Соединительные муфты (СМ) должны устанавливаться, как правило, на анкерных опорах. При невозможности выполнения указанного условия муфта может быть установлена на промежуточной опоре с креплением её и ОК к опоре с предварительным укреплением опоры временной оттяжкой.

Для монтажа муфты концы кабеля подают в монтажно-измерительную машину.

Монтажно-измерительная машина должна быть закрытого типа и оборудована монтажным столом с приспособлениями для закрепления концов монтируемых кабелей, приборами и монтажным инструментом. Для сидения монтажников должны быть предусмотрены стулья, имеющие вращающиеся сидения с возможностью регулировки по высоте.

Освещение в кузове машины должно быть естественным через ее окна и искусственным - от лампы (плафонов), освещающих монтажный стол.

Электропитание может осуществляться от бортовой сети напряжением 12 В или от внешней сети через понижающий трансформатор 220/12 В.

При отсутствии внешней сети рекомендуется использовать портативную электростанцию с двигателем внутреннего сгорания, например, АБ-1 мощностью 1 кВт.

Для подключения к источнику электропитания в комплекте монтажно-измерительной машины должен быть комплект кабелей с соответствующими оконечными устройствами.

Соединительные муфты могут применяться как отечественные, так и импортного производства, рекомендованные изготовителем кабеля (указанные в ТУ на кабель или в сопроводительной документации). Монтаж муфт должен производиться в соответствии с указаниями, изложенными в прилагаемой к каждой из них инструкции.

Монтаж отечественных муфт рекомендуется производить в соответствии с организацией и технологией монтажа ОК, приведенными в руководстве по строительству линейных сооружений местных сетей связи Минсвязи России.

Отдельные типы отечественных муфт и аксессуаров для подвесных самонесущих ОК, в качестве примера, приведены в приложении Ж.

Соединение световодов при монтаже муфт предпочтительно производить способом сварки специальным устройством под контролем затухания рефлектометром обратного рассеивания.

Значение затухания сварного стыка, дважды в направлении А - Б, Б - А, устанавливается в каждом отдельном случае, в зависимости от километрического затухания кабеля, но не должна превышать 0,1 дБ.

Перечень оборудования для монтажа муфт оптического кабеля приведен в приложении Е.

Каждая муфта после окончания монтажа должна быть замаркирована кольцом из листового свинца или пластмассовой биркой. На маркировке должны быть нанесены несмываемой краской следующие данные: номер муфты, марка ОК, наименование организации-владельца кабеля и объектов, между которыми проложен ОК.

На каждую смонтированную муфту должен быть составлен паспорт в двух экземплярах.

Один экземпляр укладывается в муфту, второй прилагается к исполнительной документации.

Законченную монтажом муфту поднимают на опору и надежно закрепляют крепежными деталями, изготовленными для конкретного типа опоры.

На территории объектов муфта закрепляется в месте, удобном для ее обслуживания (производство измерений при повреждениях на ВОЛС, ремонт, перемонтаж).

Если предусмотрено проектом, пластмассовая муфта помещается в специально изготовленный шкаф.

Для подвески на опорах воздушных линий связи преимущественно используются диэлектрические самонесущие оптические кабели, с целью обеспечения их стойкости к электромагнитным воздействиям. Основным конструктивным элементом оптического кабеля, обеспечивающим его стойкость к растягивающим нагрузкам при подвеске на опорах, являются арамидные нити. Для крепления оптического кабеля на опорах используется преимущественно спиральная натяжная и поддерживающая арматура. Схема крепления показана на рис. 5.2.

Рис. 5.2. Схема крепления ОК на промежуточной опоре



На оконечном пункте производим монтаж оптического кабеля к стене здания. Для крепления в стене сверлится сквозное отверстие, в которое вставляется шпилька, с обратной стороны устанавливается уголок или швеллер и притягивается двумя гайками. Снаружи на шпильку устанавливается гайка, к которой посредством проушины крепится талреп. К талрепу крепится коуш, за который зацеплен натяжной зажим. Схема крепления ОК к стене здания изображена на рис. 5.3.

Рис. 5.3. Схема крепления ОК к стене здания

Для опор типа СВ, предназначенных для прокладки линий электропередач и кабелей связи были разработаны специальные узлы крепления для волоконно-оптического кабеля и шкафов для размещения муфт соединительных. Узлы крепления представлены на рисунках.

Схемы крепления самонесущего оптического кабеля (ОКСН) на ж/б стойках типа СВ представлены на рис. 5.4-5.6.



