Создание современной телекоммуникационной сети в Краснодарском крае

 

СОДЕРЖАНИЕ

Обозначения и сокращения

Введение

. Обоснование и характеристика существующей сети связи

. Определение и расчёт числа каналов

. Выбор схемы организации связи

.1Топология сетей SDH

.2 Конфигурация проектируемой сети

. Выбор типа кабеля ВОЛС

. Расчет длины регенерационного участка

6. Подвесные оптические кабели

7. Подвеска ОК

.1 Общие положения

7.2 Подвеска ОК на опорах высоковольтных линиях передач

7.3 Раскатка и подвеска кабелей ОКГТ и ОКСН

.4 Подвеска кабеля ОКНН способом навива

Заключение

Список использованных источников

Обозначения и сокращения

ВОЛСволоконно-оптические линии связи

ОКоптический кабель

ВССвзаимоувязанные сети связи

ОВоптическое волокно

ЛЭПлинии электропередач

ОМоптический модуль

ЦСЭцентральный силовой элемент

ВОЛПволоконно-оптические линии передач

ОКГТоптический кабель, встроенный в грозозащитный трос

ОКОНоптический кабель самонесущий

СКСструктурированная кабельная система

ОКГТоптический кабель, встроенный в грозозащитный трос

ОКННоптический кабель, навиваемый на грозозащитный трос или фазный провод

Введение

Сегодня совершенно очевидно, что научно-технический прогресс во многом определяется скоростью передачи информации, и ее объемом. Возможность резкого увеличения объема передаваемой информации наиболее полно реализуется в результате применения волоконно-оптических кабелей связи, которые по сравнению с такими широко распространенными средствами как спутниковая связь и радиорелейные линии, имеют значительно более широкую полосу пропускания [1].

Достоинства оптических кабелей и систем передачи и в первую очередь экономия меди вызвали повышенный интерес к ним и привели к интенсивному развитию этой области техники. Оптические кабели в отличие от широко применяемых электрических кабелей с медными проводниками не требуют дефицитных металлов и изготавливаются, как правило, из стекла и полимеров. В результате стоимости электрических кабелей возрастает, а стоимость оптических кабелей имеет тенденцию к снижению.

Ряд стран уже сейчас переводят все новое строительство на оптические кабели, которые на сегодняшний день занимают доминирующее место на сетях междугородней и городской связи. В нашей стране в настоящее время наиболее широко используется ВОЛС на межстанционных соединительных линиях ГТС. На магистральных линиях с 1993 г. принято решение использовать только волоконно-оптические кабели, а на внутризоновых - с 1996 г. Внедряются также ВОЛС на локальных компьютерных сетях и сетях кабельного телевидения [1].

Особое внимание уделяется созданию и внедрению одномодовых систем передачи по оптическим кабелям. Достоинством одномодовых систем является возможность передачи большого потока информации на требуемые расстояния и большие длины регенерационных участков. В настоящее время на многих коммерческих линиях используется скорость передачи 565 Мбит/с, но уже в ближайшее время ожидается переход на более высокие скорости - 2,5 Гбит/с и выше. По таким ВОЛС можно одновременно организовать от 7680 до 30000 телефонных каналов ТЧ со скоростью передачи 64 Кбит/с. Возможность наращивания скоростей передачи в уже проложенном ОК - одна из причин интенсивного строительства ВОЛС. Вторая причина - экономическая эффективность ВОСП по сравнению с другими системами передачи. Как известно, чем больше каналов содержит линия, то есть чем больше скорость передачи, тем меньше стоимость одного канала. Эти две причины привели к интенсивному росту числа высокоскоростных ВОСП [1].

Проблема быстрой передачи обширных массивов информации на значительные расстояния приобретает особую актуальность в связи с возрастающей потребностью современного общества в обмене информацией. ВОСП с использованием цифровых сигналов значительно повышают качество и экономичность информационных услуг, и позволяет в плотную подойти к созданию единых цифровых сетей интегрального обслуживания. В этом случае вместо сетей различного назначения (телефонирования, телеграфирования, телевидения, вещания, передачи газет и т.п.) будет действовать единая интегральная сеть многоцелевого назначения. Это позволит реализовать ВОСП с очень большой длиной участка регенерации (несколько тысяч километров). Особые надежды связаны с ВОСП, в которых распространяются солитоны (сверхкороткие, порядка пикосекунд, импульсы). На параметры солитона влияют лишь оптические потери. Скорость передачи солитонных ВОСП достигает нескольких Тбит/с.

1. Обоснование и характеристика существующей сети связи

В настоящее время в Краснодарском крае быстрыми темпами развивается цифровые системы передачи. Сейчас между некоторыми городами данной проектируемой сети проложен электрический кабель, эксплуатирующийся более 25 лет. За это время он неоднократно подвергался восстановительно-ремонтным работам в процессе эксплуатации. Это не могло не сказаться на качестве телефонной и других видов связи. Проектируемая волоконно-оптическая линия связи позволит обеспечить качественную телефонную связь, увеличить число каналов ТЧ, приведет к удовлетворению потребностей предприятий, организаций и населения в телефонной связи, что благотворно отразится на дальнейшем развитии этих регионов и налаживании еще более тесных экономических, финансовых, хозяйственных и культурных отношений [1].

Целью дипломной работы является:

• создание современной телекоммуникационной сети в интересах населения, народно-хозяйственного комплекса;
• организация качественной связи для передачи информации различного вида между характеризуемыми населёнными пунктами.

Необходимо обосновать организацию связи между выбранными пунктами. Тяготение выбранных пунктов по услугам связи зависит, в первую очередь, от численности населения. Кроме того, степень заинтересованности во взаимосвязи зависит от экономических, культурных и социально-бытовых отношений между населёнными пунктами.

Приведём краткую характеристику выбранных пунктов.

Краснодар - центр Краснодарского края. Крупный торговый, транспортный и промышленный город. Направление деятельности экономики: машиностроение, приборостроение, легкая и пищевая промышленность и др. Численность постоянного населения на 2008 год - 746,5 тысяч человек.

Славянск-на-Кубани - районный центр. Из крупных предприятий есть: швейная фабрика, ремонтно-механический завод, завод дорожных машин. Численность постоянного населения в г. Славянск-на-Кубани - 64,8 тысячи человек.

Темрюк - центр Темрюкского района. Есть морской порт, рыбоконсервный завод, вино - водочный завод. Так как город расположен на берегу Азовского моря, поэтому имеется много различных баз отдыха. Численность постоянного населения на 2008 год - в Темрюкском районе -118,7 тысяч человек, в самом городе - 36,5тысяч человек. Основное занятие населения района - рыболовство, виноградарство и животноводство.

Анапа - В первую очередь это курортный город, Анапа является всероссийской детской здравницей, город расположен на берегу Черного моря. Так же как и Темрюк является морским портом. Основное занятие населения - курортный бизнес, рыболовство, виноградарство и виноделие. Население города и подчиненных ему населенных пунктов составляет на 2008 год - 64 тысячи человек. Из них в городе Анапа - 55,7 тысяч человек.

Новороссийск - Крупнейший на юге России морской порт и крупный нефтяной терминал. Также имеется завод по производству цемента и вино - водочный завод. Численность населения в г. Новороссийск 254,3 тысяч человек.

Крымск - центр Крымского района. Имеются предприятия пищевой и перерабатывающей промышленности. Численность населения в районе на конец 2010 года составила 72,8 тысячи человек, в г. Крымск - 57,3 тысяч человек. Основное занятие населения района - садоводство и животноводство. Так же в районе есть месторождения нефти и газа. В районе функционирует также маслозавод, комбикормовый завод, завод стройматериалов.

Северская - центр Северского района. Население района на 2010 год составило 106,4 тысяч человек, в Северской - 22,6 тысячи человек. Так же как и в Крымском районе есть месторождения нефти и газа. Но все же основной деятельностью населения является - садоводство и животноводство. Имеются предприятия перерабатывающей промышленности.

На основе приведённых сведений делаем вывод о естественном тяготении друг к другу указанных населённых пунктов, а также убеждаемся в том, что организация связи между ними является практически обоснованной.

В данной дипломной работе будет проектироваться сеть, которая находится на западе Краснодарского края. Как видно из схемы фрагмента существующей зоновой сети Краснодарского края (рисунок 1). Для наглядности восприятия на этом же рисунке показана схема проектируемой сети, выделена черным цветом.

Рисунок 1 - Существующая зоновая сеть Краснодарского края

2. Определение и расчёт числа каналов

Число каналов, связывающих заданные пункты, зависит от численности населения в этих пунктах и от степени заинтересованности отдельных групп населения во взаимосвязи [4].

Численность населения в заданном пункте и его подчиненных окрестностях с учетом среднего прироста населения определяется как:

, (1)

гдеHo - народонаселение в период переписи населения 2010 г., чел;- средний прирост населения в данной местности, % (принимается по данным переписи 2 - 3 %);- период, определяемый как разность между назначенным годом перспективного проектирования и годом переписи населения.

Год перспективного проектирования принимается на 5 - 10 лет вперед по сравнению с текущим годом. В дипломной работе примем год перспективного проектирования на 5 лет вперед [4]. Следовательно

(2)

гдеtm - год составления проекта;0 - год, к которому относятся данные Н0 - 2008 г.

