Проект внутризоновой ВОЛП на участке "г. Новосибирск - г. Бердск - г. Искитим - пгт. Линево"

Основные достоинства и недостатки оптического волокна как среды для передачи информационных сигналов. Разработка волоконно-оптической линии связи между четырьмя населенными пунктами Новосибирской области - Новосибирском, Бердском, Искитимом и Линево.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 19.10.2013
Размер файла 4,5 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

  • Введение
  • Задание на проектирование внутризоновых ВОЛП
  • 1. Выбор трассы прокладки кабеля
  • 1.1 Геолого-географический и экономический анализ региона проектирования
  • 1.2 Выбор трассы прокладки кабеля на участке
  • 1.3 Разработка топологии сети
  • 2. Выбор системы передачи
  • 2.1 Определение числа телефонных каналов на внутризоновых линиях
  • 2.2 Расчет пропускной способности системы
  • 2.3 Выбор системы передачи на проектируемом участке
  • 3. Выбор типа оптического кабеля
  • 3.1 Расчет параметров оптического волокна
  • 3.2 Выбор типа кабеля, его конструкция и основные характеристики
  • 3.3 Расчет механических нагрузок на ОК, возникающих при строительстве
  • 4. Разработка структурной схемы организации связи
  • 4.1 Расчет длины участка регенерации
  • 5. Расчет параметров надежности ВОЛП
  • 6. Строительство ВОЛП
  • 6.1 Общие указания
  • 6.2 Подготовка к работе
  • 6.3 Прокладка кабеля в канализацию и в грунт
  • 6.4 Контроль качества строительно-монтажных работ
  • 6.5 Приемка в эксплуатацию законченных строительством ВОЛС
  • 7. Расчет технико-экономических показателей по строительству объекта связи
  • 7.1 Локальная смета на прокладку и монтаж ОК
  • 7.2 Локальная смета на прокладку ВОЛП в кабельной канализации
  • 7.3 Смета затрат на приобретение оборудования
  • 7.4 Затраты на приобретение материалов
  • 7.5 Расчет полной длины ОК и количества муфт на трассе
  • 7.6 Объектовый сметный расчет на строительство ВОЛП
  • 8. Безопасность жизнедеятельности при строительстве ВОЛП
  • Заключение
  • Список используемой литературы

Введение

В связи с развитием человечества всё растут требования к объёму, скорости, качеству передачи информации. В наше время каждый человек, который активно пользуется компьютером хочет не только скачивать отдельные документы и отправлять письма по электронной почте, но и смотреть фильмы или даже телевизионные программы, устраивать видеоконференцсвязь и телефонные разговоры и всё это с помощью компьютера и сети интернет. Причём, чтобы всё это было на очень высокой скорости для комфорта и по приемлемой цене. Всё это стало возможно с развитием и использованием волоконно-оптических систем передачи. Волоконно-оптические коммуникации имеют ряд преимуществ по сравнению с электронными системами, использующими передающие среды на металлической основе. Среди них можно указать следующие:

· Широкая полоса пропускания.

· Малое затухание оптического сигнала в волокне.

· Низкий уровень шумов в волоконно-оптическом кабеле.

· Высокая помехозащищенность.

· Малый вес и объем.

· Высокая защищенность от несанкционированного доступа.

· Гальваническая развязка.

· Взрыво-пожаробезопасность.

· Экономичность.

· Длительный срок эксплуатации.

Указанные выше достоинства оптического волокна как среды для передачи информационных сигналов позволяет сформулировать следующие преимущества волоконно-оптических систем связи:

1) В волоконно-оптических системах связи передаваемые сигналы не искажаются ни одной из форм внешних электронных, электромагнитных или радиочастотных помех.

2) Волоконно-оптическая связь более предпочтительна перед другими видами связи, когда одним из основных требований является безопасность ее работы в детонирующих, воспламеняющихся или электронебезопасных средах и условиях.

3) Волоконно-оптические системы связи идеально подходят для передачи данных в цифровых вычислительных системах, цифровой телефонии и видеовещательных системах, которые требуют использования новых физических явлений и принципов для развития и улучшения характеристик систем передачи.

К недостаткам волоконо-оптических систем можно отнести:

· Относительная хрупкость оптического волокна.

· Сложная технология изготовления как самого волокна, так и компонентов ВОЛС.

· Сложность преобразования сигнала (в интерфейсном оборудовании).

· Относительная дороговизна оптического оконечного оборудования (однако, оборудование является дорогим в абсолютных цифрах. Соотношение цены и пропускной способности для ВОЛП лучше, чем для других систем).

Однако преимущества от применения волоконно-оптических линий связи настолько значительны, что несмотря на перечисленные недостатки дальнейшие перспективы развития технологий ВОЛС в информационных сетях более чем очевидны.

Целью данного курсового проекта является разработка волоконно-оптической линии связи между четырьмя населенными пунктами Новосибирской области - Новосибирском, Бердском, Искитимом и Линево, что в свою очередь даст возможность бурному развитию новых услуг связи и информационному взаимодействию данных пунктов между собой и со всем миром.

Задание на проектирование внутризоновых ВОЛП

1. Выбрать и обосновать трассу ВОЛП. http://map-road.ru/index.html Привести ситуационную схему трассы.

2. Определить необходимое число каналов.

3. Выбрать систему передачи и интерфейс, учитывающий необходимый уровень иерархии и расстояние между оконечными и промежуточными пунктами. Интерфейс выбрать согласно стандарту G.957, G.691.

4. Рассчитать параметры оптического кабеля и тяговые усилия.

5. Выбрать марку ОК, привести его эскиз и основные технические параметры. Рассчитать механические нагрузки на оптический кабель.

6. Рассчитать длину регенерационного участка.

7. Разработать схему организации связи на основе выбранной системы передачи и ОК.

8. Привести схему размещения ОРП и НРП на трассе.

9. Рассчитать параметры надежности ВОЛП. (РД 45.047 - 99.)

10. Рассмотреть основные вопросы строительства ВОЛП.

11. Рассчитать технико-экономические показатели строительства.

