Рисунок 20 - Субмодуль СМА-2-4

Субмодуль предназначен для организации четырех двухпроводных аналоговых каналов. Индивидуально для каждого канала обеспечивается абонентский (без линейного питания) стык и станционный стык. Обеспечивается подключение аналоговых телефонных аппаратов с местной батареей, организация двухпроводных стыков с АТС (двухпроводная соединительная линия).

Субмодуль СМА-2-4И (рисунок 21) предназначен для:

- организации двухпроводного симплексного (полудуплексного) аналогового ответвления без сигнализации (режим Нет сигнализации);

- организации соединения с радиостанцией по двухпроводному стыку с частотной сигнализацией (режим Радиостанция);

- организации аналогового ответвления по каналу избирательной связи с сигнализацией 2 из 11 (подключения абонентов избирательной связи к цифровому диспетчерскому каналу, режим Исходящий 2 из 11);

- организации подключения СМК-30 к каналу диспетчерской связи с сигнализацией 2 из 11 (режим Входящий 2 из 11).

Рисунок 21 - Субмодуль СМА-2-4И

Субмодуль СМА-2-2П (рисунок 22) предназначен для подключения:

- 2-проводной линии ПГС или 2-проводной линии МЖС;

- 4-проводной линии связи в режиме тоннельной связи.



Рисунок 22 - Субмодуль СМА-2-2П

Для защиты одного канала модуля от опасных перенапряжений, фильтрации высокочастотных синфазных помех наводимых в линию используется линейный защитный фильтр перегонной связи (ЛЗФПС). Устройство ЛЗФПС является второй ступенью защиты и должно эксплуатироваться совместно с первой ступенью, рассчитанной на напряжение 150 В. Устройство ЛЗФПС выпускается в пластмассовом корпусе закрытого типа.

Для защиты одного канала модуля от опасных перенапряжений, фильтрации высокочастотных синфазных помех наводимых в линию используется линейный защитный фильтр перегонной связи (ЛЗФПС). Устройство ЛЗФПС является второй ступенью защиты и должно эксплуатироваться совместно с первой ступенью, рассчитанной на напряжение 150 В. Устройство ЛЗФПС выпускается в пластмассовом корпусе закрытого типа.

Субмодуль СМА-2-8 (рисунок 23) предназначен для организации восьми 2-проводных абонентских каналов для подключения аналоговых телефонных аппаратов с ЦБ.



Рисунок 23 - Субмодуль СМА-2-8

Напряжение линейного питания устанавливается индивидуально для каждой линии. Доступны диагностика каналов связи, раздельная программная регулировка усиления приема и передачи, регулировка порога срабатывания снятия трубки и тому подобное.

Субмодуь СМА-3-4 (рисунок 24) предназначен для организации четырех соединительных аналоговых линий с батарейной сигнализацией с трехпроводными окончаниями.

Все каналы имеют эффективную трехступенчатую систему защиты от посторонних напряжений в линиях.

Субмодуль может обрабатывать и формировать сигналы управления и взаимодействия согласно сигнализациям «Входящая местная СЛ», «Исходящая местная СЛ» и «Заказная СЛ», «Входящая междугородняя СЛМ».

Рисунок 24 - Субмодуь СМА-3-4

2.5 Структура информационной оптической сети связи

Волоконно-оптические сети связи в общем случае являются двухуровневыми и состоят из транспортной или магистральной сети, и сетей абонентского доступа.

В транспортной сети циркулируют крупные цифровые потоки с максимально высокой скоростью передачи между узлами, в которых осуществляется доступ к этим потокам, их разделение на более мелкие цифровые потоки и распределение последних в сети абонентского доступа.

Особенностью существующей железнодорожной первичной сети связи является ее иерархическая структура, отражающая структуру управления технологическими процессами на дорожном, отделенческом и местном (включая внутриобъектовый) уровнях.

Дорожная сеть включает в себя дорожный (ДУ) и отделенческие (ОУ) узлы связи и соединяющие их линии передачи. По каналам и трактам дорожной первичной сети осуществляется передача информации между управлением железной дороги и отделениями дороги, а также между отделениями железной дороги.

Отделенческая сеть связи имеет ряд специфических особенностей в построении ее первичной и вторичных сетей, которые заставляют считать целесообразным выделение отделенческих связей в отдельный уровень иерархии сети. Отделенческая сеть включает в себя отделенческий узел связи (ОУ), узлы связи участковых (УС), промежуточных (ПС) и оконечных (ОС) станций и линии передачи, их соединяющие. По каналам отделенческой сети осуществляется передача информации между отделением железной дороги и станциями, а также между железнодорожными станциями.

Местную сеть связи организуют в пределах крупных железнодорожных узлов и станций. Она включает в себя местные узлы, оконечные станции, соединительные и абонентские линии передачи. Местную сеть организуется в пределах крупных железнодорожных узлов и станций, чтобы обеспечить потребности в каналах для оперативного руководства эксплуатационной работой.

При проектировании магистрали связи используются следующие каналы:

- каналы СПД (E1) - каналы систем передачи данных;

- каналы ОТС (E0) - каналы оперативно-технической связи;

- каналы ОбТС (E0) - каналы телефонной сети общего пользования.

3. Расчет параметров проектируемого участка

3.1 Расчёт энергетических параметров

Для обоснования выбора типа оптических секций необходимо рассчитать максимально допустимые значения длин регенерационных участков для разных типов секций STM-1 и STM-4. Выбрать те оптические интерфейсы, типы которых будут создавать хороший эксплуатационный энергетический запас в кабеле, а значит, будут более экономичными.

В соответствии с исходными данными таблицы 3, 4 (Приложение 1), определим типы секций, которые могут быть применены при строительстве цифровой первичной сети электросвязи на участке железной дороги моего варианта. По проектированию в столбце «использование ОВ со смещенной дисперсией» стоит «+», следовательно, в проекте должно использоваться волокно стандарта G.655. Таким образом, для расчета длины регенерационного участка выбираются секция: L-1.2 по таблицам 3.2 и 3.3 (Приложение 2), и определяются максимально допустимые потери для каждой из этих секций и километрическое затухание для соответствующих длин волн.