Поскольку tm = 2012 г., то

Рассчитаем численность населения в каждом пункте проектируемой сети, по формуле 1:

Северская:

Крымск:

Новороссийск:

Анапа:

Темрюк:

Славянск-на-Кубани:

Краснодар:

Количество абонентов в зоне АМТС зависит от численности населения в этой зоне и от уровня телефонизации в данной местности. Принимая, что средний коэффициент оснащенности населения телефонными аппаратами равен 0,38 (38 телефонов на 100 человек) вычислим количество абонентов, обслуживаемых в зоне действия АМТС [4]:

(3)

где Ht - из формулы (1).

Рассчитаем количество абонентов в зоне действия АМТС для всех пунктов проектируемой сети, по формуле 3:

Степень заинтересованности отдельных групп населения во взаимосвязи зависит от политических, экономических, культурных и социально-бытовых отношений между группами населения, районами и областями. Взаимосвязь между заданными оконечными и промежуточными пунктами определяется на основании статистических данных, полученных предприятием связи за предшествующие проектированию годы. Практически, эти взаимосвязи выражают через коэффициент тяготения f1, который как показывают исследования, колеблется в широких пределах (от 0,1 до 12 %). В дипломной работе примемf1 = 5 % [3].

Учитывая это, а также и то обстоятельство, что телефонные каналы в междугородней связи имеют преобладающее значение, необходимо определить сначала количество телефонных каналов между заданными пунктами. Для расчета телефонных каналов можно воспользоваться приближенной формулой:

(4)

гдеa1 и f1 - постоянные коэффициенты, соответствующие фиксированной доступности и заданным потерям.

Обычно потери задают в 5%, тогдаa1=1,3,b1=5,6;1 = 0,05 (5 %) - коэффициент тяготения;= 0,05 Эрл - средняя нагрузка, создаваемая одним абонентом;

ma, mb - количество абонентов, обслуживаемых оконечными АМТСсоответственно в пунктах А и Б.

Таким образом, число каналов для телефонной связи на каждом участке проектируемой сети, равно:

Краснодар:

Славянск-на-Кубани:

Темрюк:

Анапа:

Новороссийск:

Крымск:

Число каналов для организации связи различного назначения может быть выражено через эквивалентное число телефонных каналов. Для дипломной работы принимаем, что эквивалентное число телефонных каналов для организации связи различного назначения равно рассчитанному выше числу каналов телефонной связи.

(5)

где nтф - число двухсторонних каналов для телефонной связи;

nтг - то же для телеграфной связи; пв - то же для передачи проводного вещания;пд - то же для передачи данных; тр - транзитные каналы.

Тогда общее число каналов на магистрали равно:

(6)

Тогда общее число каналов рассчитывают по упрощенной формуле:

(7)

где nтф - число двухсторонних телефонных каналов определяют по (4).

Следовательно, общее количество каналов рассчитывается по формуле (7) для каждого пункта:

Краснодар:

Славянск-на-Кубани:

Темрюк:

Анапа:

Новороссийск:

Кущевская:

Из рассчитанных значений числа каналов ТЧ составим таблицу исходящих и входящих каналов ТЧ и потоков Е1 для всех населенных пунктов проектируемой сети (таблица 1).

Таблица 1 -Число каналов ТЧ и потоков Е1 для всех населенных пунктов проектируемой сети

КраснодарСлавянск-на-КубаниТемрюкАнапаНовороссийскКрымскСеверскаяКраснодар-186/6110/4164/6538/17162/684/3Славянск-на-Кубани186/6-78/3100/4178/6100/466/3Темрюк110/478/3-74/3102/474/354/2Анапа164/6100/474/3-144/592/374/3Новороссийск538/17178/6102/4144/5-144/580/3Крымск162/6100/474/392/3144/5-62/2Северская84/366/354/274/380/362/2-Итого1244/42708/26492/19648/241186/40696/23420/16

Суммируя все значения таблицы 1 получим общее число каналов ТЧ, и потоков Е1, соответствующих числу каналов ТЧ, необходимых для организации связи по данным направлениям:

В связи с развитием компьютерных технологий, так же развивается и Интернет. Рассчитаем общее количество пользователей Интернета для данной проектируемой сети.

где

Доля трафика для использования Интернет для данного проектируемого кольца составляет 40 % от общего числа абонентов и равно:

Нагрузка (в единицах измерения скорости передачи) рассчитывается по формуле:

(8)

где V - скорость передачи;

Э - удельная нагрузка в ЧНН;- количество пользователей.

По данным ОАО «РОСТЕЛЕКОМ» на проектируемом участке доля обычных (модемных) пользователей сети Интернет при нагрузке 0,04 Эрл.в ЧНН и скорости 56 кбит/с составит 80 %, а доля DSL пользователей Интернет при нагрузке 0,3 Эрл. в ЧНН и скорости 1,5 Мбит/с составит 20 % и равно:

-для обычных (модемных) пользователей сети Интернет:

-для DSL пользователей Интернет:

В результате расчета получаем:

нагрузка обычных пользователей сети Интернет:

нагрузка DSL пользователей сети Интернет:

Зная нагрузку, можем пересчитать ее в основной цифровой канал (ОЦК).

Скорость ОЦК составляет 64 кбит/с.

Общее количество каналов Интернет:

Рассчитаем число первичных 2Мбит потоков исходя из соотношения:

Число 2 Мбит потоков равно:

Распределим количество потоков Интернет по населенным пунктам проектируемой сети и сведем в таблицу 2.

Таблица 2 - потоки Интернет

Количество потоковСлавянск-на-Кубани567Темрюк307Продолжение таблицы 2Анапа487Новороссийск2097Крымск482Северская224

Объединим таблицы 1 и 2 и получим число потоков для проектируемой сети между городами. Сведем данные в таблицу 3.

Таблица 3 - Общие сведения о потоках

КраснодарСлавянск-на-КубаниТемрюкАнапаНовороссийскКрымскСеверскаяПотоки ТЧ42261924402316Потоки Интернет-5673074872097482224Всего425933265112137505240

Суммируя все значения таблицы 3, получим общее число потоков Е1, необходимых для организации связи по данным направлениям:

Рассчитав количество потоков на проектируемом участке между г. Краснодар - г. Анапа, следует выбрать интерфейс уровня STM-64.

3. Выбор требуемого оборудования

.1 Мультиплексоры

Основным функциональным модулем сетей SDH является мультиплексор. Мы будем использовать этот термин как для собственно мультиплексоров, служащих для сборки (мультиплексирования) высокоскоростного потока из низкоскоростных, так и для демультиплексоров, служащих для разборки(демультиплексирования) высокоскоростного потока с целью выделения низкоскоростных потоков.

Мультиплексоры SDH в отличие от обычных мультиплексоров, используемых, например, в сетях PDH, выполняют как функции собственно мультиплексора, так и функции устройств терминального доступа, позволяя подключать низкоскоростные каналы PDH иерархии непосредственно к своим входным портам. Они являются более универсальными и гибкими устройствами, позволяющими решать практически все перечисленные выше задачи, то есть кроме задачи мультиплексирования выполнять еще и задачи коммутации, концентрации и регенерации. Это оказывается возможным в силу модульной конструкции SDH мультиплексора - SMUX, при которой выполняемые функции определяются лишь возможностями системы управления и составом модулей, включенных в спецификацию мультиплексора. Принято, однако, выделять два основных типа SDH мультиплексора: терминальный мультиплексор и мультиплексор ввода/вывода [1].

Дадим краткое описание мультиплексоров.

Терминальный мультиплексор ТМ является мультиплексором и оконечным устройством SDH сети с каналами доступа, соответствующими трибам PDH и SDH иерархий. Терминальный мультиплексор может или вводить каналы, то есть коммутировать их со входа трибного интерфейса на линейный выход, или выводить каналы, то есть коммутировать их с линейного входа на выход трибного интерфейса. Он может также осуществлять локальную коммутацию входа одного трибного интерфейса на выход другого трибного интерфейса. Как правило, эта коммутация ограничена трибами 1,5 и 2 Мбит/с.

Для мультиплексора максимального на данный момент действующего уровня SDH иерархии (STM-64), имеющего скорость выходного потока 10 Гбит/с., максимально полный набор каналов доступа может включать PDH трибы 1,5, 2, 34, 45, 140 Мбит/с. и SDH трибы 155, 622 и 2500 Мбит/с., соответствующие STM-1, 4, 16. Если PDH трибы являются "электрическими", то есть использующими электрический сигнал для передачи данных, то SDH трибы могут быть как электрическими (STM-1), так и оптическими (STM-1, 4, 16). Для мультиплексоров SDH уровня STM-16 из этого набора исключается триб 2500 Мбит/с, для уровня STM-4 из него исключается триб 622 Мбит/с, и, наконец, для первого уровня - триб 155 Мбит/с. Ясно, что конкретный мультиплексор может и не иметь полного набора трибов для использования в качестве каналов доступа. Это определяется не только пожеланиями заказчика, но и возможностями фирмы-изготовителя [1].

