Строительство внутризоновой волоконно-оптической линии передачи между городами Котлас - Сыктывкар

0

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

Строительство внутризоновой волоконно-оптической линии передачи между городами Котлас - Сыктывкар

 

Темой дипломного проекта является строительство внутризоновой волоконно-оптической линии передачи между городами Котлас - Сыктывкар.

Пояснительная записка содержит 119 страниц, 10 рисунков, 23 таблицы.

Ключевые слова: внутризоновая волоконно-оптическая линия передачи, волоконно-оптический кабель, цифровая система передачи, оптическое волокно и т.д.

В данном проекте произведен расчет необходимого числа каналов для обеспечения   потребностей юридических и физических лиц в высокотехнологичных услугах связи, осуществлен выбор трассы кабельной линии связи, типа оптического кабеля и цифровой системы передачи. Приведена схема организации связи, рассмотрены основные вопросы по организации строительства внутризоновой волоконно-оптической линии передачи.

Осуществлен анализ и разработаны мероприятия по обеспечению безопасности жизнедеятельности. Приведен расчет технико-экономических показателей.

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

Введение

4

1.

Расчет потребного числа каналов

6

1.1.

Характеристика административно-промышленных районов

6

1.2.

Исходные данные

8

1.3.

Расчет численности населения на перспективу

9

1.4.

Расчет количества телефонов в базисном году и на перспективу

9

1.5.

Расчет перспективного исходящего обмена

10

1.6.

Расчет исходящей телефонной нагрузки

12

1.7.

Расчет потребного числа каналов

15

2.

Выбор трассы

17

2.1.

Общие положения

17

2.2.

Характеристика проектируемой трассы

20

3.

Выбор аппаратуры

21

3.1.

Технологии цифровой передачи данных

21

3.2.

Анализ существующих систем передачи и выбор аппаратуры

25

3.3.

Описание аппаратуры

27

4.

Выбор типа оптического кабеля

32

4.1.

Основные параметры оптических волокон

32

4.2.

Характеристики кабеля марки СКО-ДПС-008Е04-04-М48

35

5.

Схема организации связи

38

5.1.

Расчет длины регенерационного участка

38

 

5.2.

Расчет помехоустойчивости линейных регенераторов

62

5.3.

Расчет быстродействия волоконно-оптической линии связи

64

5.4.

Расчет параметров надежности ВОСП

66

5.5.

Схема организации связи

70

6.

Подготовка и организация строительного процесса

72

6.1.

Необходимая документация

72

6.2.

Основные решения по строительству

73

6.3.

Организация подготовительных работ

74

6.4.

Технология строительства линейных сооружений связи

74

6.5.

Транспортные работы

75

6.6.

Подготовка автотранспорта

76

6.7.

Механизированная кабелеукладочная колонна

76

6.8.

Разбивка трассы

77

6.9.

Размещение кабельных площадок на трассе

77

6.10.

Входной контроль

78

6.11.

Группирование строительных длин оптического кабеля

79

6.12.

Прокладка кабеля

80

7.

БЖД

89

8.

ТЭР

109

 

Заключение

118

 

Список использованной литературы

119

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

 

Стабильность экономического развития и эффективность социально-экономических процессов в регионе определяются качеством и масштабами использования инфокоммуникационных технологий (ИКТ). Основная задача в реализации федеральной целевой программы «Электронная Россия» состоит, прежде всего, в формировании современной инфраструктуры, которая обладала бы набором высокотехнологичных услуг связи. Одной из главных целей программы «Электронная Россия» является создание к 2008г. так называемого сервисного государства на базе технологии «электронного правительства». Его формирование предусматривает создание правительственных Интернет-порталов на уровне региональных и муниципальных органов власти, а также ведомственных порталов. Любой гражданин должен иметь возможность найти в сети не только перечень функций любого представителя власти, но и другие сведения, связанные с его деятельностью. Таким образом, возникнет реальное интерактивное взаимодействие граждан, бизнеса и государства.

Широкое распространение новых технологий и услуг связи (Интернет, электронная почта, IP-телефония, интерактивное цифровое телевидение, передача технологической, юридической и финансовой информации, дистанционные медицинские услуги, использование компьютерных сетей передачи данных Ethernet и т.д.) сопровождается быстрым ростом количества потребителей этих услуг. Очевидно, что первоочередной задачей в этих условиях становится значительное повышение пропускной способности кабельного сегмента сетей доступа всех уровней: от магистрального до абонентского. Эта проблема успешно решается благодаря использованию волоконно-оптических технологий и, прежде всего, путем строительства волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) между узлами связи различного уровня и назначения. В сетях доступа до сих пор преобладающим видом трафика остается голосовой (телефонный). При передаче информации по линиям между узлами связи задействуются в основном цифровые методы. Для передачи цифровых потоков может использоваться метод с применением стандарта PDN (Plesiochronous Degital Hierarchy), асинхронный режим передачи АТМ (Asynchronous Transfer Mode) и метод синхронной передачи цифровых потоков SDH (Sinchronous Digital Hierarchy). Технология SDH изначально была предназначена для применения в магистральных ВОСП. В настоящее время в магистральных ВОСП стандарта SDH используются синхронные транспортные модули уровней STM-1, STM-4, STM-16, STM-64 и STM-256.

В разрабатываемом проекте строительства внутризоновой волоконно-оптической линии передачи г. Котлас – г. Сыктывкар задача получения требуемой пропускной способности реализуется за счет применения синхронных мультиплексоров отечественного производства СМ-1, обеспечивающих транспортный уровень STM-1 стандарта SDH. При выборе оборудования ВОЛП использованы имеющиеся аналитические данные по отечественным фирмам – производителям систем передачи цифровой иерархии. Выбор типа оптического кабеля (ОК) и определение технологии его прокладки произведены в рамках решения задачи обеспечения безопасности труда, сокращения сроков и минимизации стоимости строительства ВОЛП.

          Проектируемая волоконно-оптическая линия связи увеличивает информационные возможности на направлении г. Котлас – г. Сыктывкар и позволит обеспечить потребности юридических и физических лиц в высокотехнологичных услугах связи.

 РАСЧЕТ ПОТРЕБНОГО ЧИСЛА КАНАЛОВ

 

  • Характеристика административно-промышленных районов

 

Котлас.

Котлас - город (с 1917) в Архангельской области России. Административный центр Котласского района (в состав которого не входит) и городского округа Котлас.

Население — 60 350 чел. (2013).

Город расположен в районе впадения Вычегды в Северную Двину, в 600 км от Архангельска.

Основа экономики Котласа — железная дорога и связанные с ней предприятия. Эта отрасль приносит 40-45 % всех поступлений в бюджет городского округа Котлас. Градобразующее предприятие — Сольвычегодское отделение Северной железной дороги расположено в посёлке Вычегодском. Доля промышленности в отраслевой структуре экономики Котласа составляет 16 %. Большинство предприятий советского периода сумели сохранить свой профиль при переходе на рыночную экономику.

В транспортную систему города входит аэропорт, крупный железнодорожный узел пассажирских и грузовых перевозок.

Построенный в 2001 году мост через Северную Двину обеспечил связь Котласа по автодороге с Архангельском, Вологдой, Кировом и др. С одной стороны, это послужило толчком к развитию промышленности и увеличению объёмов производства, с другой, увеличило конкуренцию, допустив на котласский рынок товары из других регионов.

В городе планируется строительство автодороги Киров-Котлас-Архангельск. Дорога будет начинаться в Южном микрорайоне города и пойдёт через Черёмушское сельское поселение

 

 

 

 

 

 

Сыктывкар.

Город расположен на левом берегу реки Сысола, в 1003 км к северо-востоку от Москвы по прямой. Протяжённость автомобильной дороги от Москвы до Сыктывкара составляет 1331 км.

В Сыктывкаре расположены все государственные учреждения исполнительной и законодательной власти Республики Коми, Верховный Суд Республики Коми.

Также здесь расположена администрация муниципального образования «Городской округ Сыктывкар».

В состав городского округа Сыктывкар входят посёлки городского типа Краснозатонский, Верхняя Максаковка, Седкыркещ, посёлки сельского типа Выльтыдор, Трехозёрка, Верхний Мыртыю.

Таким образом официально Сыктывкар имеет один обособленный район — Эжвинский, который находится на расстоянии 14 километров от центра города. Эжвинский район — промышленный центр, в котором находится один из крупнейших лесопромышленных комплексов Европы — Mondi Сыктывкарский ЛПК.

Сыктывкар — общественный и деловой центр Республики Коми. Также он является промышленным центром на севере России. Город имеет около 40 крупных промышленных предприятий, одна треть которых имеет всероссийское значение. Основными производителями являются:

ОАО «Монди Сыктывкарский ЛПК» — один из крупнейших ЦБК России,

ОАО «Сыктывкар Тиссью Групп» — одна из ведущих российский компаний по производству санитарно-гигиенической продукции,

ОАО «Комитекс» — фабрика нетканых материалов — первое предприятие текстильной промышленности в республике,

Сыктывкарский ЛДК — предприятие деревообработки,

Сыктывкарский промкомбинат — первое в республике предприятие по производству деревянных домов заводской сборки,

ОАО «Сыктывкарский ликёро-водочный завод» — ведущий производитель алкогольной продукции в Республике Коми,

ООО «ЮТэйр-Экспресс» — авиакомпания, перевозчик между городами и труднодоступными районами Республики Коми

 

 

  • Исходные данные

 

Расчет числа каналов междугородней связи на заданном направлении ведется на ближайшую (1 этап) и генеральную (2 этап) перспективу. В качестве контрольного срока ближайшей перспективы принимается 2014 год, а генеральной – 2019 год.

Исходные данные, необходимые для расчета числа каналов, приведены в таблице 1.2.1.

Таблица 1.2.1

Таблица исходных данных

п/п

Параметры

Котлас

Сыктывкар

1

Ближайшая перспектива, лет

5

5

2

Генеральная перспектива, лет

10

10

3

Численность населения в базисном году, тыс.чел

60,5

242

4

Ежегодный прирост населения, Р (%)

1

1

5

Исходящий междугородний обмен в базисном году, разг/сутки

9750

14600

6

Телефонная плотность в базисном году, ТЛФ/1тыс.чел

240

360

7

Коэффициент роста телефонной плотности

на 1 этапе

1,5

1,5

8

Коэффициент роста телефонной плотности

на 2 этапе

2,0

2,0

 

При определении необходимого числа каналов исходной величиной является междугородный телефонный обмен. Он включает в себя все виды сообщений: исходящие, входящие, транзитные. К факторам, влияющим на величину междугороднего обмена, относятся факторы, зависящие от состояния развития средств связи и определяющие возможности хозяйства связи. К таким факторам относятся показатели качества обслуживания междугородней телефонной связью и рост числа телефонов.

Важнейшим параметром, определяющим междугородний обмен, является коэффициент роста численности населения. Под показателем качества понимают время ожидания абонентом предоставления разговора и их отказов из-за завышенного трафика в часы ЧНН. В связи с этим производится внедрение наиболее современных систем эксплуатации, что улучшает качество обслуживания.

 

 

  • Расчет численности населения на перспективу

 

Расчет численности населения на перспективу производится по формуле:

                                      , .,                                         (1.3.1)                                                                                                                                      

где - население в базисном году;

- средний процент ежегодного прироста населения;

- число лет перспективного периода.

Произведем расчет:

Котлас:

.,

.

Сыктывкар:

.,

.

 

 

1.4. Расчет количества телефонов в базисном году и на перспективу

 

Расчет количества телефонов в базисном году производится по формуле:

                                                    , ,                                                  (1.4.1)

где - население в базисном году, .;

- телефонная плотность в базисном году, .

Расчет количества телефонов на перспективу производится по формуле:

                                                  , ,                                                    (1.4.2)

где - число населения на перспективу, .;

- телефонная плотность в перспективном году, ., которая рассчитывается по следующей формуле:

                                           , ,                                          (1.4.3)

где - коэффициент роста телефонной плотности.

Произведем расчет:

Котлас:

В базисном году:

На перспективу:

.,

,

.,

Сыктывкар:

В базисном году:

На перспективу:

.,

,

.,

 

 

1.5. Расчет перспективного исходящего обмена

 

Перспективный исходящий обмен на 1 этапе рассчитывается по формуле

                                     , ,                                     (1.5.1)

где - среднесуточный междугородний обмен в базисном году, ;

- число телефонов на 1 этапе, ;

- число телефонов в базисном году, ;

- коэффициент, учитывающий рост междугороднего обмена на 1 этапе с улучшением качества обслуживания.

Перспективный исходящий обмен на 2 этапе рассчитывается по формуле:                        

                                     , ,                                       (1.5.2)

где - среднесуточный междугородний обмен в базисном году, ;

- число телефонов на 2 этапе, ;

- число телефонов в базисном году, ;

- коэффициент, учитывающий рост междугороднего обмена на 2 этапе с улучшением качества обслуживания.

Определим коэффициенты , . Они определяются как средневзвешенная величина на основе удельного веса обмена, обрабатываемого не различными системами эксплуатации:

                                           ,                                                 (1.5.3)

где - коэффициент, учитывающий качество при переходе к другой системе эксплуатации; - величина или удельный вес обмена, обрабатываемого на данной системе эксплуатации.

Перспективный план внедрения новой системы эксплуатации в процентном выражении отражен в таблице 1.5.1:

 

Таблица 1.5.1

Перспективный план внедрения новой системы эксплуатации

Система эксплуатации

Заказная, %

Немедленная, %

Скорая, %

Этап

Базисный год 2014 год

20

40

40

1 этап 2019 год

-

45

55

2 этап 2024 год

-

-

100

 

 

 

1.6. Расчет исходящей нагрузки

 

Расчет исходящей телефонной нагрузки в ЧНН производиться по формуле:

                                           , ,                                     (1.6.1)

где - величина перспективного обмена на данном этапе, ;

- коэффициент концентрации, характеризующий повышение нагрузки над средней в ЧНН за сутки;

- среднее время занятия канала на один состоявшийся разговор с учетом потерь времени на повторных вызовах и несостоявшихся разговоров;

- доля обмена данной системы эксплуатации в общем объеме.

Значение и при системах эксплуатации:

ЗСЭ: =0,18; =6,5 м;

НСЭ: =0,15; =5,5 м;

ССЭ: =0,125; =5,0 м.

 

На 1 этапе

для НСЭ: =0,6;

для ССЭ: =0,4.

На 2 этапе

для ССЭ: =1,0.

 

 

Для расчета нагрузки на 1 этапе формула принимает вид:

                                                     ,                                                  (1.6.2)

где - исходящая нагрузка, приходящаяся соответственно на НСЭ и ССЭ.

 

Произведем расчет нагрузки на 1 этапе:

Котлас:

,

Сыктывкар:

.

Произведем расчет нагрузки на 2 этапе:

Котлас:   ,

Сыктывкар:   .

 

Интернет провайдеры.

Число абонентов интернета целесообразно принять равным:

                        Pабинт01 = 242000* 0,03 = 72600абон.

                        Pабинт02 = 60350* 0,04 = 2414абон.

                       

где Hxx - число жителей населенных пунктов по трассе ВОЛС, Sинт – процент абонентов интернет, зависит от числа жителей, административного значения пункта, потребностей населения в услугах интернет и пр. примерные данные для Sинт приведены в табл. 2.1.

Количество провайдеров в регионе может быть различным, например, «МЕГАФОН» - провайдер мобильного интернета, «РОСТЕЛЕКОМ» - провайдер проводного интернета и т.д. Каждый провайдер должен иметь доступ в глобальную сеть с определенной скоростью Vинтхх, (хх – населенный пункт по трассе ВОЛС), зависящей от потребностей абонентов, их количества и возможностей передачи данных по распределительной сети. Скорость доступа абонента в интернет - Vабхх может различаться и определяется приоритетом (см. табл. 2.1), однако вероятность использования интернет канала всеми абонентами одновременно очень мала и время занятия канала тоже невелико, что позволяет ввести понятие удельной нагрузки на канал интернет – Yинтхх , средняя нагрузка, создаваемая одним абонентом, которая также для различных населенных пунктов будет разной. В результате скорость, выделяемая для провайдера интернет конкретного населенного пункта по ВОЛС, может быть определена по выражению:

                        Vинтхх01 = (8070 * 10) * 0,04 = 32.28Мбит/с.

                        Vинтхх02 = (241 * 0.5) * 0,002 = 0.241Мбит/с.

 

            Суммарная скорость, выделяемая провайдерам интернет, определиться как сумма скоростей по всем пунктам.

                        Мбит/с.

 

Цифровое ТВ вещание.

Количество цифровых ТВ каналов Ктв= 8 - обязательных;

- скорость передачи в канале Vтв- .8 Мгб/с;  

- суммарная скорость для ТВ вещания - VΣтв= Ктв*Vтв= 64 Мгб/с, это минимальная требуемая скорость, при потребности в увеличении числа ТВ каналов это скорость возрастет пропорционально количеству дополнительных каналов

 

Потребности в организации локальных сетей.

Тип сети Ethernet или FastEthernet скорость обмена Vлвс – 10, 100, 1000 мб/с, предусматривать только в случае необходимости организации ЛВС для предприятий и банковских структур региона.

            Суммарная скорость передачи по линии определяется по выражению:

 

            Мбит/с.

            Полученное значение суммарной скорости передачи и количества первичных потоков КΣЕ1= КЕ1Е1М является определяющим для построения обобщенной схемы связи и выбора типа активного оборудования соответствующего уровня SDH иерархии.

Для данного курсового проекта в системе SDH выбираем STM-4, т.к он обеспечивает передачу со скоростью 622 Мбит/с, что удовлетворяет нашим условиям.    

 

 

 

 

 

  • Расчет потребного числа каналов

 

Расчет числа каналов топологии «точка-точка».

Число каналов, связывающих заданные населенные пункты, в основном, зависит от численности населения в этих пунктах и от степени заинтересованности отдельных групп населения во взаимосвязи. Численность населения в любом населенном пункте может быть определена на основа­нии статистических данных последней переписи населения. Обычно перепись населения осуществляется один раз в пять лет, поэтому при перспективном проектировании следует учесть прирост населения. Количество населения в заданном пункте и его подчиненных ок­рестностях с учетом среднего прироста населения определяется по формуле:

где Но - число жителей на время проведения переписи населения, чел.;

∆Н - средний годовой прирост населения в данной местности, % (2 %);

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

Год перспективного проектирования принимается на 5 ... 10 лет вперед по сравнению с текущим временем. Если в проекте принять 5 лет вперед, то:

t = 5 + (tn - to), где tn - год составления проекта;

to - год, к которому относятся данные Но.

По формуле (1.1.) рассчитываю численность населения в населенных пунктах Сыктывкар и Котлас:

Но = 242000, чел. (Сыктывкар);

Но = 65000, чел. (Казань);

t = 5 + (2014 – 2018) = 9;

 

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 основе статистических данных, полученных предприятиями связи за предшествующие проектированию годы. Практически эти взаимосвязи выражают через коэффициент тяготения Кт, который, как показывают исследования, колеблется в широких пределах от 0,1 до 12 %. В проекте можно принять Кт = 5%, то есть в безразмерных величинах Кт = 0,05.

Учитывая это, а также то обстоятельство, что телефонные каналы в междугородной связи имеют превалирующее значение, предварительно необходимо определить количество телефонных каналов между заданными пунктами. Для расчета количества телефонных каналов можно воспользоваться формулой:

(1.2)

где α и β- постоянные коэффициенты, соответствующие фиксированной доступности и заданным потерям; обычно потери задаются равными 5 %, тогда α =1,3 и β= 5,6;

у - удельная нагрузка, то есть средняя нагрузка, создаваемая абонентами, у = 0,05 Эрл.;

- количество абонентов, обслуживаемых оконечными АМТС соответственно:

в Котласе и Сыктывкаре.

В перспективе количество абонентов, обслуживаемых той или иной оконечной АМТС, определяется в зависимости от численности населения, проживающего в зоне обслуживания. Принимая средний коэффициент оснащенности населения телефонными аппаратами равным 0,3, количество абонентов в зоне АМТС можно рассчитать по формуле:

m = 0,3 • Ht. (1.3)

По кабельной линии передачи организовывают каналы и других видов связи, а также транзитные каналы. Тогда общее число каналов между двумя АМТС буде равно:

где - число каналов ТЧ или ОЦК для телефонной связи;

- то же, для передачи сигналов вешания;

- то же, для передачи данных;

- то же, для передачи газет;

- число транзитных каналов;

- число каналов ТЧ или ОЦК, исключаемых из передачи телефонной

информации для организации одного канала телевидения.