Данные оформляются в (таблицу 1).

Таблица 1- Данные для 1 регенерационного участка

Значение параметров	Тип секции
	L - 1.2
Рпер.мин, дБм	- 5
Рпр.мин, дБм	-34
aкм, дБ/км	0,4

3.2 Расчёт длины регенерационных участков и числа регенераторов на трассе

Далее в соответствии с таблицей 1 произведём расчёт одной максимально возможной длинны регенерационного участка Lру для выбранного интерфейса по формуле:

, (км) (1)

где Амакс - максимальное затухание регенерационного участка (или энергетический потенциал Э), которое определяется по формуле:

А_макс= Э = Р_{пер.мин}- Р_пр.мин, (дБ) (2)

где бр- затухание разъемного соединения, равное 0,3 - 0,5 дБ;

n - количество разъемных соединителей, n = 2;

Аз - эксплуатационный запас на затухание кабеля с учетом будущих изменений его конфигурации, Аз = 4 - 6 дБ;

бкм - километрическое затухание одномодового ОВ на расчетной длине волны (таблицы 1);

Дб - увеличение затухания ОВ при температуре воздуха ниже - 40єС, ко-торое не превышает 0,05 дБ;

б_нр - затухание неразъемного (сварного) соединения, не превышающее 0,1 дБ;

l_сд - строительная длина кабеля (равное 9 км);

m - количество промежуточных вводов магистрального кабеля на регенерационном участке (предварительно m = 2).

L_ру = (29-2Ч0,5-6-0,1Ч2)/(0,4+0,05+0,1/9)= 47, 39 (км)

По результатам расчета для каждого участка регенерации выберем те интерфейсы, которые соответствуют длинам заданных регенерационных участков с учетом типа мультиплексора STM-1.

- участку К - К' соответствует тип секции L-1.2;

- участку К'- К” соответствует тип секции L-1.2;

- участку К” - Л соответствует тип секции L-1.2;

- участку Л - Л' соответствует тип секции L-1.2;

- участку Л'- Л” соответствует тип секции L-1.2;

- участку Л” - М соответствует тип секции L-1.2;

- участку М - М' соответствует тип секции L-1.2;

- участку М' - Н соответствует тип секции L-1.2;

- участку Н - Н' соответствует тип секции L-1.2;

- участку Н' - Н” соответствует тип секции L-1.2;

- участку Н” - О соответствует тип секции L-1.2;

- участку О - О' соответствует тип секции L-1.2;

- участку О' - П соответствует тип секции L-1.2.

В последнее время в сети связи ОАО «РЖД» активно внедряется мультисервисный мультиплексор СМК-30 отечественного производителя ООО «НПЛ «Пульсар». СМК-30 объединяет в себе практически все системы и технологии связи железнодорожной станции. При этом обеспечивается повышенная надежность связи и современный уровень предоставляемых услуг.

Мультисервисный мультиплексор СМК-30 может применяться в качестве:

- оптического мультиплексора для построения сетей связи синхронной цифровой иерархии уровней STM-1 и STM-4 с оптическими интерфейсами на длинах волн 1310 и 1550 нм;

- первичного мультиплексора для организации сетей по кабельным и воздушным линиям связи;

- первичных мультиплексоров n-64 кбит/с с различными окончаниями с расширенными функциями и дополнительными технологическими возможностями;

- аппаратуры связи совещаний;

- систем видеонаблюдения и охранно-пожарной сигнализации.

При расчете затухания сигналов в ВОЛС также необходимо учесть провисание кабеля на опорах и изгибы трассы (4-5% от расстояния между станциями), поэтому длина кабеля для каждого участка:

Участок К-Л делится на три равных по длине: К - К' = 29 км, К' - К” = 30 км и К” - Л = 30 км, следовательно:

К - К': 4% от 29 = 1,16; L_ур= 29 + 1,16 = 30,16 (км);

К' - К”: 4% от 30 = 1,2; L_ур= 30 + 1,2 = 31,2 (км);

К” - Л: 4% от 30 = 1,2; L_ур= 30 + 1,2 = 31,2 (км);

Участок Л - М делится на три равных по длине: Л - Л' = 40 км , Л' - Л''- 40 км и Л''? М ? 40 км, следовательно:

Л - Л': 4% от 40 = 1,6; L_ур= 40 + 1,6 = 41,6 (км);

Л' - Л'': 4% от 40 = 1,6; L_ур=40 + 1,6 = 41,6 (км);

Л'' ? М: 4% от 40 = 1,6; L_ур=40 + 1,6 = 41,6 (км);

Участок М - Н делится на два приблизительно равных участка: М - М' = 32 км и М'- Н = 33 км, следовательно:

М - М': 4% от 32 = 1,28; L_ур= 32 + 1,28 = 33,28 (км);

М' - Н: 4% от 33 = 1,32; L_ур= 33 + 1,32 = 34,32 (км);

Участок Н - О делится на три равных по длине: Н - Н' = 34 км, Н' - Н” = 34 км и Н” - О = 34 км, следовательно:

Н - Н': 4% от 34 = 1,36; L_ур = 34 + 1,36 = 35,36 (км);

Н' - Н”: 4% от 34 = 1,36; L_ур = 34 + 1,36 = 35,36 (км);

Н” - О: 4% от 34 = 1,36; L_ур = 34 + 1,36 = 35,36 (км);

Участок О - П делится на два приблизительно равных по длине: О - О' = 39 км и О' - П = 40 км, следовательно:

О - О': 4% от 39 = 1,56; L_ур = 39 + 1,56 = 40,56 (км);

О' - П: 4% от 40 = 1,6; L_ур = 40 + 1,6 = 41,6 (км).

