами ОК укладывают в защитные полиэтиленовые трубы, прокладываемые преимущественно закрытым способом. Проектируемая трасса имеет 2 перехода через железную и автодорогу. Используем для перехода метод горизонтального прокола.

Метод горизонтального прокола является достаточно простым и основан на образовании скважины за счет уплотнения массива грунта. Вначале вырывают два котлована - стартовый и приемный, они имеют требуемую глубину.

В стартовом котловане устанавливают раму с домкратами. Затем труба с наконечником с постоянно добавляемыми секциями пронзает массив грунта. В конце труба должна выйти в приемном котловане.

Схематично этот процесс изображен на рисунке .

Рисунок 4. Схема метода горизонтального прокола.

Проталкивание трубы, осуществляется домкратами. Через наголовник сменными нажимными удлинительными патрубками, шомполами или зажимными хомутами передается давление.

Затем трубу циклически вдавливают, путем попеременного переключения домкратов на прямой и обратный ход, при этом прилагаемое усилие достигает 3000 кН.

Применение полиэтиленовой трубы оптического кабеля большой обеспечивает защиту кабеля от возможных повреждений, трубы ПНД не подвержены коррозии, экологически чисты, гигиеничны и безопасны.

Срок службы таких труб оценивается в 5 - 100 лет, то есть гарантированный срок безаварийной эксплуатации трубопроводов увеличивается в 2 - 3 раза. Снижается риск аварий.



7. Расчет надежности проектируемой линии

Надежность является одной из важнейших характеристик современных магистралей и сетей связи. Основными показателями надежности являются:

интенсивность отказов Х, часов;

вероятность безотказной работы для заданного интервала времени Р(t0);

средняя наработка на отказ Т0, час;

среднее время восстановления Тв, час;

коэффициент готовности Кг;

интенсивность восстановления М, 1/час;

Расчет показателей надежности магистрали проводится при следующих допусках: отказы элементов магистрали являются внезапными, независимыми друг от друга, их интенсивность постоянна в течение всего периода эксплуатации.

Интенсивность отказов определяется по формуле:

; (7)

где,

n - число оконечных пунктов (1);

L - длина линии (км);

Х1 - интенсивность отказов оконечного пункта, 1/час (10-7);

Х2 - интенсивность отказов одного километра линейно-кабельных сооружений, 1/км (5*10-8).

(7.1)



Средняя наработка на отказ определяется выражением:

; (7.2)

Среднее время восстановления приводится в справочных данных на аппаратуру.

Коэффициент готовности системы определяется по формуле:

; (7.3)

Коэффициент простоя системы будет составлять:

; (7.4)

Интенсивность восстановления определяется выражением:

; (7.5)



8. Охрана труда и техника безопасности при строительстве КЛС

На основе Правил по охране труда должны быть разработаны и утверждены руководителем организации инструкции по охране труда для работников, технологические и эксплуатационные документы на соответствующие процессы (работы). Правила содержат требования по охране труда, которые следует выполнять при работе на кабельных линиях связи. Правила являются обязательными для всех организаций, выполняющих работы на кабельных линиях связи.

При работах на кабельных линиях связи (КЛС) возможны воздействия следующих опасных и вредных производственных факторов:

- движущиеся машины и механизмы;

- повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны;

- повышенная скорость движения воздуха;

- повышенная влажность воздуха;

- повышенный уровень шума на рабочем месте;

- повышенный уровень локальной вибрации;

- повышенное значения напряжения в электрической цепи, замыкание которой может пройти через тело человека;

- недостаточная освещенность рабочей зоны;

- повышенная яркость света;

- воздействие вспышки комплекта сварки световодов на зрение оператора;

- воздействие лазерного излучения;

- появление в зоне работы взрывоопасных, пожароопасных и ядовитых сред;

- попадание мельчайших остатков оптического волокна на кожу работника;

- физические перегрузки;

- эмоциональные перегрузки.

Организационные и технические мероприятия, обеспечивающие безопасность работ.