12. Рассмотреть вопросы безопасности жизнедеятельности при строительстве ВОЛП

внутризоновая волоконная оптическая связь

1. Выбор трассы прокладки кабеля

1.1 Геолого-географический и экономический анализ региона проектирования

По условию задания необходимо спроектировать внутризоновую ВОСП на участке г. Новосибирск - г. Бердск - г. Искитим - пгт. Линево. Все четыре населенных пункта, между которыми необходимо организовать ВОЛП, располагаются в Новосибирской области. Проведем анализ данного региона.

Рельеф местности:

Рельеф Новосибирской области преимущественно равнинный. Часть области, расположенную слева от Оби, занимает низменная равнина (120 м над уровнем моря) с гривообразными повышениями рельефа высотой 3-10 м. Правый берег Оби более возвышенный, холмистый. На востоке области расположен Салаирский кряж с самой высокой точкой области (510 м над уровнем моря).

Климат:

Климат континентальный, средняя температура января от ?16 на юге, до ?20°C в северных районах. Заморозки на почве начинаются во второй половине сентября и заканчиваются в начале мая. Продолжительность холодного периода - 178, тёплого - 188, безморозного - 120 дней. Годовое количество осадков ? 425 мм, из них 20 % приходится на май-июнь, в частности, в период с апреля по октябрь выпадает (в среднем) 330 мм осадков, в период с ноября по март - 95 мм.

Почва:

Почва богата чернозёмами (главным образом - выщелоченными и оподзоленными), серыми лесными почвами. Чернозёмные почвы отличает высокая гумусированность.

Полезные ископаемые:

Новосибирская область богата такими полезными ископаемыми, как каменный уголь, тугоплавкие глины, торф, высококачественные антрациты, руды цветных металлов (диоксид титана и диоксид циркония).

Гидрография:

Основные реки области - Обь и Омь. Плотиной Новосибирской ГЭС образовано Новосибирское водохранилище. Также в области расположено около 3 тыс. пресноводных, солёных и горько-солёных озёр (Чаны, Убинское, Сартлан и др.). Север и северо-запад области занимает южная часть крупнейшего в мире Васюганского болота.

г. Новосибирск

Новосибирск - третий по численности населения город России, имеет статус городского округа. Новосибирск выполняет функции административного центра Сибирского федерального округа, Новосибирской области и входящего в её состав Новосибирского района; также город является центром Новосибирской агломерации - крупнейшей в Сибири.

Площадь: 502,1 км2.

Население: 1498,921 тыс. человек, в соответствии с данными 2010г.

Экономика: Новосибирск является крупным промышленным центром. Основу промышленного комплекса составляют 214 крупных и средних промышленных предприятий. На их долю приходится более 2/3 объёма всей промышленной продукции Новосибирской области. Ведущими отраслями промышленности являются энергетика, газоснабжение, водоснабжение, металлургия, металлообработка, машиностроение, на их долю приходится 94 % всего промышленного производства города

г. Бердск

Бердск - город в Новосибирской области России, входит в Новосибирскую агломерацию.

Площадь: 69,3 км2.

Население: 100, 1 тыс. человек, в соответствии с данными 2012г.

Экономика: Основные отрасли промышленности - пищевая, деревообрабатывающая, металлургия, машиностроение.

г. Искитим

Искитим - город в России, административный центр Искитимского района Новосибирской области, город областного подчинения. Входит в Новосибирскую агломерацию.

Площадь: 319,34 км2.

Население: 60, 072 тыс. человек, в соответствии с данными 2010г.

Экономика: Основные предприятия города: цементный завод, шиферный завод (завод асбесто-цементных изделий), комбинат строительных материалов, камнеобрабатывающий завод (ИскитимМраморГранит), два завода железобетонных изделий, асфальтный завод, известняковый карьер, завод искусственного волокна (оборонка). Имеются предприятия пищевой промышленности: молочный комбинат, хлебокомбинат, кондитерская фабрика.

пгт. Линево

Линёво - посёлок городского типа в Искитимском районе Новосибирской области.

Население: 20, 707 тыс. человек, в соответствии с данными 2010г.

Экономика: ЭНЕРГОПРОМ - Новосибирский электродный завод - градообразующее предприятие посёлка. Предприятие специализируется на выпуске графитированных электродов марок ЭГСП, ЭГП и ЭГ, угольных электродов, катодных блоков, кокса нефтяного прокаленного и электродной массы. Продукция завода используется для производства алюминия, кремния, выплавки стали, в металлургии чистых металлов, химической промышленности, машиностроении, энергетике.

Карта местности, где будет проходить наша ВОЛП представлена на рис. 1.1.

Рисунок 1.1. - Карта местности

1.2 Выбор трассы прокладки кабеля на участке

Необходимые условия, для выбора трассы:

ь длина между оконечными пунктами должна быть минимальной;

ь минимальный объем работ при строительстве;

ь удобство эксплуатации сооружений и надежности их работ.

Самым рациональным является прокладка кабеля вдоль автомобильных или железных дорог, при наличии водной преграды переходы выбирают в тех местах, где река имеет наименьшую ширину, нет скальных и каменистых грунтов.

Рассмотрим два варианта трассы прокладки ОК:

1. Трасса, проходящая вдоль железных дорог;

2. Трасса, проходящая вдоль автомобильных дорог.

Варианты трасс представлены на рис.1.2.

Рассмотрим характеристики каждого из вариантов. Характеристики вариантов трасс представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1. - Характеристика вариантов трассы

Характеристика трассы

Ед. изм.

Количество единиц по вариантам

Вариант №1

Вариант №2

Общая протяженность трассы

Вдоль автомобильных дорог

Вдоль грунтовых дорог (бездорожье)

Вдоль железных дорог

В канализации

Км

86

0

0

70

16

89

73

0

0

16

2. Способ прокладки

Кабелеукладчик

Механическим способом

Вручную

Кабельная канализация

Км

59,5

7

3,5

16

62,05

7,3

3,65

16

3. Количество переходов

Через судоходные реки

Через не судоходные реки

Через железные дорог

Через автомобильные дороги

1 пер

1

6

7

27

1

1

7

29

4. Число обслуживаемых регенерационных пунктов

1 пункт

4

4

Исходя из данных, занесенных в таблицу,. лучше выбрать трассу под номеров 2. Несмотря на то, что эта трасса немного длиннее, при ее прокладке будет меньше число переходов через реки.

