Проектирование магистральных и внутризоновых волоконно-оптических линий передачи

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Федеральное агентство связи

Сибирский Государственный Университет Телекоммуникаций и Информатики

Межрегиональный центр переподготовки специалистов

Курсовая работа по предмету

" Направляющие системы электросвязи"

Проектирование магистральных и внутризоновых ВОЛП

Новосибирск, 2010

Введение

оптический волокно кабель линейный тракт

Концепция дальнейшего развития первичной взаимоувязанной сети связи Российской Федерации до 2005 года предусматривает ее осуществление в основном за счет нового строительства ВОЛП с применением волоконно-оптических систем передачи, прокладываемых на магистральной и внутризоновых сетях.

Современная эпоха характеризуется стремительным процессом информатизации общества. Это сильней всего проявляется в росте пропускной способности и гибкости информационных сетей.

Противодействовать растущим объемам, передаваемой информации на уровне сетевых магистралей, можно только привлекая оптическое волокно. И поставщики средств связи при построении современных информационных сетей используют волоконно-оптические кабельные системы наиболее часто. Это касается как построения протяженных телекоммуникационных магистралей, так и локальных вычислительных сетей. Оптическое волокно в настоящее время считается самой совершенной физической средой для передачи информации, а также самой перспективной средой для передачи больших потоков информации на значительные расстояния. Волоконная оптика, став главной рабочей лошадкой процесса информатизации общества, обеспечила себе гарантированное развитие в настоящем и будущем. Сегодня волоконная оптика находит применение практически во всех задачах, связанных с передачей информации. Стало допустимым подключение рабочих станций к информационной сети с использованием волоконно-оптического мини кабеля. Однако если на уровне настольного ПК волоконно-оптический интерфейс только начинает единоборство с проводным, то при построении магистральных сетей давно стало фактом безусловное господство оптического волокна. Коммерческие аспекты оптического волокна также говорят в его пользу - волокно изготавливается из кварца, то есть на основе песка, запасы которого очень велики.

Многоканальные ВОСП начинают широко использоваться на магистральных и зоновых сетях связи страны, а также для устройства соединительных линий между городскими АТС. Объясняется это большой информационной способностью ОК и их высокой помехозащищенностью. Особенно эффективны и экономичны подводные оптические магистрали.

Цифровые системы передачи (ЦСП) информации характеризуются специфическими, отличными от аналогов систем, свойствами. Основные преимущества этих систем заключаются в следующем:

более высокая помехоустойчивость, что позволяет значительно облегчить требования к условиям распространения сигнала линии передачи;

возможность интеграции систем передачи сообщений и их коммутации;

незначительное влияние параметров линии передачи на характеристики каналов;

возможность использования современной технологии в аппаратуре ЦСП;

отсутствие явления накопления помех и искажений вдоль линии передачи;

более простая оконечная аппаратура по сравнению с аппаратурой систем передачи с частотным разделением каналов (ЧРК);

легкость засекречивания передаваемой информации.

Самым существенным достоинством ЦСП предоставляется возможность передачи цифровых данных между ЭВМ и вычислительными комплексами без каких-либо дополнительных устройств преобразования или специальных аппаратных средств. Действительно, параметры стандартного аналогового канала оптимизируются по критериям заданного качества передачи речевого сообщения. Поэтому некоторым характеристикам (таким, как групповое время запаздывания) уделяется меньшее внимание, чем искажениям, оказывающим более ощутимое влияние на качество передачи. Использование аналоговой сети для передачи данных требует специальных мер, приводящих к существенным затратам, для компенсации неравномерности характеристики группового времени запаздывания, что обычно и делается в модемах передачи данных и всевозможных устройствах преобразования сигналов (УПС). В противоположность этому в ЦСП основным параметром, которым характеризуется качество передачи, является коэффициент ошибок. Каналы с малым коэффициентом ошибок в тракте передачи реализуются достаточно просто. В случае необходимости влияние ошибок, возникающих в тракте, можно практически полностью исключить, воспользовавшись теми или иными способами защиты от ошибок.

В волоконно-оптических линиях связи (ВОЛС) цифровые системы передачи нашли самое широкое распространение как наиболее приемлемые по своим физическим принципам для передачи. При этом основной недостаток ЦСП - широкая полоса частот, как отмечалось выше, отходит на второй план, поскольку ВОЛС при прочих равных условиях имеют неограниченную полосу пропускания по сравнению с электропроводным (металлическим) кабелем.

На основе ОК создаются локальные вычислительные сети различной топологии (кольцевые, звездные и др.). Такие сети позволяют объединять вычислительные центры в единую информационную систему с большой пропускной способностью, повышенным качеством и защищенностью от несанкционированного допуска.