Поскольку число каналов для организации связи различного назначения может быть выражено через число телефонных каналов, то есть каналов ТЧ, целесообразно общее число каналов между пунктами выразить через телефонные каналы, то можно принять:

Тогда общее число каналов рассчитывают по упрощенной формуле:

(1.5)

Таким образом, общее число каналов равно:

 

  1. ВЫБОР ТРАССЫ

 

 

2.1. Общие положения

 

Выбор трассы ВОЛП производится с учетом следующих требований:

  • трасса выбирается из условия минимальной ее длины, выполнения наименьшего объема работ при строительстве, возможности применения строительных механизмов, удобства эксплуатации и минимальных затрат по защите кабеля от опасных и мешающих электромагнитных влияний, ударов молний и коррозий;
  • в загородной части трасса выбирается, как правило, вдоль автомобильных дорог по землям, не имеющим сельскохозяйственного значения или по сельскохозяйственным угодьям худшего качества. Прокладка кабельных линий производиться вблизи границ полосы отвода автомобильных дорог, чтобы не возникала необходимость переустройства трассы при реконструкции дороги, при этом сохраняются снегозащитные насаждения. Трасса выбирается в обход мест обвалов, промоин, оползней почвы, а также зон, зараженных грызунами (при использовании кабелей с пластмассовыми оболочками);
  • трассы имеют по возможности минимальное число естественных и искусственных преград (рек, болот, карьеров, населенных пунктов, авто и железных дорог). При выборе трассы следует избегать участков с агрессивными грунтами, свалок мусора и промышленных отходов, а также районов стока вод промышленных и коммунальных предприятий;
  • трассы проходят по возможности по равнинным участкам местности и грунтам с наименьшей категорией трудности для разработки траншей и механизированной прокладки кабеля кабелеукладочными машинами;
  • в городах и поселках городского типа ВОЛП прокладывается в телефонной канализации, коллекторах;
  • трасса выбирается так, чтобы число промежуточных НРП было минимально. Трасса ОК выбирается с учетом установки промежуточного оборудования НРП на АТС и узлах связи, находящихся вдоль трассы;
  • площадки для строительства сетевых узлов и ОРП выбираются обычно на окраине населенных пунктов районных центров или поселков городского типа;
  • площадки для строительства НРП располагаются на землях, не пригодных для сельского хозяйства и местах, подверженных вредным природным воздействиям. Если площадка выбирается на пахотных землях, то проектом предусматриваются средства для компенсации изымаемых земель;
  • техническая территория площадок оборудуется системой охранной и противопожарной сигнализаций. При пересечении с автодорогой и при пересечении водоотводных лотков, дренажных труб, кюветов, а также в других предусмотренных проектом случаях пластмассовые трубопроводы прокладываются в асбестоцементных специальных пластмассовых, керамических или железобетонных защитных трубах.

При выборе места перехода через водную преграду должны быть обеспечены следующие требования:

  • реки в местах переходов имеют наименьшую глубину, ширину и прямолинейных характер грунта;
  • берега рек в местах переходов по возможности должны быть пологими, неподверженными размыву;
  • но реки должно иметь плавную форму, во время хода льда не должно наблюдаться заторов;

Минимальное расстояние трассы прокладки кабеля от других сооружений (по вертикали) приведены в таблице 2.1.1.

 

Таблица 2.1.1

 

             Нормы прокладки кабеля от других сооружений по вертикали

Наименование сооружения

Минимальное расстояние, м

Водопровод

0,25-0,15 выше труб

Канализация

0,25-0,15 выше сооружения

Теплопровод

0,25-0,15 ниже сооружения

Блок кабельной канализации

0,1 ниже блока труб

Кабели связи в грунте

0,1

Силовые кабели

0,5-0,25

Автодороги

0,8 ниже кювета

Железные дороги

1,2 ниже кювета

 

При проектировании должны выдерживаться такие же расстояния прокладки кабеля от других сооружений (по горизонтали):

 

Таблица 2.1.2

                   Нормы прокладки кабеля от других сооружений по горизонтали

Наименование сооружения

Минимальное расстояние, м

Мосты магистрального значения:

судоходные реки ниже по течению

не сплавные и несудоходные реки ниже по течению

 

100

50-100

Край подошвы настила автодорог

5

Газопроводы высокого давления (до 55 атм)

10

Красная линия домов

1,5

Опоры ЛЭП (на пересечениях)

10-25

 

Все кабельные переходы должны быть согласованы с местными властями.

 

 

2.2.   Характеристика проектируемой трассы

 

Трасса прокладки кабеля между городами Котлас – Сыктывкар выбрана с учетом следующих параметров:

  1. Меньшая протяженность трассы;
  2. Наличие автодороги создает удобства строительства и эксплуатации;
  3. Большая протяженность открытой местности;
  4. Меньшее количество пересекаемых рек, автодорог и железных дорог.

Общая протяженность волоконно-оптической линии передачи 340 км. Из них по канализации – 70 км, в грунте – 240 км. В проекте предусматривается прокладка волоконно-оптического кабеля марки СКО-ДПС-008Е04-04-М2, производства       ЗАО «Севкабель-Оптик».

Трасса прокладки кабеля проходит вдоль автодороги через г. Котлас,         г.Сыктывкар , населенные пункты Визинга, Ильинско – Подольское, Широкий Прилук, Сорма.

Автодороги, вдоль которых предусмотрена прокладка кабеля, местного и областного значения с твердым покрытием. Расстояние проектируемой кабельной линии от обочины автодороги в среднем 5 м, что обеспечивает сохранность кабеля при различных автодорожных работ (устройство объездов, ремонт и т.д.). Расположение трассы прокладки кабеля вдоль автодороги создает дополнительные удобства при строительстве и эксплуатации трассы, так как позволяет беспрепятственно попасть в любую точку трассы.

В основном на всей протяженности трассы прокладку кабеля можно производить механизированным способом. Прокладка кабеля в черте населенных пунктов предусмотрена в существующие канализации. Прокладка через водные преграды осуществляется по мостам.

На всей протяженности трассы грунт II и III групп.

Ситуационная карта трассы строительства проектируемой линии представлена на рис. 2.2.1.

 

 

  1. ВЫБОР АППАРАТУРЫ

 

3.1. Технологии цифровой передачи данных

 

Для организации передачи данных по оптическому волокну на дальние расстояния применяются системы связи, использующие технологии SDH и DWDM.

SDH (Synchronous Digital Hierarchy) – это технология транспортных телекоммуникационных сетей, позволяющая организовывать передачу данных по оптическому волокну с максимальной скоростью до 40 Гбит/с.

Система SDH обеспечивает стандартные уровни информационных структур, то есть набор стандартных скоростей. Базовый уровень скорости — STM-1 155,52 Mбит/с. Цифровые скорости более высоких уровней, таких как 622 Мбит/с (STM-4), 2.5 Гбит/с (STM-16) и 10 Гбит/с (STM-64), могут быть сформированными при помощи низкоскоростных информационных модулей (STM-1) посредством побайтового мультиплексирования.

Стандартизация интерфейсов определяет возможность соединения различного оборудования от разных производителей. Система SDH обеспечивает универсальные стандарты для сетевых узловых интерфейсов, включая стандарты на уровне цифровых скоростей, структуру фрейма, метод мультиплексирования, линейные интерфейсы, мониторинг и управление. Поэтому SDH оборудование от разных производителей может легко соединяться и устанавливаться в одной линии, что наилучшим образом демонстрирует системную совместимость.           SDH имеет высокую совместимость. Это означает, что сеть передачи SDH и существующая сеть PDH могут работать совместно, пока идет установление сети передачи SDH. Сеть SDH может быть использована для передачи услуг PDH, а также сигналов других иерархий, таких как ATM, Ethernet.

Базовый транспортный модуль (STM-1) может размещать и три типа сигналов PDH, и сигналы ATM, FDDI. Это обуславливает двустороннюю совместимость и гарантирует бесперебойный переход от сети PDH к сети SDH и от SDH к АТМ. Для размещения сигналов этих иерархий SDH мультиплексирует низкоскоростные сигналы различных иерархий в структуру фрейма STM-1 сигнала на границе сети (стартовая точка — точка ввода) и затем демультиплексирует их на границе сети (конечная точка — точка вывода). Таким образом, цифровые сигналы различных иерархий могут быть переданы по сети передачи SDH.

Главным недостатком при использовании PDH технологии для реализации проектируемой магистрали связи является недостаточно высокая скорость и необходимость использования для каждого передаваемого транспортного модуля STM отдельного волоконного световода, что приводит к необходимости применения кабелей со значительно большим количеством волокон.

Суть же технологии оптического уплотнения DWDM заключается в возможности организации множества раздельных сигналов SDH по одному волокну, а, следовательно, многократном увеличении пропускной способности линии связи.

 

Рис. 3.1. Различия в организации SDH и DWDM сетей.

 

Передаваемый по технологии DWDM световой поток, состоит из различных длин волн. То есть по одному волокну можно передавать более сотни стандартных каналов.

 

Рис. 3.2. Спектральное уплотнение оптических каналов.

 

Так, современная аппаратура, используемая при построении DWDM-сети, в максимальной конфигурации позволяет задействовать до 160 длин волн, а благодаря технологии расширенного С-диапазона можно увеличить емкость оптического волокна еще на 20%, до 192 длин волн.

Принципиальная схема DWDM достаточно проста. Для того чтобы организовать в одном волокне несколько оптических каналов, меняют оптическую длину волны для каждого компонентного SDH сигнала. Далее такие сигналы смешиваются при помощи мультиплексора и передаются в оптическую линию. В конечном пункте происходит обратная операция - сигналы SDH выделяются из группового сигнала и передаются потребителю.

 

Рис. 3.3. Мультиплексирование оптических каналов.

 

Для того, чтобы передавать по одному волокну множество волновых потоков, технология DWDM обеспечена оборудованием особой точности. Так, погрешность длины волны, которую обеспечивает стандартный лазер, применяемый в телекоммуникациях, примерно в сто раз больше, чем требуется в системе DWDM.

По мере прохождения по оптическому волокну сигнал постепенно затухает. Для того чтобы его усилить, используются оптические усилители. Это позволяет передавать данные на расстояния до 4000 км без перевода оптического сигнала в электрический (для сравнения, в SDH это расстояние не превышает 200 км).

 

 

Рис. 3.4. Схема передачи DWDM сигнала.

Технология DWDM обладает преимуществом, как с точки зрения пропускной способности, так и возможности дальнейшего умощнения сети:

  • DWDM является стабильной платформой для предоставления услуг, а возможность значительного расширения емкости делают сеть удобной для пользователя;
  • Технология обеспечивает передачу трафика широкого спектра решений, от систем IP до оборудования SDH и других;
  • Существуют большие возможности для масштабирования сети.
  • DWDM-технология позволяет сети совмещать гибкость управления относительно низкоскоростными каналами на периферии со скоростной передачей гигабитных потоков в основных магистралях.

Эта технология позволяет получить наиболее масштабный и рентабельный способ расширения полосы пропускания волоконно-оптических каналов в сотни раз. Пропускную способность оптических линий на основе систем DWDM можно наращивать, постепенно добавляя по мере развития сети в уже существующее оборудование новые оптические каналы.

 

3.2. Анализ существующих систем передачи и выбор аппаратуры

 

Выбор аппаратуры ЦСП СЦИ/SDH должен опираться на общую стратегию построения и развития цифровой первичной сети, которая обычно формулируется в Концепции развития с учетом ее назначения. Крупные операторы связи и большие корпорации (Ростелеком, ТрансТелеком, РАО ЕЭС, Газпром, МГТС и др.), создающие крупные корпоративные сети, обычно планируют применение аппаратуры ЦСП СЦИ/SDH 2-х или 3-х производителей (во избежание последствий монополизма производителя). Поэтому одним из основных критериев выбора становится совместимость систем управления оборудованием и сетью СЦИ/SDH с системами управления ЦСП других производителей.

Выбор комплектации аппаратуры ЦСП СЦИ/SDH определяется ее назначением в сети с учетом основных характеристик, планируемых к применению мультиплексоров и другой аппаратуры. Характеристики, определяющие назначение мультиплексоров МВВ/ADM:

  • скорость передачи линейных интерфейсов;
  • дальность передачи;
  • число пользовательских интерфейсов и портов нагрузки;
  • емкость матрицы коммутации;
  • способы и степень резервирования;
  • типы пользовательских интерфейсов;
  • интерфейсы к системам и сети управления TMN;
  • габаритные размеры и требования к внешней среде, системе охлаждения;
  • наличие дополнительных интерфейсов для станционной сигнализации, подключения датчиков сигнализации и т.п.

Блочное исполнение и характеристики мультиплексоров МВВ/ADM зависят от назначения мультиплексора – мультиплексор доступа, магистральный для местной сети, магистральный для межзоновых сетей, в качестве кросс-коммутатора и т.д.

Таким образом, можно сформулировать следующие основные критерии выбора аппаратуры ЦСП СЦИ/SDH:

  • требуемая скорость передачи в транспортных магистралях сети;
  • необходимое резервирование в сети, включая выбор схем резервирования;
  • возможность расширения сети до более высокого уровня иерархии без перерыва трафика («горячее» расширение);
  • функциональная полнота семейства аппаратуры;
  • наличие необходимых интерфейсов и аппаратуры доступа;
  • возможность интеграции различных видов трафика;
  • совместимость систем управления оборудованием и сетью СЦИ/SDH;
  • приемлемая стоимость аппаратуры.

Следовательно, критерии выбора аппаратуры ЦСП СЦИ/SDH основываются на общих требованиях, предъявляемых к цифровой сети, а также на учете специфики построения конкретной первичной или корпоративной сети связи.

В настоящее время аппаратура ЦСП СЦИ/SDH выпускается многими зарубежными производителями – производителями аппаратуры ЦСП широкого назначения:

  • Lucent Technologies (бывшее подразделение гиганта – компании AT&T);
  • Nortel Networks (Канада);
  • Siemens AG (Германия);
  • Alcatel (Франция);
  • NEC (Япония);
  • TTC Marconi (Чехия);
  • и др.

3.3.   Описание аппаратуры

 

3.3.1.Общие данные

Для реализации проектируемой волоконно-оптической линии связи предполагается использовать в качестве оборудования оконечных станций мультисервисную платформу магистральных сетей DWDM «ПУСК». Данная аппаратура производится компанией ООО НТО «ИРЭ-Полюс». Компания является одним из ведущим отечественных разработчиков в сфере производста высокоэффективных волоконных лазеров и усилителей, оптических компонентов, узлов, модулей, приборов, подсистем и систем.

Данный выбор продиктован тем, что при всех прочих равных возможностях предоставляемых аппаратурой «ПУСК» и аппаратурой сторонних производителей, мультисервисная платформа «ПУСК» является наиболее экономичным вариантом в плане материальных затрат.

 

Рис.3.5. Внешний вид аппаратуры «ПУСК»

 

Далее приведены возможности и преимущества оборудования «ПУСК».

Мультисервисная DWDM платформа «ПУСК» предназначена для построения магистральных и зоновых DWDM сетей, обеспечивает увеличение пропускной способности сети и интеграцию различных типов оборудования и протоколов передачи.

Аппаратура обладает следующими возможностями и преимуществами:

  • Передача SDH от STM-1 до STM-64, Ethernet, ATM на скоростях до 10 Гбит/с.
  • Организация до 8 DWDM каналов в 1 блоке.
  • Расширение до 160 DWDM каналов.
  • Длина пролета до 300 км регенерационные участки до 2000 км.
  • Транспондеры с оптическим усилителем для настройки мощности.
  • Оптическая коммутация сигнала.
  • Наличие в комплектации Рамановского малошумящего предусилителя.
  • Лучшая цена среди DWDM систем.

Мультисервисная DWDM платформа «ПУСК» имеет сертификат министерства связи и информатизации РФ и полностью лицензирована для использования на территории России.

ПУСК» предназначен для передачи трафика с помощью технологии спектрального уплотнения каналов (DWDM). Оборудование «ПУСК полностью прозрачно для протоколов физического уровня и позволяет осуществлять передачу SDH от STM‑1 до STM-64, а также Ethernet, ATM, PDH, Fiber Channel, ESCON/FICON, FDDI на скоростях от 0,1 до 10 Гбит/с.

«ПУСК» имеет спектр применения от городских до сверхдлинных расстояний. Мощные эрбиевые и рамановские оптические усилители позволяют организовывать пролеты до 300 км без промежуточных устройств. Использование каскадов линейных усилителей и компенсаторов дисперсии позволяет передавать сигналы до 2000 км без регенерации. 

Оборудование «ПУСК» построено по модульному принципу, Вы можете наращивать число спектральных каналов до 8 в одном блоке. Возможна установка нескольких  блоков «ПУСК» в единую сеть для расширения до 160 каналов DWDM в C+L диапазоне.  

Все элементы системы – оптические транспондеры, волоконно-оптические усилители, блок управления или дублированные блоки питания, – могут быть заменены в горячем режиме без выключения оборудования и потери трафика. Наличие блоков оптической коммутации позволяет создавать сети с резервированием 1+1 и кольцевыми схемами.

Транспондеры со встроенными оптическими усилителями обеспечивают цифровую настройку уровней DWDM каналов, что особенно важно в разветвленных сетях.

Мощность, гибкость и надежность в сочетании с привлекательной ценой делают «ПУСК» лучшим решением от городских до магистралей сетей.

Рис.3.6. Применение DWDM платформы «ПУСК»

Модификации системы:

  • 100 км (до 40 км по одному волокну) без предусилителей.
  • 250 км, c оптическими усилителями и предусилителями.
  • 300 км, c рамановскими усилителями.
  • 2000 км, каскад усилителей и компенсация дисперсии.

Состав оборудования:

  • Транспондеры для скоростей от 0.1 до 2.5 Гбит/c (10  Гбит/c).
  • Встроенные в транспондеры усилители мощностью до 17 дБм.
  • Оптический усилитель передачи мощностью от 17 до 30 дБм.
  • Рамановский предусилитель мощностью до 30 дБм.
  • Низкошумящий EDFA предусилитель с NF < 4,5 дБ.
  • Мультиплексоры/демультиплексоры с интервалом 50/100/200 ГГц  по ITU-T.
  • Мультиплексоры OADM для вывода 1,2 или 4 спектральных  каналов.

Система управления:

  • Сетевое управление SNMP, HTTP, локальный терминал  RS-232.
  • Транспондер служебного канала Fast Ethernet.
  • Мониторинг потерь по активным волокнам.

Общие параметры:

  • Дублированные блоки питания 36 - 72/220 В, энергопотребление 165 Вт.
  • Корпус для установки в 19”стойку высотой 6U.
  • Габариты ширина * высота * длина - 483x265x310 мм.
  • Оптические разъемы LC/APC, SC/APC, E2000/APC.
  • Тип волокон: одномодовые SM G.652 или NZDS G.655.
  • Коэффициент ошибок BER не хуже 10^(-12).

В дипломном проекте предполагается задействовать 5 стандартных блоков в качестве единого комплекса оконечной аппаратуры, для достижения желаемой скорости в 400Гбит/с при использовании 40 оптических каналов.

Блоки планируется приобретать в следующей комплектации:

 

  • Транспондеры для скоростей 10  Гбит/c.
  • Встроенные в транспондеры усилители мощностью 17 дБм
  • Оптический усилитель передачи мощностью от 17 дБм.
  • Мультиплексоры/демультиплексоры с интервалом 50 ГГц согласно рекомендации МСЭ-Т G.692.

 
 

  1. ВЫБОР ТИПА ОПТИЧЕСКОГО КАБЕЛЯ

 

 

4.1.   Основные параметры оптических волокон

 

4.1.1.   Оптические параметры

 

Основными оптическими параметрами волокна являются:

  • относительная разность показателей преломления ();
  • числовая апертура ();
  • нормированная частота ();
  • число распространяющихся мод ();
  • диаметр модового поля ();
  • длина волны отсечки (критическая длины волны ).

Относительная разность показателей преломления. Относительная разность ПП сердцевины и оболочки определяется выражением (4.1.1).

Числовая апертура. Одной из основных характеристик, определяющих условия ввода оптических сигналов и процессы их распространения в ОВ, является числовая апертура, определяемая для:

  • оптических волокон со ступенчатым ППП

                                   ,                                           (4.2.2.1)

  • оптического волокна с градиентным профилем ППП

                                         ,                                                     (4.2.2.2)

В градиентных ОВ используется понятие локальной числовой апертуры. Её значение максимально на оси волокна и равно 0 на границе раздела сердцевина-оболочка.

Нормированная частота. Этот параметр, определяющий число мод, равен:

                                                         ,                                                    (4.2.2.3)

где - длина волны, мкм.