Другой важной особенностью SDH мультиплексора является наличие двух оптических линейных выходов (каналов приема/передачи), называемых агрегатными выходами и используемых для создания режима стопроцентного резервирования, или защиты по схеме 1+1 с целью повышения надежности. Эти выходы (в зависимости от топологии сети) могут называться основными и резервными (линейная топология) или восточными и западными (кольцевая топология). Нужно заметить, что термины "восточный" и "западный", применительно к сетям SDH, используются достаточно широко для указания на два прямо противоположных пути распространения сигнала в кольцевой топологии: один - по кольцу влево - "западный", другой - по кольцу вправо - "восточный". Они не обязательно являются синонимами терминов "основной" и "резервный" Если резервирование не используется (так называемый незащищенный режим), достаточно только одного выхода (одного канала приема/передачи). Резервирование 1+1 в сетях SDH является их внутренней особенностью и не имеет ничего общего с так называемым внешним резервированием, когда используется альтернативный (резервный) путь от одного узла сети к другому, как это делается в так называемой ячеистой сети SDH, работающей в незащищенном режиме [1].

Мультиплексор ввода/вывода ADM может иметь на входе тот же набор трибов, что и терминальный мультиплексор. Он позволяет вводить/выводить соответствующие им каналы. Дополнительно к возможностям коммутации, обеспечиваемым ТМ, ADM позволяет осуществлять сквозную коммутацию выходных потоков в обоих направлениях (например, на уровне контейнеров VC-4 в потоках, поступающих с линейных или агрегатных выходов, т.е. оптических каналов приема/передачи), а также осуществлять замыкание канала приема на канал передачи на обоих сторонах ("восточной" и "западной") в случае выхода из строя одного из направлений. Наконец, он позволяет (в случае аварийного выхода из строя мультиплексора) пропускать основной оптический поток мимо него в обходном режиме. Все это дает возможность использовать ADM в топологиях типа кольца [1].

.2 Регенераторы

Регенератор представляет собой вырожденный случай мультиплексора, имеющего один входной канал - как правило, оптический триб STM-N и один или два (при использовании схемы защиты 1+1) агрегатных выхода.

Он используется для увеличения допустимого расстояния между узлами сети SDH путем регенерации сигналов полезной нагрузки. Обычно это расстояние (учитывая практику использования одномодовых волоконно-оптических кабелей) составляет 30 - 60 км для длины волны порядка 1300 нм или 80 - 100 км - для 1550 нм, хотя при использовании оптических усилителей оно может достигать 150 км. Более точно это расстояние определяется отношением допустимых для секции регенератора суммарных потерь к затуханию на 1 км длины кабеля [3].

4. Выбор схемы организации связи

4.1 Топология сетей SDH

Для того чтобы спроектировать высокоскоростную линию передачи необходимо решить задачу выбора топологии сети. Эта задача может быть решена достаточно легко, если знать возможный набор стандартных базовых топологий, из которых может быть составлена топология сети в целом [3]. Ниже рассмотрены базовые топологии и их особенности:

а) «точка-точка» - является наиболее простым примером базовой топологии SDH (рис. 2). Она может быть реализована с помощью терминальных мультиплексоров ТМ, как на схеме без резервного канала приёма/передачи, так и по схеме со стопроцентным резервированием типа 1+1.

Рисунок 2 - Топология «точка-точка», реализованная с использованием ТМ

б) топология «последовательная линейная цепь» (рис. 3). Эта базовая топология используется, когда интенсивность трафика в сети не так велика и существует необходимость ответвлений в ряде точек на линии, где могут вводиться и выводиться каналы доступа. Она может быть представлена либо в виде последовательной линейной цепи без резервирования, либо более сложной цепью с резервированием типа 1+1;

Рисунок 3 - Топология «последовательная линейная цепь», реализованная на ТМ и TDM

в) топология «звезда» (рис. 4), реализующая функцию концентратора. В этой топологии один из удалённых узлов сети, связанный с центром коммутации или узлом сети SDH на центральном кольце, играет роль концентратора, где часть трафика может быть выведена на терминалы пользователей, тогда как оставшаяся его часть может быть распределена по другим удалённым узлам.

Рисунок 4 - Топология «звезда» с мультиплексором в качестве концентратора

г) топология «кольцо» (рис.5). Эта топология широко используется для построения SDH сетей первых двух уровней SDH-иерархии (155 и 622 Мбит/с).

Рисунок 5- Топология «кольцо»

Основное преимущество этой топологии - лёгкость организации защиты типа 1+1, благодаря наличию в синхронных мультиплексорах SMUX двух пар (основной и резервной) оптических агрегатных выходов (каналов приёма/передачи): восток - запад, дающих возможность формирования двойного кольца со встроенными потоками, и путевой защиты.

4.2 Конфигурация проектируемой сети

По результатам расчета числа каналов, для обеспечения потребности в каналах связи на данный момент, необходимо организовать 9558 потока Е1. Так как в Краснодарском крае быстрыми темпами развивается цифровая связь, то выбираем оборудование ADM16/1 с интерфейсом уровня STM-64 [5].

Оптимальным вариантом для построения сети является топология «кольцо».

Используем интерфейс L-16.2 на 1550 нм большой дальности действия. В таблице 2 приведены параметры оптического интерфейса [5].

Таблица 4 - параметры оптического интерфейса

Уровень SDHSTM-64Скорость передачи, кбит/с22243504Код интерфейсаL-16.2Рабочий диапазон, нм1530 … 1560Характеристики оптического передатчика (точка S)Источник излученияЛазер DFP (SLM)Ширина спектра излучения на уровне - 20 дБм, нм0,5Минимальный коэффициент подавления боковой моды30Максимальная излучаемая мощность, дБм 2Минимальная излучаемая мощность, дБм- 2Характеристики оптического приемника (точка R)Минимальная чувствительность, дБм- 30Максимальная перегрузка, дБм- 8Дополнительное затухание оптического тракта, дБ1Характеристики оптического тракта (между точками S и R)Диапазон оптического затухания, дБ 10 … 24Дисперсия, пс/нм3400Допустимые потери в кабеле, дБ24

Исходя из рассчитанного числа потоков, на проектируемом участке между г. Краснодар - г. Анапа необходимо организовать:

для телефонии: 190 потоков Е1;

для доступа в Internet: 4164 потока Е1.

5. Выбор типа кабеля ВОЛС

Ведущая роль в совершенствовании линий связи принадлежит волоконно-оптическим кабелям, которые по сравнению с обычными металлическими обладают рядом преимуществ:

-высокая помехозащищённость от внешних электромагнитных полей;

-большая широкополостность. ВОК работают в диапазоне частот 10 - 10 Гц. В световом диапазоне увеличивается несущая частота в 6 - 10 раз.

Отсюда теоретически увеличивается объём передаваемой информации. Работают оптические линии со скоростью передачи до 10 Гбит/с (опытные образцы до 100 Гбит/с):

-малое затухание энергии в оптическом волокне позволяет существенно увеличить длину регенерационного участка;

-дефицитные металлы (медь, свинец) заменены кварцем;

высокая скрытность передачи информации;

большие строительные длины кабеля (2 км и более) обеспечивают меньшее число соединений, что увеличивает надёжность ВОЛП;

снижение массы кабеля [3].

Быстрое и широкое внедрение ВОЛС обусловлено следующими факторами:

- возможностью получения оптических световодов с низкими значениями затухания и дисперсии. Что позволяет увеличить расстояние между ретрансляторами;

малым диаметром волоконного кабеля, допустимостью сильного изгиба световода;

- малой массой ОК при высокой информационной пропускной способности;

возможно получения ОК, не обладающих электропроводностью и индуктивностью. Это значит, что передаваемые по кабелю сигналы не поддаются электромагнитным воздействиям [4]. Кроме того, оконечная аппаратура может быть электрически изолирована друг от друга и при случайном повреждении кабеля не нарушается скрытность связи. Эти достоинства имеют особое значение при необходимости обеспечения связи между аппаратурой, находящейся под высоким напряжением и в пространстве, где существуют значительные электромагнитные помехи или потенциально взрывоопасном;

пренебрежимо малы перекрестные помехи;

- высокая скрытность связи: ответвление сигнала возможно только при непосредственном подсоединении к отдельному волокну;

гибкость в реализации требуемой полосы пропускания: световоды различных типов позволяют заменять электрические кабели в цифровых системах связи всех уровней иерархии;

возможность постоянного усовершенствования системы связи по мере появления источников излучения, световодов и фотоприемников с улучшенными характеристиками при полном сохранении совместимости с другими системами связи.

Оптический кабель может быть использован при обычном построении зоновой телефонной сети, но более полно его преимущества используются при организации связи по кольцевой схеме [3].

От правильности выбора оптического кабеля завися капитальные затраты и эксплуатационные расходы на проектируемую ВОЛС. На выбор влияют, с одной стороны, параметры ВОЛС (широкополостность или скорость передачи информации, длина волны оптического излучения, энергетический потенциал, допустимая дисперсия, искажения), с другой стороны, оптический кабель должен удовлетворять и техническим требованиям:

-возможность прокладки в тех же условиях, в каких прокладываются электрические кабели;

-максимальное использование существующей техники;

устойчивость к внешним воздействиям и т.д.