Для выполнения организационных и технических мероприятий, обеспечивающих безопасность работ на КЛС, руководители цехов, отделов, смен, участков, мастера и другие должностные лица, возглавляющие участки работ, обязаны:

- знать перечень работ с повышенной опасностью, перечень работ, выполняемых по наряду, перечень опасных и вредных производственных факторов;

- организовать обучение подчиненных им работников безопасным методам и приемам работы и проведение всех видов инструктажей, контролировать соблюдение правил и инструкций по охране труда;

- обеспечивать правильную и безопасную организацию труда;

- обеспечивать работников специальной одеждой, специальной обувью и другими средствами индивидуальной защиты, не допускать их к работе без установленных спецодежды, спецобуви или с неисправными средствами индивидуальной защиты;

- участвовать в расследовании несчастных случаев и принимать меры по устранению причин, их вызвавших.

Ответственные лица за безопасное проведение работ, назначенные приказом руководителя организации, обязаны лично присутствовать, руководить и обеспечивать выполнение требований безопасности труда на участках работ, к которым предъявляются повышенные требования безопасности:

- при погрузке и разгрузке барабанов с кабелем, железобетонных и бетонных изделий, имеющих маркировку и других материалов, имеющих указание о фактической массе более 20 кг;

- при производстве работ в охранных зонах воздушных линий электропередачи, трубопроводов, газопроводов и других наземных и подземных коммуникаций;

- при прокладке подводного кабеля с плавучих средств и со льда;

- при работах в местах пересечений линий связи с воздушными линиями электропередачи, контактными проводами наземного транспорта;

- при выполнении работ в местах пересечений железнодорожного полотна, трамвайных путей и работах на расстоянии до 1,5 м от них;

- при ремонте кабелей, имеющих цепи дистанционного питания;

- при работе в подземных сооружениях связи;

- при работе строительных работ и механизмов;

- при испытании электрической прочности изоляции кабелей связи.



Заключение

В курсовой работе были представлены основные этапы проектирования волоконно-оптической линии связи между городами Павлодар и Семипалатинск: расчет нагрузки, выбор системы передачи, трассы передачи, типа кабеля, метода прокладки, расчет параметров кабеля, длины регенерационного участка, а также упрощенный расчет для выбранного кабеля.

Очевидно, что для создания рабочего проекта магистральной линии связи необходимо произвести более точные расчеты и учесть большее количество факторов; однако курсовая работа позволяет получить представление о порядке выполнения подобных проектов.

В нашей стране еще в 1993 году было принято решение использовать только волоконно-оптические кабели на магистральных линиях связи, в 1996 - на внутризоновых. В настоящее время ВОЛС активно используются и на локальных компьютерных сетях, в сетях кабельного телевидения.

Таким образом, навыки расчета ВОЛС являются необходимыми для качественного выполнения современных проектов в отрасли связи.

В данном курсовом проекте разработана кабельная линия связи между населенными пунктами Павлодар и Семипалатинск общей протяженностью 337 км. Трасса проложена вдоль шоссейных и грунтовых дорог, имеет пересечения с другими шоссейными дорогами.

В пояснительной записке к проекту приведен и обоснован выбор трассы прокладки кабеля; также сделан обоснованный выбор типа кабеля и способа организации связи; произведен расчет конструкции кабеля, первичных и вторичных параметров передачи кабельной цепи, длины усилительного участка, числа усилительных (регенерационных) пунктов, параметров взаимных влияний между цепями.

Характерная строительная длина оптического кабеля (поставляемая на одном барабане) в зависимости от производителя и типа кабеля варьируется в пределах 2-10 км.

На протяженных участках между повторителями могут помещаться десятки строительных длин кабелей. В этом случае производится специальное сращивание (как правило, сварка) оптических волокон. На каждом таком участке концы ВОК защищаются специальной герметичной муфтой.

Таким образом перечислены основные компоненты, использующиеся при построении ВОЛС. В данном курсовом проекте рассчитывается магистральная линия связи Павлодар-Семипалатинск.



Список использованных документов

1.Волоконно-оптические системы передачи: Учебник для вузов М.М. Бутусов, С.М. Верник и др.; Под редакцией В.Н. Гомзина. - М.: Радио и Связь. - 1992.

2.Гроднев И.И. Волоконно-оптические линии связи: Учеб. Пособие для вузов. - М.: Радио и Связь. - 1990.

3. www.avtodispetcher.ru

4. www.della.kz

5. Шмалько А.В. Цифровые сети связи. 2001 г. Эко-Трендз.

6. Фокин В. Г. Оптические системы передачи и транспортные сети. Эко-Трендз. 2008 г.

Размещено на Allbest.ru

...