Если 0 << 2,405, то режим работы волокна одномодовый, если > 2,405 – многомодовый.

Диаметр модового поля.   Важный интегральный параметр одномодового ОВ. Он используется при анализе одномодовых волокон.

В многомодовых ОВ размер сердцевины принято оценивать диаметром (), в одномодовых волокнах – с помощью диаметра модового поля (). Это связано с тем, что энергия основной моды в одномодовом ОВ распространяется не только в сердцевине, но и частично в оболочке, захватывая ее приграничную область. Поэтому более точно оценивает размеры поперечного распределения энергии основной моды. Величина является важной при стыковке волокон между собой, а также при стыковке источника излучения с волокном.

Длина волны отсечки в одномодовом ОВ.   Минимальная длина волны, при которой ОВ поддерживает только одну распространяющуюся моду, называется длиной волны отсечки. Если меньше, чем длина волны отсечки, то имеет место многомодовый режим распространения света.

Различают длину волны отсечки в волокне и длину волны отсечки в проложенном кабеле . Первая () соответствует слабо напряженному волокну. Длина волны отсечки в проложенном кабеле () соответствует напряженному ОВ. Разницу между и можно оценить только экспериментальным путем.

 

4.1.2   Параметры передачи оптических волокон

 

К параметрам передачи ОВ относятся:

  • коэффициент затухания;
  • дисперсия оптического сигнала;
  • ширина полосы пропускания.

Коэффициент затухания. Затухание в ОВ – это мера ослабления оптической мощности, распространяемой вдоль ОВ между двумя его поперечными сечениями на данной длине волны. Затухание в ОВ выражается в дБ.

Коэффициент затухания – это величина затухания на единице длины волокна. Выражается в дБ/км.

Коэффициент затухания обуславливается собственными потерями волокна и выражается в виде:

                                               ,                                           (4.2.3.2)

где , , , - составляющие коэффициента затухания за счет рэлеевского рассеяния, поглощения в материале волокна, инфракрасного поглощения и поглощения на примесях ОВ, соответственно.

В оптическом волокне, изготовленном из кварца, различают два вида поглощения, определяемые непосредственно материалом волокна (кварцем), которое в свою очередь состоит из инфракрасного и ультрафиолетового поглощения, и примесями в материале волокна.

Современные ОВ в большинстве случаев изготавливаются из химически чистой двуокиси кремния (SiO2), поэтому в широком диапазоне длин волн оптического излучения () поглощение практически сведено к нулю. По этой причине составляющими , , можно пренебречь и считать, что затухание света в ОВ происходит вследствие рассеивания.

Потери вследствие рассеивания зависят от размеров локальных неоднородностей. Следует отметить, что в материалах, из которых изготавливаются современные ОВ, существуют только микроскопические неоднородности, размер которых много меньше длины волны. Рассеяние на таких неоднородностях называют упругим или рэлеевским рассеянием. Потери на рэлеевское рассеяние определяют нижний предел потерь, присущих ОВ, и составляют порядка 0,16 дБ/км на длине волны 1550 нм.

Дисперсия оптического сигнала. Наряду с коэффициентом затухания ОВ важнейшим параметром является дисперсия, которая определяет его пропускную способность для передачи информации.

Дисперсия – это рассеивание спектральных или модовых составляющих оптического сигнала, которое приводит к увеличению длительности импульса оптического излучения при распространении его по ОВ и определяется разностью квадратов длительностей импульсов на выходе и входе ОВ:

                                                         ,                                                   (4.2.3.4)

где значения и определяются на уровне половины амплитуды импульсов.

Дисперсия не только ограничивает частотный диапазон ОВ, но существенно снижает дальность передачи сигналов, так как чем длиннее линия, тем больше увеличение длительности импульсов. Дисперсия в общем случае определяется тремя основными факторами: различием скоростей распространения направляемых мод, направляющими свойствами оптического волокна и параметрами материала, из которого оно изготовлено. В связи с этим основными причинами возникновения дисперсии являются, с одной стороны, большое число мод в ОВ (межмодовая дисперсия), а с другой стороны – некогерентность источников излучения, реально работающих в спектре длин волн (хроматическая дисперсия).

Ширина полосы пропускания. Ширина полосы пропускания определяет допустимую верхнюю частоту спектра сигнала, который может передаваться по волокну определенной длины. Часто вместо полосы пропускания используют понятие коэффициента широкополосности (). Например, если многомодовое волокно характеризуется коэффициентом широкополосности , это означает, что сигнал с верхней частотой можно передавать по ОВ длиной 1 км.

Чем длиннее ОВ, тем меньше полоса пропускания и, следовательно, меньше объем передаваемой информации. Таким образом, ширина полосы пропускания ограничивает как скорость передачи, так и расстояние, на которое может быть передан сигнал.

Наибольшим значением коэффициента широкополосности обладают градиентные ОВ с оптимальным профилем показателя преломления. В указанных ОВ коэффициент широкополосности достигает до . Однако следует заметить, что малейшее отклонение профиля показателя преломления от оптимального вызывает резкое уменьшение полосы пропускания.

 

  • Характеристики кабеля марки СКО-ДПС-008Е04-04-М48

 

ЗАО «Севкабель-Оптик» выпускает ОК, предназначенные для использования на линиях передачи магистральных, внутризоновых и местных сетей взаимоувязанной сети связи Российской Федерации.

Конструктивные и оптические параметры ОВ представлены в таблице 4.2.1.

 

Таблица 4.2.1

Параметры ОВ

Обозначение в марке кабеля

Многомодовое

Одномодовое

М

Е

С

Н

N

Рабочая длина волны, нм

850, 1300

1310, 1550

1550

1530-1565

Коэффициент затухания, дБ/км,

не более:

 

 

 

 

на длине волны 1310 нм

0,7 (1300 нм)

0,36

-

-

на длине волны 1550 нм

-

0,22

0,22

0,22

Числовая апертура

0,18-0,28

0,12

-

-

Коэффициент широкополосности, не менее

 

500

 

-

 

-

 

-

Коэффициент хроматической дисперсии,

в интервале длин волн:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1285-1330) нм, не более

-

3,5

-

-

(1525-1575) нм, не более

-

18

3,5

-

(1530-1565) нм, по абсолютной величине

-

-

-

1,0-6,0

Поляризационная модовая дисперсия (ПМД), не более

 

-

 

-

 

-

 

0,5

Наклон дисперсионной характеристики в области длины волны нулевой дисперсии, в интервале длин волн:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1285-1330) нм, не более

-

0,093

-

-

(1525-1575) нм, не более

-

-

0,085

-

Длина волны нулевой дисперсии, нм

-

1300-1322

1525-1575

-

Длина волны отсечки, нм, не более

-

1270

1270

1470

Диаметр модового поля, мкм:

 

 

 

 

на длине волны 1310 нм

-

 

-

-

на длине волны 1550 нм

-

     

Диаметр сердцевины, мкм

 

-

-

-

Неконцентричность сердцевины относительно оболочки, мкм,

не более

 

 

2

 

 

0,8

 

 

0,8

 

 

0,8

Диаметр оболочки, мкм

       

Некруглость оболочки, %, не более

2

1

1

1

Диаметр защитного покрытия, мкм

       

 

В данном дипломном проекте используется оптический кабель марки ДПС     (см. рисунок 4.6.1).

Область применения кабеля:

  • при прокладке в грунтах 1-3 групп ножевым кабелеукладчиком (кроме грунтов, подверженных мерзлотным деформациям) и грунтах всех типов в открытую траншею. В кабельной канализации, трубках, блоках, по мостам и эстакадам. В тоннелях и коллекторах в исполнении, не распространяющем горения.

            В таблице 4.2.2 приведены механические характеристики кабеля                    СКО-ДПС-008Е04-04-М2.

 

Таблица 4.2.2

Механические характеристики

Наименование характеристики

Значение

Количество оптических волокон в кабеле

8

Количество оптических волокон в модуле

8

Количество модулей в кабеле

2

Количество элементов в повиве сердечника

4

Номинальный наружный диаметр ОМ, мм

2,2

Номинальный наружный диаметр кабеля, мм

15,8

Масса кабеля, кг/км

458

Минимальный радиус изгиба, мм

316

Стойкость к продольному растяжению, кН

11,0

Стойкость к раздавливающим усилиям, кН/см

1,0

Стойкость к ударам, Дж

30

Температурный диапазон при эксплуатации, 0С

-60 … +70

Температурный диапазон при прокладке, 0С

-10 … +50

 

         На рисунке 4.6.2 показано поперечное сечение оптического кабеля марки            СКО-ДПС-008Е04-04-М2.

           

 

 

 

 

 

  1. СХЕМА ОРГАНИЗАЦИИ СВЯЗИ

         5.1.   Расчет длины регенерационного участка

5.1.1. Расчет длины по перекрываемому затуханию

 

Расчет по первому критерию производится по формуле для максимальной длины элементарного кабельного участка (ЭКУ) ВОЛП на базе ВОСП со спектральным разделением каналов (ВОСП-СР) с применением цепочки промежуточных оптических усилителей в пределах участка (секции регенерации). Под ЭКУ следует понимать кабельный пассивный участок, не содержащий активных элементов – оптических усилителей или регенераторов. Обозначим длину ЭКУ через LЭКУ и проведем следующие вычисления.

 

В данной формуле введены следующие обозначения:

 

, дБм – Уровень оптической мощности на передаче. Для выбранного типа аппаратуры – Мультисервисная платформа для построения магистралтьных и зоновых сетей «ПУСК», завод-изготовитель «ИРЭ-Полюс», а также предприятие-поставщик продукции в спецификации приводят следующие значения: PS = 17дБм. Данное значение получено путем сложения мощности лазера и встроенного в каждый транспондер усилителя мощности.

 

, дБм – Мощность оптического усилителя передачи (БУСТЕР), данный усилитель в различных конфигурациях, в зависимости от комплектации применяемого оборудования, может включаться в его состав сразу после оптического мультиплексора для компенсации потерь в пассивном оборудовании. Применение подобных усилителей свойственно системам передачи со спектральным разделением каналов DWDM, в которых расщепление и объединение оптических транспондеров происходит с заметным ослаблением сигнала. В зависимости от требований к уровню передачи и от количества используемых спектральных несущих значение параметра КУС ПЕР для используемой аппаратуры можно выбрать из дискретного набора значений 17 дБ, 20дБ, 23дБ, 27дБ, 30дБ, 33дБ, каждому из которых соответствует определенная модель усилителя. Примем значение , что соответствует использованию усилителя модели    EAU-100-B3-C2-MMP-Wxx с мощностью в 100 мВт и предназначенного для работы в С2-диапазоне (1535÷1564 нм).

 

– Количество оптических каналов. Используемая в данном проекте аппаратура DWDM в минимальной комплектации обеспечивает мультиплексирование 8 оптических каналов с разнесением несущих 100 ГГц, учитывая удобную модульную структуру оборудования, имеются широкие возможности по увеличению скорости передачи. В данном проекте на первом этапе эксплуатации системы предполагается обеспечение трафика в 400Гбит/с, что при скорости 10Гбит/с в каждом оптическом канале, достигается использованием 5 модулей оконечной аппаратуры. Итоговое значение количества оптических каналов в одном волокне при такой конфигурации составит . Слагаемое в формуле вводится для учета потерь в оптических фильтрах при мультиплексировании.

 

, дБм – Усиленное спонтанное излучение приведенное ко входу оптического усилителя, определяется по формуле:

 

   , дБм

 

, (Вт*с2) – постоянная Планка, имеет значение

 

, – скорость света в вакууме, при расчетах в системах WDM обычно используют более точную оценку скорости света .

 

, Гц – полоса частот цифрового сигнала передаваемого по оптическому каналу, при расчетах определяется, как тактовая частота цифрового сигнала , при учете того, что скорость передачи в каждом оптическом канале достигает величины 10Гбит/с, полосу частот необходимо принимать равной .

 

, нм – длина волны в третьем окне прозрачности (1529…1565), при расчетах выбирается центральная длина волны в данном диапазоне .

В итоге, после подстановки в формулу для расчета усиленного спонтанного излучения соответствующих значений, будет получен результат:

 

дБм

 

, дБ – системный запас ВОЛП. Системный запас учитывает изменение состава оптического кабеля за счет появления дополнительных (ремонтных) вставок, сварных соединений, а также изменение характеристик оптического кабеля, вызванных воздействием окружающей среды и ухудшением качества оптических соединителей в течение срока службы, и устанавливается при проектировании ВОЛП исходя из ее назначения и условий эксплуатации оператором связи, в частности, исходя из статистики повреждения (обрывов) кабеля в зоне действия оператора. Также данный запас возможно использовать при учете того обстоятельства, что некоторые активные элементы (СИД и т.д.) имеют тенденцию ухудшения характеристик со временем. Предписания по выбору данного запаса имеются в рекомендации G.957 ITU-T.

Рекомендуемый диапазон устанавливаемых значений системного запаса от 2 дБ (наиболее благоприятные условия эксплуатации) до 6 дБ (наихудшие условия эксплуатации). Примем в расчетах наихудший из возможных вариантов дБ.

 

, дБ – Запас на дополнительные потери за счет дисперсии и нелинейных искажений в оптическом волокне, выбирается из диапазона от 1 до 3 дБ. Примем в расчетах наихудший из возможных вариантов дБ.

 

, дБ – минимально допустимое отношение мощности оптического сигнала к мощности оптического шума на входе приемника используемой волоконно-оптической системы передачи. Исходя из характеристик аппаратуры величина данного параметра выбирается следующей: дБ.

 

– количество элементарных кабельных участков на одной регенерационной секции ВОСП. Исходя из тех фактов, что общая длина линии связи является известной и составляет 327 км, а также что оконечное оборудование, с помощью которого предстоит реализовать данный проект, позволяет передавать оптический сигнал без промежуточного полного восстановления на расстояния до 2000 км, то возможно предположить и использовать в расчетах, что вся трасса будет состоять из двух ЭКУ. Если в результате предварительного расчета полученная длина кабельного участка между двумя активными элементами не будет удовлетворять требованиям, то есть произведение величины ЭКУ на предположенное количество данных участков не составит всей прокладываемой трассы, то необходимо скорректировать расчет, соответственно изменяя значения параметра . Для проведения расчета примем значение

 

, дБ/км – коэффициент затухания, представляет собой ослабление света при прохождении одного километра волокна. В соответствии с рекомендацией G.655 международного союза электросвязи, описывающей основные характеристики одномодового волокна с ненулевым дисперсионным смещением, значение этго параметра не должно превыщать значения 0,35 дБ на длине волны 1550 нм. Выбранный для строительства проектируемой ВОЛС кабель «ОМЗКГМ», производства компании ЗАО «Москабель – Фуджикура» содержат волокна FutureGuide™-LA G.655, которые по своим параметрам, заявленным производителем в спецификации, полностью соответствуют волокнам типа «С» из данной рекомендации, и имеют коэффициент затухания равный дБ/км.

 

, дБ – затухание мощности оптического излучения разъемного оптического соединителя. Вносимые потери применяемых, наиболее популярных миниатюрных оптических разъемов изменяются в диапазоне от 0,3 до 0,6 дБ. При строительстве ВОЛС предполагается использовать оптические разъемы типа «MT-RJ». Малый форм-фактор позволяет реализовать большую плотность упаковки на коммутационной панели и плотную схему упаковке на стойке. Вносимые потери составляют около дБ.

Ниже приведен ряд преимуществ данной модели коннектора. Разъем «MT-RJ» (Mass Termination) является дуплексным – предназначен для подключения сразу двух волокон. Конструктивной особенностью разъема является наличие в литом корпусе коннектора двух металлических направляющих, которые при стыковке двух коннекторов устанавливаются в соответствующие гнезда. Таким образом осуществляется позиционирование коннекторов и центрирование осей волокон. При сборке разъема типа «MT-RJ» эпоксидный клей для вклейки волокон не используется и не требуется полировка наконечника с ОВ, так как в его конструкции пременяется не одно волоконный, а двухволоконный МТ-наконечник с механически закрепляемым по технологии CoreLink (предварительно отполированным) ОВ. Использование единого наконечника для обоих волокон позволяет не только уменьшить габариты выбранного разъема, но заметно снизить его стоимость.  

Далее приведена сравнительная таблица наиболее используемых миниатюрных разъемов.

, дБ – среднее значение затухания мощности оптического излучения неразъемного оптического соединителя на стыке между строительными длинами кабеля. Сварное соединение наиболее широко используется для постоянного соединения одномодового волокна (в отдельных случаях возможно применение механического соединения). Получения хорошего сварного сростка значительно упрощается с каждым годом, учитываю постоянный прогресс сварочного оборудования, процедур и практики сварки, в дополнение к постоянному улучшению контроля за геометрией волокна в процессе производства. В результате типичный диапазон достигаемых вносимых потерь составляет 0,04 – 0,1 дБ для одномодовых волокон. Величина этого затухания во многом зависит от квалификации персонала, типа сварочного оборудования и качества оптического волокна (возможные несовпадения в диаметрах сердцевин). В расчете будет использоваться значение дБ.

 

, км – среднее значение строительной длины кабеля. Оптические кабели поставляются на деревянных барабанах в зависимости от заказываемой строительной длины. Упаковка барабанов обшивкой из деревянных досок обеспечивает надежную защиту кабеля при транспортировке и хранении.

Приведенные далее таблицы типов барабанов и стандартно используемых строительных длин кабеля позволят определить оптимальную загрузку транспортных средств. Все данные взяты с официального сайта компании-производителя кабеля ЗАО «Москабель – Фуджикура».

                                                                                                                

 

                                                                      Рис. 5.1 Кабельный барабан.        

      

 

Тип барабана

Габариты, (мм)

Масса барабана с обшивкой, (кг)

А

B

C

D

E

12а

1220

880

650

710

70

151

14

1400

880

750

710

70

217

16a

1600

980

800

800

80

295

17a

1700

1120

900

900

80

367

18a

1800

1140

900

900

80

494

20a

2000

1310

1000

1060

80

725

Таблица 5.1 Типы кабельных барабанов.

 

 

Таблица 5.2. Выпускаемые строительные длины.

Марка кабеля

Количество оптических волокон в кабеле

Диаметр кабеля, (мм)

Тип барабана

12а

14

16a

17а

18а

20a

Длина кабеля на барабане, (м)

ОМЗКГМ-10-01-0,22-4…144-(7,0)

до 24

13,9

2430

3240

4700

6200

7310

11600

до 48

14,8

2150

2900

4150

5550

6550

10600

до 72

17,2

1600

2130

3300

4110

4840

7500

ОМЗКГМ-10-02-0,22-4…144-(7,0)

до 32

14,9

2110

2810

4100

5410

6370

10000

до 64

18,2

1430

1910

2750

3670

4320

6150

ОМЗКГМ-10-01-0,22-4…40-(20,0)

до 40

19,1

1280

1710

2500

3290

3880

5970

 

 

При строительстве ВОЛС предполагается использовать кабель с 48 оптическими волокнами и барабаном типа «18а», что определяет строительную длину кабеля км. При данных соотношениях длины и размеров барабана удается достигнуть компромисса в плане удобства транспортировки и прокладки, а также снижения суммарной величины потерь в сварных соединениях за счет уменьшения общего количества строительных длин, необходимых для организации всей линии связи.

 

В результате подстановки всех описанных выше величин в формулу по расчету длины элементарного кабельного участка получим следующее значение:

 

км

 

Данный расчет учитывает накопление оптических шумов за счет промежуточных оптических усилителей и предполагает одинаковость протяженностей ЭКУ на участке регенерации, уровней мощности оптического излучения и значения на входах приемников ВОСП всех оптических каналов, а также условие, что коэффициент усиления промежуточного усилителя значительно превышает усиление усилителя мощности на передаче.

Полученное значение длины ЭКУ является достаточным при условии предварительно выбранного ранее общего количества кабельных участков на регенерационной секции. Исходя из этого значения, определяется требуемое количество промежуточных линейных усилителей. В нашем случае является достаточным применение лишь одного усилителя типа EDFA (усилители на волокне легированном эрбием).

В соответствии с требованием одинаковости протяженностей ЭКУ на участке регенерации, необслуживаемый усилительный пункт необходимо расположить приблизительно в средней точке проектируемой магистрали.

 

5.1.2. Расчет по максимально допустимой дисперсии.

Расчет допустимой дисперсии в ОВ производиться по нижеследующей методике.

Исходным параметром является допустимое уширение оптических импульсов , пс, по отношению к тактовому интервалу цифрового сигнала для данной скорости передачи. Дисперсионное уширение оказывает заметное негативное воздействие на качество передаваемой информации. Оно влияет на характеристики приемника по двум причинам.