В данной дипломной работе рассмотрим технические данные оптического кабеля ДЗАО «Армавирский завод связи»

Технические данные ВОК:

Оптическое волокно фирмы «CORNING»

Рабочие характеристики.

Коэффициент затухания на длине волны:

нм - 0,4 дБ/км;

нм - 0,22 дБ/км.

Числовая апертура - 0,13

Длина волны нулевой дисперсии - 1312 + 3 нм.

Дисперсия:

- 1565 - 18 нс/нм?км;

- 1330 - 3,5 нс/нм?км.

Показатель преломления сердцевины 1,4681

Разность показателей преломления - 0,36 %.

Строительная длина кабеля - 5 км.

Минимальный радиус изгиба - 350 мм;

Температура эксплуатации - отминус 40 до плюс 50 градусов Цельсия;

Срок службы - не менее 25 лет.

С учетом рассчитанного числа потоков во 2 главе, выберем кабель марки ОМЗКГм-10-01-0,22-24, так как емкость кабеля позволяет обеспечить работу аппаратуры STM-64 с возможностью включения дополнительных модулей в случае развития и необходимости увеличения числа потоков. Кабель имеет двадцать четыре волокна из которых два волокна основные (прием/передача), два волокна резервных (прием/передачи) и четыре для иных целей (технические нужды, аренда и так далее). При дальнейшем увеличении численности населения в данном городе, развитии сетей операторов мобильной связи, развитие сети Интернет, на данном типе кабеля возможна организация дополнительных 5 линейных трактов любого уровня: STM-1, STM-4.

Марка кабеля: ОМЗКГм-10-01-0,34/0,2-24.

Используемые цифровые обозначения в названии кабеля:

м - многомодульная конструкция;

- тип волокна - одномодовое, по рекомендации МСЭ-Т G.652;

- центральный силовой элемент из стеклопластика;

.34 / 0.2 - коэффициент затухания (дБ/км) (для длин волн соответственно 1310 / 1550 нм);

- количество оптических волокон (учитываем дальнейшее развитие сети).

Конструкция кабеля представлена на рисунке 6.

Рисунок 6 -Конструкция ВОК ОМЗКГм-10-01-0,22-24

6. Расчет длины регенерационного участка

После выбора системы передачи и типа оптического кабеля можно определить длину регенерационного участка (Lру). По мере распространения сигнала по ОК, с одной стороны происходит его ослабление, а с другой увеличение дисперсии. Это ведет к ограничению пропускной способности ОК, снижению без искаженной передачи импульсных сигналов. Однако, причины, ограничивающие предельные значения Lру независимы. Поэтому при проектировании ВОЛС длина участка регенерации по затуханию (L?) и длина участка регенерации по широкополосности (L?) рассчитываются отдельно [4]. Во время строительства на величину затухания влияют макро и микро изгибы оптического волокна. Кроме этого в процессе эксплуатации ВОСП возникают потери за счет деградации лазеров, изменения параметров фотодиодов и других элементов схем, старения кабеля. Эти процессы учитываются при расчете Lру введением линейного и аппаратного энергетических запасов.

Для оценки величины длины участка регенерации могут быть использованы следующие выражения:

(9)

(10)

(11)

где - максимальное и минимальное значения перекрываемого затухания аппаратуры ВОЛП, обеспечивающее к концу срока службы значение коэффициента ошибок не более 1?10-10;

- километрическое затухание в оптических волокнах кабеля;

- среднее значение затухания мощности оптического излучения неразъемного оптического соединителя на стыке между строительными длинами кабеля на участке регенерации, (0,08 дБ);

- среднее значение строительной длины кабеля на участке регенерации, (5 км);

- затухание мощности оптического излучения разъемного оптического соединителя, (0,1 дБ);

- число разъемных оптических соединителей на участке регенерации, (9);

- суммарная дисперсия одномодового оптического волокна, (18 пс/км);

- ширина спектра источника излучения;

- широкополосность цифровых сигналов, передаваемых по оптическому тракту, (2488,320 Мбит/с);

- системный запас ВОЛП по кабелю на участке регенерации.

Рекомендуемый диапазон устанавливаемых значений системного запаса от 2 дБ (наиболее благоприятные условия эксплуатации) до 5 дБ (наихудшие условия эксплуатации). Системный запас ВОСП принимаем равным 5 дБ.

Если по результатам расчетов получено:, то для проектирования должны быть выбраны аппаратура и кабель с другими техническими данными , обеспечивающие больший запас широкополосности на участке регенерации [4]. Расчет должен быть произведен снова. Критерием окончательного выбора аппаратуры или кабеля должно быть выполнение соотношения:

, (12)

с учетов требуемой пропускной способности ВОЛП (В) на перспективу развития.

Опираясь на технические характеристики аппаратуры ADM 16/1 интерфейса L-16.2, приведенные в таблице 4.1ихарактеристики кабеля ОМЗКГМ-10-01-0,22-24,произведем расчет длины регенерационного участка.

Определим пределы длины регенерационного участка по затуханию.

и на базе ЦСП ПЦИ должны определяться:

, (13)

где Рпер - уровень мощности оптического излучения на передаче(- 2 дБм);

Рпр - уровень чувствительности приемника (- 30 дБм).

В итоге, максимальное значение перекрываемого затухания равно:

, (14)

где Рпер - уровень мощности оптического излучения на передаче(2 дБм);

Рперег - уровень перегрузки приемника (- 8 дБм).

телекоммуникационный сеть информация связь

Уровни чувствительности и перегрузки приемника определяются соответственно как минимальное и максимальное значения уровня мощности оптического излучения на входе приемника, при которых обеспечивается коэффициент ошибок не более к концу срока службы аппаратуры на базе ЦСП ПЦИ и СЦИ [4].

Необходимо отметить, что в характеристиках аппаратуры среднеквадратическая ширина спектра излучения определена на уровне минус 20 дБ, поэтому ее необходимо определить для уровня минус 3 дБ, по формуле:

(15)

В итоге, ширина спектра излучения на уровне минус 3 дБ равна:

Учитывая выше изложенные условия, получим:

На основании полученных результатов, делаем вывод, что аппаратура и кабель выбраны правильно, так как выполняется условие . Длина регенерационного участка должна быть не менее 42 км и не более 94 км, согласно таблице 5.

Таблица 5 - Расстояния регенерационных участков выбранной трассы

Среда передачиУчастокПротяженность, кмВОККраснодар - Славянск-на-Кубани87,4ВОК Славянск-на-Кубани - Темрюк69,6ВОК Темрюк - Анапа57,9ВОК Анапа - Новороссийск64,8ВОК Новороссийск - Крымск61,3ВОК Крымск - Северская56,2ВОКСеверская - Краснодар38,7

7. Особенности технологии прокладки кабеля ВОЛС и вопросы экологии при проведении работ

.1 Технология прокладки ОК в кабельной канализации

Кабель следует прокладывать при температуре окружающего воздуха не ниже -10°С. В зависимости от рельефа трассы определяют первый колодец, с которого начинают прокладку кабеля. Если трасса прямолинейна, имеет не более одного-двух угловых колодцев, на ней отсутствуют изгибы и снижения, то за одну протяжку можно затянуть в одном направлении всю строительную длину кабеля. Если трасса не прямолинейна, имеет больше двух угловых колодцев и т.д., необходимо определить первый колодец и произвести прокладку кабеля от этого колодца в двух направлениях. Желательно, чтобы это был угловой колодец.

В состав комплекта для прокладки ОК в канализации в обязательном порядке должны входить следующие основные устройства и приспособления, которые обеспечивают качественную прокладку:

1)лебедка универсальная для заготовки каналов, прокладки полиэтиленовой трубки с помощью проволоки (троса), затягивания кабеля;

Рисунок 10 - Устройство заготовки каналов

)устройство для размотки кабеля с барабанов;

3)труба направляющая гибкая для ввода кабеля через люк колодца от барабана до канала канализации;

4)комплект устройств для направления прохождения заготовки (троен, проволоки) и кабеля через люк последнего колодца;

Рисунок 11 - Устройство для плавного изменения направления ОК

5)горизонтальная распорка внутренняя и блок кабельный для внутреннего поворота кабеля в угловом колодце (по числу угловых колодцев);

6)воронки, направляющие в трубу кабельной канализации и в полиэтиленовую трубку, проложенную в канале, для предотвращения повреждения кабеля и обеспечения требуемого радиуса его изгиба на входе и выходе канала (по две штуки в колодец);

- армирующий элемент; 2 - оболочка кабеля; 3 - компенсатор кручения; 4 - резьбовой соединитель; 5 - кабельный чулок; 6 - ОК

Рисунок 12 - Кабельные наконечники для одновременного натяжения

)чулок кабельный ЧСК-12К с наконечником, чулок кабельный ЧСК- 12 и наконечник НКС для натяжения кабеля за центральный силовой элемент и полиэтиленовую оболочку ОК;

8)компенсатор кручения для исключения осевого скручивания прокладываемого кабеля;

9)противоугон для предотвращения смещения вспомогательной трубки при ее заготовке проволокой или тросом и прокладке кабеля.

