15405

Проект строительства ВОЛП на участке г.Казань – г.Набережные Челны

Дипломная

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Целью дипломного проекта является проектирование ВОЛП между городами республики Татарстан г.Казань и г.Набережные Челны. Указанный участок строительства ВОЛП имеет большое республиканское значение для обеспечения потребностей населения и промышленных предприятий республики Татарстан в качественном информационном доступе...

Русский

2013-06-13

3.05 MB

228 чел.

Содержание

стр.

1 Введение 12

2 Выбор трассы  прокладки оптического кабеля на участке

г. Казань – г. Набережные Челны 13

2.1 Геолого-географический анализ трассы прокладки кабеля 13

2.2 Характеристика оконечных пунктов 15

2.3 Характеристика промежуточных пунктов 16

2.4 Выбор трассы  прокладки оптического кабеля 16

3 Выбор системы передачи и типа оптического кабеля 19

3.1 Расчет пропускной способности проектируемой ВОЛП 19

3.2 Технические характеристики системы передач 23

3.3 Выбор типа оптического кабеля 30

3.3.1 Общие сведения об оптических кабелях 30

3.3.2 Обоснование выбора типа оптического кабеля 30

3.3.3 Конструкция оптического кабеля 31

4 Разработка структурной схемы организации связи 34

4.1 Расчет длины участка регенерации ВОЛП 34

4.2 Структурная схема организации связи 36

5 Строительство ВОЛП на участке  г. Казань – г. Набережные Челны 38

5.1 Особенности строительства ВОЛП 38

5.2 Этапы подготовки к строительству ВОЛП 39

5.2.1 Проведение входного контроля 39

5.2.2 Группирование строительных длин оптического кабеля. 39

5.3 Этапы строительства ВОЛП 40

5.3.1 Прокладка оптического кабеля в грунт 40

5.3.2 Прокладка кабеля в траншею 44

5.3.3 Прокладка кабеля через автодороги и железнодорожные линии 45

5.3.4 Переходы через водные преграды 50

5.3.6 Прокладка кабеля в кабельной канализации 51

5.4 Ввод кабеля в здание 55

5.5 Монтаж оптических кабелей 56

5.5.1 Сращивание оптических волокон 56

5.5.2 Монтаж оптических муфт 59

5.6 Приемосдаточные работы и составление паспорта ВОЛП 62

5.7 Метрологическое обеспечение строительства 62

6 Расчет параметров надежности ВОЛП 67


7 Расчет экономических показателей по строительству проектируемой ВОЛП 71

7.1  Расчет стоимости объекта 71

7.2 Выбор метода организации СМР 78

7.3 Построение сетевого графика на прокладку ВОЛП 80

7.4 Построение линейного графика и календарного

плана-графика выхода бригад на участки 83

7.5 Основные технико-экономические показатели объекта 86

8 Безопасность жизнедеятельности 87

8.1 Перечень опасных и вредных производственных факторов 87

8.2 Безопасность труда при погрузочно-разгрузочных работах 88

8.3 Безопасность труда при выполнении земляных работ 89

8.4 Безопасность при прокладке ОК в грунт 89

8.5 Безопасность  при прокладке ОК в телефонной  канализации 90

8.6 Безопасность  при  монтаже  ОК 91

8.7 Лазерная безопасность 93

9 Заключение 95

Приложение А (Библиография) 96


1 Введение

Научно-технический прогресс во многом определяется скоростью передачи информации и ее объемом. Возможность резкого увеличения объемов передаваемой информации наиболее полно реализуется в результате применения волоконно-оптических линий связи (ВОЛС), которые по сравнению с такими широко распространенными, как спутниковая связь и радиорелейные линии, имеют значительно более широкую полосу пропускания и обеспечивает высокую защищенность от несанкционированного доступа .

Применение оптических кабелей целесообразно и экономически эффективно на всех участках взаимоувязанной сети связи РФ. Это не только значительно повышает технико-экономические показатели систем передачи, но и обеспечивает возможность перехода к цифровым сетям интегрального обслуживания с широкополосным доступом (сети B-ISDN).