Длина кабеля по всей трассе проектируемой сети составляет 473, 2км.

Произведем расчет определения числа неразъемных соединений на каждом регенерационном участке по формуле:

m = (L_ур/ l_сд) - 1, (3)

где L_ур - длина кабеля для участка регенерации по заданию;

l_сд - строительная длина кабеля по заданию.

- на участке К - К' m1 = (29/9) - 1= 3 неразъемных соединений;

- на участке К' - К” m2 = (30/9) - 1= 3 неразъемных соединений;

- на участке К” - Л m3 = (30/9) - 1= 3 неразъемных соединений;

- на участке Л- Л' m4 = (40/9) - 1= 4 неразъемных соединений;

- на участке Л' - Л” m5 = (40/9) - 1= 4 неразъемных соединений;

- на участке Л”- М m6 = (40/9) - 1= 4 неразъемных соединений;

- на участке М - М' m7 = (32/9) - 1 = 3 неразъемных соединений;

- на участке М' - Н m8 = (33/9) - 1= 3 неразъемных соединений;

- на участке Н - Н' m9 = (34/9) - 1= 3 неразъемных соединений;

- на участке Н' - Н” m10 = (34/9) - 1= 3 неразъемных соединений;

- на участке Н” - О m11 = (34/9) - 1= 3 неразъемных соединений.

- на участке О - О' m12 = (39/9) - 1= 4 неразъемных соединений;

- на участке О' - П m13 = (40/9) - 1= 4 неразъемных соединений.

Далее по формуле:

А = L_ур(б_км + Д_б + б_нр / l_сд) + n_бp + A3 + б_нрm, (дБ (4)

Необходимо определить затухание А1, А2, А3, А4, А5 и эксплуатационный запас по затуханию ДА1, ДА2, ДА3, ДА4, ДА5 для каждого регенерационного участка:

К-К1: А1 = 30,16 (0,4 + 0,05 + (0,1/9)) + 2Ч0,5 + 6 + 0,1Ч3 = 21,2 (дБ);

К1?К2: А1' = 31,2 (0,4 + 0,05 + (0,1/9)) + 2Ч0,5 + 6 + 0,1Ч3 = 21,68 (дБ);

К2?Л: А1” = 31,2 (0,4 + 0,05 + (0,1/9)) + 2Ч0,5 + 6 + 0,1Ч3 = 21,68 (дБ);

Л?Л1: А2 = 41,6 (0,4 + 0,05 + (0,1/9)) + 2Ч0,5 + 6 + 0,1Ч4= 26,58 (дБ);

Л1?Л2: А2'= 41,6 (0,4 + 0,05 + (0,1/9)) + 2Ч0,5 + 6 + 0,1Ч4= 26,58 (дБ);

Л2?М: А2” = 41,6 (0,4 + 0,05 + (0,1/9))+ 2Ч0,5 + 6 + 0,1Ч4= 26,58 (дБ).

М?М1: А3 = 33,28 (0,4 + 0,05 + (0,1/9))+ 2Ч0,5 + 6 + 0,1Ч3= 22,64 (дБ).

М1?Н: А3' = 34,32 (0,4 + 0,05 + (0,1/9))+ 2Ч0,5 + 6 + 0,1Ч3= 23,12 (дБ).

Н?Н1: А4 = 35,36 (0,4 + 0,05 + (0,1/9)) + 2Ч0,5 + 6 + 0,1Ч3 = 23,6 (дБ);

Н1?О: А4' = 35,36 (0,4 + 0,05 + (0,1/9)) + 2Ч0,5 + 6 + 0,1Ч3 = 23,6 (дБ);

Н1?О: А4” = 35,36 (0,4 + 0,05 + (0,1/9)) + 2Ч0,5 + 6 + 0,1Ч3 = 23,6 (дБ);

О?О1: А5 = 40,56 (0,4 + 0,05 + (0,1/9)) + 2Ч0,5 + 6 + 0,1Ч4 = 26,1 (дБ);

О1?П: А5' = 41,6 (0,4 + 0,05 + (0,1/9)) + 2Ч0,5 + 6 + 0,1Ч4 = 26,58 (дБ).

ДА = А_max- А = Э - А (дБ), (5)

К-К1: ДА1 = 29 - 21,207 = 7,793 (дБ);

К1-К2: ДА1' = 29 - 21,686 = 7,314 (дБ);

К2-Л: ДА1” = 29 - 21,686 = 7,314 (дБ);

Л-Л1: ДА2 = 29 - 26,582 = 2,418 (дБ);

Л1-Л2: ДА2' = 29 - 26,582 = 2,418 (дБ);

Л2-М: ДА2” = 29 - 26,582 = 2,418 (дБ);

М-М1: ДА3 = 29 - 22,645 = 6,355 (дБ);

М1-Н: ДА3' = 29 - 23,125 = 5,875 (дБ);

Н-Н1: ДА4 = 29 - 23,604 = 5,396 (дБ);

Н1-Н2: ДА4' = 29 - 23,604 = 5,396 (дБ);

Н2-О: ДА4” = 29 - 23,604 = 5,396 (дБ);

О-О1: ДА5 = 29 - 26,102 = 2,898 (дБ);

О1-П: ДА5' = 29 - 26,582 = 2,418 (дБ).