Легкость, малогабаритность, невоспламеняемость ОК сделали их весьма полезными для монтажа и оборудования летательных аппаратов, судов и других мобильных устройств.

При построении абонентских сетей ВОЛС кроме традиционной структуры телефонной сети радиально-узлового типа предусматривается организация кольцевых сетей, обеспечивающих экономию кабеля.

Можно полагать, что в ВОСП второго поколения усиление и преобразование сигналов в регенераторах будут происходить на оптических частотах с применением элементов и схем интегральной оптики.

Это упростит схемы регенерационных усилителей, улучшит их экономичность и надежность, снизит стоимость.

В третьем поколении ВОСП предполагается использовать преобразование речевых сигналов в оптические непосредственно с помощью акустических преобразователей. Уже разработан оптический телефон и проводятся работы по созданию принципиально новых АТС, коммутирующих световые, а не электрические сигналы. Имеются примеры создания многопозиционных быстродействующих оптических переключателей, которые могут использоваться для оптической коммутации.

Общие указания по выполнению курсового проекта.

В соответствии с учебным планом СибГУТИ курсовой проект выполняется в седьмом семестре (1-ый семестр 4-го курса).

Номер варианта задается преподавателем.

При выполнении расчетов в пояснительной записке должна быть приведена в общем виде расчетная формула с расшифровкой всех входящих в нее буквенных обозначений и ссылкой на литературу, из которой взята эта расчетная формула или входящие в нее исходные данные. Результаты расчета сопровождаются выводами и анализом полученных результатов.

Курсовой проект должен содержать кроме самой ПЗ, как “ Содержание”, “Введение”, “Заключение”, “ Список литературы ”.

Задание на проектирование междугородних ВОЛП.

В курсовом проекте необходимо:

Выбрать и обосновать трассу ВОЛП. Привести схему трассы.

Определить необходимое число каналов.

Рассчитать параметры оптического кабеля.

Выбрать систему передачи и определить требуемое число ОВ в кабеле.

Привести эскиз выбранного типа ОК и его основные параметры.

Рассчитать длину регенерационного участка.

Разработать схему организации связи на основе выбранной системы передачи.

Привести схему размещения ОРП и НРП на трассе.

Рассчитать параметры надежности ВОЛП.

Составить смету на строительство линейных сооружений по укрупненным показателям и определить стоимость канало-километра линейных сооружений.

Рассмотреть вопросы строительства, монтажа и измерений параметров ВОЛП в соответствии с индивидуальным заданием.

Выбор трассы

При выборе оптимального варианта трассы прокладки волоконно-оптического кабеля (ВОК) исходят из того, что линейные сооружения являются наиболее дорогой и сложной частью сети связи, поэтому при проектировании особое внимание должно быть обращено на уменьшение удельного веса расходов по строительству и эксплуатации линий связи, эффективную и надежную ее работу.

Выбор трассы на загородном участке.

В зависимости от конкретных условий на загородном участке трасса прокладки ВОК выбирается на различных земельных участках, в том числе в полосах отвода автомобильных и железных дорог, охранных и запретных зонах, в коллекторах и тоннелях автомобильных и железных дорог.

Трассы магистральных и внутризоновых BОK выбираются, как правило, вдоль автодорог общегосударственного или республиканского характера, а при их отсутствии -- вдоль автодорог областного и местного значений.

При отсутствии дорог трассы ВОК, при соответствующем обосновании, должны проходить по землям несельскохозяйственного назначения или по сельскохозяйственным угодьям худшего качества. При этом необходимо обходить места возможных затоплений, обвалов, промоин почвы, с большой плотностью поселения грызунов.

К проекту прилагается ситуационный чертеж трассы, на котором нанесены все возможные варианты трассы. Основные показатели сравниваемых вариантов сведены в таблицу 1.2.



Рис. 1.1 Географическая карта местности.

Рис. 1.2 Варианты трассы на местности.

Синий - вариант № 1.

Зеленый - вариант № 2.

Красный - вариант № 3.



Таблица 1.2 Характеристика вариантов трассы.

Характеристика трассы	Ед. Измерения	Количество единиц по вариантам
		Вариант № 1	Вариант № 2	Вариант № 3
1. 0бшая протяженность трассы:	Км	343	320	300
Вдоль автомобильных дорог.		343	320	124
Вдоль грунтовых дорог, бездорожье.				175
2.Способы прокладки кабеля:	Км
Кабелеукладчиком		171,5	160	121
Вручную		17	16	170
В канализации		8	8	8
3.Количество переходов.	1 пер
Через судоходные реки; через несудоходные реки.		4	6	5
Через железные дороги.		2	1	1
Через автомобильные дороги.		3	3	1
4.Число обслуживаемых регенерационных пунктов.	1 пункт	1	1	1

Выбираем вариант трассы №2.