Модернизация сети и внедрение современного оборудования, соответствующего мировым стандартам, является важным фактором на пути реализации программы удовлетворения потребителей всеми видами услуг. Возникает необходимость замены оборудования с низкой пропускной способностью на более высокое для ВОЛП, а в тех случаях, где еще остался проложен медный кабель возникает необходимость замены его на ВОК.

Передача информации по ВОК имеет целый ряд достоинств перед передачей по медному кабелю:

Широкая полоса пропускания;

Малое затухание светового сигнала в волокне;

Низкий уровень шумов в самом ВОК;

Высокая помехозащищенность;

Малый вес и объем и т.п.

Стремительное внедрение в информационные сети оптических линий связи является следствием преимуществ, вытекающих из особенностей распространения самого сигнала в оптическом волокне.

Современное оптическое волокно, используемое в оптических кабелях связи, обладает пропускной емкостью в десятки миллионов телефонных разговоров или тысячи ТВ цифровых каналов одновременно. Секрет такой емкости в способности кварцевого стекла, используемого для оптического волокна, переносить оптические сигналы в огромной полосе частот, охватывающей десятки терагерц.

Целью дипломного проекта является проектирование ВОЛП между городами республики Татарстан г.Казань и г.Набережные Челны. Указанный участок строительства ВОЛП имеет большое республиканское значение для обеспечения потребностей населения и промышленных предприятий республики Татарстан в качественном информационном доступе.


2 Выбор трассы  прокладки оптического кабеля на участке г. Казань – г. Набережные Челны

2.1 Геолого-географический анализ трассы прокладки кабеля

Республика Татарстан – субъект Российской Федерации (рисунок 2.1). Входит в состав Приволжского федерального округа. Образована на основании Декрета ВЦИК и СНК от 27 мая 1920 года как автономная Татарская Социалистическая Советская Республика. Столица – город Казань.  Граничит с Кировской, Ульяновской, Самарской, Оренбургской областями, Башкортостаном, Марий Эл, Удмуртией, Чувашией.

Рисунок 2.1– Карта Российской Федерации. Республика Татарстан

Татарстан расположен в центре Российской Федерации на Восточно-Европейской равнине, в месте слияния двух крупнейших рек – Волги и Камы. Казань находится на расстоянии 797 км к востоку от Москвы. Общая площадь Татарстана – 67836 км². Протяженность территории Республики – 290 км с севера на юг и 460 км с запада на восток. Территория республики представляет собой равнину в лесной и лесостепной зоне с небольшими возвышенностями на правобережье Волги и юго-востоке республики. 90% территории лежит на высоте не более 200 м над уровнем моря. Более 16% территории республики покрыто лесами, состоящими из деревьев преимущественно лиственных пород (дуб, липа, береза, осина), хвойные породы представлены сосной и елью. Местная фауна представлена 430 видами позвоночных животных и сотнями видов различных беспозвоночных. На территории Татарстана расположено более 150 особо охраняемых природных территорий общей площадью примерно 150 тыс. га (2% от общей площади Татарстана).

Климат.

Климат умеренно-континентальный, отличается тёплым летом и умеренно-холодной зимой. Средняя температура января (самый холодный месяц) −16 °C, июля (самый теплый месяц) +25 °C. Среднее количество осадков от 460 до 520 мм. Вегетационный период составляет около 170 суток. Климатические различия в пределах Татарстана невелики. Число часов солнечного сияния в течение года колеблется от 1763 (Бугульма) до 2066 (Мензелинск). Наиболее солнечный период – с апреля по август. Средняя годовая температура составляет примерно 2-3,1 °C.

Самый тёплый месяц года – июль (+18-+20 °C), самый холодный – январь (-13-14 °C). Абсолютный минимум температуры составляет - 44-48 °C (в Казани -46,8 °C в 1942 году). Максимальные температуры достигают +37-+40 °C. Абсолютная годовая амплитуда достигает 80-90 °C. Устойчивый переход среднесуточной температуры через 0 °C происходит в начале апреля и в конце октября. Продолжительность периода с температурой выше 0 °C – 198–209 дней, ниже 0 °C – 156–157 дней.

Среднегодовое количество осадков составляет 460–540 мм. В тёплый период (выше 0 °C) выпадает 65-75 % годовой суммы осадков. Максимум осадков приходится на июль (51-65 мм), минимум – на февраль (21-27 мм).