Первая заключается в том, что уширение импульса может распространить его действие на соседний битовый интервал и привести к межсимвольной интерференции.

Вторая причина в том, что пиковая энергия импульса уменьшается в результате уширения в целом. В результате зачастую приходиться увеличивать уровень входного сигнала на приемной стороне, чтобы компенсировать влияние этого фактора.

В соответствии с рекомендацией ITU-T G.663 вводиться следующая примерная оценка этих явлений – ухудшение показателей системы в среднем на 1 дБ происходит при полной дисперсии примерно 0,4Т, где Т – один битовый период. В соответствии с приведенными данными можно ввести приемлемое значение для максимально допустимого ухудшения качества системы.

Учитывая, что скорость передачи данных в каждом оптическом канале равняется B = 10Гбит/с = 10000000000бит/с , то время отводимое на передачу одного бита информации вычисляется как:

 

 

При данной величине тактового интервала допустимое уширение импульса будет равняться:

 

 

По известной длине регенерационной секции , которая составляет всю длину проектируемой трассы, что следует условия того, что полное восстановление сигнала производиться только в оконечных пунктах, а в промежуточных осуществляется лишь усиление, определяется суммарная вносимая дисперсия по следующему выражению:

 

, пс

 

В данной формуле введены следующие обозначения:

, км – длина регенерационной секции.

 

– коэффициент хроматической дисперсии оптического волокна пс/нм/км для максимальной длины волны рабочего диапазона, представляет собой уширение в пикосекундах, происходящее в импульсе шириной один нанометр при прохождении одного километра волокна.

Хроматическая дисперсия возникает из-за наличия зависимости показателя преломления материала, из которого сформирован волновод, от длины волны. Влияние данного вида дисперсии становиться особенно заметным при переходе на очень высокие скорости передачи (более 1 Гбит/с), при этом битовый период, а следовательно и битовый интервал, становиться настолько мал, что даже при использовании DFB-лазера с его очень узкой спектральной линией, наблюдается эта форма материальной дисперсии.

В соответствии с рекомендацией G.655 ITU-T, для волокон типа «С», коэффициэнт хроматической дисперсии нормируется в диапазоне длин волн 1530 – 1565 нм, и должен быть не менее 1 пс/нм/км и не более 10 пс/нм/км, при этом разница между максимальной и минимальной не должна превышать 5 пс/нм/км, знак дисперсии может быть как положительным так и отрицательным.

В применяемом для реализации ВОЛС кабеле «ОМЗКГМ» используются волокна полностью соответствующие требованием данной рекомендации. В официальной спецификации от производителя приводятся следующие значения хроматической дисперсии:

 

 

– коэффициент поляризационно-модовой дисперсии.

В одномодовом волокне присутствует лишь одна мода. Однако если учитывать поляризацию, то в одномодовом волокне присутствует две моды. В идеальном случае при использовании волокна с точной геометрией моды можно считать взаимно ортоганальными, а их поляризацию линейной. Также в этом случае можно говорить об оси быстрого распространения (для доминантной моды) и об оси медленного распространения. Неидеальность любого волокна объясняется многими факторами: ряд напряженных состояний возникающих в волокне в процессе производства (вытягивание сердечника и оболочки из заготовки), механическое действие процесса намотки волокна на оправу, вызывающее ассиметричное напряжение, другие напряжения при окончательной прокладки кабеля. Все эти действия приводят к деформации, нарушения округлости волокна или концентричности сердцевины относительно оболочки, к удлинениям или изгибам волокна, в результате чего происходят изменения в ориентации модовых осей, относительной скорости распространения света по каждой из осей, обмену мощностями между состояниями поляризации, что и является основным источником поляризационной модовой дисперсии. Единственный действенный способ по уменьшению данной дисперсии заключается в ужесточение контроля на этапе производства волокна.

В рекомендации международного союза электросвязи G.655, максимальное допустимое значение поляризационной модомой дисперсии устанавливается на уровне не более .

Используемое волокно также имеет величину дисперсии данного вида в пределах .

 

, нм – Результирующая ширина спектра оптического сигнала, распространяющегося по оптическому волокну, в первом приближении вычисляется по формуле:

 

 

В выражении используются следующие обозначения:

 

, нм – Ширина спектра модулируемого источника оптического излучения на уровне -20дБ.

По данным производителя оконечной DWDM аппаратуры, используемой в проекте, источником сигнала в этих системах является полупроводниковый лазер с распределенной обратной связью «DFB».

Данный тип лазеров имеет самую узкую спектральную линию излучения среди всех широко распространенных типов лазеров на рынке. При нормальных условиях эксплуатации от типовых DFB лазеров можно ожидать ширину полосы излучения на уровне около 0,2 нм. Стоит также учитывать, что подобные лазеры – очень дорогостоящие устройства, при этом на практике почти всегда используются именно эти лазеры для работы с длинными и сверхдлинными пролетами секций ВОСП. Для уверенности в оптимальной работе DFB лазера, они часто дополнительно укомплектовываются сложными компонентами, как например системами мониторинга текущего состояния и термоэлектрическими охладителями.

В расчетах будет использовано следующее значение ширины спектра излучения полученное из характеристик применяемого оконечного оборудования .

 

, нм – Ширина спектра цифрового сигнала, связанная с его скоростью передачи, определяется как:

 

, нм

 

В данном выражении введены следующие обозначения:

 

, нм – центральная длина волны модулируемого источника излучения, определим данную величину как центральную длину волны из используемого диапазона 1535÷1564 нм, в соответствии с этим примем следующее значение нм.

 

, – скорость света в вакууме, при расчетах в системах WDM обычно используют более точную оценку скорости света

 

, Гбит/с – скорость передачи данных в каждом отдельном оптическом канале, выбрана на уровне транспортного модуля STM-64, согласно синхронной цифровой иерархии и составляет Гбит/с.

 

– коэффициент значение, которого варьируется в зависимости от выбранного линейного оптического кода.

Выбор формата крайне важен при проектировании ВОСП, и при этом существует немало компромиссных вариантов. Например, формат RZ помогает избавиться от случайного смещения базового уровня. Для выделения сигнала синхронизации в синхронных системах связи, RZ является наиболее предпочтительным, благодаря возможности самосинхронизации. Однако он требует вдвое большей полосы пропускания по сравнению с форматом кода NRZ. Используя формат NRZ, можно поддерживать наибольшую мощность в расчете на бит информации, при условии, что допускается случайное смещение базового уровня. Достижение такой мощности особенно желательно при использовании в качестве источников СИД. С другой стороны, ЛД-источники позволяют достигать высокого уровня мощности за короткий интервал, продляя тем самым работоспособность ЛД и делая формат RZ более привлекательным.

Увеличение срока службы при коротком цикле может быть хорошим компромиссом для систем с высокими скоростями модуляции, используемыми в результате требований увеличить ширину полосы пропускания ВОСП. Системы с RZ кодом требуют как минимум вдвое большей полосы пропускания канала, чем системы с кодом NRZ пр той же скорости передачи данных. Это вызвано тем, что системы с кодом RZ используют много больше переходов в единицу времени при той же самой двоичной последовательности, чем системы NRZ.

В соответствии с вышеприведенными данными этот коэффициент устанавливается в диапазоне от 0,33 до 0,67 при использовании сигналов с RZ кодом и равняется 1 при использовании кода NRZ.

В проектируемой системе планируется использовать NRZ код в качестве основного линейного кода, следовательно коэффициент принимает значении =1 для последующих расчетов.

Проведем расчет ширины спектра цифрового сигнала:

 

 

Проведем расчет результирующей ширины спектра оптического сигнала:

 

 

Теперь, когда определены все необходимые величины, произведем расчет общей вносимой дисперсии:

 

 

Так как не выполняется условие , то становиться необходимым применение компенсаторов дисперсии. При этом величина компенсируемой дисперсии определяется как разность:

 

 

Следует учесть что обычно проводится возможно меньшая компенсация дисперсии, так как при этом компенсатор будет вносить меньшие потери

Хроматическая дисперсия накапливается в значительной степени линейно с ростом пути, пройденного в волокне. Это значительно облегчает её компенсацию. Осуществления компенсации происходит путем добавления к работающей линии передачи волокна с большой дисперсией, коэффициент которой имеет противоположный знак, а величина примерно равна той, что накопилась в работающей линии. Применяемые для этих целей специальные волокна могут иметь дисперсионный коэффициент на уровне –200 пс/нм/км, при этом длина DCF должна быть как можно короче.

При использовании DCF в неминуемо возникает ряд проблем.

Во-первых, специальное волокно, используемое в DCF, вносит значительно большие потери, чем работающее волокно. Эти потери составляют от 0,4 до 1 дБ/км и добавляются к общим потерям линии передачи.

Во-вторых, требуется значительные длины DCF для компенсации дисперсии на больших пролетах.

В-третьих, использование DCF приводит к возрастанию уровня нелинейных эффектов.

Выбор требуемого модуля DCF для реализации данного проекта будет производиться из продукции, предоставляемой производителем оконечного оборудования, компании «ИРЭ-Полюс». Для компенсации все величины излишней дисперсии достаточно применение одного модуля типа DCU-N330-R1-SM-C, позволяющего компенсировать уширения до -330 пс/нм/км. Установка данного модуля предусмотрена в приемной части аппаратуры, следовательно, компенсация будет осуществляться лишь в оконечных пунктах. Ниже приведена таблица с параметрами типовых выпускаемых компанией «ИРЭ-Полюс» модулей DCF.

 

Таблица 5.3 Компенсаторы дисперсии.

Компенсаторы дисперсии

Компенсатор дисперсии DCU-330

Компенсация до -330 пс/нм/км

DCU-N330-R1-SM-C

138 591,00р.

Компенсатор дисперсии DCU-660

Компенсация до -600 пс/нм/км

DCU-N660-R1-SM-C

211 410,00р.

Компенсатор дисперсии DCU-990

Компенсация до -990 пс/нм/км

DCU-N990-R1-SM-C

305 370,00р.

Компенсатор дисперсии DCU-1320

Компенсация до -1320 пс/нм/км

DCU-N1320-R1-SM-C

350 001,00р.

Компенсатор дисперсии DCU-1650

Компенсация до -1650 пс/нм/км

DCU-N1650-R1-SM-C

427 518,00р.

 

Введем величину потерь вносимых компенсатором дисперсии DCU-N330-R1-SM-C. В соответствии со спецификацией суммарная величина вносимого затухания данным компенсирующим устройством равняется =5 дБ.

Полученное значение необходимо распределить на количество промежуточных усилителей, равное . Обозначим , дБ – часть затухания компенсатора, приходящееся на каждый линейный усилитель.

 

дБ

 

Так как в проектируемой ВОЛС предполагается использовать лишь один промежуточный усилительный пункт, то вся нагрузка по компенсации дополнительного затухания за счет применения DCF модуля приходится на один усилитель.

Необходимо проверить выполнение неравенства:

 

При его выполнении не требуется изменения длины элементарного кабельного участка, полученного при расчете по максимально допустимому затуханию.

,дБ – Затухание элементарного кабельного участка, вычисляется как произведение длины ЭКУ на коэффициент затухания оптического волокна:

 

= LЭКУ· , дБ

= 189,3 · 0,2

= 37,9 дБ

 

, дБ – Значение уровня выходной мощности промежуточного оптического усилителя.

Для усиления в полосе размещения WDM каналов в основном используются усилители на легированном эрбием волокне – EDFA. В настоящее время данный тип ОУ является доминирующим на рынке. Главное преимущество таких усилителей над регенераторами заключается в том, что в многоканальной WDM системе на каждый канал требуется отдельный регенератор, тогда как на всю систему необходим лишь один усилитель. В простейшей конфигурации EDFA усилитель состоит из мультиплексора с разделением по длине волны, выполняющего функцию объединения светового сигнала накачки с рабочим оптическим сигналом. Объединяясь, эти два сигнала проходят через активную область (волокно), где и происходит фактическое усиление сигнала. Активная область состоит из специально приготовленного оптического волокна, которое в определенной степени легировано эрбием, редкоземельным элементом.

 

При строительстве ВОЛС предполагается использовать эрбиевый оптический усилитель EAU-500-M1 производства компании «ИРЭ – Полюс». Данный оптический линейный усилитель с мощностью 500 мВт позволяет достичь выходного уровня в пределах величины = 27 дБм.

 

, дБ – минимально допустимый уровень входной мощности оптического усилителя.

Усиление оптического сигнала существенно зависит от уровня входного сигнала. Необходимо учитывать, что усилитель демонстрирует большее усиление для слабых входных сигналов. Для достижения наилучших показателей в работе ОУ следует принять значение минимального входного уровня = -20 дБм.

Ниже приведена таблица с указанием основных характеристик выбранного ОУ, а также схожих моделей из данной линейки усилителей:

Таблица 5.4 Технические характеристики оптических усилителей.

Характеристика

Единицы

EAU-60 M1

EAU-100 M1

EAU-200 M1

EAU-500 M1

EAU-1000 M1

EAU-2000 M1

 

Максимальная мощность

дБм

18

20

23

27

30

33

 

Число выходных портов

 -

1

2

4

8

16

32

 

Разброс мощности по портам

дБ

-

0.2

0.3

0.4

0.6

0.8

 

Спектральный диапозон

нм

1535-1565

 

Неравномерность по спектру

дБ

< 2

 

Шум фактор, при Рвх =
0дБм/ +5дБм

дБ

< 4,5/ < 5,5

 

Нелинейные характеристики
CSO
CTB

дБк


-75
-80

 

PMD

псек

< 0.9

 

Поляризационная зависимость усиления

дБ

< 0.3

 

Коэффициент отражения от входа и выхода

дБ

> 45

 

Оптические разъемы

 -

FC/APC SC/APC и другие по заказу

 

Оптическая изоляция

дБ

> 35

 

Рабочая температура

°С

-10…+50

 

Температура хранения

°С

-40…+70

 

Влажность

%

< 95

 

Корпус

 -

19”, 2U

 

Потребляемая мощность
DC 42-72 В
AC 220 В

Вт

      
15
25

       
15
25

       
20
25

       
25
30

         
30
35

         
45
50

 
 

 

Определив все требуемые величины, проверим выполнение неравенства:

 

 

Выполнение данного неравенства свидетельствует о правильности выбранной при расчете по перекрываемому затуханию длины элементарного кабельного участка и о достаточности величины усиления промежуточного усилителя.

 

Результат всех расчетов можно свести в таблицу с основными характеристиками проектируемой ВОЛС:

Таблица. 5.5 Сводная таблица результатов расчета.

Длина   регенерационной секции

327 км

Максимальная длина ЭКУ

189,3 км

Затухание сигнала в пределах ЭКУ

37,9 дБ

Выходная мощность ОУ

+27 дБм

Суммарная величина дисперсии

377,8 пс

Компенсируемая дисперсия

-330 пс

Величина допустимой дисперсии

40 пс

 

 

 

5.2 Расчет помехоустойчивости линейных регенераторов

 

Помехоустойчивость цифровых систем передачи характеризует степень соответствия принятого и переданного сообщений при заданном уровне помех. Одним из достоинств ВОЛС является высокая защищенность от внешних и взаимных помех.

Рассмотрим помехоустойчивость линии связи на выходе усилителя регенерационного пункта.

В качестве усилителя фотодетектора используется трансимпедансный усилитель, являющийся преобразователем «ток-напряжение». Такой усилитель состоит из операционного усилителя (ОУ) с большим коэффициентом усиления по напряжению и резистора , (рисунок 5.6) посредством которого создается глубокая обратная связь, параллельная по входу и выходу.

Рисунок 5.6: Типовая схема усилителя фотодетектора

Помехоустойчивость связана с ожидаемым отношением сигнал-шум на выходе усилителя соотношением:

                                   (5.2.1)

где Q – отношение сигнал-шум на выходе усилителя и определяется по формуле:

                          (5.2.2)

где, - среднее значение фототока;

M – коэффициент лавинного умножения, равный 10 для лазерных фотодиодов;

q – заряд электрона, равный К;

γ – коэффициент, зависящий от материала фотодиода, равный 0,8 для диодов из фосфида индия;

k – постоянная Больцмана, равная Дж/град;

T – температура в градусах Кельвина. Усилитель работает при комнатной температуре, равной 293˚К;

- коэффициент внутренней помехи усилителя, равный 2;

- полоса частот, в которой определяется ток помехи, связана с тактовой частотой сигнала (для входного оптического сигнала в коде NRZ) следующим соотношением: =0,7· (тактовая частота равна 10 ГГц, тогда полоса частот будет составлять 7 ГГц).

          Среднее значение фототока связано со средней мощностью светового излучения на входе фотоприемника посредством монохроматической токовой чувствительности :

                                               ,                                   (5.2.3)

где, - средняя входная оптическая мощность на входе фотоприемника, связана с уровнем входного сигнала соотношением:

                                                                             (5.2.4)

Монохроматическая токовая чувствительность равна:

,                                  (5.2.5)    

где λ – длина волны передатчика;

η – квантовая эффективность, равная 0,85;

h – постоянная Планка, равная Дж·с;

с – скорость света в пустоте.

         Если выразить длину волны передатчика в мкм, то:

                                       

         Величина сопротивления резистора усилителя можно найти по формуле:

,                         (5.2.6)

- паразитная емкость в цепи обратной связи, равна 0,12 пФ.

Найдем по формуле (5.5.6) значение резистора:

Ом.

Используя формулы 5.2.3, 5.2.4 и 5.2.5 определим значение средней входной оптической мощности, монохроматической тактовой чувствительности и среднего значения фототока:

мкВт,

А/Вт,

0,42 мкА.

Используя формулу (5.5.2) найдем значение отношения сигнал-шум:

 

 

Тогда, помехозащищенность будет равна (для расчета воспользуемся соотношением (5.5.1):

дБ.

 

5.3 Расчет быстродействия волоконно-оптической линии связи

Выбор типа ОК может быть оценён расчётом быстродействия системы и сравнением его с допустимым значением. Быстродействие волоконно-оптической линии определяется инертностью элементов и дисперсионными свойствами оптического волокна. Расчет быстродействия сводится к определению допустимого и ожидаемого быстродействия и их сравнения. Если ожидаемое быстродействие меньше допустимого, то основные параметры ВОЛС и ее компонентов выбраны правильно.

Допустимое быстродействие цифровых ВОЛС зависит от характера передаваемого сигнала, скорости передачи линейного цифрового сигнала и определяется по формуле:

                            ,                                            (5.2.1)

где, - коэффициент, учитывающий характер линейного цифрового сигнала (линейный код). Для кода NRZ равен 0,7;

B – скорость передачи линейного цифрового сигнала.

Определим допустимое быстродействие, используя формулу (5.3.2):

700 нс.

Ожидаемое быстродействие ВОЛС (как совокупности линии связи и оптического кабеля) равно:

,         (5.3.3)

Где, - быстродействие передающего оптического модуля (ПОМ), зависящее от скорости передачи сигнала и типа источника излучения. Для скорости передачи в 10 Гбит/с эта величина составляет 0,03 нс;

- быстродействие принимающего оптического модуля (ПРОМ), определяемое скоростью передачи сигнала и типом фотодетектора. Для скорости передачи в 10 Гбит/с быстродействие равно 0,025 нс;

- уширение импульса оптического излучения импульса при его прохождении по оптическому волокну кабеля регенерационного участка, которое для одномодового волокна равно:

,                                               (5.3.4)

где, σ – коэффициент хроматической дисперсии оптического волокна;

Δλ – среднеквадратическая ширина полосы оптического излучения;

- длина регенерационного участка.

С помощью формулы (5.6.4) найдем уширение импульса:

64 пс.

Подставляя значение уширения импульса в формулу (5.6.3) найдем ожидаемое быстродействие ВОЛС:

0.74 пс.

Так как ожидаемое быстродействие меньше допустимого можно сделать вывод о том, что выбор типа кабеля и длины регенерационного участка выполнен верно.

 

5.4 Расчет параметров надежности ВОСП

 

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

Надёжность – одна из важнейших характеристик современных магистралей и сетей связи общего пользования. Особенно высокие требования по надёжности предъявляются к кабельным магистралям с большой пропускной способностью, к которым относятся волоконно-оптические кабели (ВОК). Надёжность ОК – свойство сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения.

Основными нормативными показателями надежности работы являются:

-        наработка на отказ;

-        коэффициент готовности;

-        время восстановления.

Наработка на отказ (Т0) – среднее значение времени наработки между двумя последовательными отказами.