По протяженности выигрывает трасса вдоль железной дороги, но, учитывая, что подъездные пути к ней затруднены, и аренда опор будут приносить затраты. Поэтому отдаем предпочтение трассе №2.

Трасса №1 идентична трассе №2, но протяженность ее больше на 23 км, и имеется большое количество пересечений с автомобильными и железными дорогами, что приводит к большим затратам при прокладке кабеля.

При расчете необходимого количества прокладываемого ВОК, предусматриваем запас с учетом неровности местности, выкладки кабеля в котлованах, колодцах и др. Норма расхода BОK на 1 км трассы приведена в таблице 1.3.

Таблица 1.3 Нормы расхода волоконно-оптического кабеля.

	Количество кабеля на 1 км трассы, км	Всего	Общее
В грунт	1,04	297,62	334,28
Через водные преграды	1,14	1,14
В кабельной канализации	1,057	21,14

Выбор трасы в населенных пунктах.

В городах и крупных населенных пунктах ВОК, как правило, прокладывается в телефонной кабельной канализации или в коллекторах. При наличии метро кабели могут прокладываться в его тоннелях.

При отсутствии в канализации свободных каналов в проектах нужно предусмотреть строительство новой или докладку каналов в существующей кабельной канализации.

При выборе трассы кабельной канализации нужно стремиться к сокращению числа пересечений с уличными проездами, с автомобильными и железными дорогами. Трасса кабельной канализации должна проектироваться на уличных и внутриквартальных проездах с усовершенствованным покрытием.

Минимально допустимое заглубление трубопроводов кабельной канализации в середине пролета представлено в таблице 1.4.

Таблица 1.4 Минимальные значения заглубления трубопроводов.

Материал труб	Под пешеходной частью улиц, м.	Под проезжей частью улиц, м.	Под электр., железнодорожными, трамвайными путями, от подошвы рельс, м.
Асбоцемент	0,4	0,6	1,0
Полиэтилен	0,4	0,6	1,0
Сталь	0,2	0,4	-

Смотровые устройства (колодцы) кабельной канализации проектируются;

проходные -- на прямолинейных участках трасс, в местах поворота трассы не более чем на 15 градусов, а также при изменении глубины заложения трубопровода;

угловые -- в местах поворота трасс более чем на 15 градусов;

разветвительные -- в местах разветвления трассы на два (три) направления;

станционные -- в местах ввода кабелей в здания телефонной станции.

Типы смотровых устройств (колодцев) определяются емкостью вводимых труб или блоков с учетом перспективы развития сети. Расстояние между колодцами не должно превышать 150 м. В проекте используются типовые железобетонные колодцы.

Для размещения контейнеров НРП в проекте предусматриваем дополнительные колодцы для НРП в непосредственной близости от кабельной канализации (не далее 10 м от существующих колодцев). Прокладка ВОК в кабельной канализации проектируется в свободном канале, причем общее число кабелей в одном канале не должно превышать трех.

Практикуется также прокладка кабелей в полиэтиленовых трубках марки ПНД-32-Т, которые предварительно прокладываются в свободный канал. Допускается проектирование прокладки ВОК в занятом электрическими кабелями канале в трубке ПНД-32-Т, которую следует затягивать в канал каждого пролета.

Определение числа каналов на внутризоновых и магистральных линиях.

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

Рассчитываем количество населения в заданном пункте и его подчиненных окрестностях с учетом среднего прироста населения.

, чел.

где Н0 -- народонаселение в период переписи населения, чел.; р - средний годовой прирост населения в данной местности, % (принимается по данным переписи 2-3%); t -- период, определяемый как разность между назначенным перспективного проектирования и годом проведения переписи населения: 5+(2006-2003)=8. В курсовом проекте год принимаем на 5 лет вперед. Следовательно, t = 5+(tm -- t0), где tm -- год составления проекта;

t0 -- год, к которому относятся данные Н0.

Народонаселение в период переписи:

В Новгороде H0 = 1,111200 чел. В Великие Луки H0= 113300 чел.

Народонаселение с учетом прироста:

В Новгороде Ht = 1,228992 чел. В Великие Луки Ht = 131428 чел.