Рисунок 1.2 - Варианты трассы

1.3 Разработка топологии сети

При строительстве данной ВОЛП, разумнее использовать топологию "последовательная линейная цепь". Данная топология в конкретном случае является наиболее правильной, потому что и г. Бердск и г. Искитим входят в Новосибирскую агломерацию. При этом соединять непосредственно г. Искитим с г. Новосибирском экономически не выгодно, так как при этом трасса будет проходить в обход Новосибирского водохранилища. пгт. Линево относится к искитимскому району, именно поэтому необходимо организовать связь между ним и г. Искитимом.

Топология ВОЛП представлена на рисунке 1.3.

Рисунок 1.3 - Топология сети по принципу "последовательная линейная цепь"

Именно в соответствии с такой типологией и будет производиться дальнейший расчет.

2. Выбор системы передачи

2.1 Определение числа телефонных каналов на внутризоновых линиях

Чтобы рассчитать количество телефонных каналов между оконечными и промежуточными пунктами, необходимо воспользоваться формулой:

(1, с.6)

где

1 и 1 - постоянные коэффициенты, соответствующие фиксированной доступности и заданным потерям, обычно потери задают в 5%, тогда 1 = 1,3, 1=5,6,f1 - коэффициент тяготения, f1 = 0,05 (5%),

у - удельная нагрузка, т.е. средняя нагрузка, создаваемая одним абонентом, у =0,05 Эрл,

mа и mб - количество абонентов, обслуживаемых оконечными станциями АМТС соответственно в пунктах А и Б.

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 0,38 количество абонентов в зоне АМТС можно определить по формуле:

(1, с.6)

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

Год перспективного проектирования в данном курсовом проекте принимается на 5 лет вперёд по сравнению с текущим временем. Следовательно, t=5+ (tm - t0). Где tm - год составления проекта, t0 - год, к которому относятся данные.

Численность населения в год завершения строительства определяют:

(1, с.6)

где

Н0 - народонаселение в период проведения переписи,

Р - средний годовой прирост населения в данной местности, % (принимается по данным переписи 2-3%),

Произведем расчет в соответствии с нашими данными. Так как данные по переписи населения у нас не одного года для разных населенных пунктов, то будут и разные периоды.

При дальнейших расчетах для г. Искитима, и пгт. Линево:

t=5+ (tm - t0) =5+ (2012-2010) =7

Для г. Новосибирска и г. Бердск:

t=5+ (tm - t0) =5+ (2012-2012) =5

Количество населения и количество абонентов, обслуживаемых ОС АМТС, для оконечных и промежуточного пунктов:

ѕ г. Новосибирск

ѕ г. Бердск

ѕ г. Искитим

ѕ пгт. Линево

Таким образом, число каналов между г. Новосибирском и г. Бердском:

Число каналов между г. Бердском и г. Искитимом:

Число каналов между г. Искитимом и пгт. Линево:

Берем удвоенную величину для большей эффективности:

Чтобы определить требуемое количество потоков Е1 для передачи абонентских каналов на каждом интервале ВОЛС, воспользуемся формулой:

2.2 Расчет пропускной способности системы

Дополнительно при этом нужно предусмотреть выделение:

ѕ в оконечных пунктах для предоставления широкополосных услуг - по одному потоку FE и по одному потоку Е3;

ѕ в промежуточных - по одному потоку Е3.

Заполним таблицу 2.1.

Таблица 2.1. - Пропускная способность на проектируемом участке

Выделяемые потоки

Оконечные и промежуточные пункты

г. Новосибирск

г. Бердск

г. Искитим

пгт. Линево

Е1

9

13

6

2

Е3

1

2

2

1

FE

1

1

Суммарная скорость передачи, Бит/с

233,824Мбит/с

2.3 Выбор системы передачи на проектируемом участке

В оптических системах передачи используется то же принцип образования многоканальной связи, что и в системах работающих по электрическому кабелю, т.е. временное и частотное разделение каналов. В настоящее время все наибольшее распространение получают волоконно-оптические системы синхронной цифровой иерархии. SDH представляет собой международный стандарт на оптическую сеть связи с высокой пропускной способностью, предназначенный для обеспечения более простой, экономической и гибкой инфраструктуры телекоммуникационной сети. Этот стандарт определяет скорость передачи, формат сигнала, структуру мультиплексирования, размещение компонентных потоков для интерфейса сетевого узла - стандартного международного интерфейса синхронной цифровой иерархии.

Преимущества SDH:

Разработка произведена с расчетом оптимальных ценовых показателей и гибкости в построении сети на базе прямого синхронного мультиплексирования;

Предусмотрена дополнительная пропускная способность передаваемых сигналов для обеспечения расширенного управления сетью и возможностей обслуживания (примерно 5 % структуры сигнала используется для указанных целей);

Предусмотренные гибкие возможности передачи сигналов:

возможна передача как существующих, так и будущих сигналов;

Допускается инфраструктура отдельной сети связи: возможно подключение оборудования от различных производителей.

Оптические одноканальные интерфейсы стандартов G/957 и G/692 предназначены для аппаратуры синхронной цифровой иерархии SDH со скоростными режимами передачи от 155520кбит/с до 39813120 кбит/с.

Нам необходимо использовать оптические интерфейсы типа S, потому что расстояние между усилительными пунктами менее 40 км. Представим характеристики этого оптического интерфейса в таблице 2.2.

Таблица 2.2 - Характеристики оптических интерфейсов

Характеристики

Единицы измерения

Значение

Цифровой сигнал

STM-4

Номинальная скорость передачи

кбит/с

622 080

Тип применения

Короткая линия

S-1.1

Рабочая длина волны

нм

1293-1334/ 1274-1356

Спектральная характеристика лазера, измеренная на уровне - 20дБ

нм

-

Средняя мощность запуска (PTX)

Максимальная мощность

Минимальная мощность

дБм

дБм

8

15

Минимальная чувствительность

дБм

-28

Минимальная перегрузка

дБм

-8

Максимально допустимая дисперсия

пс/нм

46/74

3. Выбор типа оптического кабеля

3.1 Расчет параметров оптического волокна

Определение режима распространения

Произведем расчет оптических и передаточных параметров ОВ для длины волны 1310нм.