Коэффициент готовности (Кг) – вероятность нахождения объекта технической эксплуатации (ОТЭ) в исправном состоянии в произвольно выбранный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых он подвергается профилактическому контролю, определяемый по формуле:

,                                                      (5.7.1)

где Кп – коэффициент простоя, вероятность нахождения линии в произвольно выбранный момент времени, кроме планируемых периодов, в состоянии отказа. При существующей на эксплуатации стратегии восстановления, начинающегося с момента обнаружения отказа (аварии) коэффициент простоя (неготовности) определяется по формуле:

,                                              (5.7.2)

где – интенсивность отказов ОК за 1 час на длине трассы;

Тв – время восстановления, продолжительность восстановления

работоспособности ОТЭ после отказа.

Требуемые показатели надёжности внутризоновой первичной сети (ВзПС) с максимальной протяжённостью Lм (без учета резервирования) приведены в таблице 5.1 в соответствии с РД 45.047-99.

Таблица 5.1 – Показатели надежности для ВзПС, Lм = 1400 км

Показатель

надежности

Канал ТЧ или ОЦК независимо от применяемой системы передачи

Канал ОЦК на перспективной

цифровой сети

АЛТ

Коэффициент готовности

>0,99

> 0,998

0,99

Среднее время

между отказами, час

> 111,4

> 2050

> 350

Время

восстановления, час

< 1,1

<4,24

см.

примечание

 

Примечание: для оборудования линейных трактов на ВзПС и СМП должно быть:

-      время восстановления необслуживаемого регенерационного пункта НРП – Твнрп< 2,5 часов (в том числе время подъезда ремонтной бригады – 2 часа);

-      время восстановления обслуживаемого регенерационного пункта ОРП, ОП – Творп< 0,5 часа;

-      время восстановления ОК – Твок< 10 часов (в том числе время подъезда ремонтной бригады – 3,5 часа).

Произведем расчет параметров надежности проектируемой магистрали Краснодар - Ставрополь для канала ОЦК (основного цифрового канала) и кабельной линии.

Учитывая, что средняя плотность отказов (), на 100 км кабеля, в год равна 0,34 (по статистике для подземных кабелей), рассчитаем интенсивность отказов ОК за 1 час на длине трассы ВОЛС.

Интенсивность отказов определяется по формуле:

,                                      (5.7.3)

где L – длина проектируемой трассы, равная 340 км;

8760 – количество часов в году.

= 0,1387 × 10-3

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

,                                       (5.7.4)

где L – длина проектируемой ВОЛС, км;

Т0 – среднее значение времени между отказами, часов;

рассчитаем среднее время между отказами:

= 1377 часа

рассчитаем коэффициент простоя:

= 1,384 × 10-3

рассчитаем коэффициент готовности:

= 0,999

Определим параметры надежности (Т0(L), Кп, Кг) для канала ОЦК по формулам :

= 8039 часов

= 0,5873 × 10-3

= 0,999

В результате расчетов можно сделать вывод, что проектируемая кабельная магистраль, способна выполнять заданные функции с необходимым качеством.

Полученные значения параметров надежности полностью удовлетворяют нормативным.

 

 

  • Схема организации связи

 

При разработке схемы организации связи учтены следующие основные принципы построения первичной сети связи:

  1. Первичная сеть должна быть цифровой на всех уровнях;
  2. Линии передачи должны быть организованы только на основе стандартных цифровых каналов и трактах;
  3. Первичная сеть должна обладать такими структурными и функциональными характеристиками, которые позволили бы иметь возможность ее использования для любых вторичных сетей (общего пользования, ведомственных, частных и так далее);
  4. Топология первичной сети должна экономично реализовать структуры всех вторичных структур электросвязи и быть оптимальной с точки зрения их постоянной интеграции;
  5. Сеть должна обеспечивать возможность существенного расширения пропускной способности для внедрения новых технологий и предоставления пользователям;
  6. Вторичных сетей новых услуг и качества функционирования.

Для реализации проектируемой волоконно-оптической линии связи предполагается использовать в качестве оборудования оконечных станций мультисервисную платформу магистральных сетей DWDM «ПУСК». Данная аппаратура производится компанией ООО НТО «ИРЭ-Полюс». Компания является одним из ведущим отечественных разработчиков в сфере производста высокоэффективных волоконных лазеров и усилителей, оптических компонентов, узлов, модулей, приборов, подсистем и систем.

Данный выбор продиктован тем, что при всех прочих равных возможностях предоставляемых аппаратурой «ПУСК» и аппаратурой сторонних производителей, мультисервисная платформа «ПУСК» является наиболее экономичным вариантом в плане материальных затрат.

Терминальные мультиплексоры устанавливаются в действующих ЛАЦ г.Котлас, ЛАЦ Широкий-Прилук, ЛАЦ Сыктывкар.

Расстояния между точками установки оборудования не превышают длины участка регенерации, рассчитанной в пункте 5.1.

Схема организации связи представлена на рисунке 5.5.1.

 

 

 

Рисунок 5.5.1.

 

 

 

  1. ПОДГОТОВКА И ОРГАНИЗАЦИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА

 

  • Необходимая документация

 

Строительство волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) осуществляется по утвержденному техническому проекту. В процессе подготовки к строительству, как правило, выполняются следующие основные виды работ:

  • изучение проектно-сметной документации;
  • составление проекта производства работ (ППР);
  • решение организационных вопросов взаимодействия строительной организации с представителями заказчика;
  • проведение входного контроля ОК;
  • решение задачи материально-технического обеспечения;
  • проведение подготовки персонала по выполнению основных строительно-монтажных операций.

Одним из основных документов строительства конкретной ВОЛС является ППР, который составляется производственно-техническим отделом строительной организации с участием прораба, руководящего строительством объекта. Проект производства работ составляется на основе подробного изучения проектно-сметной документации и обследования на местности трассы строящейся ВОЛС. В процессе ознакомления с трассой особое внимание должно быть обращено на такие сложные участки как:

  • речные переходы;
  • пересечения автомобильных, железнодорожных и трамвайных путей, трубопроводов;
  • прокладка кабеля по мостам, туннелям, в заболоченных местам, на скальных и гористых участках, в населенных пунктах.

На основании этих данных выбирают наиболее оптимальные планы прокладки ОК на различных участках трассы, детализируют технологию строительства ВОЛС, составляют календарный план производства работ по участкам с учетом трудоемкости операции, рассчитывают потребность машин и механизмов, определяют пункты возможного размещения кабельных площадок и помещений для проведения входного контроля ОК. Кроме того, решаются вопросы организации служебной связи.

Для начала строительно-монтажных работ руководитель должен иметь:

  • план производства работ с указанием сроков начала и окончания работ по участкам;
  • проектно-сметную документацию на линейно-кабельные сооружения;
  • график сдачи в монтаж оптического кабеля по участкам;
  • расчет необходимого автотранспорта, источник получения ГМС;
  • ведомость потребного инструмента, оборудования и принадлежностей, а также оборудования по технике безопасности и инвентаря;
  • единые и местные нормы времени и расценки выполняемых работ;
  • технологическую документацию (инструкции, технологические карты и карты трудового процесса: журналы производства работ и бланки исполнительной и отчетной документации).

 

  • Основные решения по строительству

 

Способы строительства линейных сооружений связи и прокладки кабеля определяются следующими основными требованиями:

  • прокладка кабелей в грунты I-III групп производиться на глубину 0,9 - 1,2 метра ручным способом в открытую траншею или механизированным бестраншейным способом с применением кабелеукладчика в соответствии с «Руководством по прокладке, монтажу и сдаче в эксплуатацию волоконно-оптических линий связи внутризоновых сетей» и «Технологической картой на прокладку оптических кабелей связи внутризоновых сетей»;
  • разработка котлованов для установки смотровых камер, осуществления бестраншейных переходов через автомобильные и железнодорожные переходы, засыпка траншей и котлованов, планировка местности вдоль трассы должна производиться механизированным способом;
  • проектные решения по строительству линейно-кабельных сооружений должны обеспечивать не менее 80% уровень механизации при выполнении земляных работ и 87% уровень при прокладке кабеля.

 

6.3.   Организация подготовительных работ

 

В процессе подготовки к строительству линейных сооружений должны быть выполнены следующие основные мероприятия:

  • изучение проектно-сметной документации;
  • изучение трассы прокладки кабеля и условий производства работ в натуре;
  • определение потребностей в рабочей силе, инструментах и материалах;
  • определение потребностей и подготовка машин и механизмов;
  • подготовка автотранспорта;
  • подготовка контрольно-измерительная аппаратуры;
  • организация и размещение на трассе строительно-монтажных подразделений.

Организация и проведение подготовительных работ должны осуществляться в соответствии с графиком материально-технического обеспечения и проектом организации строительства.

 

  • Технология строительства линейных сооружений связи

 

Прокладка кабеля включает в себя следующие технологические процессы:

  • входной контроль кабеля, арматуры и оборудования, поступивших от поставщиков;
  • разбивка трассы с уточнением и обозначением на местности указанных в рабочей документации мест пересечения трубопроводов, канализационных сетей, кабелей и других подземных сооружений;
  • вырубка просек, планировка трассы;
  • вывозка на трассу труб, кирпича, песка и других материалов;
  • устройство трубопроводов на пересечении с автомобильными и железными дорогами;
  • прокладка кабеля через водные преграды;
  • прокладка кабеля и других защитных проводов кабелеукладчиком;
  • рытье траншей, устройство кабельной канализации и прокладка кабеля и защитных проводов на участках, где невозможна прокладка кабелеукладчиком;
  • защита кабеля от механических повреждений;
  • фиксация трассы проложенного кабеля;
  • засыпка траншей, рекультивация земель и планировка трассы;
  • проверка проложенного кабеля и сдача его в монтаж.

Для осуществления этих работ в специализированной строительной организации создаются специальные производственные подразделения, отвечающие за определенные этапы строительства.

 

 

  • Транспортные работы

 

Транспортные работы при строительстве ВОЛС связаны с транспортировкой грузов различного веса и объема, перевозкой людей и выполнением погрузочно-разгрузочных работ.

Для транспортировки кабеля и других грузов на трассах с благоприятными дорожными условиями должны использоваться грузовые автомобили. Для перевозки людей следует использовать автобусы или специально оборудованные автомобили.

Для выполнения погрузочно-разгрузочных работ на кабельной площадках и на трассе должны использоваться автокраны.

Для обеспечения оперативного управления участком, а также доставки мелких грузов и обеспечения бытовых нужд механизированная колонна комплектуется автомобилем УАЗ-452Д.

Для транспортировки барабанов с кабелем и прокладки следует использовать прицепные кабельные транспортеры типа ККТ-7.

 

 

 

  • Подготовка автотранспорта

 

При определении потребности в автомобильном транспорте и ГСМ должны быть учтены:

  • транспортировка барабанов от станции разгрузки до кабельных площадок и на трассу, а также вывоз пустых барабанов с трассы;
  • перевозка смотровых камер и перекрытий, асбестоцементных труб и других материалов;
  • перевозка людей;
  • вывоз земли, оставшейся после работ в городах, поселках;
  • доставка ГСМ;
  • пусконаладочные и измерительные работы;
  • выезды на трассу для осуществления руководства, технического надзора.

 

 

 

  • Механизированная кабелеукладочная колонна

 

На механизированную кабелеукладочную колонну возлагаются следующие виды работ:

  • подготовка трассы перед прокладкой (планировка, срезка крутых спусков на пересечении с реками и оврагами и т.д.);
  • вывозка барабанов с кабелем на трассу;
  • прокладка кабеля и защитных проводов;
  • прокладка кабеля через несудоходные реки кабелеукладчиком;
  • планировка трассы после прокладки кабеля;
  • установка замерных столбцов;
  • вывозка пустых барабанов на кабельную площадку;
  • участие в составлении картограммы глубины залегания кабеля.

Состав механизированной колонны определяется, как и ее оснащенность, объемом работ и условиями ее выполнения.

Направляемые на трассу механизмы должны быть тщательно проверены, приведены в порядок, укомплектованы инструментом, приспособлениями и запасными частями, необходимыми для их нормальной эксплуатации.

6.8.   Разбивка трассы

 

Разбивка трассы должна точно соответствовать утвержденным и согласованным рабочим чертежам. Перенос трассы с рабочих чертежей в натуру производится от постоянных ориентиров (опор, столбцов и т.д.). Места нахождения подземных коммуникаций по трассе обозначаются отличительными знаками. При неточности материала, содержащего сведения о существующих подземных сооружениях, производят шурфование в трех-пяти местах на каждые 100 метров в виде узких поперечных траншей, на продольной оси трассы.

Разбивку трассы ведут с соблюдением прямолинейности, при обходе препятствий выбирают кратчайший путь. При разбивке трассы должны быть фиксированы все пересечения с другими подземными сооружениями, места изменения глубины прокладки.

 

6.9.   Размещение кабельных площадок на трассе

 

На основании изучения трассы и с учетом ближайших железнодорожных станций уточняются намеченные проектом пункты разгрузки барабанов с кабелем, площадки для сосредоточения барабанов с кабелем и других деталей и арматуры.

Кабельные площадки следует выбирать в непосредственной близости от трассы, чтобы избежать простоев механизированной колонны из-за несвоевременной подвозки материалов. Местность, выбранная для кабельной площадки, должна быть ровной, сухой и не затапливаемой. Места расположения кабельных площадок должны быть согласованы с местными органами власти или предприятиями и организациями, на территории которых предполагается организовать площадку. Размеры площадок следует рассчитывать на размещение максимального количества грузов, направляемых в данный пункт. Барабан с кабелем, арматура, камеры должны быть размещены на площадке таким образом, чтобы имелась возможность без перекатывания барабанов производить измерения и испытания оптического кабеля. Поврежденные материалы необходимо размещать отдельно.

Пустые барабаны складываются в специально отведенном месте. На кабельных площадках должны быть организованы противопожарные средства и организована охрана.

6.10.           Входной контроль

 

При строительстве ВОЛС необходимо проводить 100%-й входной контроль ОК, поступающего от завода-изготовителя или заказчика. Прокладка кабеля без проведения входного контроля не разрешается.

В процессе входного контроля производится внешний осмотр на отсутствие механических повреждений и измерение затухания. Если при внешнем осмотре установлены серьезные повреждения барабана или кабеля, которые могут привести к повреждению последнего в процессе транспортировки или прокладки, а также к снижению эксплуатационной надежности, должен быть составлен акт с участием эксперта подрядчика, заказчика и других заинтересованных организаций.

Обнаруженные незначительные повреждения барабана устраняются собственными силами. Если барабан на месте отремонтировать не возможно, то с уведомления заказчика кабель с него перематывается на исправный барабан плотными и ровными витками. Не допускается перемотка с барабана на барабан, установленный на щеку. При перемотке необходимо визуально контролировать целостность наружной оболочки кабеля.

После вскрытия обшивки барабана проверяют наличие заводских паспортов, соответствие маркировки строительной длинны, указанной в паспорте и маркировке, указанной на барабане. Также проверяют внешнее состояние кабеля на отсутствие вмятин, порезов, пережимов, перекруток и т.д.

При отсутствие заводского паспорта на кабель, следует запросить его дубликат у завода-изготовителя. Если дубликат не будет получен, то необходимо вызвать представителя завода-изготовителя для производства паспортизации кабеля на месте в присутствии заказчика.

Входной контроль по затуханию. Входной контроль по затуханию производиться в сухих отапливаемых помещениях, имеющих освещение и розетки для подключения приборов. Перед измерением необходимо предварительно просветить оптические волокна (ОВ) любым источником света (например, гелиевым лазером). Если какие-нибудь ОВ не просвечиваются, то измерение затухания следует начинать с этих волокон. Наиболее удобно измерять затухание методом обратного рассеяния с помощью рефлектометра. Результаты измерения сравниваются с паспортными значениями. В случае превышения измеренных значений установленных норм для данного кабеля должен быть составлен акт и строительная длина должна быть возвращена заводу-изготовителю.

 

6.11.      Группирование строительных длин кабеля

 

Группирование строительных длин кабеля производится после получения точных сведений о нахождении на трассе прокладки кабеля различных коммуникаций, пересечений железных и шоссейных дорог, речных переходов, газопроводов, о фактических длинах пролетов построенной канализации и типах колодцев. Для этого производится обследование трассы, и вносятся корректировки в проектную документацию.

При подборе строительных длин следует исходить из того, что на одном регенерационном участке (соединительной линии) должен быть кабель, изготовленный одним заводом, только одной марки, с одним типом ОВ и его защитным покрытием. При группировании строительных длин кабеля, прокладываемого в грунте, расчет производится таким образом, чтобы различные пересечения трассы приходились как можно ближе к концу строительной длины, а место расположения соединительной муфты было доступно для подъезда монтажно-измерительной автомашины.

При группировании строительных длин кабеля, прокладываемого в кабельной канализации, исходят из того, что после выкладки отходы кабеля должны быть минимальными. При этом учитывают длины пролетов, форму транзитных колодцев, запас ОК на монтаж. Длина запаса кабеля для монтажа муфты должна составлять 10 м с каждой стороны при прокладке в грунте и 8 м при прокладке в канализации.

По результатам группирования составляется укладочная ведомость, которая вместе с паспортом прикладывается к сдаточной документации ВОЛС.

 

 

  • . Прокладка кабеля в грунт

 

Оптический кабель прокладывается в грунтах всех категорий (кроме подверженных мерзлотным деформациям), при пересечении неглубоких болот, несудоходных и несплавных рек со спокойным течением (с обязательным заглублением). Способы прокладки ОК через болота и водные преграды должны определяться отдельными проектными решениями.

Прокладка ОК в грунт может выполняться ручным способом в ранее отрытую траншею или бестраншейным способом с помощью ножевых кабелеукладчиков. Если используется защитный трубопровод, то можно сначала в грунт укладывать трубопровод (полиэтиленовая труба с диаметром до 34 мм), а затем в него затягивать ОК, либо прокладывать трубопровод с заранее уложенным в него кабелем.

Внутризоновые ВОЛС имеют большую протяженность и прокладываются в различных климатических, почвенных и топографических условиях. Основным способом прокладки кабеля при строительстве внутризоновой ВОЛС благодаря высокой производительности и эффективности является прокладка ОК кабелеукладчиком (бестраншейный способ).

Для прокладки ОК используются кабелеукладчики с активными и пассивными рабочими органами. С помощью ножевого кабелеукладчика в грунте прорезается узкая щель, и кабель укладывается на дно, на заданную глубину залегания (0,9…1,2 м). Кабель на пути от барабана до выхода из кабеленаправляющей кассеты подвергается воздействию продольного растяжения, поперечного сжатия и изгиба, а при применении вибрационных кабелеукладчиков – вибрационному воздействию. Поэтому при прокладке кабеля с помощью кабелеукладчика конструкция между катушкой с кабелем и направляющей для кабеля должна учитывать конкретные критерии изгиба кабеля и иметь малое трение, препятствующее перегрузке волокна. Как правило, системы защиты кабеля от перегрузок не требуется, но при мощном кабелеукладчике, наличии барабана с кабелем и направляющих роликов можно включить устройство регулирования натяжения кабеля. Таким образом, 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.

При прокладке ОК кабелеукладчиком недопустимо: вращение барабана под действием натяжения кабеля, возникающих при движении кабелеукладчика по трассе, рывки при прокладке в сложных грунтах, наличие препятствий в грунте, на трассе и т.п.

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

  • принудительное вращение барабана в момент начала движения кабелеукладчика и синхронизированную 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);
  • допускаемый радиус изгиба ОК от барабана до укладки на дно щели на всем участке подачи кабеля через кассету;
  • исключение засорения кабелеукладочного ножа и остановок вращения барабана при движении кабелеукладчика.

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

Перед началом строительных работ необходимо проверить подготовку трассы. За проведением всех строительных работ должен осуществляться непрерывный контроль, так как ошибки проекта или плохой подготовки трасс трудно исправить непосредственно в полевых условиях.

Обязательным является планировка трассы перед прокладкой ОК бульдозером. Подъемы и уклоны трассы не должны превышать 30О. В сложных грунтах необходима предварительная пропорка грунта для обнаружения скрытых препятствий, которые могли бы повредить кабель. Грунт на таких участках разрабатывается с помощью бурильных и взрывных работ, машин и механизмов для разработки траншей и т.п.

           Способы прокладки в грунте часто чередуются в зависимости от условий прокладки. На отдельных участках трасс предварительно может укладываться жесткий защитный трубопровод, в который затем затягиваются ОК. Для выбора способа прокладки может потребоваться исследование грунта.

Прокладку кабеля рекомендуется выполнять под постоянным контролем, осуществляемым по результатам измерения затухания ОВ кабеля с помощью оптического тестера, оптического рефлектометра или других аналогичных средств измерения.