Рисунок 13 - Установка противоугона

Качество выполнения работ по прокладке ОК в телефонной канализации существенно зависит от лебедки, с помощью которой затягиваются кабели. К лебедке с приводом предъявляются следующие требования:

- должна быть возможность плавного регулирования скорости протяжения кабеля, обычно от 0 до 30 м/мин;

- лебедка должна иметь динамометр и регистратор натяжения кабеля;

- лебедка должна быть оборудована ограничителем натяжения кабеля, который автоматически отключает привод при достижении определенного заранее заданного тягового усилия.

На рисунке 14 показана кабельная лебедка обеспечивающие контроль натяжения ОК в процессе его прокладки в телефонной канализации.

Необходимо всегда заботиться об устойчивости лебедки и кабельного барабана. Неустойчивую поверхность нужно укреплять, например,устанавли- вать лебедку на деревянном настиле из досок.

Барабан с удаленной обшивкой устанавливают со стороны трассы прокладки так, чтобы смотка шла сверху. Барабан должен свободно вращаться от руки. Конец кабеля освобождают от крепления к барабану, а также от защитного колпачка.

Рисунок 14 - Кабельная лебедка с контролем натяжения ОК

Конец кабеля, с которого начинают прокладку, очищают, заделывая в одном из приспособлений: ЧСК-12; ЧСК-12К; НКС. В каждом случае натяжение кабеля производится за центральный силовой элемент и оболочку. Соединение компенсатора кручения с тросом (проволокой) осуществляют обычной скруткой. Скрутка не должна выступать за бариты наконечника и компенсатора кручения.

Прокладку кабеля производят с помощью лебедки с ограничителем натяжения, вращая ее равномерно без рывков. С противоположной стороны кабель разматывают с барабана вручную. Размотка барабана натяжением кабеля недопустима. Во время прокладки необходимо следить за прохождением кабеля через угловые колодцы. Кабель должен проходить по центру поворотного колеса и фиксироваться прижимными роликами. Средняя скорость прокладки кабеля составляет 5-7 м/мин. Вариант схемы прокладки ОК приведен на рисунке 15.

Рисунок 15 - прокладка ОК в кабельной канализации

Если из-за сложного рельефа трассы тяговое усилие лебедки превышает допустимое значение, то в транзитных колодцах производят подтяжку ОК с усилием не более 600...700 Н. Подтяжка может осуществляться вручную и в промежуточных колодцах. При этом рабочие, выполняющие подтяжку, должны быть заранее подготовлены и иметь навыки по определению для себя допустимого усилия. При подтяжке кабеля нельзя упираться ногами в стенки колодца или его арматуру. Нельзя также допускать перегибов кабеля в руках. Необходимо следить, чтобы не образовалась петля, и кабель равномерно уходил в противоположный канал. Для обеспечения синхронности подтяжки ОК необходима служебная радиосвязь для подачи команд. Команды должны быть четкими.

Если прокладка кабеля производится в двух направлениях, то вначале прокладывают одну большую длину в одну сторону. Оставшийся на барабане кабель разматывают, укладывают "восьмеркой" или «петлями» и прокладывают в другую сторону (рисунок 16).

Рисунок 16 - Укладка кабеля "восьмерками" или "петлями" при размотке с кабельного барабана

По окончании прокладки кабеля его конец возле наконечника (чулки) обрезают и герметизируют полиэтиленовым колпачком.

Запас кабеля, оставляемый в колодце для монтажа муфты, сворачивают кольцами диаметром 1000... 1200 мм, укладывают к стене и прикрепляют к кронштейнам. При последующем монтаже муфты в монтажно-измерительной машине запас кабеля после выкладки составляет 10...12 м.

После выкладки кабеля снимают все противоугоны, направляющие воронки, другие устройства и устанавливают их на следующие участки трассы. Затем производят контрольные измерения затухания ОВ, которое должно быть в пределах установленной километрической нормы. После проверки проложенной длины кабеля полиэтиленовые колпачки на его концах должны быть восстановлены[3].

.2 Прокладка ОК в грунт

.2.1 Условия производства работ

Прокладка кабеля в грунт производится при температуре окружающего воздуха не ниже -10°С. Кабель прокладывают в грунтах всех категорий, кроме подверженных мерзлотным деформациям, в воде при пересечении неглубоких болот, несудоходных и несплавных рек со спокойным течением (с обязательным заглублением в дно водных преград). Способы прокладки ОК через болота и водные преграды должны определяться отдельными проектными решениями.

Возможны два способа прокладки ОК в грунт: ручной в ранее отрытую траншею или бестраншейный с помощью ножевых кабелеукладчиков. Кроме того, ОК может прокладываться с применением защитного трубопровода. При этом различают два способа. При первом способе сначала в грунт укладывается защитный трубопровод (полиэтиленовая труба с внешним диаметром до 34 мм), а затем затягивается ОК. Второй способ - это прокладка защитного трубопровода с заранее уложенным в него ОК.

Трассовая прокладка кабелей связи является сложным процессом в типическом и организационном плане. Этот процесс еще более усложнен для ОК, имеющих большие строительные длины. Он требует отлинейного персонала тщательного изучения местности и условий трассы, четкой и продуманной подготовительной работы, технологически обоснованного проекта производства работ и строгой исполнительской дисциплины. Особое внимание уделяется выбору трассы, способам и средствам прокладки ОК на каждом участке трассы. Для обеспечения безопасности прокладки и минимальной вероятности его замены в будущем необходимо учитывать такие факторы, как топографическая карта местности, типы грунтов, возможность доступа к кабелю при любых погодных условиях, простота выполнения возможного ремонта, удаления трассы кабеля от подземных коммуникаций и т.д.

Особую важность имеет рекультивация земли на трассе прокладки. Восстановительные работы должны производиться с особой тщательностью, чтобы гарантировать надежную защиту кабеля, сводя к минимуму явление эрозий почвы и обеспечивая восстановление травяного покрова и стабилизацию разрыхленного слоя грунта[4].

7.2.2 Прокладка ОК в траншею

Производственные процессы прокладке кабеля в открытую траншею трудоемки, малопроизводительны и могут легко контролироваться в ходе строительно-монтажных работ. Максимальное внимание должно быть обращено на ограничение минимального радиуса изгиба ОК. Для этого размотку кабеля, а при ручном способе прокладки переноску и укладку его в траншею проводят без перегибов. Не допускается волочение кабеля по поверхности земли и размотка барабана кабелем.

Качество прокладки ОК зависит также от подготовки для него грунтовой или песчаной постели и соответственно его засыпки. Поэтому в ряде случаев перед прокладкой кабеля в траншею его предварительно обертывают защитным материалом, например, в скальных грунтах.

Размотка кабеля при прокладке его в открытую траншею должна, как правило, осуществляться с помощью механизмов. Если позволяют условия трассы, для этой цели используют барабан, установленный в специально оборудованном кузове автомашины или на кабельном транспорте, передвигающемся по трассе вдоль траншеи.

Рисунок 17 - Прокладка ОК в траншею с автомобиля

Кабель опускается сразу в траншею или на ее бровку. Скорость движения автомашины не должна превышать 1 км/ч. Расстояние от колес до края траншеи должно быть не менее 1,25 глубины траншеи, В случае если условия местности не позволяют использовать технику, прокладка производится с выноской вручную всей строительной длины кабеля, которая укладывается вдоль траншеи, а затем опускается в нее. При этом барабан с кабелем устанавливают в начале участке прокладки на неподвижной основе. При недостаточном количестве рабочих допускается осуществлять прокладку способом "петли": конец кабеля оставляют у барабана вначале участка прокладки и размотку ведут с верха барабана петлей, нижнюю часть которой по мере продвижения рабочих укладывают непосредственно в траншею или на землю у траншеи. По мере выкладки нижней части петли на землю освобождающиеся рабочие переходят к барабану и подхватывают новый участок кабеля. Расстояние между соседними рабочими должна быть таким, чтобы кабель не волочился по земле. До половины строительной длины кабеля петля удлиняется, а затем укорачивается по мере продвижения к концу. В результате весь кабель оказывается вытянутым в одну линию.

При наличии на трассе различных пересечений кабель прокладывают способом "петли", протягивая ее в предварительно проложенной под препятствием трубе.

После прокладки кабеля в траншею производят фиксацию его трассы в технической документации и засыпку траншеи с помощью траншеезасыпщиков, бульдозерами, а в стесненных местах - вручную.

.2.3 Прокладка ОК кабелеукладчиком

Строительство магистральных и внутризоновых ВОЛП характеризуется большой протяженностью, различными климатическими, почвенно-грунтовыми и топографическими условиями. Прокладку ОК осуществляют комплексные механизированные колонны, в состав которых входят строительные машины и механизмы общестроительного назначения (тракторы, бульдозеры, экскаваторы и др.), а также специальные машины и механизмы для прокладки кабеля (кабелеукладчики, тяговые лебедки, пропорщики грунта, машины для прокола грунта под препятствиями и др.).