Снежный покров образуется после середины ноября, его таяние происходит в первой половине апреля. Продолжительность снежного покрова составляет 140–150 дней в году, средняя высота – 35-45 см.

Почвы.

Почвы отличаются большим разнообразием – от серых лесных и подзолистых на севере и западе до различных видов черноземов на юге республики (32 % площади). На территории региона встречаются особенно плодородные мощные чернозёмы, а преобладают серые лесные и выщелоченные чернозёмные почвы.

На территории Татарстана выделяют три почвенных района:

Северный (Предкамье) – наиболее распространены светло-серые лесные (29%) и дерново-подзолистые (21%), находящиеся главным образом на водораздельных плато и верхних частях склонов. 18,3% процента занимают серые и тёмно-серые лесные почвы. На возвышенностях и холмах встречаются дерновые почвы. 22,5% занимают смытые почвы, пойменные – 6-7%, болотные – около 2%. В ряде районов (Балтасинский, Кукморский, Мамадышский) сильна эрозия, коей подвержено до 40% территории.

Западный (Предволжье) – в северной части преобладают лесостепные почвы (51,7%), серые и тёмно-серые (32,7%). Значительную площадь занимают оподзоленные и выщелоченные чернозёмы. Высокие участки района заняты светло-серыми и дерново-подзолистыми почвами (12%). Пойменные почвы занимают 6,5%, болотные – 1,2%. На юго-западе района распространены чернозёмы (преобладают выщелоченные).

Юго-восточный (Закамье) – к западу от Шешмы преобладают выщелоченные и обыкновенные чернозёмы, правобережье Малого Черемшана занято тёмно-серыми почвами. К востоку от Шешмы преобладают серые лесные и чернозёмные почвы, в северной части района – выщелоченные чернозёмы. Возвышения заняты лесостепными почвами, низменности – чернозёмами.

Население.

В Республике Татарстан проживают представители 107 национальностей. Численность экономически активного населения в Республике Татарстан на 1 января 2008 года составила 1790,1 тыс. человек, или 47,0% от общей численности населения республики. Население Татарстана по состоянию переписи 2010 года - 3785 тыс. чел., городское – 74,9% (2009). Плотность населения ~ 55,4 чел./км² (2009).

Полезные ископаемые.

Основным ресурсом недр республики является нефть. Республика располагает 800 млн тонн извлекаемой нефти; размер прогнозируемых запасов составляет свыше 1 млрд тонн. В Татарстане открыто 127 месторождений нефти, объединяющих более 3000 залежей нефти.

На территории Татарстана выявлено 108 залежей угля [1].

2.2 Характеристика оконечных пунктов

г. Казань

Казань - город в Российской Федерации, столица Республики  Татарстан. Один из крупнейших экономических, политических, научных, культурных и спортивных центров России, самый крупный город Поволжского экономического района. Казанский кремль, входящий в число объектов Всемирного наследия ЮНЕСКО, и тысячелетняя история делают Казань одним из наиболее посещаемых туристами городов России и мира.

Казань расположена на левом берегу р. Волги, при впадении в неё р. Казанки. Благодаря выгодному географическому расположению, Казань издавна была торговым посредником между Востоком и Западом. Протяжённость в меридианном направлении – 29 км, в широтном – 31 км.

Численность населения

1138823 чел.– постоянное население на 1 июля 2010 года (6-е место в РФ).

1196738 чел. – зарегистрированное население (1.01.2010). Территория города Казани занимает площадь 613,3 км² [1].

Вокруг Казани сложилась компактная пространственная группировка поселений, составляющих одну из крупнейших городских агломераций РФ.

Промышленную основу города составляют машиностроение, химическая и нефтехимическая промышленность, лёгкая и пищевая промышленность. Инновационная экономика в Казани представлена крупнейшим в России IT-парком, а также одним из самых больших в Европе технопарком «Идея».

г. Набережные Челны

Набережные Челны - город в России, в северо-восточной части Татарстана, на левом берегу реки Кама. Берега реки соединены плотиной, по которой проходят автомобильная и железная дороги.

Набережные Челны – город республиканского подчинения, главный город полицентрической Набережночелнинской агломерации и центр Нижне-Камского ТПК, тридцатый по численности населения в России (данные на 1 января 2010 г.), второй по численности населения и значимости город Татарстана.