Рис. 5.4. Схема натяжногокрепления ОКСН (слева), схема поддерживающего крепления ОКСН (справа)

Рис. 5.5. Схема натяжного крепления ОКСН и шкафа для размещения муфты с запасом кабеля (слева), схема натяжного крепления ОКСН на концевой опоре (справа)



Рис. 5.6. Схема натяжного крепления самонесущего оптического кабеля на ж/б стойке типа СВ

В табл. 5.1 показаны характеристики различных типов креплений.

Длина кабеля в шлейфе должна обеспечивать допустимый радиус изгиба кабеля в каждой точке шлейфа (R_{доп.изг.} > 20dOK).

Схема поддерживающего крепления самонесущего оптического кабеля на ж/б стойке типа СВ показана на рис. 5.7. Его характеристики показаны в табл. 7.2.



Рис. 5.7. Схема поддерживающего крепления самонесущего оптического кабеля на ж/б стойке типа СВ

Рис. 5.8. Схема натяжного крепления самонесущего оптического кабеля и шкафа для размещения муфты с запасом кабеля на ж/б стойке типа СВ



Узел используется без рым-болта. Длина кабеля в шлейфе должна обеспечивать допустимый радиус изгиба кабеля в каждой точке шлейфа (Rдоп.изг. > 20d OK).

Рис. 5.9. Схема натяжного крепления самонесущего оптического кабеля на концевой ж/б стойке типа СВ



Узел используется без рым-болта. Длина кабеля в шлейфе должна обеспечивать допустимый радиус изгиба кабеля в каждой точке шлейфа (R_{доп.изг.} > 20dOK).

Рис. 5.10. Схема разноуровнего натяжного крепления оптического кабеля на ж/б стойке типа СВ



Узел используется без рым-болта. Длина кабеля в шлейфе должна обеспечивать допустимый радиус изгиба кабеля в каждой точке шлейфа (R_{доп.изг.} > 20dOK).



6. Синхронизация цифровой сети

Для всех узлов сети необходим источник тактовых импульсов, которые определяет в какой момент времени измерять передаваемый сигнал. В этом состоит основная цель синхронизации - обеспечить синхронную работу приемо-передающего оборудования.

Кроме источника (генератора) синхроимпульсов, необходимо обеспечить и надежную передачу синхроимпульсов от одного узла связи к соседнему.

К система синхронизации предъявляются по сути самые жесткие требования по обеспечению синхронной работы, которая по крайней мере на порядок выше скорости передачи данных (для STM-16 скорость передачи данные составляет 2,5 Гбит/с).

Во всем мире для реализации идеи синхронизации для таких запредельных скоростей используют генераторы эталонной частоты.

А задачу передачи этих синхросигналов от узла к узлу решают системы тактовой сетевой синхронизации (ТСС).

Среди различных схем обеспечения тактовой синхронизации наибольшее распространение получили два метода:

- иерархический метод принудительной синхронизации с парами ведущий - ведомый таймеры;

- не иерархический метод взаимной синхронизации.

В дополнении к этим методам разработаны и успешно приктикуется на сети 4 режима работы источников узлов синхронизации:

- режим первичного эталонного таймера PRC или генератора ПЭГ мастер узел;

- режим принудительной синхронизации - режим ведомого задающего таймера SRC или генератора ВЭГ (транзитный и / или местный узлы);

- режим удержания с точностью удержания 5•10^-10 для транзитного узла и 1•10^-8 для местного узла и суточным дрейфом 1•10^-9 и 2•10^-8 соответственно;

- свободный режим (для транзитного и местного узлов) - точность поддержания зависит от класса источника и может составлять 10^-8 для транзитного и 1•10^-6 для местного узлов.

Статус синхронизации имеет настолько важное значение, что сообщения о нем упаковывается в заголовке цикла (агрегатный поток), который распространится по линии. В каждом узле на атематическом или ручной основе назначается приоритет, который в дальнейшем в процессе работы не меняется. Число приоритетов определяется числом от 1 до 15.

Для надежной работы приемо-передающей аппаратуры необходимо обеспечивать резервирование (дополнительные линии, по которым передаются сигналы синхроимпульсов).

Для этой цели, кроме первичного задающего генератора (ПЗГ), на сети связи устанавливаются ведомые задающие генераторы (ВЗГ). Кроме этого, если узел связи соседствует не с одним узлом связи, а с несколькими соседними, то в случае потери основного синхросигнала, он получает синхросигнал от соседних пунктов регионального статуса.