Учитывая, то обстоятельство, что телефонные каналы в междугородной связи имеют превалирующее значение, определяем сначала количество телефонных каналов между заданными оконечными пунктами. Для расчета телефонных каналов используем приближенную формулу:

где 1 и f1 -- постоянные коэффициенты, соответствующие фиксированной доступности и заданным потерям; обычно потери задаются 5%, тогда 1 = 1,3; = 5,6; f1 -- коэффициент тяготения, f1 = 0,05 (5 %); y - удельная нагрузка, т.е. средняя нагрузка, создаваемая одним абонентом, y=0,05Эрл; mа и mб - количество абонентов, обслуживаемых оконечными станциями АМТС соответственно в пунктах А и Б.

В перспективе количество абонентов, обслуживаемых той или иной оконечной АНТС, определяем в зависимости от численности населения, проживающего в зоне обслуживания. Принимая средний коэффициент оснащенности населения телефонными аппаратами равным 0,38, количество абонентов в зоне АМТС равно:

m=0,38 Ht,

В Новгороде m=489817

В Великие Луки m=49942,6

Находим общее число каналов между двумя междугородными станциями заданных пунктов:

nаб 2nтф +nтв

где nтф - число двухсторонних телефонных каналов. nтв - число двухсторонних телевизионных каналов.

Расчет параметров оптического волокна

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

Находим значение апертурного угла:

Значение нормированной частоты рассчитываем по формуле:

Определим число мод:

N=V2/4- для градиентного ОВ, N=4,4

N=V2/2- для ступенчатого ОВ, N=8,8

Расчет затухания.

Собственное затухание ОВ зависит от , n1 и n2 , и рассчитывается по формулам:

с= п+ р+ пр

где п затухание поглощения, зависит от чистоты материала и обуславливается потерями на диэлектрическую поляризацию.

дБ/км

tg - тангенс диэлектрических потерь ОВ. В курсовом проекте принять tg =10-11 10-12 - длинна волны, км. р - затухание рассеивания, обусловлено неоднородностями материала и тепловыми флуктуациями показателя преломления; k= 1,38* 10-23 Дж/К - постоянная Больцмана ; Т=1500 К - температура плавления кварца; = 8,1* 10-11 м2/Н - коэффициент сжимаемости;

дБ/км.

Рассчитываем затухание рассеивания:

дБ/км.

Из этого находим собственное затухание ОВ:

дБ/км.

Кабельное затухание - обусловлено условиями прокладки и эксплуатации оптических кабелей.

Кабельное затухание рассчитывается как сумма 7 составляющих:

к= i i=1 7

1 -затухание вследствие термомеханических воздействий на волокно в процессе изготовления кабеля;

2 - затухание вследствие температурной зависимости коэффициента преломления ОВ;

3 - затухание на микроизгибах ОВ;

4 - затухание вследствие нарушения прямолинейности ОВ;

5 - затухание вследствие кручения ОВ вокруг оси;

6 - затухание из-за неравномерности покрытия ОВ;

7 - затухание вследствие потерь в защитной оболочке.

В нашем курсовом проекте .

Расчетное суммарное затухание будет равно:

дБ/км.

Расчет дисперсии.

Дисперсия - рассеивание во времени спектральных или модовых составляющих оптического сигнала.

Полная дисперсия рассчитывается как сумма модовой и хроматической дисперсии.

пс/км.

В свою очередь хроматическая дисперсия состоит из материальной, волноводной и профильной дисперсии.

Материальная дисперсия обусловлена тем, что показатель преломления сердцевины изменяется с длинной волны.

Таблица 1.5 Значения варианта.

Длина волны ,мкм	1,55
М(), пс/(км*нм)	-18
В(), пс/(км*нм)	12
П(), пс/(км*нм)	5,5

мат= * М( ); пс/км

1*(-18)=-18 пс/км.

=1 нм.

Волноводная дисперсия - обусловлена процессами внутри моды и характеризуется зависимостью коэффициента распространения моды от длинны волны:

вол= * В( ); пс/км

пс/км

=1 нм.

Профильная дисперсия проявляется в реальных ОК и обусловлена отклонением продольных и поперечных геометрических размеров и форм реального ОВ от номинала:

пр= * П( ); пс/км

пс/км.

Результирующая дисперсия будет:

, пс/км.

пс/км.

Модовая дисперсия для ООВ.

где NA - числовая апертура ОВ.

n1 - Показатель преломления серцевины ОВ.

c - скорость света, км/с.

пс/км.

Выбор системы передачи и определение емкости кабеля

Емкость кабеля и система передачи выбираются в зависимости от необходимого числа телефонных каналов и каналов телевидения при использовании серийно выпускаемой аппаратуры для их уплотнения.