Площадь города – 171 км²; по обоим берегам Камы расположена обширная (включающая 19 районов) пригородная зона.

Население города – 510 700 жителей (на 1 января 2010 года) (30-е место в РФ), что составляет около 13,5 % населения Татарстана. Набережночелнинско-Нижнекамская агломерация насчитывает около 1,1 млн жителей (21-е место в РФ).

Набережные Челны – крупный промышленный центр на Каме. Основные отрасли – машиностроение, электроэнергетика, строительная индустрия, пищевая и перерабатывающая промышленность. Ключевым (градообразующим) предприятием города является Камский автомобильный завод, на долю которого приходится почти три четверти объёма промышленной продукции, произведенной в Челнах.

2.3 Характеристика промежуточных пунктов

Елабуга – город (с 1780) в России, административный центр Елабужского района Татарстана.

Утопающий в зелени город с панорамой церквей, со старинными каменными особняками является образцом купеческой архитектуры XIX века, сохранившим свой неповторимый облик и ландшафт. Расположен среди лесов на высоком правом берегу Камы у впадения в неё реки Тойма, в 200 км к востоку от города Казани. Площадь 18,4 км². Население – 70,5 тыс. чел. (2010)[1], в 1995 г. было 65,8 тыс. жителей. Центр промышленности Татарстана с 2005 года. Седьмой по населению город Татарстана.

Мамадыш – город (с 1781) в России, административный центр Мамадышского района Татарстана. Население 14,4 тыс. чел. (2009). Город расположен на правом берегу реки Вятка (приток Камы), в 167 км от Казани. Промышленные предприятия: хлопчатобумажная фабрика, производство обуви и другие предприятия.

Тюлячи – село, административный центр Тюлячинского района Татарстана. Расположено в 78 км от Казани. Население 1,4 тыс. человек.  Промышленность представлена следующими предприятиям: Тюлячинский асфальтный завод, Тюлячинский молочный комбинат, Тюлячинская мебельная фабрика.

2.4 Выбор трассы  прокладки оптического кабеля 

Трассу для прокладки ОК выбирают исходя  из условий:

  1. минимальная длина между пунктами;
  2. выполнения наименьшего объема работ при строительстве;
  3. возможность максимального применения наиболее эффективных средств  индустриализации и механизации строительных работ;
  4. удобства обслуживания.

Для обеспечения первого требования учитывается протяженность трассы, наличие и сложность пересечения рек, железных дорог и автомобильных шоссейных дорог, трубопроводов, характер местности, почв, грунтовых вод, возможность применения механизированной прокладки, возможность и условия доставки грузов (материалов, оборудования) на трассу.

Для обеспечения второго и третьего требования учитываются жилищно-бытовые условия и возможность размещения обслуживающего персонала, а также создание соответствующих условий для исполнения служебных обязанностей.

Чтобы уменьшить транспортные расходы во время строительства и эксплуатации, трассу кабельной линии обычно прокладывают вдоль автомобильных или железных дорог. При выборе трассы прокладки оптического кабеля также должно быть учтено специфика строительства в конкретной местности, исходя из природно-климатических и географических условий. В данной местности отсутствует прямая железнодорожная линия между г.Казань и г.Набережные Челны. Поэтому прокладку будем осуществлять в грунт. Рассмотрим два варианта прокладки волоконного оптического кабеля для данной трассы.

Рассмотрим I вариант прокладки кабеля (рисунок 2.2).

- Проектируемый оптический кабель

Рисунок 2.2 – Первый вариант прокладки кабеля

В основу этого варианта прокладки кабеля заложен принцип прокладки кабеля вдоль автомагистрали М7. Протяженность трассы вдоль автомагистрали М7 составит 228 км. При таком варианте прокладки наблюдаются  около  15 пересечений с автодорогами районного значения и около 8 пересечений с реками,  отсутствует пересечения с железнодорожными линиями. Из 8 пересекаемых рек только 2 реки  являются широкими и глубокими – р.Кама и р.Вятка.

Трасса будет проходить через несколько населенных пунктов лишь один имеет статус районного центра – г. Елабуга. Поэтому экономически целесообразно было бы сделать ответвление оптического кабеля в г. Мамадыш (Мамадышского района). Распределительную муфту перчатку будем ставить в пункте Нижние Яки и ответвление составит еще 32 км. Таким образом, суммарная протяженность трассы составит:

228 км+32 км=260 км

Рассмотрим II вариант прокладки кабеля (рисунок 2.3).