Схеме синхронизации также должно быть свойственно самовосстановление (автономная работа до момента восстановления связи), а также в системе синхронизации должны отсутствовать петли. Распространяемый синхросигнал не должен приходить в пункт отправки (в этом случае, аппаратура не будет знать, что работает от своего собственного синхросигнала).

В SDHсетях связи синхросигнал передается только в одну сторону, на приемной стороне регенерируется с помощью специальной схемы (генератора сетевого элемента).

В системах SDHвне зависимости от уровня STM тактовая частота равна 2058 кГц. Вчастота синхроимпульсов выделяется непосредственно из линейного сигнала (сигнала, несущего в себе полезную информацию). На случай потери линейного сигнала, в аппаратуре имеется свой собственный задающий генератор, который подстраивается от линейного сигнала. В случае потери его продолжает работать, чтобы в момент появления полезной нагрузки не происходило рассинхронизации.

Синхросигнал имеет так называемый приоритет. В месте приема может быть сформировано несколько синхросигналов от различных источников. Какой из них выбрать - определяется конфигурацией.

Самый наивысший (первый) приоритет имеет сигнал первичного эталонного генератора (ПЭГ), последним приоритетом обладает собственный задающий генератор.

Задающий генератор используется только в самых крайних случаях - переходные режимы или потеря линейного сигнала. Его работа основана на запоминании фазовой задержки, определяемой между текущей частотой задающего генератора и частотой, формируемой по линейного сигналу.

OptiX OSN 3500 кроме традиционной технологии синхронизации поддерживает и ряд других, таких как:

- синхронизация IEEE 1588v2;

- синхронный Ethernet;

- восстановление частоты для синхронногоEthernet и услуг эмуляции каналов (CES).

Интерфейсы OptiX OSN 3500 содержат два входных канала для получения сигнала синхронизации и один выходной канал, который может отвечать за организацию синхронизации на соседнем узле связи.

Для решения проблемы «петли синхронизации» (см. выше), в блоке передачи данных используется байт на позиции S1. Он отвечает за переключение между различными сигналами синхронизации. Этот байт выполняет сразу две функции: повышение надежности, упрощение работы, а следовательно упрощение алгоритма синхронизации для разработчиков оборудования

Оборудование OptiX OSN позволяет организовывать три режима работы:

1. Штатный режим «ведомый». Синхронизация осуществляется путем выделения тактовой частоты из линейного сигнала.

2. Режим удержания - используется информация о последнем моменте обнаружения тактового сигнала и удерживает его в пределах собственной точности формирования частоты (стандарт G.813)

3. Режим свободных колебаний - от собственного задающего кварцевого генератора с точностью ±0.5 ррm.

В режиме ведомый, в качестве синхросигнала используется любой из двух входных, либо один из 4-х сигналов, поступающих от блоков оборудования.



7. Надёжность системы передачи

К смонтированной линии связи предъявляются требования надежности системы передачи, в которые входят как отдельные узлы, так и сетевое оборудования.

Надежность характеризуется тремя ограничениями: время работы, условия работы, качество связи. Все эти три составляющие имеют определенные диапазоны (характеристики), которым должна удовлетворять система, чтобы ее можно было охарактеризовать как надежную.

Надёжность работы ВОЛП - это свойство волоконно-оптической линии обеспечивать возможность передачи требуемой информации с сохранением во времени параметров каналов и трактов в пределах, установленных нормативно-технической документацией [3].

Декомпозиция линия связи в простейшем случае представляет собой линейное и станционное оборудования. Каждое из них имеет свои характеристики, которые в конечном итоге характеризуют линию связи в целом.

Для телекоммуникационного оборудования введены понятия отказа, неисправности и прочих терминов, для которых учитывается специфика предметной области:

- отказ - повреждение ВОЛП с перерывом связи по одному, множеству или всем каналам связи;

- неисправность - повреждение, не вызывающее закрытия связи, характеризуемое состоянием линии, при котором значения одного или нескольких параметров не удовлетворяют заданным нормам;

- среднее время между отказами (наработка на отказ) - среднее время между отказами, выраженное в часах;

- среднее время восстановления связи - среднее время перерыва связи, выраженное в часах;

- интенсивность отказов - среднее число отказов в единицу времени (час);

- вероятность безотказной работы - вероятность того, что в заданный интервал времени не возникнет отказ;

- коэффициент готовности - вероятность нахождения линии передачи в исправном состоянии в произвольно выбранный момент времени;

- коэффициент простоя - вероятность нахождения линии передачи в состоянии отказа в произвольно выбранный момент времени.

Еще одной характеристикой, вводимой теорией надежности, является восстанавливаемые и невосстанавливаемые элементы.