По условию задания показатель преломления сердцевины ОВ n1=1,494;

В методическом указании рекомендовано

где - нормированная разность показателей преломления.

Найдем числовую апертуру:

(3, с.29)

Найдем значение апертурного угла:

(3, с.30)

Определим один из основных обобщенных параметров, используемых для оценки свойств ОВ - нормированную частоту. Этот показатель связывает структурные параметры ОВ и длину световой волны, распространяемой в волокне.

(3. с.46)

a - радиус сердцевины ОВ, мкм; - длина волны, мкм.

Так как 0 < н < 2,405 наблюдается одномодовый режим распространения как при одной так и при другой длине волны.

Расчет затухания

Суммарное собственное затухание волоконного световода рассчитывается по формуле:

с=п+р. (3, с.52)

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

дБ/км, (3, с.54)

tg - тангенс диэлектрических потерь материала сердцевины ОВ.

- длина волны, км.

, дБ/км.

р - затухание рассеивания обусловлено неоднородностями материала и тепловыми флуктуациями показателя преломления:

(3, с.55)

k= 1,3810-23 Дж/К - постоянная Больцмана;

Т=1500 К - температура затвердевания стекла при вытяжке;

в= 8,110-11 м2/Н - коэффициент сжимаемости для кварца;

= 0,252, дБ/км.

с1310=п1310+р1310=0,0311+0,252=0,283, дБ/км.

Расчет дисперсии

Полная дисперсия рассчитывается как сумма модовой и хроматической дисперсии.

(3, с.75)

Так как у нас одномодовый режим, то модовой дисперсии нет, поэтому результирующая дисперсия будет равняться хроматической.

В свою очередь хроматическая дисперсия состоит из материальной, волноводной и профильной дисперсии (профильную дисперсию в расчетах учитывать не будем).

;

мат=М (); пс/км (3, с.71)

- ширина спектра источника излучения,

=0,13 нм для ППЛ;

=1040 нм для СИД.

Возьмем это значение равным 1 нм;

М () - удельная дисперсия материала, для =1,31мкм=-5пс/км•нм, тогда:

мат1310=1• (-5) =-5 пс/км,

вол=В (); пс/км (3, с.71)

В () - удельная волноводная дисперсия, для =1,31мкм В () =8пс/км•нм.

вол1310 = 1•8=8 пс/км,

Результирующая дисперсия будет:

Занесем рассчитанные значения оптических и передаточных параметров в таблицу 3.1.

Таблица 3.1. - Рассчитанные значения оптических и передаточных параметров

Населенные пункты

Расстояния между пунктами, км

Длина волны, нм

Числовая апертура

Нормированная частота (обобщенный параметр)

Коэффициент затухания, дБ/км

Удельная дисперсия, пс/км

г. Новосибирск-г. Бердск

38

1310

0,10564

2,28

0,0311

0,252

0,283

-5

8

3

г. Бердск-г. Искитим

25

1310

0,10564

2,28

0,0311

0,252

0,283

-5

8

3

г. Искитим-пгт. Линево

26

1310

0,10564

2,28

0,0311

0,252

0,283

-5

8

3

3.2 Выбор типа кабеля, его конструкция и основные характеристики

По рассчитанным передаточным параметрам ОВ выберем ОК для прокладки в грунт и в канализацию на проектируемом участке.

Кабель марки "СК-ДПС-048Е-06-08-25", завода-изготовителя "Севкабель-Оптик" предназначены для прокладки в грунт.

Структура кабелей изображена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 - Структура ОК, прокладываемого в грунт

Конструкция:

1. Центральный силовой элемент (ЦСЭ) - стеклопластиковый диэлектрический стержень или стальная проволока.

2. Оптическое волокно.

3. Оптический модуль в оболочке из ПБТ, заполненный гидрофобным гелем.

4. Межмодульный гидрофобный гель.

5. Промежуточная оболочка из полимерного материала.

6. Броня из высокопрочных стальных оцинкованных проволок с нанесенным гидрофобным гелем.

7. Оболочка из полимерного материала.

Кабель марки "СК-ДАО-048Е-06-08-2,7", завода-изготовителя "Севкабель-Оптик" предназначен для прокладки в канализации.

Внешний вид и структура кабеля изображена на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 - Структура кабеля, прокладываемого в канализацию

Конструкция:

1. Центральный силовой элемент (ЦСЭ) - стеклопластиковый диэлектрический стержень.

2. Оптическое волокно.

3. Оптический модуль в оболочке из ПБТ, заполненный гидрофобным гелем.

4. Межмодульный гидрофобный гель.

5. Оболочка из полимерного материала.

Приведем основные характеристики этих кабелей в таблице 3.2.

Таблица 3.2 - Основные характеристики ОК

Маркировка

СК-ДПС-048Е-06-08-25

СК-ДАО-048Е-06-08-2,7

Конструкция

см. рисунок 3.1

см. рисунок 3.2

Количество оптических волокон

48

48

Количества элементов повива сердечника

8

8

Масса кабеля, кг/км

327

78

Длительно допустимая растягивающая нагрузка, кН

25

2,7

Допустимая раздавливающая нагрузка, кН, см

15

0,3

Минимальный радиус изгиба

284мм

200мм

Тип оптического волокна

одномодовое

одномодовое

Допустимый коэффициент затухания, дБ/км

л=1310нм

л=1550нм

Допустимые удельные хроматические дисперсионные искажения, пс/нс км

л=1310нм

л=1550нм

3.3 Расчет механических нагрузок на ОК, возникающих при строительстве

Расчет механических нагрузок на загородном участке

Для этого необходимо учесть массу, длину кабеля, динамическое давление и вертикальное давление слоя земли над кабелем. Расчет усилия тяжения при прокладке ОК в земле кабелеукладчиком можно рассчитать по формуле:

1, с.12)

где масса единицы длины кабеля, кг/км;

коэффициент трения в кассете кабелеукладчика (, в соответствии с вариантом 10);

динамический коэффициент (возьмем );

длина проложенного кабеля в земле, км;

вертикальное давление слоя земли над кабелем (, в соответствии с вариантом 10).