Таблица 2 - Параметры регенерационных участков проектируемой цифровой первичной сети электросвязи

Участок регенирации	Система передачи	Длина участка,км	Длина участка по кабелю, км	Длина волны,км	Тип интерфейса	Уровень сигнала на выходе, дБ	Затухание участка, дБ	Минимальная чувствительность приёмника, дБ	Энергитический потенциал аппаратуры, дБ	Эксплуатационный запас по затуханию, дБ
К-Л	К-К1	STM?1	29	30,16	1550	L-1.2	-5	21,2	-34	29	7,7
	К1-К2	STM-1	30	31,2	1550	L-1.2	-5	21,68	-34	29	7,3
	К2-Л	STM-1	30	31,2	1550	L-1.2	-5	21,68	-34	29	7,3
Л-М	Л-Л1	STM-1	40	41,6	1550	L-1.2	-5	26,58	-34	29	2,4
	Л1?Л2	STM-1	40	41,6	1550	L-1.2	-5	26,58	-34	29	2,4
	Л2?М	STM-1	40	41,6	1550	L-1.2	-5	26,58	-34	29	2,4
М-Н	М?М1	STM-1	32	33,28	1550	L-1.2	-5	22,64	-34	29	6,3
	М1-Н	STM-1	33	33,28	1550	L-1.2	-5	23,12	-34	29	5,8
Н-О	Н?Н1	STM-1	34	35,36	1550	L-1.2	-5	23,6	-34	29	5,3
	Н1-Н2	STM-1	34	35,36	1550	L-1.2	-5	23,6	-34	29	5,3
	Н2-О	STM-1	34	35,36	1550	L-1.2	-5	23,6	-34	29	5,3
О-П	О?О1	STM-1	39	40,56	1550	L-1.2	-5	26,1	-34	29	2,8
	О1?П	STM-1	40	41,6	1550	L-1.2	-5	26,58	-34	29	2,4

3.3 Расчёт надёжности ВОЛС

Надежность работы цифровой первичной сети электросвязи с применением волоконно-оптических линий электросвязи - это способность данной сети выполнять заданные функции с достоверностью в течение длительного времени, определенной нормативами.

Правильно спроектированная и построенная сеть электросвязи обеспечивает высокую надежность при эксплуатации и, следовательно, снижает эксплуатационные расходы.

Универсальной количественной характеристикой надежности является коэффициент готовности, с которым пропорционально связан коэффициент вынужденного простоя (или коэффициент неготовности).

Коэффициент готовности К_r указывает на вероятность того, что система будет работоспособна в произвольно выбранный момент времени, и рассчитывается по формуле:

K_r = T₀ / T₀ + t_B, (6)

где T₀ - средняя наработка на отказ (MTBF), то есть среднее время между отказами;

t_в - среднее время восстановления работоспособного состояния.

Коэффициент вынужденного простоя (коэффициент неготовности) К_н указывает на вероятность того, что система не будет работоспособна в произвольно выбранный момент времени, и рассчитывается по формуле:

K_н = 1 - K_r = л Ч t_B / 1 + л Ч t_P, (7)

где л - интенсивность отказов.

Среднее время наработки на отказ отдельных компонентов сети определяется фирмой-производителем систем, а время восстановления работоспособного состояния зависит от многих конкретных условий эксплуатации. Коэффициент готовности Кr отдельных компонентов и сети электросвязи в целом - величины различные, но взаимосвязанные. Поэтому определяющими являются показатели надежности сети электросвязи в целом.

Оборудование линейного тракта проектируемой цифровой первичной сети электросвязи состоит из последовательно соединенных участков кабеля и мультиплексоров, шесть из которых установлены на обслуживаемых регенерационных пунктах (ОРП) и один на необслуживаемом регенерационном пункте (НРП).

Таким образом, надежность данной сети должна быть рассчитана по следующим параметрам: коэффициент готовности и наработка на отказ. При этом полученные данные должны быть сопоставимы с показателями надежности для соответствующей первичной сети электросвязи: местной (МПС), внутризоновой (ВЗПС), магистральной (ПСМ) с максимальной протяженностью.

По данным статистики, среднее число (плотность) отказов ОК из-за внешних повреждений на 100 км кабеля в год М = 0,34.

Тогда интенсивность отказов ОК за 1 час на 1 км трассы ВОЛС определяется по формуле:

л_ок = M Ч L_к / 8760 Ч 100, (8)

где 8760 - количество часов в год.

Интенсивность отказов по оптическому кабелю - лок=3,88Ч10^-7 (час-7).

Интенсивность отказов ОРП составляет 0,6Ч10^-7 час^-1, а интенсивность отказов НРП - 0,3 Ч 10^-7 час^-1.

Таким образом, коэффициенты вынужденного простоя (коэффициент неготовности) КН для всех элементов проектируемой сети будут иметь следующие значения:

K_{н ок}= (л_окЧ L_м ) / 1 -(л_окЧ L_м ), (9)

K_{н ок}= (3,88 Ч 10^-7 Ч 473,2) / 1 - (3,88 Ч 10^-7 Ч 473,2) = 1,836 Ч 10^-4.

K_{н орп} = л_орпЧ q_орп / 1 -л_нрпЧ q_нрп, 10)

K_{н орп} = 0,6 Ч 10^-7 Ч 6 / 1 - 0,6 Ч 10^-7 Ч6 = 3,6 Ч 10^-7.

K_{н нрп} = л_нрпЧ q_нрп / 1 -л_нрпЧ q_нрп, (11)

K_{н нрп} = 0,3 Ч 10^-7Ч 8/ 1 - 0,3 Ч 10^-7Ч 8 ? 2,4 Ч 10^-7.

Коэффициент вынужденного простоя (коэффициент неготовности) КН проектируемой сети определяется как сумма коэффициентов всех элементов сети:

K_{н сист} = K_{н ок} + K_{н орп}+ K_{н нрп}, (12)

K_{н сист}= 1,836 Ч 10^-4+ 3,6 Ч 10^-7 + 2,4 Ч 10^-7 = 1,7836 Ч 10^-4.

Далее определяется коэффициент готовности Кг отдельных компонентов и сети электросвязи в целом:

1) К _гок = 1 - 1,836 Ч 10^-4= 0,9998164;

2) Кг _орп = 1 - 3,6 Ч 10-⁷= 0,99999964;

3) Кг _нрп = 1 - 2,4Ч 10-⁷ = 0,99999976;

4) Кг _сист = 1 - 1,9029 Ч 10^-4= 0,99980971.