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 оптического кабеля предусматривает передачу информации оп одному оптическому волокну, а прием по другому, что эквивалентно четырехпроводной, одно-кабельной схеме организации связи.

При выборе системы передачи по оптическому кабелю следует использовать оптические системы передачи, созданные на базе стандартных систем ИКМ для электрического кабеля.

Аппаратура ВОСП для магистральных сетей.

В курсовом проекте для магистральной сети из количества каналов, выбираем “Сопка-4” (139,264x4Мбит/с), (ИКМ-1920). Для таких скоростей передачи информации применяются только одномодовые ОВ, так как градиентные многомодовые ОВ ограничивают длину РУ за счет дисперсионных искажений. Обобщенная структурная схема приведена на рисунке 6.2.

Систему передачи выбираем - PDH.

Плезиохронная цифровая иерархия ПЦИ (PDH). PDH - это принцип построения цифровых систем передачи, которые используют групповой мультиплексированный ИКМ-сигнал, состоящий из цифровых 30-канальных потоков (2,048 Мбит/сек) и требующий синхронизации скоростей цифровых потоков на входе оборудования группообразования. Под термином "плезиохронные" (то есть "почти синхронные") понимается то, что скорости входных 30-канальных групп немного отличаются друг от друга вследствие допустимой нестабильности задающего генератора каналообразующего оборудования этих потоков. Поэтому прежде чем приступить к объединению этих потоков в 2,048 Мбит/сек, их нужно привести к одной скорости передачи путем добавления специальных синхронизирующих битов выравнивания скоростей. Биты выравнивания должны распознаваться на приемной стороне, когда происходит разделение (демультиплексирование) потоков из группового и выделение первоначального сигнала. Такой групповой сигнал, состоящий из нескольких элементарных плезиохронных 30-канальных групп, называется плезиохронной цифровой иерархией ПЦИ (Plesiochronous Digital Hierarchy -PDH).

Базовой системой передачи для построения более высоких уровней PDH является система передачи ИКМ-30. Для образования следующих более высоких уровней иерархии принято умножение каждого предыдущего уровня на четыре.

В Европе принята следующая иерархия систем PDH: ИКМ-30 (2,048 Мбит/сек), ИКМ-120 (8,448 Мбит/сек), ИКМ-480 (34,368 Мбит/сек), ИКМ-1920 (139, 264 Мбит/сек).

Технология PDH была разработана для более эффективной передачи оцифрованных голосовых потоков по кабелю из скрученной пары проводников. Эта технология используется в цифровых системах Северной Америки, Европы и Японии.

Таблица 1.6 Основные параметры системы передачи «Сопка-4».

Параметр	«Сопка 4»
Число стандартных телефонных каналов ТЧ.	1920
Скорость передачи информационных сигналов, Мбит/с.	139,264
Линейный код	10B1P1P
Тип приемника излучения.	ЛФД
Тип ОВ.	ООВ
Длина волны излучения, мкм.	1,55
Тип источника излучения.	ЛД
Энергетический потенциал не менее, дБм.	38
Рекомендуемый тип ОКС.	ОКЛ
Затухание ОВ, дБ/км	0,3
Максимальная длина РУ, км (для указанного значения затухания ОВ)	70

Примечание. ООВ - одномодовое ОВ, ЛФД - лавинный фотодиод, PIN-FD фотодиод p-i-n.

Ниже приведена структурная схема ВОСП.

Рис 1.4 Структурная схема ВОСП.

Выбор конструкции оптического кабеля

При разработке конструкции кабеля следует учесть ряд требований:

Кабель должен быть надежно защищен от внешних механических воздействий;

При изгибе кабеля или при его растяжении в процессе прокладки оптические волокна должны оставаться неповрежденными по всему сечению кабеля;

В проекте используем одномодовый кабель ОКЛ - 01 Рис. 1.4.



Рисунок 1.4 - Эскиз кабеля ОКЛ - 01

1 - Оптическое волокно

2 - Оболочка оптического модуля;

3 - Центральный силовой элемент;

4 - изолированная медная жила;

5 - гидрофобное заполнение;

6 - обмоточная лента;

7 - промежуточная оболочка из полиэтилена;

8 - подушка из крепированной бумаги;

9 - Сталеленточная броня;

10 - наружная защитная оболочка из полиэтилена (с битумной подклейкой к броне)

Расчет длины участка регенерации волн и размещение регенерационных пунктов

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 могут быть использованы следующие выражения:

км.

км.

км.