Расчет механических нагрузок в кабельной канализации на прямолинейном участке:

При прокладке ОК в телефонной канализации на прямолинейном участке трассы усилие тяжения определяется по формуле:

(1, с.13)

где масса единицы длины кабеля, кг/км;

коэффициент трения (, для асбоцементных труб);

строительная длина кабеля, км ().

Я выбираю асбоцементные трубы, так как они имеют небольшую стоимость и вес. Данные трубы являются наиболее стойкими против различных воздействий минерализованных вод и агрессивной среды.

на изгибе трассы:

(1, с.14)

где угол поворота трассы, рад (, вариант 10).

4. Разработка структурной схемы организации связи

4.1 Расчет длины участка регенерации

При проектировании высокоскоростных ВОСП должны рассчитывается отдельно длина участка регенерации по затуханию (L) и длина участка регенерации по широкополосности (Lв), так как причины, ограничивающие предельные значения L и Lв, независимы.

В общем случае необходимо рассчитывать две величины длины участка регенерации по затуханию:

L макс - максимальная проектная длина участка регенерации;

L мин - минимальная проектная длина участка регенерации.

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

(3, с.83)

(3, с.83)

(3, с.83)

где макс и мин [дБ] - максимальное и минимальное значения перекрываемого затухания аппаратуры ВОСП, обеспечивающее к концу срока службы значение коэффициента ошибок не более 110-10;

ок [дБ/км] - километрическое затухание в оптических волокнах кабеля;

нс [дБ] - среднее значение затухания мощности оптического излучения неразъемного оптического соединителя на стыке между строительными длинами кабеля на участке регенерации;

Lстр. [км] - среднее значение строительной длины кабеля на участке регенерации;

aср. [дБ] - затухание мощности оптического излучения разъемного оптического соединителя;

n - число разъемных оптических соединителей на участке регенерации;

[пс/нмкм] - результирующая дисперсия одномодового оптического волокна;

() [нм] - ширина спектра источника излучения;

В [МГц] - широкополосность цифровых сигналов, передаваемых по оптическому тракту;

М [дБ] - системный запас ВОСП по кабелю на участке регенерации.

Критерием окончательного выбора аппаратуры или кабеля должно быть выполнение соотношения:

Lв>L макс (3, с.84)

Максимальное значение перекрываемого затухания (Aмакс) определяется как разность между уровнем мощности оптического излучения на передаче и уровнем чувствительности приемника для ВОСП на базе ЦСП. Минимальное значение перекрываемого затухания (Aмин) определяется как разность между уровнем мощности оптического излучения на передаче и уровнем перегрузки приемника для ВОСП на базе ЦСП.

Минимальное значение перекрываемого затухания определяется:

Параметры оптических волокон и кабелей приведены в технических характеристиках на поставляемый оптический кабель (ок,) и определяются условиями и технологией прокладки (нс, Lстр). По условию задания возьмем нс=0,08дБ, рс=0,3дБ, n=2.

В технических характеристик аппаратуры приведена ширина спектра источника излучения () на уровне - 20 дБ, но нам необходимо знать это значение на уровне - 3 дБ, таким образом получаем (возьмем для S-4.1 при - 20дБ равным 1, так как у нас по характеристикам интерфейса эта величина неопределенна):

Системный запас (М) 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 ВОСП исходя из ее назначения и условий эксплуатации оператором связи, в частности, исходя из статистики повреждения (обрывов) кабеля в зоне действия оператора.

Рекомендуемый диапазон устанавливаемых значений системного запаса от 2дБ (наиболее благоприятные условия эксплуатации) до 6дБ (наихудшие условия эксплуатации). Возьмем М = 2 дБ.

По формуле рассчитаем максимальную длину РУ:

Минимальную длину РУ рассчитаем по формуле

Длина участка регенерации по широкополосности рассчитаем по формуле:

По результатам расчетов получено, что Lмакс LВ на обоих длинах волн, значит, аппаратура и кабель выбраны с техническими данными, обеспечивающими запас по широкополосности на участке регенерации.

4.2 Структурная схема организации связи

Максимальная длина регенерационного участка при расчетах получилась меньше одной из длин между населенными пунктами. Поэтому именно между этими городами необходимо поставить НРП. Анализируя данную трассу, в качестве места расположения НУПа выберем Матвеевку (18 км от г. Новосибирска).

Изобразим схему организации связи на рисунке 4.1., где TM - терминальный мультиплексор, ADM - мультиплексор ввода/вывода.

Тип кабеля

СК-ДПС-048Е-06-08-15

Расстояние

18км

20км

25км

26км

Рисунок 4.1 - Схема организации связи

5. Расчет параметров надежности ВОЛП

Рассчитаем параметры надежности в соответствии с РД 45.047-99 (см.4).

Показатели надежности для ВзПС представлены в таблице 5.1.

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

Показатель надежности

Канал ОЦК на перспективной цифровой сети

Коэффициент готовности

>0,998

Среднее время между отказами, час

>2050

Время восстановления, час

<4,24

Показатели надежности для МСП представлены в таблице 5.2.

Таблица 5.2 - Показатели надежности для МСП, Lм = 200 км

Показатель надежности

Канал ОЦК на перспективной цифровой сети

Коэффициент готовности

>0,9994

Среднее время между отказами, час

>7000

Время восстановления, час

<4,24

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

тогда интенсивность отказов ОК за 1 час на длине трассы ВОЛП L определится как:

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

а коэффициент готовности:

При длине канала L не равным Lм среднее время между отказами определится как:

Сравним полученные значениям параметров надежности с нормативными показателями и сведем все расчеты в таблицу 5.3.

Таблица 5.3 - Сравнение рассчитанных значений с нормами

Коэффициент простоя

Коэффициент готовности

Среднее значение времени между отказами, час

Нормы

0,015

0,985

340,5

Рассчитанные значения для ВзПС

0,0001

0,9999

Рассчитанные значения для МСП

0,000042

0,999958

Таким образом, можно сделать вывод, что данная ВОЛП является надежной, так как все рассчитанные параметры удовлетворяют нормам.