Бестраншейный способ прокладки кабеля с помощью кабелеукладчика благодаря высокой производительности и эффективности пока является основным. Он широко применяется на трассах с различными рельефами местности и разными грунтами. Для прокладки используются кабелеукладчики с активными и пассивными рабочими органами. С помощью ножевого кабелеукладчика в грунте прорезается узкая щель, и кабель укладывается на ее дно, на заданную глубину залегания (1,2... 1,4 м). При этом на кабель действуют механические нагрузки. Кабель на пути от барабана до выхода из кабеленаправляющей кассеты подвергается воздействию продольного растяжения, поперечного сжатия и изгиба, а в случаях применения вибрационных кабелеукладчиков - вибрационному воздействию. В зависимости от рельефа местности и характера грунтов, конструкции и технического состояния кабелеукладчиков, а также режимов его работы, механические нагрузки на кабель могут изменяться в широких пределах.

Наиболее полно требованиям, которые предъявляются при прокладке ОК, отвечают отечественные кабелеукладчики опытного механического завода "Межгорсвязьстрой" КНВ-1 и КНВ-2, которые предназначены для работы на трассах любой протяженности, а также для работы в стесненных условиях, населенных пунктах, вблизи дорог, в лесу. КНВ-1 состоит из навесного вибрационного кабелеукладчика и специально оборудованного бульдозера. При прокладке кабеля обе машины соединяются тяговым канатом. Спецоборудование бульдозера состоит из бульдозерного отвала, П-образной коробчатого сечения рамы, на поперечной балке которой установлены две пары вилочных захватов для погрузки, разгрузки и установки на них барабанов.

В настоящее время получили применение кабелеукладчики КВГ-1 и КВГ-2, которые в отличие от КНВ, где вибратор приводится в действие с помощью механического привода, имеют гидравлический привод. Кроме того, рабочий навесной орган КВГ-2 может смещаться от оси движения базового механизма, что крайне важно при работах в стесненных условиях.

Кабелеукладчики КВГ по своим техническим возможностям не уступают зарубежным аналогам и имеют вибратор трехвальный, двухкамерный, одна из камер которого содержит одноступенчатый понимающий редуктор и приводные шестерни дебалансов, а другая - дебалансы, обеспечивающие необходимое возмущающее усилие. Рабочий орган устанавливается непосредственно на корпус вибратора, поэтому колебательная масса минимальна, что повышает амплитуду вибрации, соответственно, эффект разработки грунта. Дополнительной тяговой машиной является трактор Т-170МБГ или специально оборудованный бульдозер. На рисунке 18 показан общий вид кабелеукладчика КВГ-1.

Рисунок 18 - Общий вид кабелеукладчика КВГ-1

При прокладке ОК кабелеукладчиком недопустимым является вращение барабана под действием натяжений кабеля, возникающих при движении кабелеукладчика по трассе. Особенно опасны рывки кабеля. Крайне неблагоприятным для кабеля может быть момент начала движения (трогания) кабелеукладчика, при котором не исключается разгон вращения барабана под действием натяжения кабеля. Рывки кабеля могут иметь место при прокладке в сложных грунтах, наличии препятствий в грунте, на трассе и т.п. Бестраншейная прокладка не может исключить возможные случаи непосредственного контакта прокладываемого ОК, имеющего полиэтиленовые оболочки, с острыми твердыми каменистыми включениями, оказывающими сосредоточенные боковые воздействия на кабель.

Для предотвращения превышения допустимых нагрузок на ОК при его прокладке необходимо обеспечить:

принудительное вращение барабана в момент начала движения кабелеукладчика и синхронизованную его размотку;

- ограничение боковых давлений на кабель за счет применения различного рода мероприятий и конструкций, снижающих трение (например, использование в кассетах специальных роликовых направляющих устройств; обеспечивающих минимально допустимый радиус изгиба ОК; размещение роликов кассеты так, чтобы уменьшить радиальное давление на кабель);

допустимый радиус изгиба ОК от барабана до укладки на дно щели на всем участке подачи кабеля через кассету;

- исключение случаев засорения кассеты кабелеукладочного ножа и остановок вращения барабана при движении кабелеукладчика.

Желательно применение соответствующих технических средств непрерывного контроля, сигнализирующих о достижении пороговых значений тяговых усилий и ограничивающих режимы нагружения кабеля с остановкой процесса прокладки.

Обязательной является планировка трассы перед прокладкой ОК бульдозером. Подъемы и уклоны трассы не должны превышать 30°. При прокладке ОК в сложных грунтах обязательно должна применяться предварительная пропорка грунта. Цель предварительной пропорки- обнаружение скрытых препятствий, которые могли бы повредить кабель. При обнаружении таких препятствий грунт на этих участках разрабатывается с помощью бурильных и взрывных работ, машин и механизмов для разработки траншей и т.п.

Способы прокладки кабеля в грунте должны чередоваться на трассе в зависимости от условий прокладки. Для отдельных участков трасс предварительно может укладываться жесткий защитный трубопровод, в который затем затягивается ОК. Для выбора способа прокладки может потребоваться исследование грунта. Перед началом работ необходимо проверить подготовку трассы. За проведением всех строительных работ должен осуществляться постоянный контроль, так как в случае наличия ошибок в проекте или плохой подготовке трассы строительному персоналу трудно исправить эти ошибки непосредственно в полевых условиях.

Прокладка ОК на переходах через подземные коммуникации. На пересечениях с шоссейными, железными дорогами, продуктопроводами и другими коммуникациями ОК затягивают в трубы, которые, прокидываются закрытым (горизонтальным проколом, бурением) или открытым способами. Прокладка труб под препятствиями, как правило, проводится до начала прокладки кабеля в районе пересечения. При этом необходимо отдавать предпочтение таким способам, при которых не требуется разрезать ОК. При подходе кабелеукладчика к подземному препятствию ОК сматывают с барабана и укладывают "восьмеркой". Затем протягивают кабель под препятствием в заготовленную трубу, снова наматывают на барабан, заряжают в кассету и продолжают прокладку.

Если под подземным препятствием труба не прокладывается, то проложить ОК без разрезания можно следующим способом. Под препятствием откапывают котлован, барабан с ОК снимают с кабелеукладчика и, освободив кабель от разборной кассеты, устанавливают на козлы перед препятствием. Кабелеукладчик перемещают за препятствие, опускают нож в котлован, заправляют предварительно протянутый под препятствием ОК в кассету и продолжают прокладку. Для предохранения кабеля от перегибов под препятствием устанавливают кабельное колено или ролики. При этом необходимо обеспечивать свободную подачу кабеля с барабана, установленного на козлах, и подтяжку кабеля, проходящего по поверхности земли.

Для сокращения трудоемкости работ на элементарных кабельных участках небольшой длины можно в местах пересечения с большим количеством подземных коммуникаций использовать укороченные строительные длины ОК, так называемые короткомеры.

В практике строительства ВОЛП все более широкое применение находят современные высокопроизводительные системы для прокладки ОК и трубопроводов с последующей прокладки в них ОК методом затягивания при помощи троса или методом задувки.

7.2.4 Особенности прокладки оптических кабелей методом задувки в ЗПТ

В настоящее время оборудование для задувки ОК в ЗПТ выпускался многими фирмами. Рассмотрим задувку ОК с применение оборудования компании "CBSProductsLtd." - ведущего производителя оборудования для задувки кабеля в ЗПТ в Великобритании. Система для задувки оптического кабеля, позволяет укладывать кабель в трубку, используя силу сжатого воздуха. Данная технология хотя и является достаточно новой в отрасли, однако уже широко используется как зарубежными, так и российскими компаниями. Система прошла испытания на трассах различной степени сложности. В ходе испытаний Пыли получены результаты необходимых показателей давления подаваемого воздуха для достижения оптимальной дальности задувки. Величина 10-12 Бар для компрессора была выбрана как наиболее подходящая для задувки кабеля в трубку. Желательно также использование компрессоров, содержащих фильтр и систему охлаждения. Опробованы различные диаметры трубок и кабелей и выведено их оптимальное соотношение с точки зрения дальности задувки. Были проведены эксперименты по задувке кабеля в трубу с использованием только гидравлического давления без применения компрессора. И в этих условиях система успешно работает, хотя показывает значительно меньшую дальность задувки, что вполне обосновано[5].

Рисунок 19 - Схема задувки ОК в ЗПТ

Комплексная система состоит из следующих элементов: машина для задувки кабеля; гидравлический привод; машина для укладывания кобеля кольцами. Машина для задувки кабеля и гидравлический привод могут использоваться в любой сети, где заложена трубка. Они поставляются в комплекте как блок для задувки (рисунок 20). Машина для задувки оптического кабеля обеспечивает быстрый и надежный процесс прокладки кабеля. Данная машина состоит из системы приема-подачи сжатого воздуха в трубу с возможностью подвода оптического кабеля со скоростью до 90 м/мин., а также устройства для протягивания оптического кабеля.

Рисунок 20- Машина для задувки оптического кабеля в ЗПТ

Машина содержит кабелепротяжный механизм и измерительный блок. Кабелепротяжный механизм состоит из покрытых резиной или мягкой пластмассой гусениц. Сжатый воздух подается по аэродинамическому принципу в трубку и далее гидравлическая система подачи кабеля контролирует процесс его подачи в трубку. Электронная измерительная система позволяет выводить данные о скорости, расстоянии задувки и информацию о наличии каких-либо закупорок внутри трубки. Расстояние от устройства для вдувания кабеля до компрессора и барабана с кабелем не должно превышать 10 м.