LВ > L макс

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 (дБ/км) - километрическое затухание выбранного ОК. нс (дБ) - среднее значение затухания мощности оптического излучения на стыке между строительными длинами кабеля на участке регенерации. Lстр - среднее значение строительной длины на участке регенерации. рс (дБ) - затухание мощности оптического излучения разъемного оптического соединителя; n - число разъемных оптических соединителей на участке регенерации. () - суммарная дисперсия одномодового ОВ в выбранном ОК. (нм) - ширина спектра оптического излучения выбранной СП. В (МГц) - широкополосность цифровых сигналов, передаваемых по оптическому тракту для выбранной СП.

Максимальное значение перекрываемого затухания (Амакс) определяется как разность между уровнем мощности оптического излучения на передаче и уровнем чувствительности приемника для ВОЛП на базе ЦСП ПЦИ. Минимальное значение перекрываемого затухания (Амин) определяется как разность между уровнем мощности оптического излучения на передаче и уровнем перегрузки приемника для ВОЛП на базе ЦСП ПЦИ.

Амакс и Амин для ВОЛП на базе ЦСП ПЦИ должны определятся в соответствии с ОСТ 45.104.

В курсовом проекте принимаем n=2; арс и анс в соответствии с таблицей 1.7.

Таблица 1.7 Исходные данные по варианту.

№ Варианта	1
арс дБ	0,1
анс дБ	0,01

Размещение НРП производится с учетом полученных допустимых длин усилительных участков для выбранных ЦСП и характеристик кабеля. Учитывая допустимое количество питаемых необслуживаемых РП между двумя ОРП, которое ограничивает расстояние между ними. ОРП, как правило, располагается в населенных пунктах. Где они могут быть обеспечены электроэнергией, водой, топливом, культурно-бытовыми условиями для обслуживаемого персонала. НРП оборудуются на возвышенных, незатопляемых местах с возможностью организации к ним подъезда и минимальным ущербом для плодородных земель, лесных массивов и так далее.

В результате расчета и уточнения длин РП по секциям между ОРП, определяем число НРП на каждой секции. Количество НРП = 4, и ОУП=1.

Рис. 1.5 Схема размещения ОРП, ОУП и НРП.

Электропитание аппаратуры линейного тракта

Линейный тракт является основной и самостоятельной частью системы ИКМ-1920 и может использоваться автономно для передачи первичных цифровых сигналов электросвязи.

Система передачи состоит из комплекса оборудования, в состав которого входит оборудования оконечных пунктов (ОП), а также промежуточных обслуживающих (ОУП), и не обслуживающих (НУП) усилительных пунктов линии связи. Аппаратура цифровых систем передачи размещается в обслуживаемых ОРП, и не обслуживаемых НРП регенерационных пунктах.

Основным назначением ОП является преобразование отдельных каналов в общий многоканальный сигнал, предназначенный для передачи по линейному тракту, а также обратное преобразование. Аппаратура ОУП и НУП предназначена для усиления многоканального сигнала, поддержание постоянства его уровня во времени и корректировки амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик линейного тракта.

Линейный тракт содержит:

Устройства регенерации цифрового сигнала в линии;

Устройства дистанционного питания регенераторов;

Систему телеконтроля регенераторов и служебной связи;

Устройства ввода и защиты.

Регенерация цифрового сигнала электросвязи в линии осуществляется блоками линейных регенераторов РЛ.

На линиях, проходящих на открытой местности, либо на линиях, подверженных опасным влиянием, следует устанавливать блоки РЛ-13, содержащие устройства защиты. Блоки РЛ-13 содержат односторонний регенератор и заполненный ими контейнер НРП.

Плата РЛ, может питать до 15 РЛ, что в большинстве случаев достаточно для организации цепи дистанционного питания линейного тракта с одной стороны с заворотом на противоположной станции. Такая организация цепи ДП является предпочтительной, т.к. в этом случае все РЛ включаются по одинаковой схеме, что облегчает их эксплуатацию.

При необходимости дистанционного питания линейного тракта с двух сторон, должен быть организован заворот цепей ДП в одном из линейных регенераторов.

Заворот цепей ДП следует выполнять так, чтобы обеспечить протекание тока ДП по всем участкам кабеля током, т.к. при этом повышается надежность контактов в жилах кабеля.

Линейные регенераторы помещаются в герметичный стальной контейнер НРП, который содержится в условиях эксплуатации под избыточным давлением воздуха 0,3 - 0,5 ат.

Контейнер НРП состоит из стального корпуса, крышки, вводной муфты, имеющих сложное антикоррозионное покрытие.

Контейнер НРП поставляется с установленными в нем сигнализатором понижения давления и блоком КР-11, содержащим устройства системы телеконтроля и служебной связи.