6. Строительство ВОЛП

6.1 Общие указания

Строительство волоконно-оптических линий связи так же, как и электрических кабельных линий связи, осуществляется строительно-монтажными управлениями (СМУ) акционерного общества "Союзтелефонстрой", а также передвижными механизированными колоннами (ПМК) концерна "Связьстрой", в системе которых организуются линейные или прорабские участки. Силами этих участков выполняются такие основные виды работ по строительству, как разбивка трассы линии и определение мест установки НРП на местности в соответствии с проектом на строительство, доставка кабеля, оборудования и других материалов на кабельную трассу, испытание, прокладка и монтаж кабеля и оконечных устройств, проведение приемосдаточных испытаний.

Опыт строительства ВОЛС выявил ряд существенных отличий в организации, технологии проведения линейных и монтажных работ по сравнению с работами на традиционных электрических кабеля связи. Эти отличия обусловлены в первую очередь своеобразием конструкции ОК: критичностью к растягивающим усилиям; малыми поперечными размерами и массой; большими строительными длинами; сравнительно большими величинами затухания сростков ОВ; невозможностью содержания ОК под избыточным воздушным давлением; трудностями в организации служебной связи в процессе строительство ВОЛС с ОК без металлических элементов; недостаточным развитием методов и отсутствием серийно выпускаемых приборов для измерений и отыскания повреждений на ОК.

Эти особенности определяют практически весь ход строительства. До начала поступления кабеля на строительства ВОЛС должны быть выполнены работы по обследованию помещений для проведения входного контроля кабелей, определено будущих трасс прокладки ОК. Должны быть решены вопросы организации служебной связи с помощью ультракоротковолновых радиостанций.

6.2 Подготовка к работе

Подготовительные работы включают в себя:

а) заключение договора подряда с заказчиком строительства;

б) изучение проектно-сметной документации (ее входной контроль);

в) изучение трассы ВОЛС и условий производства работ в натуре;

г) определение потребности в рабочей силе по профессиям и линейном персонале (прорабах, мастерах);

д) определение потребности в автотранспорте, механизмах, приспособлениях, комплектах инструмента, электроизмерительных приборах;

е) решение вопросов размещения на трассе строительно-монтажных подразделений, их бытовых условий;

ж) материально-техническое обеспечение: получение и складирование волоконно-оптического кабеля, оборудования, арматуры, осуществление входного контроля за их качеством и комплектностью;

з) входной контроль каждой строительной длины ОК на целость световодов и на соответствие коэффициентов затухания данным паспортов строительных длин ОК;

и) составление группировочной ведомости строительных длин ОК с учетом рациональной их подвески, обеспечивающей уменьшение отходов кабеля и технически выгодного расположения муфт.

6.3 Прокладка кабеля в канализацию и в грунт

В зависимости от характера трассы дальнейшей прокладки ОК определяется способ прокладки: в кабельных блоках (кабельной канализации) или в грунте, или по конструкциям подстанции.

На выбор способа прокладки, определяемого проектом, влияют следующие условия: наличие действующей кабельной канализации или ее отсутствие, характер трассы при прокладке ОК в грунте. При этом должна быть проанализирована стоимость строительства кабельной канализации (при ее отсутствии), стоимость и возможность прокладки ОК в грунте, возможность применения механизированной прокладки, количество и характер кабельных переходов через подземные коммуникации, инженерные сооружения, водные преграды и т.д.

Прокладка ОК в кабельной канализации производится с предварительной подготовкой каналов: протягиванием в канале заготовки (проволоки), с помощью которой в канал втягивается трос, конец которого оснащается компенсатором кручения и проволочным кабельным "чулком" для подсоединения и протягивания в канале ОК.

В том случае, когда в кабельной канализации не имеется выделенного канала для прокладки оптических кабелей, в канале, занятом другими, в том числе кабелями связи с металлическими жилами, рекомендуется прокладывать бронированный ОК с идентичными оптическими характеристиками подвешенного на ВЛ ОК.

В случае прокладки в кабельном блоке, где проложены силовые кабели напряжением до 220 кВ, ОК должны прокладываться в разных каналах.

При прокладке ОК в грунте параллельно с проложенным силовым кабелем напряжением до 220 кВ расстояние между ними должно быть не менее 0,6 м.

При пересечении указанных кабелей расстояние между ними должно быть по вертикали не менее 0,5 м.

При сближении ОК с силовыми кабелями напряжением до 10 кВ допускается расстояние между ними 0,25 м при условии защиты кабелей (прокладка в трубах, установка несгораемых перегородок).

При прокладке в кабельной канализации бронированного ОК его броня должна быть надежно заземлена.

В зависимости от проектного решения кабель в грунте может быть проложен в отрытую траншею и механизированным способом - кабелеукладчиком.

Глубина заложения ОК в грунт - не менее 1,2 м.

Пластмассовые муфты, смонтированные в грунте, должны быть защищены стальными кожухами, которые следует заземлить.

Перед прокладкой ОК в грунте или при строительстве кабельной канализации на трассе должны быть тщательно обследованы все пересечения с подземными сооружениями и коммуникациями в присутствии их владельцев. Для исключения возможности повреждений на пересечениях должны быть отрыты шурфы и приняты меры к защите пересекаемых сооружений.

При применении всех способов прокладки необходимо строго соблюдать минимально допустимые радиусы изгиба кабеля, указанные в документах на прокладываемый кабель. В случае отсутствия этих данных минимально допустимый радиус изгиба ОК должен приниматься равным 20 диаметрам кабеля.

6.4 Контроль качества строительно-монтажных работ

Качество выполненных строительно-монтажных работ определяется соответствием их рабочему проекту, требованиям технических условий, СНиП и других НД.

На качество строительно-монтажных работ непосредственно влияет квалификация и профессиональный опыт работников, своевременное и бесперебойное обеспечение их инструментами, электроизмерительными приборами, средствами механизации.

Контроль качества строительно-монтажных работ должен осуществляться на всех стадиях их выполнения и подразделяется на следующие формы: входной, операционный, приемочный и инспекционный.