Длина кабеля, вдуваемого с применением машины для задувки, устанавливается опытным путем в зависимости от траектории трассы, наличия подъемов или изгибов трассы. Барабан с кабелем может устанавливаться как в начале трубопровода, так и на трассе его прокладки.

.3 Подвеска ОК

.3.1 Общие положения

При строительстве ВОЛП на отдельных участках, как правило, непротяженных, проектом предусматривается подвеска ОК на столбах или стоечных опорах на крышах зданий. В этом случае требования к сооружениям и технологии подвески ОК на несущих тросах, а также к самонесущим кабелям не отличаются от требования подвески электрических кабелей связи. При подвеске ОК традиционным способом следует учитывать его прочность на растяжение, длину пролета, стрелу провеса, механическую нагрузку (статическую и динамическую), колебания температуры, конструкцию опоры, способ натяжения ОК, конструкцию крепления к несущему тросу (если трос не встроен в кабель), защиту от грызунов, заземление, величину натяжения ОК при прокладке, способ выравнивания стрелы провеса, изменение натяжения ОК.

Несущий трос (отдельный или встроенный в кабель) должен обеспечивать минимальный радиус изгиба ОК и ограничивать оказываемую на него нагрузку.

В настоящее время за рубежом и у нас в России достаточно широко применяется подвеска ОК на опорах линий воздушных электропередач, опорах контактной сети железных дорог, а также на опорах городского электрохозяйства.

Достоинства подвески ОК на опорах очевидны по сравнению с про кладкой в грунт: отсутствие необходимости отвода земель и согласования с заинтересованными организациями; уменьшение сроков строительства и количества повреждений на участках городской застройки и промышленных зон; снижение капитальных и эксплуатационных затрат на трассах с тяжелыми грунтами.

.3.2 Подвеска ОК на опорах высоковольтных линий передач

В настоящее время на ВОЛП-ВЛ применяются следующие типы ОК:

·ОКГТ - оптический кабель, встроенный в грозозащитный трос;

·ОКОН - оптический кабель самонесущий;

·ОКНН - оптический кабель, навиваемый на грозозащитный трос или фазный провод.

С позиций технических требований, предъявляемых к магистральным и внутризоновым линиям в настоящее время, наилучшими свойствами обладает ОК, встроенный в грозозащитный трос (ОКГТ), поэтому его и принято использовать на ВСС РФ как основной.

Оптические кабели подвешиваются на ВЛ напряжением 110 кВ и выше. При проведении подготовительных работ по строительству ВОЛП-ВЛ особое внимание должно быть обращено на сложные участки: речные переходы, пересечения железных и автомобильных дорог, пересечения с другими ВЛ, заходы на подстанции, планируемые мест соединительных муфт и регенерационных пунктов, другие коммуникации, заболоченные и скальные участки, населенные пункты. Необходимо также точно измерять расстояния между опорами ВЛ.

Строительство ВОЛП-ВЛ может осуществляться как на действующих ВЛ, так и на вновь строящихся. При подвеске ОК следует учитывать специфические особенности кабеля, который чувствителен к раздавливающим усилиям и изгибам. При выполнении строительных работ необходимо соблюдать допустимые значения механических натяжений и радиусов изгиба, установленные технологической документацией на конкретный тип кабеля. Монтажные работы не должны производиться при гололеде, осадках в виде дождя или снега, грозе, скорости ветра более 10 м/с.

К началу монтажных работ должна быть обеспечена готовность пролета, соответствующего строительной длине кабеля, закончена установка опор ВЛ, на которых подвешивается ОК, проверена пригодность подъездов к монтажным площадкам, а также возможность подъема к рабочим местам на опорах.

Для подвески кабеля ОКСН должны быть установлены на опорах ВЛ узлы крепления. Предназначенный для монтажа кабель и линейная арматура должны пройти входной контроль качества.

7.3.3 Раскатка и подвеска кабелей ОКГТ и ОКСН

Подвеска кабеля ОКГТ должна производится с отключением ВЛ, на которой эти работы ведутся. Монтаж кабеля ОКСН при креплении его на уровне нижней траверсы у стойки опоры допускается производить на ВЛ без ее отключении с соблюдением необходимых мер безопасности, которые должны быть отражены в плане производства работ. Монтаж муфт и их закрепление на опорах может производится как с отключением ВЛ, так и на ВЛ, находящейся под напряжением.

Раскатка ОК ведется под натяжением с применением раскаточных устройств (тяговой и тормозной машин, раскаточных роликов и т.д.) и использованием специальных монтажных приспособлений и инструмента (ручных лебедок, трапов и т.п.). Схема подвески кабеля ОКГТ на ВЛ показана на рисунке 21.

Рисунок 21 - Схема подвески кабеля ОКГТ на ВЛ

Во время раскатки ОК под натяжением между всеми наблюдателями и операторами машин должна быть обеспечена надежная радиотелефонная связь. При нарушении радиосвязи раскатка немедленно прекращается.

Запрещается производить раскатку ОК по земле. В отдельных случаях, при монтаже вручную одного-двух пролетов, допускается опускание на землю только небольших концов кабеля, при этом он должен быть уложен на прокладки из дерева, соломы и других изолирующих материалов.

Минимальное расстояние установки раскаточных машин от граничных опор монтируемого участка должно составлять тройную высоту oт земли до места подвески раскаточного ролика.

Для раскатки ОК должен применяться "трос-лидер" из синтетического материала или стальной плетеный нераскручивающийся канат. "Трос-лидер" и ОК соединяются между собой специальными монтажными чулками, надеваемые на их концы.

На время раскатки с целью предотвращения скручивания ОК между "тросом-лидером" и кабелем необходимо устанавливать вертлюг, а ни начало кабеля - два балансира, первый из которых должен располагаться примерно на расстоянии 4 м от начала кабеля; расстояние между балансирами также должно составлять около 4 м.

Раскаточные ролики, подвешиваемые на каждой опоре монтируемою участка, должны обеспечивать допустимый для данного типа кабеля радиус изгиба, при котором исключается повреждение оптических волокон кабеля.

При раскатке ОК на прямых участках ВЛ применяются раскаточные ролики с внутренним диаметром, рекомендованным технической документацией для данного типа кабеля. На анкерно-угловых опорах с углом поворота более 30° необходимо применять ролики большего диаметра или сдвоенные (2 ролика на одном коромысле). Ролики в блоках должны легко вращаться[6].

.3.4 Подвеска кабеля ОКНН способом навива

Навивная технология предусматривает навив ОК практически на любой металлический трос. В основном кабели навиваются на фазовые или грозозащитные провода ВЛ. Этот способ имеет высокуюэкономическую эффективность строительства за счет использованияоблегченного, более дешевого ОК, отсутствия большого числа элементов крепления на опорах ВЛ. Реализация навивочной технологий обеспечивается навивочной машиной, с установленным на ней барабаном с кабелем (рисунок 22). Общая масса машины с 4 км кабеля ОКНН диаметром 8 мм не превышает 150 кг.

- навивочная машина; 2 - стабилизирующая тележка; 3 - барабан с ОК;4 - ОК; 5 - грозотрос;6- откидной сектор

Рисунок 22 - Общий вид навивочной машины с ОК

Перед началом работы навивочная машина балансируется с установленным на ней барабаном с кабелем и регулируется требуемое усилие натяжения ОК. Затем на тросостойку опоры при помощи каната вручную или с использованием механизмов (лебедка, гидроподъемник и т.д.) поднимаются и устанавливаются ПО воротное устройство, монтажный трап, навивочная машина с ОК.

После установки навивочной машины на грозотрос с барабана вручную сматывается конец кабеля, длина которого равна высот» опоры плюс 15...20 м (запас на монтаж соединительной муфты). Смотанный в бухты кабель крепится на опоре, на уровне нижней траверсы.

На опорах ВЛ обводные петли кабеля ОКНН крепятся к грозотросу и металлоконструкциям с помощью специальных зажимов, один И1 которых навешивается на грозотрос со стороны подхода навивочной машины, а другой - с противоположной стороны в следующем пролете.

На следующей, в направлении навивки кабеля, опоре должны быть установлены поворотное устройство и два трапа, один из которых навешивается на грозотрос со стороны подхода навивочной машины, а другой с противоположной стороны опоры.

Навивочная машина перемещается по грозотросу в пролете ВЛ либо вручную, либо с использованием электрокабестана (лебедки) Скорость перемещения машины не должна превышать 3 км/ч.

Перемещение навивочной машины вручную осуществляется непосредственно с земли с помощью каната, верхний конец которого должен быть прикреплен к стабилизирующей тележке.

При использовании электрокабестана перемещение навивочной машины производится с помощью тягового каната, пропущенного через ролик, закрепленный на тросостойке ближайшей (по направлению навивки кабеля) опоры и навитого на барабан электрокабестана, установленного у основания стойки опоры.

При перемещении навивочной машины вручную или с использованием электрокабестана, при необходимости, производится притормаживание машины (при спуске от опоры до середины пролета) с помощью фала, закрепленного за стабилизирующую тележку.