Если рассматривать отдельные узлы системы связи по их функциональной принадлежности, то они относятся к восстанавливаемым элементам (так как у эксплуатирующей организации всегда должны быть запасные платы), а если рассматривать микросхемы и первичные элементы-то все они относятся к невосстанавливаемым элементам.

Несмотря на то, что теория надежности - это ответвление в теории вероятностей, существует аналитические (расчетные) и непосредственные (эмпирические) способы определения надежности.

Аналитический способ является единственно доступным способом определения надежности системы передачи на этапе ее проектирования.

Математическая модель может быть представлена в следующем виде: все узлы и тракт передачи - восстанавливаемые элементы. Работа системы передачи представляет собой интервалы времени простоя и штатного функционирования.

Интервалы простоя, возникшие из-за нарушения работы системы, используются для проведения ремонтно-восстановительных работ.

Вводя такую модель, применим простейший механизм анализа, используемый в системах массового обслуживания.

Моменты отказов системы передачи формируют поток отказов, характеризуемый параметром потока отказов .

Опытная эксплуатация оборудования систем передачи показала, что вероятностные характеристики наработки на отказ подчиняются закону распределения, близкому кэкспоненциальному, а изменение параметра потока отказов во времени определяется интенсивностью отказов невосстанавливаемых объектов.

Вероятность безотказной работы оптической линии и системы передачи определяется следующим образом:

, (7.1)

где t - момент времени.

Среднее время безотказной работы находят как математическое ожидание случайной величины:

. (7.2)

Полагая, что выход из строя отдельного элемента из общего множества элементов - это случайное независимое событие, то можно записать вероятность отказа системы, состоящей из этих элементов, которая как следует из теории вероятности, будет равна произведению вероятностей:

где - интенсивность отказов системы:

_I-интенсивность отказов i-го элемента;

N - число элементов в системе.

Среднее время безотказной работы системы равно:

. (7.4)

К числу основных характеристик надёжности восстанавливаемых элементов и систем относится коэффициент готовности:

, (7.5)

где t_В.СИСТ - среднее время восстановления элемента (системы).

Коэффициент готовности соответствует вероятности того, что система будет работоспособен в любой момент времени.

В соответствии с выражением (7.3) интенсивность отказов оптической линии передачи определим как сумму интенсивностей отказов НРП, ОРП (ОП) и кабеля:

, (7.6)

где _орп, _нрп, _каб - интенсивности отказов соответственно ОРП (ОП), НРП и одного километра кабеля;

n_орп, n_нрп - количество соответственно ОРП (ОП), НРП. В нашем случае n_оп=2, n_нрп =0;

_каб - интенсивность отказов одного километра кабеля;

L_РУ - протяжённость оптической линии передачи(L_РУ=25.5 км).

Значения необходимыхдля расчётов параметров приведены в табл. 7.1.

Таблица 7.1. Параметры надежности элементов ВОЛП



Для аппаратуры SDH:_орп=410-⁸ 1/ч, _каб=510^-8 1/ч, интенсивность отказов проектируемой оптической линии передачи равна:

. (7.7)

Среднее время безотказной работы оптической линии передачи определим по формуле (7.4), а результат расчёта выразим в годах:

1/ч. (7.8)

Что составляет 15 лет 4 месяца 5 дней - 15,343 года.

Рассчитаем вероятность безотказной работы в течение заданного промежутка времени по формуле (7.3) для t₁=24 часа (сутки), t₂=168 часов (неделя), t₃=720 часов (месяц), t₄=8760 часов (год):

;

;

;

.

По результатам расчётов на рис. 7.1 построим график зависимости вероятности безотказной работы ОЛТ от времени Р_сист(t).



Рис. 7.1. Надежность оптической линии передачи

Согласно формуле (7.5) рассчитаем коэффициент готовности оптической линии передачи, предварительно рассчитав среднее время восстановления связи:

, (7.9)

где t_в.орп, t_в.каб - время восстановления соответственно ОРП (ОП), кабеля.

По таблице7.1. для аппаратуры SDHt_в.орп=0,1 ч, t_в.каб=5 ч, тогда среднее время восстановления связи для проектируемой линии передачи будет равно:

ч. (7.10)

Коэффициент готовности проектируемой оптической линии передачи будет равен:

. (7.11)

Таким образом, основные характеристики по надежности, являются удовлетворительными.



Заключение

В данной бакалаврской работе были рассмотрены основные вопросы, связанные с проектом строительства волоконно-оптических линий передачи.