При входном контроле проверяется соответствие поступающих на строительство проектно-сметной документации, кабелей, арматуры, конструкций, монтажных узлов и материалов соответствующим НД.

Для размещения поступающих на строительство барабанов с кабелем, арматуры, материалов должны быть подготовлены складские помещения и кабельные площадки. При этом следует учитывать необходимость беспрепятственного проезда к ним.

Барабаны с кабелем размещаются таким образом, чтобы имелась возможность производить внешний осмотр и необходимые измерения и испытания строительных длин ОК. Внутренние концы кабеля, выведенные сквозь щеки установленных рядом барабанов, должны быть обращены в сторону прохода.

Площадки и складские помещения оборудуются противопожарными средствами: огнетушителями, мешками с песком, бочками с водой и т.д.

Выгрузка и погрузка на автотранспорт кабельных барабанов должна производиться подъемными кранами. В исключительных случаях могут быть использованы аппарели.

Свободное скатывание и сбрасывание барабанов с ОК не разрешается.

Все прибывшие барабаны с ОК должны быть подвергнуты входному контролю, зарегистрированы в ведомости с указанием наименования, марки, заводского номера, даты поступления, номера транспортного документа (накладной, акта), подвергнуты внешнему осмотру и измерению затухания.

Внешним осмотром проверяется целостность барабана, выведенных концов ОК. При этом необходимо вскрыть обшивку барабана и изъять закрепленный на внутренней стороне щеки паспорт.

Если при внешнем осмотре будут обнаружены незначительные повреждения барабана, следует устранить их на месте. Если после ремонта состояние барабана не позволяет вести нормальную раскатку ОК, с согласия заказчика кабель должен быть перемотан на исправный барабан.

Каждая строительная длина ОК подвергается измерению коэффициента затухания, данные измерения сравниваются со значениями, указанными в паспорте. Если измеренные значения коэффициента затухания не соответствуют нормам, ОК не должен использоваться для подвески.

Результаты внешнего осмотра и измерений коэффициентов затухания строительных длин ОК должны фиксироваться в протоколе.

Операционный контроль осуществляется постоянно во время выполнения строительно-монтажных работ бригадиром, мастером, прорабом (выборочно) и направлен на соблюдение технологии выполнения работ, обеспечение соответствия их рабочим чертежам и НД. Технологические операции, выполненные с отклонением от норм, немедленно должны быть переделаны.

Контроль качества монтажа муфт ОК должен производиться в ходе монтажа каждой муфты.

Таблица 6.1 - Основные характеристики, учитываемые при строительстве трассы

Факторы, которые могут привести к нарушению работы КЛС

Минимальное расстояние кабеля связи

Глубина прокладки кабеля

Вследствие вибрации (указать причины вибрации)

Трасса проложена вдоль автомобильных дорог, однако есть участки, где железная дорога проходит достаточно близко, именно в следствии этого и происходит вибрация

от полотна электрических железных дорог переменного тока

более 5 м от края подошвы насыпи железнодорожного полотна.

При пересечении железнодорожных или трамвайных путей от подошвы рельса

более 1 м от подошвы рельса.

Химического содержания почвы (указать тип почвы и вид коррозии)

Щелочные солончаки и суглинки, с рН почвы 7,5 - 9,5, следовательно, в данной зоне есть риск возникновения электрохимической коррозии

от высоковольтных линий электропередачи

4 м

При пересечении с шоссе или автострадами от дорожного полотна

более 1 м от дорожного полотна.

Наличие блуждающих токов в земле (указать причины наличия блуждающих токов)

Оболочки кабелей, проложенных вблизи электрифицированных железных дорог

расстояние от кабеля до края подошвы насыпи шоссейных дорог

5 м.

Глубина прокладки кабелей связи в грунтах I-III

более 0,9 м

Глубина прокладки кабелей связи в скальных грунтах

более 0,5 м

Грозодеятельность

В меньшей степениподверженыгрозовым разрядам.

В населенных пунктах

0,7 м

Основные характеристики, учитываемые при строительстве приведены в таблице 6.1.

Выбранное оборудование для монтажа, тестирования и сертификации представлены в таблице 6.2.

Таблица 6.2 - Выбронное оборудование для монтажа, тестирования и сертификации

Оборудование для монтажа линий связи

Измерительное оборудование

Сертификационное оборудование

критерии

критерии

критерии

Снятие защитных покровов ОК

Соединение ОВ

Защита мест соединения

Общее затухание

Коэффициент затухания

Расстояние до неоднородности

Длина участка кабеля

Затухание

Запас по затуханию

Оптический бюджет мощности

кабельный нож,

стрипперы

сварочный аппарат

гильзы

Рефлектометры

Рефлектометры

от простых измерителей мощности до сложных оптических измерителей отраженного сигнала (OTDR

6.5 Приемка в эксплуатацию законченных строительством ВОЛС

Приемка в эксплуатацию ВОЛС осуществляется в соответствии с требованиями СНиП 3.01.04-87, "Временных положений по приемке законченных строительством объектов", направленных Госстроем России Письмом от 09.07.93 № БЕ-19-11/13 и "Временных правил приемки в эксплуатацию законченных строительством объектов связи общего пользования в Российской Федерации".

В соответствии с требованиями СНиП 3.01.04-87 подготовленные к эксплуатации объекты, законченные строительством в соответствии с проектом, заказчик должен предъявлять к приемке Государственной приемочной комиссии.

До предъявления Государственной приемочной комиссии объект должна освидетельствовать рабочая комиссия, назначенная заказчиком. Рабочая комиссия должна проверить соответствие объекта и смонтированного на нем оборудования проекту, а также выполненных строительно-монтажных работ требованиям НД, результаты измерений, испытаний ВОЛС-ВЛ, выполнение условий охраны труда и техники безопасности и только после этого предъявить объект Государственной приемочной комиссии.

Рабочая комиссия назначается приказом по организации заказчика по согласованию с генеральным подрядчиком в пятидневный срок после получения от него извещения о готовности ВОЛС к сдаче в эксплуатацию. В приказе указывается состав комиссии, порядок и сроки ее работы.