- Проектируемый оптический кабель

Рисунок 2.3 – Второй вариант прокладки кабеля

Протяженность трассы прокладки кабеля составит 235 км. Такая прокладка подразумевает пересечение с 23 автодорогами и около 16 рек, из которых большие только 2: р.Кама и р.Вятка. Пересечений с железнодорожными линиями не будет. Остальные можно пройти кабелеукладчиком.

Наибольшим достоинством данной трассы прокладки кабеля является то, что трасса проходит через три районных центра: г.Елабуга, г.Мамадыш и село Тюлячи. Выделения каналов в этих городах позволит обеспечить связью 3 района без ответвлений как в первом варианте прокладки кабеля.

Составим сравнительную таблицу двух вариантов прокладки (таблица 2.1).

Таблица 2.1 – Сравнение вариантов прокладки

варианта

Длина

трассы, км

Количество пересечений с реками

Количество пересечений с ж/д

Количество пересечений с автодорогами

I

260

8

-

15

II

235

16

-

23

Таким образом, анализируя данные таблицы, видно, что наиболее выгодным с точки зрения строительно-монтажных работ является I вариант. С экономической точки зрения (получение последующей прибыли) более выгодным является II вариант, так как он позволяет обеспечить связью большее количество населения республики Татарстан без строительства дополнительных линий.

Исходя из всего выше перечисленного, выбираем II вариант прокладки кабеля (рисунок 2.3).

3 Выбор системы передачи и типа оптического кабеля

Выбор системы передачи между промежуточными пунктами определяется требуемым числом каналов ВОЛП на участке г. Казань – г. Набережные Челны. Число определяется, в основном, численностью населения в оконечных пунктах, в промежуточных пунктах, где будут выделяться каналы и степенью заинтересованности отдельных групп населения в услугах связи. Кроме того, необходимо учесть непрерывно увеличивающуюся нагрузку Internet трафика.

3.1 Расчет пропускной способности проектируемой ВОЛП 

Число каналов связывающих пункты г. Казань и г. Набережные Челны, зависит от численности населения в них проживающих, а также населения проживающего в регионах и от заинтересованности отдельных групп населения во взаимосвязи.

Численность населения в любом городе и области может быть определена на основании статистических данных переписи населения. Количество населения в заданном пункте (с окрестностями) с учётом среднего прироста определяется по формуле [2]:

                                       (3.1)

 

где H0 – народонаселение в период переписи населения, чел;

р – средний годовой прирост населения в данной местности, %, (2%);

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

Год перспективного проектирования принимается на 5-10 лет вперед по сравнению с текущим временем, следовательно,

t определяется по формуле:

                                                                 (3.2)

где tm – год составления проекта;

     t0  – год, к которому относятся данные H0.

Определим численность населения в районах.

В Тукаевском районе:

В Елабужском районе:

В Мамадышском районе:

В Тюлячинском районе:

Следующим шагом определим численность населения в республике Татарстан без указанных районов.

Численность населения республики Татарстан без Тукаевского района:

 

Численность населения республики Татарстан без Елабужского района:

 

Численность населения республики Татарстан без Мамадышского района:

Численность населения республики Татарстан без Тюлячинского района:

Взаимосвязь между пунктами определяется на основании статистических данных, полученных предприятиями связи за предшествующие проектированию годы. Эти взаимосвязи выражаются через коэффициент тяготения (f1), который, как показывают исследования, колеблется в пределах от 0,1-0,2%.

Учитывая обстоятельство, что телефонные каналы в междугородней связи имеют превалирующее значение, необходимо определить количество телефонных каналов между пунктами. Для расчета телефонных каналов используют приближённую формулу:

,                              (3.3)

где α1 и β1 – постоянные коэффициенты, соответствующие фиксированной доступности и заданным потерям; обычно потери задаются 5%,

тогда  α1=1,3; β1=5,6;

f1 – коэффициент тяготения , F1=0,1(10%);

у – удельная нагрузка,  создаваемая одним абонентом, Эрл;

ma и mb – количество абонентов, определяется от численности населения проживающего в зоне обслуживания.