Из расчетов следует, что коэффициент вынужденного простоя (коэффициент неготовности) К_н проектируемой электросети, а следовательно и коэффициент готовности Кг данной сети в основном зависят от надежности волоконно-оптических линий электросвязи.

Интенсивность отказов линейного тракта определяется как сумма интенсивностей отказов НРП, ОРП и кабеля:

л_сист = л_опр q_опр + л_нрп q_нрп+ л_or L_m, (13)

где л_орп, л_нрп - интенсивность отказов ОРП и НРП;

q_орп, q_нрп - количество ОРП и НРП;

л_ок - интенсивность отказов одного километра оптического кабеля;

L_m - протяженность проектируемой электросети.

Таким образом, интенсивность отказов системы будет равна:

л_сист= 0,6 Ч 10-⁷ Ч 6 + 0,3 Ч 10-⁷ Ч 8 +3,88 Ч 10-⁷ Ч 473,2 = 1,84201 Ч 10^-4 (час-¹).

Среднее время восстановления связи для проектируемой сети определяется:

T₀ = 1 / л_сист (14)

T₀ =1 / 1,84201 Ч 10^-4 = 54288 (час),

Среднее время восстановления связи для проектируемой сети определяется по формуле:

t_{в сист}= t_{в орп}+ t_{в нрп}+ t_вкаб/ 3. (15)

где tвнрп, tворп, tвкаб- время восстановления соответственно НРП, ОРП и кабеля:

t_всист= 0,5 + 2,5 + 10 / 3 = 4,33 (час).

Откуда следует, что коэффициент готовности проектируемой сети будет равен:

К_г2= 5428 / (5428+ 4,33) = 0,9992.

В целом проведенные расчеты показали, что коэффициент готовности для приведенной проектируемой сети не ниже нормируемого и в основном зависит от надежности оптического кабеля, следовательно, выполнив резервирование оптического волокна по разнесенным трассам, то есть спроектированная цифровая первичная сеть электросвязи на участке железной дороги будет экономически эффективна.

4. Экономические расчеты

Таблица 3 - Экономический расчет оборудования

Позиция	Наименование	Тип, марка	Завод изготовитель	Единица измерения	Количество	Цена	Примечания
1	2	3	4	5	6	7	8
	Материалы
	Организация линии связи
	Кабель волоконно-оптический самонесущий	ОКМС-ПТА-4Сп-8(2) 8 Кн ТУ 3587-002-45869304-98		М	500 000	75,49	Или эквивалент
	Муфта оптическая	FOSC-400 A4-S16-1-NNN-Ru03		Шт.	1	1200
	Узел подвески ВОК на железобетонных опорах КС, на кронштейне с кольцом в составе:	411307-ТМП-102		Компл.	125	2145
	Кронштейн с кольцом	411307-ТМП-01.0.00-01		Шт.	1	1069
	Хомут	411307-ТМП-02.0.00		Шт.	1	400
	Зажим поддерживающий модернизированный ЗПМ	ЗПМ-14 ТУ 3185-002-44338317-2000		Шт.	1	1375
	Узел крепления муфты FOSC на железобетонной опоре КС в составе:	411307-ТМП-190		Компл.	2	800
	Хомут	411307-ТМП-02.0.00		Шт.	1	400
	Кронштейн для крепления муфты	411307-ТМП-76.0.00		Шт.	1	2196
	Хомут ленточный	ТУ 3449-041-27560230-98		Шт.	2	300
	Узел двухсторонней анкеровки ВОК на железобетонной опоре КС в составе:	411307-ТМП-205		Компл.	4	1500
	Хомут	411307-ТМП-02.0.00		Шт.	1	400
	Кронштейн анкерный	411307-ТМП-19.0.00		Шт.	1	350
	Скоба анкеровочная малая	411307-ТМП-25.0.00		Шт.	2	40
	Планка	411307-ТМП-26.0.01		Шт.	2	240
	Зажим натяжной спиральный НСО	НСО-12,6/14,2П-14(12) ТУ 3449-022-27560230-10		Шт.	2	83
	Прокладка (обрезки изоляции кабеля)			Шт.	2
	Проволока стальная 2,5	ГОСТ 15892-70		М	2	97
Всего по смете:	165 542 625

Протяжённость участка, на котором необходимо спроектировать воздушную линию равняется расстоянию между станциями К и П и составляет 500 км.

Произведём расчёт количество опор разных типов. Длина пролёта при заданном типе линий составляет 50 м. Тогда общее количество опор составляет:

N_оп = 10000 опор (16)

На прямолинейных участках трассы устанавливают промежуточные опоры.

В местах изменения направления трассы линии устанавливают угловые опоры, их укрепляют подпорками и оттяжками. Условно количество угловых опор принимают одну на 1 км, то есть на нашем участке, длина которого 500 км, будет 500 угловых опоры.

4.1 Расчет численности производственных работников

Для определения численности работников привлекаемых для строительства линейных сооружений ВОЛП необходимо рассчитать производственный персонал:

- работники для обустройства элементов подвески ВОК на опорах контактной сети и прокладки ВОК;

- монтажники ВОК;

- измерители.

Численность работников для обустройства элементов подвески ВОК на опорах контактной сети и прокладки ВОК составляет 6 человек в одной монтажной бригаде.

Численность работников на строительство кабельной линии связи определяется по формуле (17):

(17)

где - расстояние, км;

H_i - норматив обслуживания за месяц для i-го типа кабеля, чел/час;

Ф_МЕС - месячный фонд рабочего времени, 166 часов;

h - коэффициент, учитывающий резерв на отпуск, равный 1,08 при 24 дневном отпуске;

T - трудовые затраты, чел/час.

Численность монтажников ВОК занятых на сварке и монтаже соединительных муфт принимаем равным двум специалистам.

Численность измерителей - 2 человека.

5. Экология при монтаже волоконно-оптической линии связи

При прокладке ВОЛС необходимо соблюдать установленные нормы по охране окружающей среды. Запрещается строительство любых линий связи вблизи заповедников и мест находящихся под защитой комитета по охране окружающей среды .