В состав рабочей комиссии включаются представители заказчика (председатель комиссии), генерального подрядчика, субподрядчика, эксплуатационной организации, государственных органов надзора, проектной организации.

Генеральный подрядчик обязан представить рабочей комиссии исполнительную документацию. Исполнительная документация представляется в одном экземпляре, в ее состав входят:

а) паспорт ВОЛС;

б) рабочие чертежи, откорректированные в соответствии с фактически выполненными работами;

в) протоколы измерений затухания при входном контроле, монтаже муфт, регенерационных участков и всей ВОЛС;

г) ведомости группирования строительных длин;

д) заводские паспорта на строительные длины ОК;

е) лицензии подрядных организаций на производство строительно-монтажных работ;

ж) паспорта и сертификаты соответствия на кабели и установленное кроссовое оборудование.

В обязанности рабочей комиссии входит:

а) проверка исполнительной документации на комплектность, содержание и качество исполнения;

б) проверка соответствия выполненных строительно-монтажных работ проектно-сметной документации и согласованным отступлениям от проекта;

в) освидетельствование выполненных работ, проверка их качества, проведение выборочных испытаний и измерений, проверка актов на скрытые работы, журналов работ;

г) проверка готовности ВОЛС к эксплуатации;

д) приемка ВОЛС-ВЛ от генерального подрядчика с составлением акта о готовности ее для предъявления Государственной приемочной комиссии.

После подписания Акта рабочей комиссии заказчик строительства (назначенная эксплуатационная организация) несет ответственность за сохранность всех сооружений, включенных в Акт рабочей комиссии.

Государственная приемочная комиссия назначается органами, утверждавшими проект строительства ВОЛС и сметно-финансовый расчет, не позднее чем за три месяца до установленного срока ввода ВОЛС в эксплуатацию.

Председателем Государственной приемочной комиссии назначается один из руководящих работников органа, назначившего эту комиссию.

В состав Государственной приемочной комиссии включаются представители: генерального подрядчика и субподрядчиков, эксплуатационной организации, генерального проектировщика, государственного надзора, технической инспекции труда и других заинтересованных организаций.

Заказчик представляет Государственной приемочной комиссии всю документацию, оформленную рабочей комиссией, в том числе:

а) Акт рабочей комиссии о готовности законченной строительством ВОЛС для предъявления Государственной приемочной комиссии;

б) утвержденную проектно-сметную документацию;

в) справку об устранении недоделок, выявленных рабочей комиссией;

г) справку заказчика или назначенной эксплуатационной организации о подготовленности ВОЛС к нормальной эксплуатации;

д) справку о фактической стоимости строительства, подписанную заказчиком и генеральным подрядчиком.

В обязанности Государственной приемочной комиссии входят:

а) проверка готовности ВОЛС к приемке в эксплуатацию (в том числе проверка устранения недоделок, выявленных рабочей комиссией);

б) проверка содержания Акта рабочей комиссии;

в) проверка представленных заказчиком справок и фактической стоимости строительства ВОЛС в соответствии с данными утвержденной проектно-сметной документации;

г) выборочная проверка качества работ на ВОЛС в целом;

д) составление Акта приемки в эксплуатацию ВОЛС.

Приемка ВОЛС Государственной приемочной комиссией должна быть закончена в срок, установленный органом, назначившим комиссию.

Дополнительные работы, не предусмотренные проектом, не могут задержать приемку законченных строительством сооружений в эксплуатацию.

Эксплуатация сооружений, не принятых в эксплуатацию Государственной приемочной комиссией, не допускается.

Акт приемки в эксплуатацию ВОЛС рассматривается и утверждается органом, назначившим Государственную приемочную комиссию, в месячный срок после его подписания.

Датой ввода объекта в эксплуатацию считается дата подписания Акта Государственной приемочной комиссией.

Государственная приемочная комиссия при выяснении непригодности объекта к эксплуатации представляет мотивированное заключение об этом в органы, назначившие Государственную приемочную комиссию, а копии направляет заказчику и генеральному подрядчику.

Полномочия Государственной приемочной комиссии прекращаются с момента утверждения Акта приемки в эксплуатацию ВОЛС.

7. Расчет технико-экономических показателей по строительству объекта связи

7.1 Локальная смета на прокладку и монтаж ОК

Таблица 7.1 - Локальная смета №1 на прокладку ОК в грунт и монтаж

Наименование работ и затрат

Ед. изм.

Кол.

Стоимость единицы, руб.

Общая стоимость, руб.

Прокладка ВОК кабелеукладчиком L/Lк

шт.

17

37035,53

629604,01

Муфты прямые с учетом измерений в процессе монтажа на магистральном кабеле с числом волокон 24

шт.

18

111912,58

2014426,44

Настройка линейного цифрового тракта, ТМ, СС и синхронизации одной СП

система

4

24832,64

99330,56

ИТОГО ПО СМЕТЕ

2668863,09

7.2 Локальная смета на прокладку ВОЛП в кабельной канализации

Таблица 7.2 - Локальная смета №2 на прокладку ВОЛП в кабельной канализации

Наименование работ и затрат

Ед. изм.

Кол.

Стоимость единицы, руб.

Общая стоимость, руб.

Прокладка ВОК в канализации в полиэтиленовой трубе по свободному каналу трубопровода

100м кабеля

160

496,10

79376,00

ИТОГО ПО СМЕТЕ

79376,00

7.3 Смета затрат на приобретение оборудования

Таблица 7.3 - Смета затрат на приобретение оборудования

Наименование затрат

Единица измерения

Кол -

во

Сметная стоимость, руб

За единицу

Всего

Раздел А

Затраты на оборудование

Терминальный

мультиплексор с кроссовым оборудованием

Шт

2

950700,00

1901400,00

Мультиплексор ввода/вывода

с кроссовым оборудованием

Шт

2

1150000,00

2300000,00

Регенератор

Шт

1

730300,00

730300,00

ИТОГО

-

-

-

4931700,00

Транспортные расходы 30%

-

-

-

1479510,00

Итого по разделу А

-

-

-

6411210,00

Раздел Б

Настройка и монтаж оборудования


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.