При подходе к опоре ВЛ навивочная машина закрепляется за тросостойку страховочным фалом. Затем с барабана машины, соблюдая допустимый радиус изгиба, необходимо смотать кусок кабеля, достаточный для монтажа обводной петли тросостойки.

Перенос стабилизирующей тележки и навивочной машины в следующий пролет производится с помощью поворотного устройства, установленного на тросостойке опоры.

На граничной опоре монтируемого участка кабель ОКНН специальным зажимом крепится к грозотросу. Свободный конец ОКНН длиной не менее высоты опоры плюс 15...20 м сматывается в бухту и временно до начала монтажа соединительной муфты крепится на опоре, на уровне нижней траверсы. Следующая строительная длина ОК навивается по аналогичной технологии.

.4 Вопросы экологии при проведении работ

При проведении работ по прокладке кабелей неизбежно повреждение растительного слоя почвы, особенно эта проблема актуальна при прокладке в траншею. Поэтому во всем мире проводится поиск таких технологий, у которых доля негативного воздействия на грунт сводилась бы к минимуму. С этой целью используются бестраншейные способы прокладки кабеля. Для этого способа разрабатывается и применяется специальная техника. В России для прокладки вне населенных пунктов в грунтах соответствующих категорий применяются вибрационные кабелеукладчики КНВ-1 и КНВ-2 производства Опытного механического завода Межгорсвязьстроя. В 1995 г. здесь были разработаны и внедрены в производство кабелеукладчики КВГ-1 и КВГ-2, которые в отличии от КВН-1 и КВН-2, где вибратор приводится в действие с помощью механического привода, имеют гидравлический привод [4].

В зарубежных странах широко внедряются бестраншейные технологии прокладки коммуникаций на основе нового класса специализированных механизмов и машин, которые обеспечивают:

прокладку протяженных участков трубопроводов для ВОЛС дистанционно управляемыми микропроходческими комплексами, различными типами пневмоударных систем;

прохождение интенсивно застроенных участков, пересечение различных водных преград, коммуникаций, инженерных сооружений с использованием шнекового, ударного, горизонтально направленного, управляемого бурения, стержневого продавливания и др.

Как видно из приведенного выше развитие технологии в этом направлении ведет к повышению экологичности проведения работ по прокладке кабелей, что необходимо в современных условиях, когда отрицательное воздействие на природу и без того велико [7].

8. Расчет капитальных затрат на создание сети связи с использованием аппаратуры SDH

Капитальные вложения - это затраты на расширение воспроизводства основных производственных фондов.

Капитальные вложения являются важнейшим экономическим показателем, так как непосредственно характеризуют, во что обходится создание новых сооружений техники связи. Капитальные вложения включают в себя затраты на строительно-монтажные работы, приобретение оборудования, транспортных средств и инвентаря и прочие виды подготовительных работ, связанных со строительством, то есть капитальные затраты принимаются равными сметной стоимости строительного объекта.

Так как размещение оборудования производится на существующих площадях, то затраты на строительство зданий не предусмотрены. Общий состав капитальных затрат на создание сети связи с использованием аппаратуры СЦИ может быть рассчитан по следующей формуле:

, (8.1)

где - капитальные затраты на одну станцию, один НРП включая

стоимость оборудования ЭПУ, стоимость его монтажа, настройки и прочие расходы;

- количество ОП и НРП на участке;

- капитальные затраты на 1 км линии связи с учетом стоимости кабеля и стоимости его прокладки;

- длина линии: для кабеля тип 1 - 6 км.

для кабеля тип 3 - 692,6 км.

предупредительная лента 698,6 км.

- капитальные затраты на гражданские сооружения проектируемого участка.

Капитальные затраты на один ОП, НРП определяется исходя из объема устанавливаемого оборудования Riв каждом из этих пунктов и стоимости единицы оборудования Цiс учетом стоимости монтажа, настройки и прочих расходов:

, руб.(8.2)

, руб.(8.3)

где k - коэффициент, учитывающий стоимость монтажа, настройки и другие наценки к стоимости оборудования;,m - количество видов оборудования;

,2 - коэффициент, учитывающий, что стоимость оборудования ЭПУ принимается равной 20% от стоимости оборудования СЦИ и НРП. В данной дипломной работе, оборудование ЭПУ не предусматривается, так как электропитание оборудования СЦИ осуществляется от цифровых АТС установленных в данных пунктах. Поэтому коэффициент, учитывающий стоимость оборудования ЭПУ равен 0.

Проведенные расчеты максимальной длины регенерационного участка показали, что в строительстве НРП нет необходимости. Таким образом, при подсчете капитальных затрат (формула 8.1), не учитываются затраты на оборудование НРП.

Смета затрат на станционное оборудование при использовании аппаратуры СЦИ SMA-4 приведено в таблице 8.1.

Таблица 8.1-Смета затрат на станционное оборудование при использовании аппаратуры СЦИ SMA-4

№ п/пНаименование ОборудованияЦена единицы оборудования, тыс. руб.Количество Единиц оборудованияОбщая стоимость, тыс. руб.1Стойка25.95011285.452Модуль OI622190.950244582.83Модуль М155116.730242801.524SN64.200241540.85OHA429.420125153.046UCU-C7LAD8LCT/NCT52.650152.6509E12W33.54024804.9610Програмное обеспечение SMA-429.92011329.1211 Набор сетевого оборудования для системы управления NCT, LCT4.4201148.62012Програмное обеспечение для ПК54,808154.80813Набор инструмента30,314130.31414Документация4,760523.800Итого:15707.882Транспортные расходы (3% от общей стоимости оборудования)471.23Итого:16179.11Стоимость монтажа и настройки оборудования (30% от общей стоимости оборудования)4712.36Плановые накопления (6% от стоимости монтажных работ и настройки)282.74Всего по смете:21174.21

Капитальные затраты на 1 км линии определяются, исходя из стоимости 1 км кабеля:

тип 1 ККМ КАБ = 57.480 тыс. руб./км.

тип 3 ККМ КАБ = 26.000 тыс. руб./км.

Предупредительная лента ККМ КАБ = 1.005 тыс. руб./км.

Стоимости прокладки и монтажа в размере 35% от стоимости кабеля.

Для кабеля тип 1 КЛИН = 1,35×ККМ КАБ= 77.598 тыс. руб.

Для кабеля тип 3 КЛИН = 1,35×ККМ КАБ= 35.100 тыс. руб.

Стоимость прокладки и монтажа для предупредительной ленты не учитывается.

Капитальные затраты на гражданские сооружения дипломной работой не предусмотрены. Общие капитальные затраты на модернизацию сети с использованием аппаратуры СЦИ составляют:

К=КЛАЦ×NОП+КЛИН×L = 21174.21+77.598 х 6+35.100 х 692,6+1.005 х 698,6= 46652.15 тыс.руб. (8.4)

Заключение

В данной дипломной работе была поставлена задача спроектировать подвеску оптического кабеля на трассе г. Краснодар - г. Анапа.

Была проделана следующая работа:

рассмотрена и проанализирована существующая схема связи;

проектирование подвесного ОК связи г. Краснодар- г. Анапа;

определение схемы организации связи;

расчет числа каналов;

выбор типа кабеля ВОЛС.

расчет длины регенерационного участка

выполнен расчет технико экономических показателей

были рассмотрены варианты прокладки ВОК

Таким образом, в данной работе были рассмотрены все вопросы, указанные в задании.

Список использованных источников

1 Девицин С.Н. Проектирование магистральных и внутризоновых волоконно-оптических линий связи с применением оборудования синхронной цифровой иерархии (SDH): Учеб.пособие./ С.Н. Девицин- Ижевск: Издательство ИжГТУ, 2003. - 88 с.

Методическое руководство по проектированию. Расчёт каналов и линий внутризоновой телефонной сети. РП.1.295-91. М.: ГИПРОСВЯЗЬ, 1991г.

3 Андреев В.А. Технология строительства ВОЛП / В.А. Андреев, В.А. Бурдин, Б. В. Попов, В. Б. Попов. - Самара: СРТТЦ ПГАТИ, 2002. - 140 с.

Андреев В.А. Строительство и техническая эксплуатация волоконо-оптических линий связи / В.А. Андреев, В.А. Бурдин, Б.В. Попов, В.Б. Попов, А.И. Польников. - М.: Радио и связь, 1996. - 200 с.

Андреев В.А. Основы проектирования волоконо-оптических линий передач / В.А. Андреев, В.А. Бурдин. - Самара, 2009. - 145 с.

Андреев В.А. Технология строительства ВОЛП / В.А. Андреев, В.А. Бурдин, Б.В. Попов, В.Б.Попов. - Самара: СРТТЦ ПГАТИ, 2006. - 254 с.

Фокин В.Г. Волоконо-оптические системы передачи с подвесными кабелями на воздушных линиях электропередачи и контактной сети железных дорог / В.Г. Фокин. - Новосибирск, 2000. - 325 с.

СОДЕРЖАНИЕ Обозначения и сокращения Введение . Обоснование и характеристика существующей сети связи . Определение и расчёт числа каналов . Вы

Больше работ по теме: