В ходе решения задачи должны быть выполнены следующие пункты:

- коэффициент затухания. = 0,19 дБ/км.

- затухание дополнительных пассивных элементов, включенных в линейный тракт. =0, т.к. дополнительных пассивных элементов нет.

Рассчитаем эксплуатационный запас:

= 34 - 4•0,5 - 22•0,1 - 0,19•112 = 8,52 дБ.

Но для корректной работы значение эксплуатационного запаса не должно быть больше 6 дБ. Отсюда берем 6 дБ.

1.6.1 Расчет максимально допустимой длины ЭКУ

Максимально допустимую длину можно рассчитать по следующей формуле:

,

где Э - энергетический потенциал аппаратуры. Э = 34 дБ.

- число разъемных соединений. =4.

- затухание на разъемных соединениях. = 0,5 дБ.

- затухание на неразъемных соединениях = 0,1 дБ.

- эксплуатационный запас. = 6 дБ.

- коэффициент затухания. = 0,19 дБ/км.

- строительная длина кабеля.= 5 км.

Рассчитаем максимально допустимую длину:

L_max= (34 - 4•0,5 - 0,1 - 6)/(0,19 + 0,1/5) = 123 км.

Так как расстояния между оконечными пунктами (112км) не больше L_max для соответствующей длины волны, то регенерационные пункты не нужны.

1.6.2 Расчет дисперсии на ЭКУ

Расчет дисперсии для одномодового волокна производится по следующей формуле:

,

где - ширина полосы излучения источника. = 0.5 нм.

- коэффициент хроматической дисперсии. =16,89 пс/нм•км.

- длина ЭКУ .=112 км.

Рассчитаем дисперсию:

= 0.5•16,89•112 =946 пс.

Расчет нормативного значения дисперсии производится по следующей формуле:

0,35/,

где - скорость передачи.

Рассчитаем нормативное значение дисперсии:

0,35/(155,52•10⁶) = 2046 пс.

Прогнозируемое значение дисперсии оптического волокна не превышает нормативное значение: . Следовательно, проектируемая система передач будет работать с заданным уровнем ошибок.

1.7 Выбор типа оптического кабеля

При проектировании оптических цифровых линий передачи необходимо принять оптимальные решения по выбору типа оптического кабеля. Выбор оптического кабеля (ОК) обуславливается условием прокладки ОК, типом волокна, а также числом волокон.

Для прокладки в грунте был выбран оптический кабель ОКБ производства ОАО «Сарансккабель» на основе оптического волокна фирмы «CORNING Inc.», США SMF-28e.

Область применения:

Кабель предназначен для прокладки ручным или механизированным способом в грунтах всех категорий, кроме подверженных мерзлотным деформациям, в кабельной канализации, в трубах, блоках, коллекторах, в воде при пересечении рек и болот.

Таблица 6 Основные технические характеристики кабеля

1.8 Основные положения прокладки оптического кабеля

Прокладка оптического кабеля в грунт

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

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

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

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

Учитывая трудности определения трассы прокладки ОК и мест их повреждения в дальнейшем, значительно большее внимание по электрическими кабелями должно быть уделено точности привязок трассы кабеля к местным условиям.

Прокладка оптического кабеля через водные преграды

В данном разделе подводная прокладка рассматривается как часть или отрезок подземной прокладки, когда приходится пересекать реки, ручьи, болота, озера, искусственные водоемы, каналы. По действующим нормам прокладка кабеля связи через судоходные реки, сплавные и несудоходные реки глубиной до 3 м проводится с минимальным заглублением до 1 м. Без заглубления прокладка допускается при глубине водоемов более 8 м по согласованию с организациями, эксплуатирующими водоем. Практически целесообразность заглубления кабеля и его величина определяются проектом.

Указанные требования распространяются также на OK связи и соответственно на способы и приемы производства прокладочных работ: укладку кабелей с буксирных или самоходных судов, понтонов, барж в подводные траншеи. Для такой прокладки используются ОК с металлическими упрочняющими элементами и металлическими оболочками. Эти кабели более герметичны, и их механические характеристики позволяют использовать традиционные технические средства прокладки. В процессе прокладки подводных кабелей вертикальный угол кабеля, когда он сходит с горизонтальной плоскости плавательные средства, во избежание чрезмерного натяжения должен быть в пределах 30…60.При этом, чем больше глубина подводной прокладки, тем больше этот угол.

Кабелеукладчики рекомендуется только на мелководье, так как на больших глубинах невозможно проконтролировать процесс прокладки кабеля. Грунты при этом не должны быть выше третьей категории.

Опыт прокладки традиционных электрических кабелей связи через горные и сплавные реки показывает, что существующая технология (устройство вантовых переходов, значительное заглубление в дно рек с проведением дополнительных мер защиты) применима лишь, для высокопрочных конструкций ОК.

Прокладка OK без металлических элементов через отдельные водные преграды вызывает определенные трудности. Например, не исключается возможность всплывания кабеля при небольших перемещениях донных грунтов. При сильном течения кабель находится под дополнительной нагрузкой и нужно контролировать, чтобы уровень этой нагрузки не превысил допустимый. Поэтому прокладку кабеля рекомендуется выполнять с применением укладки защитного трубопровода и его заглублением в дно. Полиэтиленовые трубки, а на опасных участках стальные трубы могут прокладываться (как подземный кабель) на глубине до 1,2 м. Преимуществом применения трубок является то, что при встрече с неожиданным препятствием (даже при пропарке грунта) возможные повреждения ограничиваются трубкой, а не кабелем.

При прокладке магистральных OK первичной сети на переходах через внутренние водные путисудоходные и сплавные реки, водохранилища осуществляется резервирование кабельного перехода путем прокладки кабелей по двум створам (верхнему и нижнему), расположенным на расстоянии не менее 300 м друг от друга. При наличии на трассе мостов автомобильных дорог общегосударственного и республиканского значения допускается прокладка одного из кабелей по мосту. При этом в основном и резервном кабелях включается по 50 ОВ.

При невозможности бестраншейной прокладки ОК кабелеукладчиками кабели на переходах через водные преграды прокладываются в предварительно разработанные подводные траншеи. Траншеи разрабатываются техническими средствами специализирующихся на подводных работах организаций. На судоходных реках подводные траншеи в русле при глубине 0,8 м можно разрабатывать экскаваторами. При больших глубинах экскаваторы необходимо устанавливать на понтонах, перемещаемых по створу перехода с помощью тросов лебедками.

Весьма эффективным и простым средством разработки траншей для прокладки ОК в несвязных и мало связных грунтах являются гидромониторы, с помощью которых размывается грунт. Гидромониторы используются для размывания траншей глубиной до 2 метров на водных преградах глубиной 8…12 метров обслуживаются водолазами.

Разработанные на заданную глубину подводные траншеи должны приниматься по акту комиссией. Акт приемки готовой траншеи является единственным документом, разрешающим прокладку кабелей на водных преградах.

Прокладка ОК на размываемых берегах, имеющих уклон более 30, на подъемах и спусках должна производиться вручную зигзагообразно (змейкой) с отклонением от оси наклонения прокладки на 1,5 м на участке длиной 5 м. При прокладке ОК на крутых берегах и в скальных грунтах вырубают штробу. В скальных грунтах кабель прокладывают на песчаной подушке с толщиной верхнего и нижнего слоев не менее 15 см.

Для избежания повреждений подводных ОК зона выполнения подводных кабельных переходов ограждается на судоходных водных путях предостерегающими створными знаками судоходной обстановки”Подводный переход”. Эти створные знаки (створные столбы) устанавливают на обоих берегах в 100 метрах выше по течению от мест расположения кабельного перехода. Они должны быть хорошо видны с судов, иметь на своих вершинах диски диаметром 1,2 м, на которых изображается перечеркнутый полосой якорь.

1.9 Требования к устройствам электропитания

Современная аппаратура МСП PDH и SDH предъявляет высокие требования к системам и устройствам электропитания, составляющим до 25 % объема аппаратуры ТКС. По мере микроминиатюризации аппаратуры передачи намечается тенденция роста этой величины. В аппаратуре транспортных систем SDH обычно используется два блока питания, работающих параллельно на общую нагрузку. В случае выхода из строя одного блока питания другой берет на себя всю нагрузку.

С увеличением объема передаваемой информации и повышением ее роли в автоматизированных системах управления к электропитанию аппаратуры ТКС предъявляется все более жесткие требования.

К числу основных требований, которым должны отвечать системы и устройства электропитания, следует отнести бесперебойность подачи напряжения к аппаратуре связи, стабильность основных параметров во времени, электромагнитную совместимость с питаемой аппаратурой, высокие экономические показатели, устойчивость к внешним механическим и климатическим воздействиям и минимальный объем работы при эксплуатационном обслуживании.

Чтобы системы и устройства электропитания отвечали изложенным выше требованиям, они должны базироваться на следующих принципах:

максимальное использование энергосистем центральных и местных электростанций в качестве основных и наиболее дешевых источников электроэнергии. Эти источники должны практически мгновенно замещать отключившийся основной источник и иметь большой коэффициент готовности. Кроме того, они должны обеспечивать автономный режим работы предприятия в течение длительного времени. В настоящее время наибольшее распространение получили собственные электростанции на обслуживаемых пунктах, оборудованные автоматизированными дизель-генераторными агрегатами, и аккумуляторные батареи, а на необслуживаемых регенерационных пунктах - аккумуляторные батареи, работающие в буфере с выпрямительными устройствами;

применение установок гарантированного питания постоянного и переменного тока, в состав которых входят преобразовательные устройства;

автоматизация электропитаюших установок, предусматривающая выполнение основных функций электропитающих устройств без вмешательства эксплутационного персонала;

применение современных полупроводниковых приборов, а также введение избыточности элементов, что существенно повышает надежность электропитания;

построение систем и устройств электропитания с максимальной унификацией оборудования;

возможное использование дистанционного питания НРП аппаратуры PDH по медным жилам ОК. В связи с резким увеличением длин РУ в последнее время аппаратуру НРП стремятся располагать в узлах связи населенных пунктов, где имеется гарантированное питание. В этом случае используются ОК, не содержащих металлических элементов.

1.10 Организация токораспределительной сети ЛАЦ

Токораспределительная сеть для питания проектируемой аппаратуры по напряжению минус 24 В (или -48 В, -60 В) рассчитывается по методике, разработанной ЦНИИСом «Методика расчёта токораспределительной сети с учётом проекта допустимых норм нестандартных изменений напряжения».

Необходимость расчёта токораспределительной сети вызвана тем, что к устанавливаемой аппаратуре ВОСП, выполненной на микросхемах средней и большой степени интеграции, предъявляются жесткие требования по допустимым изменениям напряжения, возникающим при нестационарных процессах в системе электропитания.

Наибольшие изменения напряжения питания аппаратуры возникают при резких изменениях тока нагрузки в электропитающей установке и токораспределительной сети. Также изменения нагрузки могут иметь место в аварийных ситуациях, главным образом, при коротких замыканиях (К.З.) в токораспределительной сети (ГРС), на входных клеммах питания аппаратуры и т.п.

В этом случае ток К.З. может достигать нескольких тысяч ампер и, протекая по ТРС, создает запас энергии в её индуктивности. В результате этого после срабатывания защиты, отсекающей участок с К.З., возникают опасные перенапряжения.