Кабельные переходы на пересечениях с железными и шоссейными дорогами, трубопроводами и другими коммуникациями оборудуются методом скрытой прокладки без прекращения движения транспорта. Кабели на переходах прокладываются в трубах, закладываемых в скважины.

           Работу по устройству скважин допускается выполнять только при наличии рабочих чертежей и в присутствии представителей дороги, под которой устраивается скважина. Скважины нельзя устраивать под железнодорожными путями на криволинейных участках (поворотах) или под стрелками. Скважины длиной до 50 м и диаметром 130-300 мм устраивают, как правило, с помощью пневмопробойников   ИП-4603 (с обратным ходом) или ИП-4601, работающих от компрессорной установки. Для продавливания скважин длиной до 50 м в непесчаных и до 20 м в песчаных грунтах может быть использован гидропресс. Он позволяет получить скважины диаметром 130-200 мм с расширителем и 50 мм без расширителя. При больших объемах используется комплексная машина для продавливания грунта марки КМ-143М, собранная на базе автомобиля ГАЗ-63А и оснащенная гидропрессом БГ-3. Для подготовки скважин при скрытой прокладке может использоваться и другое зарубежное сертифицированное оборудование.

Возможна прокладка труб через железные и шоссейные дороги и открытым способом. Прокладка труб под препятствиями, как правило, проводиться до начала прокладки кабеля в районе пересечения. Отдается предпочтения 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 кабелеукладчика и продолжают прокладку.

Если под препятствием труба не прокладывается, то сначала под препятствием откапывают котлован, барабан 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 козлы, и протяжку кабеля, проходящего по поверхности земли.

Трассы подземных кабелей на загородных участках отмечают железобетонными замерными столбиками или другими приспособлениями. Столбики устанавливаются в местах положения муфт, на поворотах трассы, на ее пересечениях с водными преградами, дорогами и подземными сооружениями. Столбики размещают на расстоянии 0,1 м от кабеля или муфты со стороны поля.

Извлечение кабеля из земли производят при замене поврежденного участка или упразднения линии. При замене кабеля откапывают и демонтируют муфты, ограничивающие заменяемый участок. На концах рабочего кабеля выполняют оконечные заделки. Определяют трассу заменяемого кабеля и намечают ее на местности колышками, канавками или другими отметками. На концах заменяемого кабеля выполняют оконечные заделки. Затем кабель откапывают и наматывают на барабан, который перевозят по трассе на транспортере или в кузове автомобиля.

           Прокладка кабеля в траншею. Максимальное внимание при прокладке кабеля в открытую траншею должно уделяться ограничению минимального радиуса изгиба ОК. Он должен быть не менее 15 диаметров кабеля. Для этого размотку кабеля, переноску и укладку его в траншею необходимо проводить без перегибов. Нельзя волочить кабель по поверхности земли и разматывать кабель барабаном.

Размотка кабеля при прокладке в открытую траншею должна, как правило, осуществляться с помощью механизмов. Если позволяют условия трассы, то используют барабан, установленный в специально оборудованном кузове автомашины или на кабельном транспорте, передвигающемся по трассе вдоль траншеи. Скорость движения не должна превышать 1 км/ч. Расстояние от колес до края траншеи должно быть не меньше 1,25 глубины траншеи. Кабель разматывают так, чтобы он сходил с верха барабана, и укладывают на дно траншеи или на ее бровку без натяжения. Скорость вращения барабана должна постоянно согласовываться со скоростью прокладки кабеля по трассе. Во время размотки следует следить, чтобы перехлестнувшиеся, слипшиеся или смерзшиеся витки не вызывали резких перегибов и рывков кабеля при сходе с барабана.

Если условия местности не позволяют использовать технику, то вручную выносится вся строительная длина кабеля, укладывается вдоль траншеи, а затем опускается в нее. При этом барабан с кабелем устанавливается в начале участка прокладки на неподвижной основе.

При прокладке расстояние между соседними рабочими должно быть таким, чтобы кабель не волочился по земле. При недостаточном количестве рабочих применяют способ «петли»: конец кабеля оставляют у барабана в начале участка 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. До половины строительной длины петля удлиняется, а затем укорачивается по мере продвижения к концу. В результате весь кабель вытягивается в одну линию.

Перед укладкой кабеля в траншею дно ее на всем протяжении выравнивают и очищают от камней и других твердых включений. На участках пересечения с подземными коммуникациями изменение глубины должно осуществляться по плавной линии. В скальных и твердых грунтах на дно траншеи насыпают «постель» высотой 100 мм из песка или мягкого грунта (просеянного). Кабель укладывают без напряжения, но и без существенных отклонений от осевой линии. Кабель должен плотно прилегать ко дну траншеи и не иметь крупных изгибов. После укладки кабеля в траншею производят ее засыпку механизированным или ручным способом. Механизированную засыпку производят бульдозером. При наличие в грунте твердых включений кабель сперва засыпают песком или мягким грунтом, дальнейшую засыпку производят ранее вынутым грунтом.

 

  • Прокладка кабеля в канализации

 

Прокладка ОК в кабельной канализации может выполняться вручную или механизированным способом с использованием комплекта приспособлений для прокладки кабеля. При разработке технологии прокладки ОК необходимо учитывать метраж строительных длин ОК, уровень допустимых механических нагрузок на кабель и соответственно их ограничение при прокладке кабеля.

Для защиты ОК от механических перегрузок при прокладке и эксплуатации применяют трубы кабельной канализации с уменьшенным коэффициентом трения и используют при прокладке тяговую систему с распределением тягового усилия. Особое внимание при прокладке ОК следует уделить мерам по снижению коэффициентов трения. В основном они сводятся к использованию механизма вращения барабана и тягового каната (троса) оптимальных конструкций, а также вспомогательных (защитных) трубопроводов (субканалов).

В качестве защитных трубопроводов применяются полимерные трубы, проложенные в канале кабельной канализации. Они фактически разделяют канал, позволяют оставлять место для последующей прокладки новых кабелей и обеспечивают защиту проложенных в них ОК в процессе эксплуатации при производстве работ в данном канале кабельной канализации. В одном канале кабельной канализации (диаметром 100 м) располагают не более трех-четырех вспомогательных трубопроводов из полиэтиленовых труб диаметром 32 мм.

Применение вспомогательных трубопроводов существенно снижает коэффициент трения кабеля (троса) при затягивании кабеля и создает условия для прокладки ОК большой длины. Наиболее распространены вспомогательные трубопроводы из гладких пластмассовых труб. Более эффективны с точки зрения уменьшения трения гофрированные вспомогательные трубопроводы.

Для уменьшения трения при затягивании кабеля во вспомогательный трубопровод используются смазочные материалы на основе минеральных масел. Смазка должны быть безопасна и безвредна для кабеля, окружающей среды и обслуживающего персонала.

При затягивании ОК большими длинами применяется такая организация работ, когда вся длина кабеля затягивается ступенями с образованием и последовательной выборкой петель. Наиболее распространен способ укладки ОК восьмеркой, когда кабель затягивается в канализацию от середины участка в обе стороны.

В тех случаях, когда прокладывают ОК в каналы, занятые электрическими кабелями, появляется опасность повреждения ОК при его затяжке по причине заклинивания, а также при проведении ремонта ранее проложенных электрических кабелей. В таких случаях необходимо длины прокладываемого ОК выбирать так, чтобы избежать превышения допустимой для данной типа кабеля нагрузки.

Механические нагрузки на кабель в процессе его прокладки в канализации во многом определяются случайными факторами. Поэтому при прокладке ОК обязательно используются устройства, обеспечивающие измерение и ограничение (управление) силы натяжения, фактически действующее в кабеле. Тяговое усилие измеряется либо в начале кабеля, либо на лебедке, поскольку именно в этих точках сила натяжения, действующая на кабель, максимальна.

Подготовка кабельной канализации к прокладке ОК включает устройство ограждений, подготовку колодцев и каналов кабельной канализации, прокладку полиэтиленовой трубы в канале. После установки ограждений открывают люки смотровых устройств и проверяют их на наличие углекислого газа и метана. При наличии газов смотровые устройства вентилируют. При необходимости производят откачку воды.

Заготовку свободного канала при прокладке кабеля без вспомогательного трубопровода производят в соответствии с инструкцией прокладки электрических кабелей связи. Заготовка канала, в котором уже проложен ОК без вспомогательного трубопровода, должна осуществляться либо стеклопрутком, либо полиэтиленовой трубкой.

В состав комплекта для прокладки ОК в канализации в обязательном порядке должны входить:

  • лебедка проволочная ручная или лебедка универсальная для заготовки каналов, прокладки полиэтиленовой трубы с помощью проволоки (троса), затягивания кабеля;
  • устройство для размотки кабеля с барабанов, кабельный транспортер или козла-домкрат;
  • труба направляющая гибкая для ввода кабеля через люк колодца от барабана до канала канализации;
  • комплект люкооогибных роликов для направления прохождения заготовки (троса, проволоки) и кабеля через люк последнего колодца;
  • горизонтальная распорка внутренняя и блок кабельный для внутреннего поворота кабеля в угловом колодце (по числу угловых колодцев);
  • воронки направляющие на трубу кабельной канализации и на полиэтиленовую трубу, проложенную в канале, для предотвращения повреждения кабеля и обеспечения требуемого радиуса изгиба на входе и выходе канала (по две штуки в колодец);
  • чулок кабельный с наконечником для тяжения кабеля за центральный силовой элемент и полиэтиленовую оболочку;
  • компенсатор кручения для исключения осевого скручивания прокладываемого кабеля.

Для прокладки волоконно-оптического кабеля в подземной канализации вполне пригодны большинство управляемых лебедок и систем, рассчитанных на обычные скорости.

Для прокладки необходимы заготовки (тросы или шнуры) с малым удельным весом и большим модулем упругости. Следует избегать узлов на шнурах и тросах.

При прокладке кабеля очень больших длин волоконно-оптического кабеля необходимо рассчитать максимальное натяжение кабеля, которое можно сравнивать с установленными механическими характеристиками данного кабеля по ТУ. Если эти значения близки, то рассматривается вопрос о методах, обеспечивающих возможность прокладки, таких как альтернативное применение другой конструкции кабеля, укорочение трассы, изменение трассы или направления прокладки либо принятие специальных мер предосторожности в конкретном случае.

После проведения расчетов натяжения ОК 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. Если трасса не прямолинейна, имеет больше двух угловых колодцев и т.д., необходимо определить первый колодец и проложить кабель от этого колодца в двух направлениях. Желательно, чтобы это был угловой колодец.

С барабана удаляют обшивку и устанавливают со стороны трассы прокладки так, чтобы смотка шла сверху. Барабан должен свободно вращаться от руки. Конец кабеля освобождают от крепления к барабану, от защитного колпачка, очищают, заделывают в одном из приспособлений ЧСК-12, ЧСК-12К, НКС. Тяжение кабеля производиться за центральный силовой элемент и оболочку. Компенсатор кручения с заготовочной проволокой соединяют обычной скруткой. Скрутка не должна выступать за габариты наконечника и компенсатора кручения.

Кабель прокладывается с помощью лебедки с ограничителем тяжения, вращение ее должно быть равномерным, без рывков. С противоположной стороны кабель разматывают с барабана вручную. Разматывать барабан тяжением кабеля недопустимо. При прокладке необходимо следить, чтобы не образовывалась петля и чтобы кабель равномерно уходил в противоположный канал.

Оптические кабели выкладывают по форме транзитных колодцев, укладывают их на консоли соответствующего ряда в ближайших к кронштейну ручьях (желательно на первое консольное место) и закрепляют перевязкой. Выкладываемый кабель не должен перекрещиваться с другими кабелями в том же ряду, и заслонять собой отверстия каналов.

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 8 м, а при монтаже муфты в колодце (в зависимости от типа колодца) - 3…5 м.

После выкладки кабеля снимают все противоугоны, направляющие воронки и другие устройства. Кабель в каждом колодце маркируется номером, выданным специально для данного кабеля организацией-владельцем канализации, в которой производиться прокладка.

По окончании всех работ, связанных с прокладкой кабеля, производится контрольное измерение затухания ОВ, которое должно быть в пределах установленной километрической нормы.

 

 

  1. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

 

 

  • Выбор видов трудовой деятельности, обеспечиваемых

мероприятиями по охране труда

 

Проектируемая внутризоновая волоконно-оптическая линия передачи               г. Сыктывкар – г. Котлас входит в состав сети связи общего пользования Российской Федерации и предназначена для образования необходимого количества цифровых каналов связи с целью обеспечения доступа юридическим и физическим лицам указанных городов к транспортным и информационным ресурсам ССОП страны. Общая протяженность трассы проектируемой ВОЛП составляет 340 км, в том числе планируется проложить в грунте 280 км и в городской телефонной канализации 60 км оптического кабеля (ОК). Проектом предусмотрено применение при прокладке в телефонной канализации и в грунте кабеля связи оптического марки ДПС-008Е04-04-М2. Основные механические характеристики кабеля связи оптического марки ДПС приведены в таблице 7.1.1.

Таблица 7.1.1

                     Механические характеристики кабеля связи оптического

Механические характеристики

       ДПС-008Е04-04-М2

Количество оптических волокон в кабеле

                         8                              

Количество оптических волокон в модуле

                         4

Количество модулей в кабеле

                         2

Диаметр кабеля, мм

                       15,8

Масса кабеля, кг/км

                       458

Минимальный радиус изгиба, мм

                       316

Стойкость к продольному растяжению, кН

                        7,1

Стойкость к раздавливающим усилиям, кН/см

                         0,51

Стойкость к удару, Дж

                         30

Температурный диапазон эксплуатации, град С

                   -60…+70

Температурный диапазон при прокладке, град С

                   -10…+50

 

На этапе подготовки к строительству ВОЛС выполняются следующие основные виды работ: изучается проектно-сметная документация; составляется проект производства работ (ППР); решаются организационные вопросы взаимодействия строительной организации с представителями заказчика; проводится входной контроль ОК; решаются задачи материально-технического обеспечения; разрабатываются мероприятия по охране труда при осуществлении строительства ВОЛС и проводится подготовка персонала по выполнению основных строительно-монтажных операций.

Одним из основных документов строительства ВОЛС является ППР. Проект производства работ составляется на основе подробного изучения проектно-сметной документации и обследования на местности трассы строящейся ВОЛС. В процессе ознакомления с трассой особое внимание должно быть обращено на такие сложные участки как: речные переходы; пересечения автомобильных, железнодорожных и трамвайных путей, трубопроводов; прокладку кабеля по мостам, тоннелям, в заболоченных местах, в населенных пунктах.

На основании этих данных выбирают наиболее оптимальные планы прокладки ОК на различных участках трассы, детализируют технологию строительства ВОЛС, составляют календарный план производства работ по участкам с учетом трудоемкости операций, рассчитывают потребность машин и механизмов, определяют пункты возможного размещения кабельных площадок и помещений для производства входного контроля ОК и решаются вопросы организации служебной связи.

При строительстве ВОЛС проводится 100%-й входной контроль ОК, поступающего от заказчика или завода- изготовителя. В процессе входного контроля производятся внешний осмотр и измерение затухания. Если при внешнем осмотре установлена неисправность барабана, то обнаруженные незначительные повреждения устраняются собственными силами. Если барабан на месте отремонтировать невозможно, то с уведомления заказчика кабель с него перематывается на исправный барабан плотными и ровными витками. Не допускается перемотка с барабана на барабан, установленный на щеку.

Входной контроль по затуханию проводится в сухих отапливаемых помещениях, имеющих освещение и розетки для подключения электрических приборов. Перед измерением затухания необходимо просветить ОВ любым источником света                       (например, гелиевым лазером).

Трасса проектируемой ВОЛС проходит как в городской черте, так и за городом, по пересеченной местности. Поэтому целесообразно прежде всего рассмотреть отдельно технологии прокладки ОК в телефонной канализации и при прокладке ОК в грунте, а также технологию монтажа оптических кабелей.

 

7.1.1. Технология прокладки ОК в телефонной канализации основана на тяжении их за один конец. Специфика прокладки ОК определяется сравнительно низким уровнем допускаемой механической нагрузки, поскольку от нее зависит затухание ОВ. Кроме того, нагрузка, превышающая допустимый уровень, может привести либо к разрыву волокна, либо к дефектам ОВ (микротрещины и т.п.), которые в процессе эксплуатации кабеля за счет действия механизма усталостного разрушения также приведут к повреждениям ОВ. Особенно чувствительны ОВ к механическим нагрузкам при низких температурах.

Для сокращения числа соединений и соответственно потерь на сростках используются большие строительные длины ОК, что создает при прокладке дополнительные нагрузки. Чтобы уровень нагрузки не превышал допустимый, необходимо принимать дополнительные меры и использовать специальное оборудование. В каналы кабельной канализации кабели затягивают через смотровые устройства. Каналы предварительно проверяют и при необходимости прочищают. ОК должен прокладываться при температуре воздуха не ниже минус 10 град. С, допускается прокладка при температуре до минус 200С после прогрева их на барабанах.

Чем длиннее кабель, тем медленнее он протягивается в трубопроводе. Скорость протягивания определяется до начала прокладки с учетом характера трассы. Она плавно увеличивается после начала протягивания и затем поддерживается постоянной. При использовании материалов, уменьшающих трение, скорость протягивания может достигать на прямолинейных участках 10-30 м/мин, а в изогнутых трубах – 3-10 м /мин.

Наиболее эффективно большие длины ОК в канализацию затягивать с помощью промежуточных тяговых устройств. Лебедка, используемая для промежуточного тяжения кабеля, должна иметь стабильное тяговое усилие меньше допустимого натяжения кабеля. Лебедка должна быть компактной и легкой, чтобы можно было ее монтировать в кабельном колодце. При затягивании ОК большими длинами применяется такая организация работ, когда вся длина кабеля затягивается ступенями с образованием и последовательной выборкой петель. Наиболее распространен способ укладки ОК восьмеркой, когда кабель затягивается в канализацию от середины участка в обе стороны. Строительные длины кабеля 2000м и более прокладываются обязательно в полиэтиленовых трубах. Полиэтиленовую трубу прокладывают либо с бухты, установленной у колодца на передвижном тамбуре, либо с бухты в ручную. Для прокладки волоконно-оптического кабеля в подземной канализации вполне пригодны большинство управляемых лебедок и систем, рассчитанных на обычные скорости работы. К ним относятся концевые лебедки для протяжки с первичными двигателями различных типов, промежуточные лебедки для прокладки больших строительных длин, и, в случае необходимости, устройства дистанционного управления прокладкой кабеля.

Таким образом, анализируя содержание технологических процессов, осуществляемых работниками при прокладке волоконно-оптических кабелей в телефонной канализации, можно выделить следующие опасные и вредные производственных факторы, которые могут на них воздействовать на различных этапах трудовой деятельности:

  • движущиеся машины и механизмы;
  • повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны;
  • повышенная влажность воздуха;
  • острые кромки, заусенцы и шероховатость на поверхностях заготовок, инструментов и оборудования;
  • появление в зоне работы взрывоопасных, пожароопасных и ядовитых сред;
  • недостаточная освещенность рабочих мест;
  • физические перегрузки;
  • эмоциональные перегрузки.

 

7.1.2. Оптический кабель прокладывается в грунтах всех категорий (кроме поверженных мерзлотным деформациям), при пересечении неглубоких болот, несудоходных и несплавных рек со спокойным течением (с обязательным заглублением). Способы прокладки ОК через болота и водные преграды должны определяться отдельными проектными решениями.

Прокладка ОК в грунт выполняется ручным способом в ранее отрытую траншею и бестраншейным с помощью ножевого кабелеукладчика. Ручной способ прокладки ОК применяется при организации переходов через различного рода препятствия                  (водные преграды с использованием имеющихся инженерных сооружений, пересечения с автомобильными и железными дорогами, прокладка вблизи трубопроводов различного назначения и т.п.). В соответствии с проектом рассматриваемой волоконно-оптической линии передачи, из 77,4 км трассы ОК, прокладываемой в грунте, 4,6 км строится ручным способом.