Была спроектирована волоконно-оптическая линия передачи ПС Городская - ПС Емельяново c системой передачи SDH со скоростью STM-16.

На основании изучения технических требований к основным узлам аппаратуры SDH и анализа промышленных систем, предоставленных на рынке, было выбрано оборудование фирмы «Huawei».

В проекте используется телекоммуникационная система передачи на базе оборудования OptiX OSN 3500, модульная конструкция которого, позволяет собрать любую требуемую комплектацию мультиплексоров для предоставления всего спектра услуг.

По характеристикам выбранного оптического кабеля был проведен расчет предельной длины участка регенерации по дисперсии и затуханию.

Рассмотренные в работе варианты проектирования показали возможность увеличения, на выбранном оборудовании, протяжённости линии передачи до 25,5 км.

В проекте представлена структура оборудования оконечного пункта и собственно самой линии передачи.

При проектировании ВОЛП были рассмотрены основные параметры надежности, которые являются обобщающим показателем работы средств связи. Полученные в результате расчетов значения параметров надежности удовлетворяют нормативными показателями, что говорит о правильности выбора оборудования и оптического кабеля.

При необходимости, на проектируемой сети возможно увеличение пропускной способности до 10 Гбит/с, так как используемое оборудованиеOptiX OSN 3500 обладает большим запасом для установки дополнительных плат, а также возможностью установки дополнительных подстативов.

В результате, можно сделать вывод, что спроектированная волоконно-оптическая линия передачи ПС Городская - ПС Емельяново спроектирована правильно и будет обеспечивать хорошее качество связи на данном участке.



Список использованных источников

1. Иванов, В.И. Волоконно-оптические линии передачи[Текст]: учеб. пособие для вузов / В.И. Иванов. - Самара: Изд-во ПГУТИ, 2013. - 193 с.: ил. - (Учебное пособие).

2. Марыкова, Л.А. Оптическая линия передачи [Текст]: учебное пособие для вузов /Л.А. Марыкова, И.И. Корнилов. - Самара: Изд-во ПГУТИ, 2011. - 74 с.: ил. - (Учебное пособие).

3. Горлов, Н.И. Проектирование, строительство и техническая эксплуатация волоконно-оптических линий передачи [Текст]:учебник для вузов /Н.И. Горлов. [и др.] - Новосибирск: Веди, 2011. - 394 с.: ил. - (Учебник для вузов).

4. Портнов, Э.Л. Принципы построения первичных кабельных сетей иоптические кабельные линии связи [Текст]: учебник для вузов /Э.Л. Портнов.-М: Горячая Линия-Телеком, 2009. - 550 с.: ил. - (Учебник для вузов).

5. Гaуэр, Д.И. Oптичеcкиеcиcтемыcвязи [Текст]: учебник для вузов /Д.И. Гaуэр.-М.: Рaдиo и cвязь, 2002. - 502 с.: ил. - (Учебник для вузов).

6. Чеo, П.К. Вoлoкoннaяoптикa [Текст]: учебник для вузов / П.К. Чео. - М.: Энергoиздaт, 2000. - 280 с.: ил. - (Учебник для вузов).

7. Слепов, Н.Н., Синхронные цифровые сети SDH: [Текст]: учебник для вузов / Н.Н. Слепов. - М.: Эко-Трендз, 1997. - 148 с., ил. - (Учебник для вузов).

8. Бутусов, М.М. Вoлoкoннaяoптикa [Текст]: учебник для вузов / М.М. Бутусов. - М.: Радио и связь, 1992. - 162 с.: ил. - (Учебник для вузов).

9. Андреев, В.А. Строительство и техническая эксплуатация волоконно-оптических линий связи [Текст]: учебник для вузов / В.А. Андреев [и др.] - М.: Радио и связь, 1995. - 124 с.: ил. - (Учебник для вузов).

10. Баклашов, Н.И. Охрана труда на предприятиях связи [Текст]: учебник для вузов / Н.И. Баклашов. - М.: Радио и связь, 1999. - 287 с.: ил. - (Учебник для вузов).

11. Швецoв, Э.A. Фотоприемные устройства волоконно-оптических систем передачи [Текст]: учебник для вузов / Э.А. Швецoв. - М.: Радио и cвязь, 2002. - 224 с.: ил. - (Учебник для вузов).

12. Еремин, Ю.Н. Охрана труда в дипломных проектах [Текст]: учебное пособие / Ю.Н. Еремин. - Самара: Изд-во ПГУТИ, 2002. - 135 с.: ил. - (Учебное пособие).

Размещено на Allbest.ru

...