Принимая средний коэффициент оснащенности населения телефонными аппаратами равный 0.38, количество абонентов можно определить по формуле:

                                                                                         (3.4)

где  Ht –  из формулы  (3.1)

Рассчитаем количество телефонных  каналов  по формуле (3.3). Обозначим ma – количество абонентов Тукаевского района и mb – республика Татарстан, тогда:

Аналогично рассчитаем количество телефонных  каналов для выделения в представленных районах  по формуле (3.3).

ma – количество абонентов Елабужского района и mb – абоненты республика Татарстан (без представленного района), тогда:

ma – количество абонентов Мамадышского района и mb – абоненты республика Татарстан (без представленного района) , тогда:

ma – количество абонентов Тюлячинского района и mb – абоненты республика Татарстан (без представленного района) , тогда:

Таким образом, рассчитали число каналов для телефонной связи между абонентами  республики Татарстан и абонентами Тукаевского, Елабужского, Мамадышского и Тюлячинского районов.

Но по заданию для строительства ВОЛП предполагается организация и других видов связи. Общее число каналов определяется по формуле:  

                                           (3.5)

где   – число телефонных каналов двух проводной связи;

– тоже для телеграфной связи;

– тоже для проводного вещания;

– тоже для передачи данных;

– тоже для передачи газет;

– тоже, для предоставления доступа к сети Интернет.

Поскольку число каналов для организации связи различного назначения может быть выражено через число телефонных каналов, то общее количество телефонных каналов рассчитывается по упрощенной формуле:

                                              ,                                               (3.6)

где   - число двухсторонних телефонных каналов. Количество каналов между г. Казань и  г. Набережные Челны определим по формуле (3.6):

                         

                         

Согласно техническому заданию нам задана нагрузка для пользователей Интернет, которые будут вводиться/выводиться в районных центрах.

Для Тюлячинского района: 30 Мбит/с.

Для Мамадышского района: 60 Мбит/с.

Для Елабужского района: 110 Мбит/с.

Для Тукаевского района: 330 Мбит/с.

Пересчитаем эквивалент нагрузки для пользователей Интеренет через VC-12 из соотношения:

  1. цифровой поток 100 Мбит/с Ethernet (FE) эквивалентен 42×VC-12;
  2. цифровой поток 10 Мбит/с Ethernet  эквивалентен 5×VC-12.

Получаем следующее количество потоков Е1 для районов:

  1. для Тюлячинского района: 15 Е1;
  2. для Мамадышского района: 30 Е1;
  3. для Елабужского района: 47 Е1;
  4. для Тукаевского района: 141 Е1.

Рассчитаем общее количество потоков Е1.

Таким образом нам необходимо выбрать систему передачи, которая позволит передать 335 Е1. Для организации передачи необходимого числа потоков, будем использовать систему передачи OptiX 2500+  уровня STM-16,  разработанной корпорацией Huawei. Оставшиеся потоки предусмотрим для аренды и на развитие данной ВОЛП.

Корпорация Huawei Technologies прекрасно зарекомендовала себя на российском поприще. Оборудование этой корпорации является качественным и так же что немало важно в РФ есть официальные сервис центры Huawei. Немало важным является и тот факт, что в республике Татарстан уже с 2003 года активно пользуется оборудование Huawei для строительства и реконструкции внутризоновых и городских сетей.

3.2 Технические характеристики системы передач

Система OptiX 2500+ представляет собой мультисервисную систему оптической передачи STM-16, разработанную компанией Huawei для поддержки ATM/IP и других широкополосных услуг. Система обладает матрицей кросс-коммутации большой емкости и мультисервисной конфигурацией, обеспечивает доступ к услугам SDH на различных уровнях. Система применима для использования в сетях различных уровней, и особенно в настоящее время пригодна для использования в областных транзитных сетях и сравнительно сложных локальных транзитных системах передачи с высокими требованиями к конфигурации.

Система обеспечивает ряд оптических интерфейсов STM-16 на основе оптоволокна G.652, включая оптические интерфейсы S-16.1, L-16.1 и L-16.2; при использовании дополнительного модуля EDFA, система также обеспечивает оптические интерфейсы V-16.2, U-16.2 для обеспечения нужного расстояния передачи. Более того, система может обеспечить оптический интерфейс стандартной длины волны в соответствие с  Рекомендациями G.692, для непосредственного использования в системе DWDM [3].

OptiX 2500+ осуществляет передачу различных услуг - не только узкополосных, но и широкополосных услуг ATM и IP - на единой платформе. Таким образом, система реализует комбинированную мультисервисную передачу по одному волокну, а также доступ, конвергенцию услуг и совместное широкополосное использование ATM и Ethernet. Данные функции дают возможность передавать услуги ATM и IP непосредственно по сети передачи SDH, таким образом, предоставляя широкополосный режим организации сети передачи данных с большим потенциалом для последующего развития [3].

OptiX 2500+ предоставляет два входа питания -48В / -60В и может контролировать состояние напряжения источника электропитания (сильное падение напряжения, незначительное падение напряжения, незначительный скачок напряжения, серьезный скачок напряжения). Также система предоставляет функции ввода и вывода аварийной сигнализации, где ввод аварийной сигнализации подключается к выводному интерфейсу аварийной сигнализации другого оборудования и используется во время удаленного техобслуживания системы мониторинга окружающей среды пользователя [3].

Оборудование оптической передачи OptiX 2500+ состоит из статива, подстатива, подстатива вентиляторов, статива коммутации и монтажных плат.  Структура оборудования оптической передачи OptiX 2500+ приводится на рисунке 3.1.

В оборудовании оптической передачи OptiX 2500+ используется три вида стативов, которые отличаются по высоте. Статив состоит из полок, дверей (передней и задней), верхней панели, боковых панелей. Модуль электропитания устанавливается в верхней части статива. Полки в стативе могут поддерживать и нести все монтажные элементы. На полках статива равномерно расположены отверстия под крепежные винты диаметром 25 мм. Различные принадлежности оборудования закрепляются внутри статива посредством этих отверстий и их положение внутри статива можно регулировать. Боковые панели закрепляются на полках винтами. Спереди и сзади статив имеет открытую структуру, облегчая техническому персоналу выполнение техобслуживания монтажных плат и кабелей.

Подстатив OptiX 2500+ имеет размеры 668 мм (высота) ×530 мм (ширина) × 542 мм (глубина). Вес отдельного подстатива составляет 27 кг. Подстатив может быть закрыт спереди и сзади передней и задней панелями соответственно, что предотвращает выделение электромагнитного излучения из статива и обеспечивает хорошие  характеристики по EMC. Вид подстатива спереди и сзади показан на рисунках 3.2 и 3.3.

1. Передняя панель; 2. Модуль электропитания; 3. Статив передачи;

4. Верхний подстатив; 5. Подстатив вентиляторов;  6. Боковая панель;

7. Нижний подстатив

Рисунок 3.1- Структура оборудования оптической передачи OptiX 2500+

Рисунок 3.2 -  Вид спереди подстатива OptiX 2500+

Подстатив состоит из двух частей: передней и задней. Передняя часть подстатива представляет собой пространство для установки монтажных плат, где расположено 16 слотов для плат с шириной от 24 до 32 или 40 мм. Ширина слотов плат IU1/P, IU2, IU11, IU12, SCC и IUP составляет 24 мм; ширина IU3-IU6, IU7-IU10 составляет 32 мм, а XCS – 40 мм. Задняя часть подстатива представляет собой пространство внешних интерфейсов и кабельное пространство с 10 позициям для плат (которые соответствуют позициям плат в передней части подстатива), включая: LTU1/FB2, LTU2-LTU4, LTU9-LTU12, FB1/LPDR и EIPC. В частности, EIPC располагается под LPDR. Основной функцией данного интерфейсного пространства является вывод электрических интерфейсов соответствующих монтажных плат и соответствующих кабелей посредством интерфейсных передаточных плат, соответствующих монтажным платам в передней части подстатива. В нижней части подстатива имеется пространство для оптических кабелей и кабелей 155M (если в слот вставлена плата SDE, ее соответствующие электрические интерфейсы выводятся через разъемы, расположенные на передней крышке платы).