При укладке кабеля в грунт следует рассматривать варианты, которые бы наносили минимальный ущерб плодородным землям и не вызывали их существенного изменения. После прокладки кабеля нужно организовать меры по восстановлению почвенного покрова.

Если прокладка ВОЛС ведется в открытую траншею, то укладка кабеля должна начинаться без промедления по окончании рытья траншеи во избежание обвалов стенок. Не закопанная траншея в дальнейшем может способствовать появлению на этом месте оврага.

Вырубка леса в процессе строительства линии связи является крайне нежелательной. В случае если этого нельзя избежать, существуют определенные нормы по ширине полосы вырубаемой просеки. Следует учитывать отрицательное влияние ветров на эрозию почв из-за уменьшения лесополосы.

При прокладке линии связи в населенном пункте необходимо руководствоваться следующим: кабель должен прокладываться непосредственно в грунт преимущественно под тротуарами, таким образом, обеспечивается минимальное влияние на плодородные массивы.

При переходе линии через реки:

1) ширина реки в месте перехода должна быть минимальной;

2) переход по возможности должен быть на прямолинейном участке реки и удален от перекатов, излучин, мест размыва;

3) трасса кабеля должна быть удалена от различных источников опасных и мешающих влияний.

При использовании кабелеукладчика, очень важным является недопущение разлива горюче-смазочных материалов в водоем.

Прокладка кабеля через реку осуществляется лишь после получения разрешения со стороны соответствующих инстанций.

В ходе работы был спроектирован участок SDH Кизнер - Грахово с использованием ВОЛС. Спроектированная линия связи имеет общую протяженность 43 км.

Был выбран достаточно универсальный кабель подходящий для прокладки: в грунт, через водные преграды, в телефонных канализациях, марки ОКЛК-0,1-0,34/3,5-4.В качестве уровня SDH выбран STM-1 с мультиплексором TN-1Х компании Nortel (NorthernTelecom).

В проекте был предложен единственный наиболее оптимальный вариант прокладки трассы. Оптимальный вариант выбирался исходя из схемы организации связи, удобства строительства и эксплуатации, экономии материальных затрат. Описаны способы прокладки кабеля в грунт, под водой, в телефонной канализации.

Согласно положению Минприроды РФ №222 от 18.07.1994 года волоконно-оптическая линия связи не несет экологическую угрозу.

Преимущества ВОЛС в период эксплуатации в окружающей среде:

- не производят вредных выделений и промышленных отходов;

- не излучают вредных излучений;

- не создают шума вибрации;

- нет частотных колебаний;

- полностью отсутствуют вредные химические выделения и биоотходы;

- прокладка кабеля не вызывает загрязнения пересекаемых водоемов.

Негативное воздействие волоконно-оптическая линия связи может оказывать только в период строительства.

Рассмотрим их подробнее:

- нарушение почвенного покрова земли при прокладке кабеля, поскольку предварительно выкапывается траншея;

- возможно, нанесения вреда сельскохозяйственным угодьям (только в том случае, если период строительства не совпадает со сбором урожая);

- вырубка деревьев для прохождения спецтехники для прокладки кабеля в лесной местности.

На заметку: по окончанию строительных работ восстанавливают вырубленную лесополосу, так как она также служит для защиты проложенных сооружений.

Таким образом, ВОЛС не оказывает вредного воздействия и не требует специальных мер по охране воздуха, подземных и поверхностей вод.

5.1 Мероприятия по охране труда при монтаже и технической эксплуатации волоконно-оптических линий передачи

Мероприятия по охране труда и технике безопасности в данном дипломном проекте разработаны на основе типовой инструкции по охране труда при монтаже и технической эксплуатации волоконно-оптических линий передачи на федеральном железнодорожном транспорте (далее - настоящая Инструкция) устанавливает основные требования безопасности для электромонтеров связи, электромонтеров контактной сети, электромехаников связи и других специалистов, выполняющих работы по монтажу и технической эксплуатации волоконно-оптических линий передачи на федеральном железнодорожном транспорте.

В настоящей Инструкции применяются следующие основные понятия:

- безопасное расстояние - наименьшее расстояние между человеком и источником опасного и вредного производственного фактора, при котором человек находится вне опасной зоны;

- воздушная линия или контактная сеть в зоне наведенного напряжения - воздушная линия или контактная сеть, проходящая по всей длине или на отдельных участках в зоне другой действующей воздушной линии напряжением 110 кВ и выше или контактной сети переменного тока напряжением 25 кВ или 2x25 кВ;

- волоконно-оптическая линия передачи на федеральном железнодорожном транспорте - совокупность линейных трактов волоконно-оптических систем передачи на федеральном железнодорожном транспорте, имеющих общий оптический кабель, линейные сооружения и устройства их обслуживания;

- волоконно-оптическая система передачи на федеральном железнодорожном транспорте - система передачи, в которой все виды сигналов передают по волоконно-оптическому кабелю;

- вредное вещество - вещество, которое при контакте с организмом человека в случае нарушения требований безопасности может вызвать производственные травмы, профессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые как в процессе работы, так и в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений;

- вредные и опасные условия и характер труда - условия и характер труда, при которых вследствие нарушения санитарных норм и правил возможно воздействие опасных и вредных факторов производственной среды в значениях, превышающих гигиенические нормативы, и психофизиологических факторов трудовой деятельности, вызывающих функциональные изменения организма, которые могут привести к стойкому снижению работоспособности и (или) нарушению здоровья работающих;

- вредный производственный фактор - производственный фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях может привести к заболеванию, снижению работоспособности и (или) отрицательному влиянию на здоровье потомства;

- грузоподъемные машины - краны всех типов, краны-экскаваторы, тали, лебедки для подъема грузов и людей, на которые распространяются правила Госгортехнадзора;

- допуск - разрешение производителя работ приступить к выполнению работы после проверки достаточности принятых мер, обеспечивающих безопасность в зоне (месте) ее производства, и распределение обязанностей между членами бригады в соответствии с технологией предстоящей работы;

- допустимые условия и характер труда - условия и характер труда, при которых уровень опасных и вредных производственных факторов не превышает установленных гигиенических нормативов на рабочих местах, а возможные функциональные изменения, вызванные трудовым процессом, восстанавливаются во время регламентированного отдыха в течение рабочего дня или домашнего отдыха к началу следующей смены и не оказывают неблагоприятного воздействия в ближайшем и отдаленном периоде на состояние здоровья работающих и их потомство;

- допустимый предел излучения - максимально допустимый уровень излучения, разрешенный для определенного класса лазерного изделия;

- заземление - преднамеренное электрическое соединение технических средств с заземляющим устройством;

- заземлитель - проводник (электрод) или совокупность металлически соединенных между собой проводников (электродов), находящихся в соприкосновении с землей;

- заземляющее устройство - совокупность заземлителя и заземляющих проводников;

- заземляющий проводник - проводник, соединяющий заземляемые части с заземлителем;

- защитный проводник - проводник, применяемый для защитных мер от поражения электрическим током в случае повреждения изоляции действующей электроустановки;

- земля - проводящая масса грунта, потенциал которой в каждой точке принимается равным нулю;

- зона наведенного напряжения - зона вдоль контактной сети переменного тока и воздушной линии переменного тока в виде участка земли и воздушного пространства, ограниченная по обе стороны вертикальными плоскостями, отстоящими от контактной сети или оси воздушной линии на расстоянии менее:

- 75 м для контактной сети напряжением 25 кВ и 2x25 кВ;

- 100 м для ВЛ 110 кВ;

- 150 м ВЛ 150-220 кВ;

- контактная сеть - провода, поддерживающие конструкции и оборудование, обеспечивающие передачу тягового тока;

- линейно-кабельные сооружения - линейные сооружения волоконно-оптической линии передачи, содержащие: опоры, кабель, поддерживающие конструкции (узлы анкеровки, кронштейны, зажимы и другое), соединительные и разветвительные кабельные муфты, оконечные кабельные устройства, трубопроводы, камеры, кабельную канализацию, навесы и эстакады для хранения кабелей, поддерживающих конструкций, опор, трубок, камер;

- наведенное напряжение - опасное для жизни напряжение, возникающее вследствие электромагнитного влияния на отключенных проводах и оборудовании, расположенных в зоне другой действующей воздушной линии или контактной сети переменного тока;

- наряд - допуск (наряд) - письменное задание на производство работы, составленное на бланке установленной формы, определяющее содержание и зону (место) работы, категорию и условия ее выполнения, время начала и окончания, необходимые меры безопасности, состав бригады и лиц, ответственных за безопасность проведения работы;

- опасная зона - пространство, в котором возможно воздействие на работающего опасного и (или) вредного производственных факторов;

- опасный производственный фактор - производственный фактор, воздействие которого на работника в определенных условиях приводит к травме, острому отравлению, другому внезапному резкому ухудшению здоровья или смерти;

- опасный элемент (часть) контактной сети, высоковольтной линии и связанного с нею оборудования, а также оборудования волоконно-оптической линии передачи - элемент (часть) контактной сети, высоковольтной линии и связанного с нею оборудования, а также оборудования волоконно-оптической линии передачи, прикосновение к которому непосредственно или через токопроводящие предметы без использования средств защиты, а также приближение к которому на расстояние менее допустимого представляет опасность поражения электрическим током;

- оптимальные условия и характер труда - условия и характер труда, при которых исключено неблагоприятное воздействие на здоровье работающих опасных и вредных производственных факторов и создаются предпосылки для сохранения высокого уровня работоспособности;

- охранная зона воздушной высоковольтной линии или контактной сети - зона вдоль воздушной высоковольтной линии или контактной сети в виде участка земли и воздушного пространства, ограниченная по обе стороны вертикальными плоскостями, отстоящими от крайних проводов (при не отклоненном положении) на расстоянии:

- 2 м для напряжения до 1000 В;

- 10 м для напряжения выше 1000 В и до 25 кВ (2x25 кВ);

- 15 м для напряжения 35 кВ;

- 20 м для напряжения 110 кВ;

- 25 м для напряжения 150-220 кВ;

- повторный допуск - допуск на место работы, где уже ранее производилась работа по данному наряду;

- предельно допустимые уровни лазерного излучения при однократном воздействии - уровни излучения, при воздействии которых существует незначительная вероятность возникновения обратимых отклонений в организме работающего;

- предельно допустимые уровни лазерного излучения при хроническом воздействии - уровни излучения, воздействие которых при работе установленной продолжительности в течение всего трудового стажа не приводит к травме (повреждению), заболеванию или отклонению в состоянии здоровья работающего в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений;

- производитель работ - лицо из состава персонала района контактной сети или района электрических сетей, на имя которого выдается наряд, распоряжение или приказ энергодиспетчера и под наблюдением которого производятся работы по строительству, техническому обслуживанию, ремонту и восстановлению волоконно-оптической линии передачи с кабелями, подвешенными на опорах контактной сети или линии автоблокировки.

При выполнении работ силами дистанции электроснабжения производитель работ может быть одновременно руководителем работ.

Руководитель работ - работник монтажной организации или организации, осуществляющей техническую эксплуатацию волоконно-оптической линии передачи, непосредственно руководящий производством работ или руководитель бригады дистанции электроснабжения, выполняющий работы по наряду или распоряжению.

Уровень опасности волоконно-оптической системы передачи - потенциальная опасность доступа к лазерному излучению в любой точке системы передачи при нештатных ситуациях (обрыве оптического кабеля, неправильных действиях персонала и другое).