Ограничением напряжения на входе электропитающего устройства (ЭПУ), в ТРС и аппаратуре можно обеспечить сохранность и работоспособность аппаратуры. В качестве мер ограничения перенапряжения используются включение автоматических выключателей в рядовой минусовой фидер, резко уменьшающих время протекания процесса К.З., увеличение сопротивления рядовой минусовой проводки путём включения в эту проводку дополнительных резисторов, ограничивающих величину тока К.З., и снижение индуктивности ТРС путём максимального сближения разнополярных питающих фидеров, что также снижает запасенную энергию, а следовательно, и перенапряжения. С целью максимального снижения перенапряжения используется магистрально-радиальная проводка от существующей электропитающей установки токораспределительного оборудования.

1.11 Защита ВОЛС от внешних электромагнитных влияний

В зонах повышенного электромагнитного влияния необходимо предусмотреть защиту BOЛC. Радикальным средством защиты ВОЛС от электромагнитных воздействий является прокладка ВОК без металлических элементов. На одном РУ должен быть кабель только одной марки, с одним типом ОВ и одним типом центрального силового элемента. Применение ВОК без металлических элементов имеет свои достоинства и недостатки, основные сведения о которых даны в таблице 7:

Таблица 7 Достоинства и недостатки ВОК

В ряде случаев, например, при необходимости обеспечения ДП НРП, повышенной прочности ВОК на разрыв (при прокладке через судоходные реки, в районах вечной мерзлоты) и т.п. использование ВОК без металлических элементов недопустимо.

В этом случае проект защиты кабельной магистрали от опасных и мешающих влияний ЛВН (ЛЭП. эл.ж.д.) разрабатывается так же, как на магистралях кабелей связи с медными жилами. При этом необходимо учитывать, что в соответствии с ТУ на отечественные ВОК последние должны выдерживать испытания номинальным напряжением между жилами 5000 В постоянного тока или 2500 В переменного тока частотой 50 Гц в течение 2 минут. ВОК должны выдерживать испытание номинальным напряжением между жилами и остальными металлическими элементами, соединенными вместе, 20 кВ постоянного тока или 10 кВ переменного тока частотой 50 Гц в течение 5 с. ВОК должен выдерживать испытание номинальным напряжением между металлической оболочкой и броней, броней и водой 20 кВ постоянного тока или 10 кВ переменного тока частотой 50 Гц в течение 5 с.

2. Экономическая часть

Помимо технической части проект как техническое предложение организации линии должен содержать немаловажную экономическую обоснованность проектируемого объекта (А выгодно ли проектировать данный объект? Во сколько это обойдется? Каковы показатели экономической эффективности капитальных вложений? срок окупаемости?). Экономическая часть включает в себя:

Расчет капитальных затрат

Расчет численности производственных работников

Затраты на производство услуг связи

Расчет доходов от услуг связи

2.1 Расчет капитальных затрат

Капитальные затраты рассчитываются на оборудование ЛАЦ пунктов, на линейные сооружения, на оборудование электропитающих установок (ЭПУ).

Таблица 8 Смета затрат на линейные сооружения.

Таким образом получилось, что на оборудование оконечных пунктов необходимо затратить 279,810 тыс. руб. для организации 155,52 Мбит - го потока между Магнитогорском и Учалами.

Таблица 9 Смета затрат на линейные сооружения.

Если сравнить затраты на линейные сооружения (без учета регенераторов, которые имеют практически одинаковую стоимость с мультиплексорами) и на станционное оборудование ЛАЦ, то видно, что целесообразнее положить долговечный, надежный (устойчивый к температурным, электромагнитным воздействиям) кабель с большим потенциалом (с большим числом волокон и их пропускной способности). Целесообразнее выбрать и лучший способ прокладки, а именно в нашей полосе (если это возможно и позволяет грунт), - прокладку в грунт.

Капитальные затраты на ЭПУ принимаются как 10 % от стоимости линейных сооружений, то есть 741,537тыс. руб.