Производственные процессы при прокладке кабеля в открытую траншею трудоемки, малопроизводительны и могут легко контролироваться в ходе строительно-монтажных работ. Качество прокладки ОК зависит от подготовки грунтовой или песчаной постели и засыпки. Поэтому при ручном способе прокладки целесообразно использовать защитный трубопровод (полиэтиленовая труба с внешним диаметром до 34 мм), предварительно укладываемый в траншею, а затем в него затягивать ОК, либо прокладывать трубопровод с заранее уложенным в него ОК. Размотка кабеля при прокладке в открытую траншею должна, как правило, осуществляться с помощью механизмов. Если позволяют условия трассы, то используют барабан, установленный в специально оборудованном кузове автомашины или на кабельном транспортере, передвигающемся по трассе вдоль траншеи. Скорость движения автомашины не должна превышать 1 км/час. Расстояние от колес до края траншеи должно быть не менее 1,25 глубины траншеи. Если условия местности не позволяют использовать технику, то вручную выносится вся строительная длина кабеля, укладывается вдоль траншеи, а затем опускается в нее. При этом барабан с кабелем устанавливают в начале участка прокладке на неподвижной основе. Нагрузка на одного рабочего не должна превышать 35 кг. При наличии на трассе различных пересечений кабель прокладывают способом «петли», протягивая ее в предварительно проложенной под препятствием полиэтиленовой трубе. Траншеи и котлованы засыпают вынутым грунтом так, чтобы наиболее рыхлый грунт отсыпался в нижние слои. Засыпку производят механизмами или вручную слоями толщиной не более 20 см.

Бестраншейный способ прокладки кабеля с помощью кабелеукладчика благодаря высокой производительности и эффективности является основным. Для прокладки ОК используются кабелеукладчики с активными и пассивными рабочими органами. С помощью ножевого кабелеукладчика в грунте прорезается узкая щель, и кабель укладывается на дно, на заданную глубину залегания (0,9…1,2м). В настоящее время наиболее полно предъявляемым требованиям отвечает кабелеукладочный комплекс на базе вибрационного кабелеукладчика КНВ-1К. Этот комплекс предназначен для работы на трассах любой протяженности, а также для работы в стесненных условиях, населенных пунктах, вблизи дорог, в лесу. Способы прокладки кабеля в грунте чередуются в зависимости от условий прокладки.

На отдельных участках трасс предварительно может укладываться жесткий защитный трубопровод, в который затем затягиваются ОК. Для выбора способа прокладки может потребоваться исследование грунта. Прокладку кабеля рекомендуется выполнять под постоянным контролем, осуществляемым по результатам измерения затухания ОВ кабеля с помощью оптического тестера, оптического рефлектометра или других аналогичных средств измерения. Для обеспечения постоянного оптического контроля строительной длины ОК освобождают закрепленный на щеке барабана верхний и нижний концы кабеля, разделывают их и подготавливают и производят сварку шлейфа. Кабельные переходы на пересечениях с железными и шоссейными дорогами, трубопроводами и другими коммуникациями оборудуются методом скрытой прокладки без прекращения движения транспорта. Кабели на переходах прокладываются в трубах, закладываемых в скважину. Скважины длиной до 40 м и диаметром 130-300 мм устраивают, как правило, с помощью пневмопробойников ИП-4603 или ИП-4601, работающих от компрессорной установки ЗИФ-55. Для продавливания скважин диаметром 130-200 мм и длиной до 50 метров может быть использован гидропресс БГ-3. Прокладка труб под препятствиями, как правило, проводится до начала прокладки кабеля в районе пересечения. Отдается предпочтение таким способам, при которых не требуется разрезать ОК. При подходе кабелеукладчика к подземному препятствию ОК сматывают с барабана и укладывают «восьмеркой». Затем затягивают кабель под препятствием в заготовленную трубу, снова наматывают на барабан, заряжают в кассету кабелеукладчика и продолжают прокладку.

В данном проекте прокладка ОК через водные преграды предусматривается по существующим мостам в специальных каналах. При отсутствии каналов кабели прокладываются в асбестоцементных или стальных трубах. Их располагают так, чтобы они не мешали движению транспорта и пешеходов и не подвергались прямому действию солнечных лучей. По обе стороны от моста трубы заглубляют в грунт до уровня прокладки подземного кабеля. Открытая прокладка кабеля по мостам не допускается.

Основываясь на вышеизложенном, можно сделать вывод, что на работников, занятых на прокладке оптического кабеля в грунте могут воздействовать следующие опасные и вредные производственные факторы:

  • движущиеся машины и механизмы;
  • повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны;
  • повышенная влажность воздуха;
  • повышенный уровень локальной вибрации;
  • повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которого может произойти через тело человека;
  • острые кромки, заусенцы и шероховатость на поверхности заготовок, инструментов и оборудования;
  • воздействие лазерного излучения;
  • появление в зоне работы взрывоопасных, пожароопасных и ядовитых сред;
  • физические перегрузки;
  • эмоциональные перегрузки.

 

  • Для соединения различных частей оптических телекоммуникационных систем производят в основном кабели стандартной длины, например 2, 4, 6 км. Для информационных систем всегда существует необходимость соединения строительных длин между собой. Монтаж оптических кабелей – наиболее ответственная операция, предопределяющая качество и дальность связи по оптическим кабельным линиям. Монтаж ОК подразделяется на постоянный (стационарный) и временный (разъемный). При строительстве проектируемой волоконно-оптической линии передачи предусматривается постоянный монтаж оптического кабеля. Постоянные соединения – это сварные соединения, используемые в основном для соединения волокон в сетях большой протяженности. В настоящее время для соединения оптических волокон кабелей связи наибольшее применение получил метод горячей сварки волокон с помощью электрической дуги или лазерного луча, как наиболее надежный, стабильный и не вызывающий больших потерь. Механические соединители используются, как правило, при прокладке оптического кабеля внутри помещений и в проекте не рассматриваются. Безусловно, потери, вносимые сварным соединением, значительно меньше, нежели при механическом соединении. Процесс подготовки ОВ к сращиванию включает снятие первичного защитно-упрочняющего покрытия волокна, скалывание для получения хорошо обработанной торцевой поверхности волокна, обтирку зачищенных концов мягким материалом, пропитанным растворителем (спиртом). Первичное защитно-упрочняющее покрытие ОВ может быть удалено либо механическим, либо химическим способом. Механический способ удаления покрытия уменьшает прочность сварного соединения примерно на 10%. Наиболее удобным, исключающим указанные дефекты, является химический способ снятия покрытия с помощью подогретого до определенной температуры растворителя. Оптимальные режимы для снятия покрытия с помощью различных растворителей предусматривают их нагрев до температуры +24 град.С и +50 град.С. На практике чаще используется горячий ацетон. Для обеспечения требуемой перед сваркой степени чистоты поверхности ОВ производится травление оптических волокон в растворе плавиковой кислоты, либо плавлением поверхности волокон при действии высокой температуры. Механические способы удаления покрытия ОВ применятся лишь при подготовке концов волокна к производству измерений. При монтаже муфт ОК первичное эпоксиакрилатное покрытие ОВ удаляют химическим способом. Для получения хорошо обработанной торцевой поверхности ОВ проводят операцию скалывания: на поверхность световода с удаленным первичным покрытием наносят насечку с последующим приложением к ней растягивающей, изгибающей нагрузок или их комбинации, вызывающих рост трещины и облом световода в данном месте. Существуют механические и электронные устройства скола ОВ.

Сварку оптических волокон производят с помощью электрической дуги. Место соединения ОВ защищают одним из следующих способов: восстановлением защитного покрытия, заливкой места стыка эпоксидным компаундом и с помощью специальных гильз для защиты соединений световодов. На практике наиболее широко применяется способ защиты сростков ОВ с помощью специальных гильз: ГЗС (гильзы для защиты сростков) или КДЗС (комплект деталей для защиты сростков).

При выполнении работ по сращиванию ОВ на работников возможно воздействие следующих опасных и вредных производственных факторов:

  • движущиеся машины и механизмы;
  • повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека;
  • острые кромки, заусенцы и шероховатость на поверхностях заготовок, инструмента и оборудования;
  • воздействие лазерного излучения;
  • появление в зоне работы взрывоопасных, пожароопасных и ядовитых сред;
  • недостаточная освещенность рабочего места;
  • вредные вещества (нефрас, ацетон);
  • попадание остатков оптического волокна на работника;
  • эмоциональные перегрузки.

 

7.2. Мероприятия по безопасности жизнедеятельности

 

7.2.1. Оценка напряженности труда и мероприятия по её оптимизации

 

Оценка напряженности труда наряду с другими условиями профессиональной деятельности осуществляется с помощью гигиенических критериев по степени опасности и вредности [14]. Под напряженностью труда понимается психическая нагрузка на работающего при выполнении им профессиональной или любой другой деятельности. Напряженность оценивается по пяти группам показателей: интеллектуальные нагрузки, сенсорные нагрузки, эмоциональные нагрузки, монотонность нагрузок и режим работы. Руководствуясь приложением 17 и таблицей 4.11.9. [14] проведен анализ выбранных видов трудовой деятельности для работников рабочих специальностей по степени их напряженности на этапах строительства ВОЛП. Результаты анализа приведены в таблице 7.2.1.1.

Таблица 7.2.1.1

 

Классы условий труда по показателям напряженности при строительстве ВОЛП для работников рабочих специальностей

Показатель напряженности

трудового процесса

Вид деятельности

Прокладка ОК в телефонной канализации

Прокладка ОК в грунте

Монтаж ОК

1

2

3

4

1. Интеллектуальные нагрузки

1.1. Содержание работы

            2

             2

             2

1.2. Восприятие сигналов (информации) и их оценка

            

             2

 

             2

 

             2

1.3. Распределение функций по степени сложности задания

 

             2

 

             2

 

             2

1.4. Характер выполнения работ

             2

             2

             2

2. Сенсорные нагрузки

2.1. Длительность сосредоточенного наблюдения (в % от времени смены)

 

             2

 

             2

 

             2

2.2. Плотность сигналов (световых, звуковых) и сообщений в среднем за 1 час работы

 

 

             1

 

 

             1

 

 

             1

2.3. Число производственных объектов одновременного наблюдения

 

             1

 

             1

 

             1

2.4. Размер объекта различения (при расстоянии от глаз работающего до объекта различения не более 0,5 м) при длительности сосредоточенного наблюдения (% от времени смены)

 

 

             1

 

 

             1

 

 

           3.1

2.5. Работа с оптическими приборами (микроскопы, лупы и т.д.) при длительности сосредоточенного наблюдения    (% времени смены)

 

 

             1

  

 

             1

 

 

             2

2.6. Наблюдение за экранами видеотерминалов (часов в смену):

·        при буквенно-цифровом типе отображения информации;

·        при графическом типе отображения информации

 

 

 

             1

 

 

 

             1

 

 

 

           1

2.7. Нагрузка на слуховой анализатор (при производственной необходимости восприятия речи или дифференцированных сигналов)

 

 

             2

 

 

             2

 

 

           2

2.8. Нагрузка на голосовой аппарат (суммарное количество часов, наговариваемое в неделю)

 

             1

 

             1

 

           1

3. Эмоциональные нагрузки

3.1. Степень ответственности за результат собственной деятельности. Значимость ошибок

 

             3.1

 

          3.1

 

         3.1

3.2. Степень риска для собственной жизни

             1

 

           1

 

           1

3.3. Степень ответственности за безопасность других лиц

 

             1

 

           1

 

           1

4. Монотонность нагрузок

4.1. Число элементов (приёмов), необходимых для реализации простого задания или в многократно повторяющихся операциях

 

 

             2

 

 

           2

 

 

           2

4.2. Продолжительность (в с) выполнения простых производственных заданий или повторяющихся операций

 

 

           1

 

 

           1

 

 

           1

4.3. Время активных действий (в % от продолжительности смены). В остальное время – наблюдение за ходом производственного процесса

 

 

             1

 

 

           1

 

 

           1

4.4. Монотонность производственной обстановки (время пассивного наблюдения за ходом техпроцесса в % от времени смены)

 

 

             1

 

 

           1

 

 

           1

5. Режим работы

5.1. Фактическая продолжительность рабочего дня

 

             2

 

           2

 

           1

5.2. Сменность работы

             2

           2

           2

5.3. Наличие регламентированных перерывов и их продолжительность

 

             1

 

           1

 

           1

Оценка напряженности труда в рассматриваемом виде деятельности

Допустимый

2

Допустимый

2

Допустимый

2

 

Из п.2.4. таблицы 7.2.1.1 следует, что процесс сварки оптических волокон при их размерах менее 0,3 мм и длительности сосредоточенного наблюдения не превышающем 50% от времени смены, относится к вредным условиям труда (3.1) по показателю напряженности (сенсорные нагрузки). Это происходит из-за того, что при сварке одномодовых волокон приходится решать сложные инженерные задачи, связанные с необходимостью обеспечения малых значений осевого и углового смещений. Например, осевое смещение свариваемых одномодовых ОВ не должно превышать 0,1 мкм. Такие допуски при юстировке одномодовых ОВ не могут быть достигнуты вручную. В комплектах для сварки одномодовых ОВ используются системы автоматической юстировки со специальными микроподвижками, системой контроля качества юстировки и электронным блоком управления. Применение такого оборудования позволяет обеспечить допустимые условия труда по его напряженности при воздействии отмеченных сенсорных нагрузок.

 

 

7.2.2.   Оценка тяжести труда и мероприятия по её оптимизации

 

Под тяжестью труда понимается физическая нагрузка работающего при выполнении им профессиональной или любой другой деятельности. Основными показателями тяжести трудового процесса являются:

  • физическая динамическая нагрузка;
  • масса поднимаемого и перемещаемого груза вручную;
  • стереотипные рабочие движения;
  • статическая нагрузка;
  • рабочая поза;
  • наклоны корпуса;
  • перемещение в пространстве.

Руководствуясь приложением 16 и таблицей 4.11.8. [14] проведен анализ выбранных видов трудовой деятельности для работников рабочих специальностей по степени тяжести трудового процесса на этапах строительства ВОЛП. Результаты анализа приведены в таблице 7.2.1.1.

 

Таблица 7.2.2.1

Классы условий труда по показателям тяжести для работников рабочих специальностей при строительстве ВОЛП

Показатель тяжести

трудового процесса

Вид деятельности

Прокладка ОК в телефонной канализации

Прокладка ОК в грунте

Монтаж ОК

1

2

3

4

1.      Физическая динамическая нагрузка

(единицы внешней механической работы за смену, кг м)

1.1. При региональной нагрузке   (с преимущественным участием мышц рук и плечевого пояса) при перемещении груза на расстояние до 1 м:

·        для мужчин;

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

1

1.2. При общей нагрузке                    (с участием мышц рук, корпуса, ног):

 

 

 

1.2.1. При перемещении груза на расстояние от 1 до 5 м:

·        для мужчин

 

 

2

 

 

2

 

 

1

1.2.2. При перемещении груза на расстояние более 5 м:

·        для мужчин

 

 

2

 

 

2

 

 

1

2. Масса поднимаемого и перемещаемого груза вручную (кг)

2.1. Подъем и перемещение (разовое) тяжести при чередовании с другой работой (до 2 раз в час):

·        для мужчин

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

2

2.2. Подъем и перемещение (разовое) тяжести постоянно в течении рабочей смены:

·        для мужчин

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

2

2.3. Суммарная масса грузов, перемещаемых в течение каждого часа смены:

 

 

 

 

 

2.3.1. С рабочей поверхности:

·        для мужчин

 

2

 

2

 

1

2.3.2. С пола:

·        для мужчин

 

2

 

2

 

1

3. Стереотипные рабочие движения (количество за смену)

3.1. При локальной нагрузке (с участием мышц кистей и пальцев рук)

1

1

1

3.2. При региональной нагрузке (при работе с преимущественным участием мышц рук и плечевого пояса)

1

1

1

4. Статическая нагрузка – величина статической нагрузки

за смену при удержании груза, приложений усилий,

4.1. Одной рукой:

·        для мужчин

1

1

1

4.2. Двумя руками:

·        для мужчин

1

1

1

4.3. С участием мышц корпуса и ног:

·        для мужчин

1

1

1

5. Рабочая поза

5.1. Рабочая поза

2

2

1

6. Наклоны корпуса

6.1. Наклоны корпуса (вынужденные более 300), количество за смену

2

2

1

7. Перемещение в пространстве, обусловленные технологическим процессом, км

7.1. По горизонтали

1

1

1

7.2. По вертикали

1

1

1

Оценка тяжести труда в рассматриваемом виде деятельности

Допустимый

2

Допустимый

2

Допустимый

2

 

7.2.3. Мероприятия по обеспечению безопасности жизнедеятельности при прокладке оптического кабеля связи

 

7.2.3.1. Работники, выполняющие работы на линейных сооружениях связи, обеспечиваются специальной одеждой, специальной обувью и другими средствами индивидуальной защиты в соответствии с действующими типовыми отраслевыми нормами бесплатной выдачи специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты работников связи. Средства индивидуальной защиты учитываются, выдаются, хранятся, проверяются и испытываются в соответствии с требованиями нормативных документов по охране труда при эксплуатации электроустановок.

7.2.3.2. Переносные электроинструменты и светильники, ручные электрические машины, разделительные трансформаторы и другое вспомогательное оборудование должно быть безопасны в работе и соответствовать требованиям государственных стандартов, технических условий, межотраслевых правил по охране труда (правил безопасности) при эксплуатации электроустановок, правил по охране труда при работах на линейных сооружениях кабельных линий передачи. К работе с переносным электроинструментом и ручными электрическими машинами допускается персонал, имеющий группу II. Подключение вспомогательного оборудования (трансформаторов, преобразователей частоты и т.п.) к электрической сети и отсоединение его от сети выполняет электротехнический персонал, имеющий группу III, эксплуатирующий эту электросеть.

7.2.3.3. Выдаваемые и используемые в работе ручные электрические машины, переносные электроинструмент и светильники, вспомогательное оборудование проходит проверку и испытания в сроки и объемах, установленных государственными стандартами, техническими условиями на изделия, действующими объемами и нормами испытания электрооборудования и аппаратов электроустановок. С этой целью разрабатываются графики проведения проверок и назначаются соответствующие ответственные за проверки должностные лица, имеющие группу по электробезопасности III.

7.2.3.4.   Ручной инструмент, применяемый в работе, должен соответствовать требованиям государственных стандартов и инструкциям заводов-изготовителей, использоваться только для технологических операций, для которых предназначен. Изолированный инструмент должен испытываться в соответствии с требованиями правил применения и испытания средств защиты, используемых в электроустановках.

7.2.3.5. Работы, проводимые на линейных сооружениях кабельных линий передачи, выполняются с соблюдением организационных и технических мероприятий, обеспечивающих безопасность работы. К организационным мероприятиям относятся: оформление работ нарядом, распоряжением или перечнем работ, выполняемым в порядке текущей эксплуатации; допуск к работе; надзор во время работы; оформление перерыва в работе, перевода на другое место, окончание работы. Ответственными за безопасное веление работ являются: выдающий наряд, отдающий распоряжение, утверждающий перечень работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации; ответственный руководитель работ; допускающий; производитель работ; наблюдающий; член бригады. Письменным указанием руководителя организации оформляется предоставление его работникам прав: выдающего наряд, распоряжение; допускающего, ответственного руководителя работ; производителя работ (наблюдающего), а также права единоличного осмотра.

7.2.3.6. При подготовке рабочего места со снятием напряжения должны быть выполнены следующие технические мероприятия:

  • произведены необходимые отключения и приняты меры, препятствующие подаче напряжения на место работы вследствие ошибочного или самопроизвольного включения коммутационных аппаратов;
  • на приводах ручного и на ключах дистанционного управления коммутационных аппаратов должны быть вывешены запрещающие плакаты;
  • проверено отсутствие напряжения на токоведущих частях, которые должны быть заземлены для защиты людей от поражения электрическим током;
  • наложено заземление (включены заземляющие ножи, а там, где они отсутствуют, установлены переносные заземления);
  • вывешены указательные плакаты «Заземлено», ограждены при необходимости рабочие места и оставшиеся под напряжением токоведущие части, вывешены предупреждающие и предписывающие плакаты.

7.2.3.7.   Земляные работы в охранной зоне подземных коммуникаций должны выполняться под наблюдением производителя работ или мастера.

7.2.3.8. Для проведения работ по прокладке кабеля распоряжением руководителя организации должен быть назначен старший. При прокладке кабеля на особо ответственных участках обязательно присутствие ответственного руководителя работ (прораба, инженера, бригадира и т.п.).

7.2.3.9.   При прокладке кабеля ручным способом на каждого работника должен приходиться участок кабеля массой не более 30 кг.

7.2.3.10. При прокладке кабеля механизированной колонной начальник колонны должен выделить сигнальщиков и установить систему четкой сигнализации. Работник, руководящий прокладкой, а также электромонтер, находящийся на кабелеукладчике, должны иметь сигнальные приборы (свисток, флажки).