Заключение

В данном дипломном проекте была разработана волоконно-оптическая инфокоммуникационная сеть участка железной дороги. Были определены технология и система цифровой передачи для данной сети. Произведен расчет параметров и надежности волоконно-оптической линии передачи. Приведен полный обзор мероприятий по обеспечению надежности функционирования линии передачи. По проведенным расчетам видно, что основная пропускная способность магистральной линии связи приходится на участки дорожной связи.

В дипломном проекте так же была определена аппаратура для передачи информации по волоконно-оптическому кабелю. В качестве аппаратуры. По магистральным линиям сети мультиплексоров СМК-30 данные передаются в n тайм-слотах со скоростью nх64 кбит/с. 32 канала.

В качестве волоконно-оптического кабеля используем кабель марки ОКМС, который предназначен для подвески на опорах линий электропередачи напряжением до 500 кВ, контактной сети железных дорог, воздушных линиях связи между зданиями и сооружениями.

В первой части дипломного проекта была рассмотрена характеристика трассы цифровой первичной сети электросвязи. Первичной сетью называется совокупность типовых физических цепей, типовых каналов передачи и сетевых трактов системы электросвязи, образованная на базе сетевых узлов, сетевых станций, оконечных устройств первичной сети и соединяющих их линий передачи системы электросвязи. В основе современной системы электросвязи лежит использование цифровой первичной сети, основанной на использовании цифровых систем передачи. Как следует из определения, в состав первичной сети входит среда передачи сигналов и аппаратура систем передачи.

Во второй части был рассмотрен выбор оборудования для проектируемого участка. Тип ОВ выбирается в зависимости от скорости передачи информации, расстояния между оконечными пунктами и населенными пунктами по трассе магистрали, а также принципами построения сети связи, задачи которой решает данная линия передачи. В подавляющем большинстве случаев применяются стандартные ступенчатые одномодовые оптические волокна.

В третьей части были рассмотрены расчеты параметров проектируемого участка. Расчёт энергетических параметров. Расчёт длины регенерационных участков и числа регенераторов на трассе. Расчёт надёжности ВОЛС.

В четвертой части дипломного проекта были произведены экономические расчеты, а также расчет численности производственных работников.

В заключительной, пятой части были рассмотрены экология при монтаже волоконно-оптической линии связи и мероприятия по охране труда при монтаже и технической эксплуатации волоконно-оптических линий передачи.

Список используемых источников

1.Асинхронный режим передачи [Сайт]. - URL : http://izmer-ls.ru/w/va7.html (Дата обращения 02.02.2023.)

2.Виды связи и их назначение [Сайт]. - URL : http://scbist.com/wiki/8987-vidy-svyazi-i-ih-naznachenie.html (Дата обращения 04.02.2023.)

3.Дорожная сеть связи [Сайт]. - URL : https://lokomo.ru/scb/dorozhnaya-set-svyazi.html (Дата обращения 06.02.2023.)

4.Железнодорожная электросвязь [Сайт].- URL: https://www.rts-tender.ru/poisk/svod-pravil/223-1326000-2014 (10.02.2023.)

5.Инструкция по охране труда при работах на волоконно-оптических кабелях связи [Сайт]. - URL : https://ohranatruda.ru/ot_biblio/instructions /166/147455/ (Дата обращения 15.02.2023.)

6.Кабель ОКЛЖ [Сайт]. - URL: https://emilink.ru// (Дата обращения 20.02.2023.)

7.Кабельные системы [Сайт]. - URL: https://kabel-s.ru/ (Дата обращения 22.02.2023.)

8.Конструкция оптического кабеля [Сайт]. URL: https://community.fs.com /ru/blog/a-guide-on-fiber-optic-cable.html (27.02.2023.)

9.Методическое пособие по выполнению курсового проекта к МДК 02.01. Основы построения и технической эксплуатации многоканальных систем передачи по теме: Проектирование цифровой первичной сети связи на участке железной дороги рассмотрено и одобрено на заседании Учебно-методического совета по специальности 210420 Техническая эксплуатация транспортного радиоэлектронного оборудования (по видам транспорта) (для железнодорожного транспорта) (Дата обращения 03.03.2023.)

10.Муфты для оптического кабеля [Сайт]. - URL: https://www.optik-sk.ru/mufty-opticheskie/ (06.03.2023.)

11.Оптический кабель ОПД [Сайт]. - URL: https://linesv.ru/opticheskiy-kabel-opd (12.03.2023.)

12.Оптический кабель ОКМС [Сайт]. - URL: https://cable.ru/cable/marka-okms.php (Датта обращения 17.03.2023.)

13.Оптический кабель ОКПЦ [Сайт]. - URL: https://www.cabeltov.ru/ (Дата обращения 23.03.2023.)

14.Первичная сеть связи железной дороги России [Сайт]. - URL: https://lektsii.org/5-24155.html (Дата обращения 27.03.2023.)

15.Сетевая топология [Сайт]. - URL: https://ru.setevay.org /set/Сетевая топология (Дата обращения 01.04.2023. )

16.Современные цифровые технологии первичной сети технологической связи [Сайт]. - URL: http://infotest.ru/info025.shtml (Дата обращения 04.04.2023.)

17.Схемы резервирования сетей SDH [Сайт]. - URL: https://studfile.net/preview/2893774/ (Дата обращения 10.04.2023.)

18.Схемы компьютерной сети [Сайт]. - URL: https://www.lucidchart.com/pa ges/ru. (Дата обращения 15. 04. 2023.)

19.Структура информационной оптической сети связи [Сайт] - URL: https://radio.bobrodobro.ru/1377 (Дата обращения 20. 04. 2023.)

20.Цифровая первичная сеть [Сайт]. - URL: https://siblec.ru/telekommunikat sii/vychislitelnye-sistemy-seti-itelekommuni katsii/13-printsipy-postroeniya-transportnykh-setej/13-2-tsifrovayapervichna ya-set (Дата обращения 29. 04. 2023.)

Приложения

Приложение А

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Приложение Б

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на Allbest.ru

...