Итог расчета капитальных затрат приведем в следующей таблице:

Таблица 10 Расчет капитальных затрат

Затраты на производство услуг связи рассчитываются по статьям затрат:

- годовой фонд оплаты труда;

- отчисления на социальные нужды;

- материальные затраты;

- амортизационные отчисления на полное восстановление ОПФ;

- прочие расходы.

Годовой фонд оплаты труда для обслуживающего персонала определяется как

ФОТ = Ч_общ•З_опл•К_тер•12,

где Ч_общ = 8 чел. - общее число работников;

З_опл = 5200 руб. - средняя месячная заработная плата;

К_тер = 1,15 - территориальный коэффициент.

Итак,

ФОТ = 8•5200•1,15•12 = 574080 руб.

Отчисление на социальные нужды составляют для предприятий аналогичного типа 39 % от годового ФОТ, т. е.

ОСН = 574080•0,39 = 223891,2 руб.

Материальные затраты включают:

- расходы на материалы и ЗИП;

- расходы на э/э со стороны для производственных нужд.

Расходы на материалы и ЗИП определяется по удельному весу данных затрат на аналогичных предприятиях (8 % от общей суммы затрат), т. е.

З_мзип = 0,08•8436,724тыс. руб. = 674,94 тыс. руб.

Затраты на э/э определяются по одноставочному тарифу в зависимости от потребляемой мощности и тарифа за 1 кВт.

Мощность, потребляемая оборудованием, определяется по формуле:

W = W_i•N_i•t_i / n,

где W_i - мощность, потребляемая за 1 час работы единицей оборудования, кВт•ч; N_i - количество единиц оборудования; t_i - время действия оборудования за год в ч (365•24); n = 0,8 - коэффициент полезного действия электропитающей установки.

Поэтому

W = 0,045Вт•ч•2•365•24ч / 0,8 = 985,5 кВт

потребляемая мощность за год.

Отсюда можно рассчитать, зная тариф (Т) на 1 кВт•ч, затраты на э/э

З_э/э = W•T,

где Т = 1,6 руб - тариф на 1 кВт•ч установленной мощности силовых трансформаторов в руб.

Таким образом,

З_э/э = 1576,8 руб. Амортизационные отчисления на полное восстановление ОПФ определяются исходя из сметной стоимости ОПФ (кабельная линия, аппаратура СП, ЭПУ) и норм амортизации на полное восстановление по формуле:

А = Ф_осн•n,

где Ф_осн стоимость ОПФ;

n - норма амортизации на полное восстановление соответствующего вида ОПФ в %.

Таблица 11. Амортизационные отчисления на полное восстановление

Т. е. на восстановление ОПФ каждый год откладывается от доходов 475,55 тыс. руб.

Прочие расходы определяются по удельному весу этих затрат на аналогичных предприятиях и составляет 15 %, т. е. 71,333 тыс. руб.

Таблица 12. Затраты на производство услуг связи

Список литературы

Вербовецкий А. А. "Основы проектирования цифровых оптоэлектронных систем связи". М.: Радио и связь, 2000.

Волоконно-оптическая техника: история, достижения, перспективы. Сборник статей под ред. Дмитриева С. А. М.: Connect, 2000.

Иванов А. Б. "Волоконная оптика. Компоненты, системы передач, измерения". М.: Syrus Sistems, 2000.

Строительство и техническая эксплуатация ВОЛС. Под ред. Попова Б. В. М.: Радио и связь, 1996.

Скляров О.К.”Современные волоконно-оптические системы передачи,аппаратура и элементы”,CОЛОН-Р,2001.

Убайдуллаев Р.Р. “Волоконно-оптические сети” ,М., 2000.

www.corning.ru

http://sarko.ru/volokonno-opticheskiy-kabel/kabel-okb.html

http://rus-telcom.ru/catalog/sdh/29/tth.html

http://rus-telcom.ru/catalog/sdh/29/prais.html

Размещено на Allbest.ru