Разводка цепей по станции производится со станционных гнезд плинтов однопарными кабелями. Станционные и линейные гнезда плинтов соединяются между собой перемычками, которые позволяют в случае необходимости разорвать линейный тракт.

Составление сметы на строительство линейных сооружений

Смета на строительство является основным документом, по которому осуществляется планирование капитальных вложений, финансирование строительства и расчета между подрядчиком и заказчиком за выполнение работы.

Для расчета локальной сметы необходимо определить длину кабеля с учетом эксплуатационного запаса ( ).

В курсовом проекте примем =4%, тогда длина кабеля определится следующим образом:Lкаб=(lб+ lм+ lвр)* 1,04+ lкан

lб - длина трассы при бестраншейной прокладке (кабелеукладчиком);

lм - длина трассы, разрабатываемой мехспособом (экскаватор);

lвр - длина трассы, разрабатываемой вручную;

lкан - количество кабеля прокладываемого в канализации.

Локальная смета на прокладку и монтаж оптического кабеля приведена на стр. (Приложении А).

Таблица 1.8 Эксплутационная длина кабеля по видам прокладки.

Бес траншейная прокладка	294 км.
Прокладка в траншею, разрабатываемая мехспособом	20 км.
Прокладка в траншею, разрабатываемую вручную	2 км.
Прокладка в канализации на город	21 км.

Тогда длина кабеля с учетом эксплуатационного запаса в нашем проекте равна:

Lкаб=(294+20+ 2)* 1,04+21= 337

Стоимость зарплаты при устройстве перехода через крупные судоходные реки принимаем в 15 раз больше, чем стоимость прокладки кабелеукладчиком через мелкие несудоходные реки.

После составления локальной сметы (Приложение А) составляется объектная смета (объединяющая в своем составе данные из локальных смет в целом на объект) на строительство линейных сооружений на участок ОРП - ОРП.

Для оценки экономичности проекта, определяем показатели единичной стоимости, т.е. стоимости 1 канало - километра и 1 км трассы проектируемой магистрали.

Эти показатели определяем по формулам:

руб.

руб.

Показатели - нормативная трудоемкость в чел/час и сметная заработная плата в рублях рассчитывается и используется для планирования деятельности строительных организаций.

Примечание

количество муфт по трассе:

количество муфт в колодцах кабельной канализации:

lс.д. =2 км.

Общее количество муфт:

n=nтр+nкан=157

В курсовом проекте необходимо составить объектную смету в соответствии с таблицей 1.9.

Таблица 1.9 Объектная смета на строительство линейных сооружений на участке ОРП - ОРП.

№ п/п	Наименование работ и затрат	Сметная стоимость тыс. руб.
1	Прокладка и монтаж кабеля Р	30501157,00
2	Временные здания и сооружения 3,2%	976037,00
3	Зимнее удорожание 4,5%	1372552,00
4	Непредвиденные расходы 1,5%	457517,00
	Итого по смете Собщ	33307263,00

Расчет параметров надежности ВОЛП

Требуемая быстрота и точность передачи информации средствами электросвязи обеспечиваются высоким качеством работы всех звеньев сети электросвязи: предприятий, линий связи, технических средств. Обобщающим показателем работы средств связи является надежность.

Надежность - комплексное свойство, которое в зависимости от условий строительства и эксплуатации, может включать долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость, либо определенное сочетание этих параметров. Надежность ОК - свойство сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения.

Коэффициент готовности кабеля (ВОЛС) - вероятность того, что кабель (ВОЛС) окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых он подвергается профилактическому контролю.

Наработка на отказ - среднее значение времени наработки между двумя последовательными отказами.

Время восстановления ОК - продолжительность восстановления работоспособного состояния двух или нескольких ОВ.

Требуемые показатели надежности для внутризоновой первичной сети (ВзПС) и магистральной первичной сети (СМП) ВСС РФ с максимальной протяженностью Lм (без резервирования) приведены в таблицах 1.10 и 1.11 в соответствии с РД 45.047 - 99.