7.2.3.11. Работу в подземных кабельных сооружениях, а также осмотр со спуском в них должна выполнять бригада в составе не менее трех работников, из которых двое страхующие. Между работниками, выполняющими работу, и страхующими должна быть установлена связь. Производитель работ должен иметь IV группу по электробезопасности.

7.2.3.12 До начала работы в подземных сооружениях воздух в них должен быть проверен на присутствие опасных газов (метан, углекислый газ). Наличие газа проверяется в колодце, где будет производиться работа, и в ближайших смежных колодцах.

7.2.3.13. Все работы по ликвидации загазованности смотровых устройств взрывоопасными газами должны вести только работники службы газового хозяйства.

7.2.3.14. Для освещения подземных смотровых устройств применяются переносные электрические светильники напряжением не выше 12 В или ручные электрические (аккумуляторные) фонари. Светильники должны быть во взрывобезопасном исполнении.

7.2.3.15. Все работники, работающие в смотровых устройствах, оповещаются под расписку о наличии на их участке кабелей с дистанционным питанием.

7.2.3.16. Для проведения работ в канализационных сооружениях, где имеются кабели, по которым передается дистанционное питание, должно назначаться лицо, ответственное за безопасное проведение работ, имеющее группу по электробезопасности не ниже IV.

7.2.3.17. Конкретные меры безопасности и защиты от вредных и опасных производственных факторов при работе с лазерными изделиями, в том числе и индивидуальные средства защиты, должны указываться в технических условиях и документации на изготовление, эксплуатацию и обслуживание в зависимости от конструкции, класса опасности, а также условий эксплуатации лазерного изделия.  

 

 

7.3. Мероприятия по безопасности жизнедеятельности

при выполнении монтажных работ ОК

 

7.3.1. Монтаж линейного оптического кабеля проводится в передвижной монтажно-измерительной лаборатории, расположенной в закрытом салоне автомашины, или в спецпалатках. Салон машины оборудуется обогревом на период холодного времени года, имеет приточно-вытяжную вентиляцию, естественное и искусственное освещение (12 В от аккумулятора автомобиля или 220 В от внешнего источника напряжения с применением понижающего трансформатора).

В салоне кузова размещаются:

  • рабочий стол и стул удобной конструкции для монтажа оптических кабелей;
  • ящик с монтажным материалом, чемодан с инструментом;
  • приборы для сварки оптического волокна и измерений ОК;
  • средства радиосвязи;
  • средства индивидуальной защиты (СИЗ);
  • тара для сбора сколов оптического волокна и отработанной ветоши;
  • спецпалатка для работ по монтажу ОК в условиях бездорожья;
  • портативная электростанция, средства малой механизации, заземлители;
  • первичные средства пожаротушения;
  • аптечка первой помощи;
  • канистра с водой.

Непосредственно у рабочего места оборудован местный отсос, удаляющий при работе вредные пары и газы с помощью вентилятора или электропылесоса.

7.3.2. При использовании ламп накаливания освещенность рабочего стола должна быть не ниже   70 лк. Лампы исполняются во взрывозащищенном исполнении. При наличии экрана дисплея в устройстве для сварки волокна освещенность экрана должна быть не более 50 лк.

7.3.3. При выполнении работ в спецпалатках обогрев осуществляется с помощью электрокалориферов.

7.3.4. Конструкция рабочей мебели (стол, стул и т.п.) должны обеспечивать ее регулировку под индивидуальные особенности тела работающего (высота стола, сиденья, угол наклона и т.п.), соответствовать росту работающего и создавать удобную рабочую позу. Рабочий стол составляет по высоте 630-650 мм. Столешница оборудуется приспособлением для закрепления концов монтируемого кабеля. Поверхность стола исполняется матовой фактуры и не создает отраженной блескости (черная рабочая поверхность, не отражающая свет и устойчивая к воздействию химических препаратов). Рабочий стол должен иметь пространство для ног работающего: высотой не менее 600 мм, шириной не менее 500 мм, глубиной не менее 600 мм.

Рабочий стул должен быть подъемно-поворотной конструкции, обеспечивающей регулировку высоты сиденья и спинки и иметь подлокотники. Спинка и сиденье стула покрываются полумягкими неэлектризующими воздухопроницаемыми материалами.

7.3.5. При осуществлении сварки в передвижной лаборатории питание всех электропотребителей осуществляется от бортовой сети 12 В или внешней сети напряжением 220 В через понижающий трансформатор или от передвижной электростанции. Подключение осуществляется с помощью специальных шнуров. Переносное устройство для сварки оптического волокна должно быть заземлено. На защитной крышке узла крапления и перемещения оптического волокна должен быть нанесен знак электрического напряжения в соответствии с действующим ГОСТом. В устройстве должна быть предусмотрена индикацию включения напряжения питания и индикация подачи высокого напряжения. Устройство должно быть снабжено блокировкой подачи высокого напряжения на электроды при открытой крышке узла во время установки оптического волокна. Работа блокировки высокого напряжения должна сопровождаться световой индикацией. При непосредственном наблюдением за сваркой работник обязан применять защитные очки.

7.3.6. Все операции по разделке и монтажу оптического кабеля (снятие полиэтиленовой оболочки, разделка и обработка бронепокрова, подготовка к установке колец, фиксирующих хомутов и т.д.) должны производиться с помощью специального инструмента и приспособлений, входящих в комплект инструмента, и обязательно в х/б рукавицах.

 

 

  • Мероприятия по пожарной безопасности

 

  • При обеспечении пожарной безопасности необходимо руководствоваться Правилами пожарной безопасности в Российской Федерации, стандартами, строительными нормами и правилами, нормами Государственной противопожарной службы МЧС России, нормами технологического проектирования.
  • Территория временных парков инженерной техники и площадок складирования кабельной продукции должны своевременно очищаться от мусора, тары, опавших листьев, сухой травы и т.п. Мусор следует собирать на специально выделенных площадках в контейнеры или ящики, затем вывозить. Сжигание мусора и разведение костров ближе 50 от зданий и сооружений не разрешается.
  • При эксплуатации электроустановок запрещается:
  • использовать электроаппараты и приборы в условиях, не соответствующих рекомендациям (инструкциям) предприятий-изготовителей, или имеющие неисправности, могущие привести к пожару, а также эксплуатировать провода и кабели с поврежденной или потерявшей защитные свойства изоляцией;
  • пользоваться поврежденными розетками, вилками, выключателями, другими электроприборами;
  • обертывать электролампы и светильники бумагой и другими горючими материалами, а также эксплуатировать их со снятыми колпаками;
  • пользоваться электронагревательными приборами без подставок из негорючих материалов;
  • оставлять без присмотра включенные в сеть электронагревательные приборы;
  • применять нестандартные (самодельные) электронагревательные приборы;
  • использовать некалиброванные плавкие вставки (жучки) или другие самодельные аппараты защиты от перегрузки и короткого замыкания.

7.4.4. Переносные электрические светильники должны быть выполнены с применением гибких электропроводок, оборудованы стеклянными колпаками, а также защищены         предохранительными сетками и снабжены крючками для подвески.

         7.4.5. Устройство и эксплуатация электросетей-времянок не допускается за исключением электропроводок питающих места производства строительных, ремонтно-монтажных и аварийных работ, при этом электросети должны соответствовать требованиям ПУЭ, ПТЭЭП, ПОТ РМ.

7.4.6. Применять электроустановки с неисправностями, которые могут вызвать искрение, короткое замыкание, сверхдопустимый нагрев изоляции электрических кабелей и проводов, нагрев корпусов оборудования более чем на 40 град.С выше температуры окружающего воздуха. Неисправную электросеть следует отключать до приведения ее в пожаробезопасное состояние.

7.4.7. Сохранность и исправность пожарной техники на объектах строительства ВОЛП должна контролироваться ответственными за пожарную безопасность объектов и членами добровольной пожарной дружины организации.

Вывод:

            В дипломной работе, рассмотрены возможные виды прокладки кабелей, технология сварки ВОК, которые будут использоваться при строительстве ВОЛС г. Котлас – г. Сыктывкар. Предусмотрены все меры безопасности при работе, что обеспечит эффективное строительство, и рациональное использование рабочей силы без опасности и вреда для жизни и здоровья

 

 

  1. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ

 

Использование оптического кабеля увеличивает пропускную способность и надежность системы. Замена медных жил оптическими волокнами позволит решить проблему минимального использования дорогостоящих цветных металлов (стоимость волокна, вследствие постоянного совершенствования технологии его изготовления имеет тенденцию к снижению, чего нельзя сказать о металлических электрических кабелях, стоимость которых может только возрастать из-за постоянного увеличения цен на цветные металлы).

Невосприимчивость оптического кабеля к внешним электромагнитным воздействиям позволяет размещать его в непосредственной близости от ЛЭП, вблизи мощных радиопередатчиков, энергетических установок и других линий связи.

Благодаря малому километрическому затуханию оптического волокна (на порядок меньше, чем у электрического кабеля) существенно увеличивается длина регенерационного участка, что в свою очередь снижает капитальные затраты. Все эти преимущества определяют широкое применение оптического кабеля в системах связи.

Для определения экономической эффективности строительства данной волоконно-оптической линии связи проведем технико-экономические расчеты.

Технико-экономические расчеты включает в себя:

  • Расчет капитальных вложений;
  • Расчет эксплуатационных расходов;
  • Расчет доходов, получаемых от услуг связи, осущесвляемых ВОЛС;
  • Определение срока окупаемости капитальных вложений в строительство ВОЛС.

 

  • Расчет капитальных вложений

 

Величина капитальных вложений на строительство кабельной линии связи складывается из затрат на линейные, станционные и гражданские сооружения.

           Капитальные затраты на линейные сооружения включают в себя:

  • стоимость кабеля;
  • транспортные расходы;
  • стоимость строительно-монтажных работ;
  • прочие расходы.

Капитальные затраты на станционные сооружения включают в себя:

  • стоимость электронных устройств;
  • стоимость аппаратуры;
  • стоимость монтажа и настройки аппаратуры;
  • прочие расходы.

Капитальные затраты на гражданские сооружения включают в себя:

  • стоимость технических зданий;
  • стоимость объектов жилищного строительства и благоустройства территории;
  • прочие затраты.

Объем работ определяется в ценах по состоянию на 2014 год.

$ США с учетом перевода в рубли по данным ЦБ РФ от 28.04.2014 г.: 1$=36,6 руб.

Объем работ по станционным сооружениям определен из того, что проектируемое оборудование размещается в существующих ЛАЦ без реконструкции помещений, поэтому строительство гражданских сооружения проектом не предусматривается.

Все затраты, связанные со строительством волоконно-оптической линии передачи приведены в таблицах 8.1.1 – 8.1.3.

 

Таблица 8.1.2

Сводная смета затрат на строительство станционных сооружений связи

п/п

Наименование статей затрат

Кол-во

Стоимость, руб.

1

Мультиплексор «ПУСК»

2

268 200

2

Синхронный мультиплексор ввода-вывода «ПУСК»

4

536 400

3

Монтаж оборудования

(10% от стоимости оборудования)

 

80 460

4

Транспортные расходы (3%)

 

32 069

5

Итого по смете

 

917 129

 

 

Таблица 8.1.3

Расчет затрат на строительство линейных и станционных сооружений

№ п/п

Наименование статей затрат

Всего, руб.

1

Линейные сооружения

44 737 402

2

Станционные сооружения

917 129

3

Всего

45 654 531

4

Прочие затраты и работы

(непредвиденные расходы 20% от п.3)

9 130 906

5

Итого (капитальные вложения)

54 785 437

6

НДС 18%

9 861 378

7

Итого

64 646 815

 

 

 

8.2.   Расчет годовых эксплуатационных расходов

 

В состав эксплуатационных расходов входят следующие затраты:

  1. заработная плата производственного персонала;
  2. амортизационные отчисления;
  3. расходы на материалы и запчасти;
  4. расходы на оплату электроэнергии;
  5. прочие расходы.

 

 

  • Расчет заработной платы производственного персонала

 

Для расчета заработной платы производственного персонала необходимо определить состав обслуживающего персонала с учетом профессии и квалификации каждого работника и их месячные оклады.

Должности требуемых работников приведены в таблице 8.2.1.1.

 

Таблица 8.2.1.1

Расчет оплаты труда

Наименование должности

Кол-во человек

Оклад (руб.)

Премии

25%

Ночные, выходные 10%

Итого (руб.)

Инженер

3

40 000

10 000

4 000

162 000

Электромеханик

6

30 000

7 500

3 000

243 000

Монтер

3

25 000

6 250

2 500

101 250

Итого ФОТмес.

 

506 250

 

Величина фонда оплаты труда за год составит: ФОТгод=6 075 000 руб.

 

 

 

 

  • Отчисления на социальные нужды

 

Единый социальный налог определяется в размере 30% от величины годового фонда заработной платы и составляет:

;

Итого отчисления на социальные нужды составляет 440 316 руб.

 

 

  • Амортизационные отчисления

 

Амортизационные отчисления предназначены для приобретения или строительства основных фондов взамен выбывших, а также для капитального ремонта и модернизации основных фондов. Для каждого вида основных фондов рассчитываются в процентах на основании срока полезного использования оборудования

Результаты расчета амортизационных отчислений представлены в              таблице 8.2.3.1.

 

Таблица 8.2.3.1

Сводная смета затрат на амортизационные отчисления

п/п

Вид основных фондов

Норма амортизационных отчислений, %

Стоимость основных фондов, руб.

Амортизационные отчисления, руб.

1

Линейные сооружения

2,0

13 849 291

276 986

2

Станционные сооружения

5,8

536 427

31 113

3

Итого

308 100

 

 

  • Расходы на материалы и запчасти

 

Расходы на материалы и запчасти составляют 3,5% от величины основных производственных фондов:

 

  • Расходы на оплату электроэнергии

 

Затраты на электроэнергию для производственных нужд от посторонних источников электроснабжения определяются на основе мощности силовых устройств (, кВт), режима работы в течение года и размеров тарифа:

                                         ,                                          (8.2.5.1)

где - мощность силовых устройств;

- тариф за 1 кВт/ч,

- количество часов работы в сутки, .

Тогда

 

  • Прочие расходы

 

Затраты на прочие производственные, транспортные и эксплуатационные расходы определяются в размере 40% от Фонда оплаты труда производственного персонала:

 

Результаты расчета годовых эксплуатационных расходов сведены в                  таблицу 8.2.6.1.

Таблица 8.2.6.1

Расчет годовых эксплуатационных расходов

№ п/п

Наименование статей затрат

Всего, руб.

1

Фонд оплаты труда

6 075 000

2

Социальные выплаты

440 316

3

Амортизационные отчисления

308 100

4

Расходы на материалы и запчасти

512 034

5

Расходы на оплату электроэнергии

2948616

6

Прочие расходы

587 088

         Всего

10 871 154

 

 

  • Расчет удельных капитальных затрат

 

Удельные капитальные затраты характеризуют вложения на 1 канало-километр и определяются по формуле:

                                                         ,                                                           (8.3.1)

где - общий объем капитальных вложений;

- количество каналов;

- протяженность трассы.

Тогда .

 

  • Расчет удельных эксплуатационных расходов

 

Удельные эксплуатационные расходы рассчитываются из расчета на 1 канало-километр по формуле:

                                                           ,                                                             (8.4.1)

где - общий объем эксплуатационных расходов;

- количество каналов;

- протяженность трассы.

Тогда .

 

  • Расчет доходов от междугородных телефонных разговоров на 1 этапе

 

Доходы от основной деятельности рассчитываются по следующей формуле:

                                                         ,                                                     (8.5.1)

где - доля доходов, приходящихся на линейные сооружения, ;

- число задействованных каналов на первом этапе проектирования, ;

- число разговоров по одному каналу в год, ;

- тарифная ставка за один разговор, .

Тогда  

 

  • Расчет экономической эффективности строительства

волоконно-оптической линии передачи

 

           Основной оценкой экономической эффективности строительства кабельной линии связи является срок окупаемости капитальных вложений, который определяется по следующей формуле:

                                                           ,                                                           (8.6.1)

где - объем капитальных вложений;

- доходы от основной деятельности;

- годовые эксплуатационные расходы.

Тогда срок окупаемости составит:

Срок окупаемости составит 3 года.

 

 

 

 

  • Анализ технико-экономических показателей

 

Для полной характеристики проекта строительства внутризоновой волоконно-оптической линии передачи в таблице 8.7.1 приведены основные технические и экономические показатели.

 

Таблица 8.7.1

Технико-экономические показатели

п/п

Наименование показателей

Значение показателей

1

Система передачи

Мультиплексор «ПУСК»

2

Тип кабеля

СКО-ДПС-008Е04-04-М2

3

Число организуемых каналов, кан.

1 этап – 1200

2 этап - 1890

4

Протяженность трассы, км

340,0

5

Капитальные вложения на строительство линии связи, млн.руб.

17,3

6

Капитальные вложения на один канало-километр, руб./кан.км

155,0

7

Годовые эксплуатационные расходы, млн.руб.

4,0

8

Удельные эксплуатационные расходы, руб./кан.км

15,0

9

Доходы от основной деятельности, млн.руб.

10,2

10

Срок окупаемости

3 года

 

Рассмотрев технические показатели и рассчитав все затраты, расходы и доходы, можно сделать вывод о целесообразности и эффективности строительства внутризоновой волоконно-оптической линии связи между городами Котлас и Сыктывкар.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В дипломном проекте рассмотрены вопросы строительства внутризоновой волоконно-оптической линии передачи между городами Котлас - Сыктывкар. Протяженность трассы 340 км. При строительстве трассы использовался кабель марки СКО-ДПС-008Е04-04-М48 производства ЗАО «Севкабель-Оптик» с применением синхронного мультиплексора «ПУСК», обеспечивающего формирование транспортного модуля со скоростью передачи 400Гбит/с. Выбор трассы прокладки кабеля произведен с учетом норм и требований при строительстве линейных сооружений кабельных линий передачи сетей общего пользования и является наиболее оптимальным.

В дипломном проекте разработаны мероприятия по охране труда и технике безопасности при строительстве линейных сооружений связи. Произведена оценка тяжести и напряженности труда работников на основе руководства «Гигиенические критерии оценки и классификация условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса».

Также приведен расчет основных технико-экономических показателей строительства волоконно-оптической линии связи, в результате которого определен срок окупаемости объекта строительства, его эффективность и целесообразность.

Вопросы, рассмотренные в рамках данного проекта, и их реализация на практике позволят расширит диапазон услуг, предоставляемый пользователям в данном регионе, улучшить качество связи и обеспечить перспективу телекоммуникационного развития.

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

  1. Иоргачёв Д.В., Бондаренко О.В. Волоконно-оптические кабели и линии связи: -М. : Эко-Трендз 2002.
  2. Андрушко Л.М., Гроднев И.И., Панфилов И.П. Волоконно-оптические линии связи: Учебное пособие для вузов. –М.: Радио и связь, 1985.-136с.
  3. Гроднев И.И., Ларин Ю.Т., Теумин И.И. Оптические кабели: конструкции, характеристики, производство и применение. – 2-е изд., перераб. и доп. –М.: Энергоатомиздат, 1991.-264 с.
  4. Былина М.С., Глаголев С.Ф., Кочановский Л.Н., Пискунов В.В. Измерение параметров волоконно-оптических линейных трактов: Учеб. Пособие/СПб ГУТ.-СПб, 2002.
  5. Берлин Б.З., Брискер А.С., Иванов В.С. Волоконно-оптические системы связи на ГТС: Справочник.-М.: Радио и связь, 1994.-160с.
  6. Гитин В.Я., Кочановский Л.Н. Волоконно-оптические системы передачи: Учеб. пособие/СПб ГУТ.-СПб, 1996.
  7. Гроднев И.И. Волоконно-оптические линии связи: Учеб. пособие для вузов.       – 2 -е изд., перераб. и доп. –М.: Радио и связь, 1990. -224 с.
  8. Методические указания к дипломному проектированию по охране труда/ Сост.: Овчинников С.А., Гусева Е.Н. –Л.: ЛЭИС, 1986.
  9. Строительство и техническая эксплуатация волоконно-оптических линий связи: Учебник для вузов/Андреев В.А. и др. –М.: Радио и связь, 1995. -220с.
  10. Проспект ЗАО «Супертел», 2004.
  11. Богданов А.И. Конструкция оптических кабелей. –М.: Электрические станции, 1997, №2.
  12. Проспект ЗАО «Севкабель-Оптик» «Оптические кабели связи».

 Скачать:  У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера. КАК ТУТ СКАЧИВАТЬ

Категория: Дипломные работы / Дипломные работы по компьютерам

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.