Таблица 1.10 - Показатели надежности для ВзПС, LМ = 1400 км

Показатель надежности	Канал ТЧ или ОЦК независимо от применяемой системы передачи	Канал ОЦК на перспективной цифровой сети	АЛТ
Коэффициент готовности	>0,99	>0,998	0,99
Среднее время между отказами, час	>111,4	>2050	>350
Время восстановления, час	<1,1	<4,24	См. примечание

Таблица 1.11 - Показатели надежности для СМП, LМ = 12500 км

Показатель надежности	Канал ТЧ или ОЦК независимо от применяемой системы передачи	Канал ОЦК на перспективной цифровой сети	АЛТ
Коэффициент готовности	>0,92	>0,982	0,92
Среднее время между отказами, час	>12,54	>230	>40
Время восстановления, час	<1,1	<4,24	См. примечание
Примечание: Для оборудования линейных трактов на ВзПС и СМП должно быть: время восстановления НРП- Тв нрп < 2,5 час (в том числе время подъезда-2 часа); время восстановления ОРП, ОП -Тв орп < 0,5 час; время восстановления ОК- Тв ок < 10 час (в том числе время подъезда 3,5 часа)

Среднее число (плотность) отказов ОК за счет внешних повреждений на 100 км. кабеля в год:

= 0,34

Тогда интенсивность отказов ОК за 1 час на длине трассы ВОЛП (L) определится как :

где L - длина проектируемой магистрали. 8760 - количество часов в году.

При существующей на эксплуатации стратегии восстановления, начинающегося с момента обнаружения отказа (аварии),коэффициент простоя (неготовности) определяется по формуле:

Тв - время восстановления (из табл. 1.10 и 1.11)

а коэффициент готовности:

При длине канала (магистрали) L не равной Lм среднее время между отказами определяется как:

Т0 - средне значение времени между двумя Lм - из табл. 1.10 и 1.11.

Для случаев эксплуатации ВОЛП на основе оптимальной стратегии восстановления, начинающегося с обнаружения предотказного состояния объектов технической эксплуатации (ОТЭ), т.е. повреждения, необходимо для инженерных расчетов показателей надежности использовать выражение:

где t1 - время подъезда (из табл. 1.11).

Вывод: при проектировании магистральных и внутризоновых ВОЛП, особое значение занимает трасса и способ прокладки кабеля, так как короткий путь экономит значительные средства при строительстве ВОЛП. Также, огромную роль играют регенерационные пункты, которых (в соответствии с нормами) должно быть минимальное количество, и выбор ЦПС из числа каналов и свойств оптического кабеля.

Список используемой литературы

И.И. Гроднев, Волоконно-оптические линии связи,- М: Радио и связь, 1990-224с.

А.Д. Ионов, Волоконная оптика в системах связи и коммутации, ч.1 - Новосибирск: СибГУТИ, 1999г - 115 с.

К.Е. Заславский, Волоконная оптика в системах связи и коммутации, ч.2 - Новосибирск: СибГУТИ, 1999г - 122 с.

А.Д. Ионов, Волоконно-оптические линии передачи, - Новосибирск: СибГУТИ, 1999г - 132 с.

М.М. Бутусов, С.М. Верник и др., Волоконно-оптические линии передачи,- М: Радио и связь, 1992-416 с.

В.А. Андреев, В.А. Бурдин и др., Строительство и техническая эксплуатация волоконно-оптических линий связи

Р.Р. Убайдуллаев, Волоконно-оптические сети, - М: ЭКО-ТРЕНДЗ, 2000 - 267 с.

Д.А. Барон, И.И. Гроднев и др., Справочник - строительство кабельных сооружений связи, - М: Радио и связь, 1988-768 с.

Приложение А

Локальная смета на прокладку и монтаж оптического кабеля.

Наименование работ и материалов	Един. изм.	Количество на всю линию	Стоимость материалов и работ, руб.	Зарплаты, руб.
			На ед. изм.	На всю линию	На ед. изм.	На всю линию
1	2	3	4	5	6	7
Кабель	км.	334	44160,00	14749440,00	----------	----------
Прокладка кабелеукладчиком	км.	297	33120,00	9836640,00	4731,00	1405107,00
Прокладка в траншею, разрабатываемую мехспособом	км.	20	4416,00	88320,00	5200,00	104000,00
Прокладка кабеля вручную (с учетом рытья и засыпки траншеи)	км.	2	2208,00	4416,00	20200,00	40400,00
Строительство телефонной канализации	км.	10	22080,00	220800,00	7360,00	73600,00
Устройство переходов через шоссейные и железные дороги	Один переход	3	13248,00	39744,00	6624,00	19872,00
Устройство переходов через реки шириной:
До 100 м.	Один переход	6	13248,00	79488,00	5299,00	31794,00
До 200 м.
Монтаж, измерение и герметизация муфт	шт.	157	300,00	47100,00	150,00	23550,00
ИТОГО	25065948,00		1698323,00
Заработная плата	1698323,00
Накладные расходы на заработную плату	1477541,00
Итого	28241812,00
Плановое накопление	2259344,00
Всего по смете	30501157,00

Размещено на Allbest.ru

...