Рисунок 3.3 – Вид сзади подстатива оборудования OptiX 2500+

Функции OptiX 2500+:

а. Мощная мульти-системная поддержка

OptiX 2500+ обладает мощной производительностью кросс-коммутации. Матрица кросс-коммутации включает два следующих режима:

1. Матрица кросс-коммутации оборудования состоит из матрицы кросс-коммутации верхнего уровня с эквивалентной емкостью 128 VC-4 и матрицы кросс-коммутации нижнего уровня с эквивалентной емкостью 2016 VC-12 (или 96 VC-3).

2. Включает матрицу кросс-коммутации верхнего уровня с емкостью 48  48 VC-4 и матрицу кросс-коммутации нижнего уровня с емкостью 1008  1008 VC-12 или 48  48 VC-3.

б. Возможность наращивания емкости сети

Плата интерфейсов PDH/SDH оборудования OptiX 2500+ была сконструирована с учетом принципов совместимости и интеграции. Оборудование можно сконфигурировать как систему уровня STM-4 или STM-16, а систему STM-4 можно впоследствии модернизировать до системы STM-16. При сетевом планировании пользователя может интересовать только минимальная емкость системы для снижения первичных капитальных вложений, поскольку в будущем можно выполнить модернизацию и наращивание емкости согласно требованиям.   

в. Гибкость конфигурирования

Оборудование OptiX 2500+ обладает достаточной гибкостью конфигурирования: сетевой элемент можно сконфигурировать как одиночный TM или ADM уровня STM-16; или как мульти-ADM с комбинацией уровней STM-1, STM-4 и STM-16; или как оборудование кросс-коммутации нескольких мультисистем.

г. Возможность гибкой организации сети

Благодаря большой емкости матрицы кросс-коммутации и всестороннему анализу при проектировании программного обеспечения OptiX 2500+ предлагает мощные возможности организации сети для удовлетворения множества сетевых требований при работе в качестве центрального узла. Оборудование поддерживает разнообразные сетевые топологии: точка-точка, цепь, кольцо, звезда и комбинированное сочетание данных топологий.

д. Совершенные механизмы защиты интерфейсов

Защита на аппаратном уровне осуществляется посредством горячего резервирования таких модуля электрических интерфейсов, модуля синхронизации и кросс-коммутации. Защита на сетевом уровне включает в себя защиту секции мультиплексирования линейной сети, кольцевой сети и защиту соединения с подсетью для сетей любого типа. При использовании режима защиты сети 1:N тракт защиты может использоваться для передачи дополнительных услуг. Широкополосные услуги в кольцевой сети поддерживают защиту секции мультиплексирования на уровне SDH и защиту однонаправленного кольца VP-Ring на уровне ATM.

е. Система сетевого управления с широкими функциональными возможностями

OptiX 2500+ обеспечивает систему сетевого управления на базе персонального компьютера OptiX iManager NES и систему сетевого управления на основе рабочей станции WS OptiX iManager RMS. OptiX iManager используется для централизованного администрирования и обслуживания в процессе эксплуатации (OAM) комплексных сетей на основе OptiX 2500+, а также для автоматического конфигурирования и диспетчирования каналов целью обеспечения безопасной работы сети.

Максимальная емкость управления OptiX iManager RMS достигает 512 сетевых элементов (256 сетевых элементов для OptiX iManager NES).

ж. Электропитание и функция мониторинга окружающей среды

OptiX2500+ имеет два входа электропитания -48 В и может осуществлять мониторинг состояния напряжения электропитания (сильное понижение напряжения, понижение напряжения, повышение напряжения, сильное повышение напряжения); обеспечивает функцию, как входящего, так и исходящего предупреждения об изменении напряжения. Функция входящего предупреждения служит также для подключения к выходному интерфейсу предупреждения другого оборудования, при осуществлении удаленного обслуживания системы мониторинга состояния пользовательского оборудования также обеспечивается мониторинг температуры оборудования.

з. Функция управления SSM

OptiX 2500+ обеспечивает функцию управления SSM (сообщение о статусе синхронизации) источника синхронизации, благодаря которой система предотвращает появление петли синхронизации во время переключения с одного источника на другой. При помощи данной функции, когда система обнаруживает ухудшение синхросигнала, следующие узлы сети по направлению трафика могут сразу переключиться на другой источник синхронизации или перейти в режим удержания,  не дожидаясь того, пока  данный синхросигнал достигнет порогового значения. Таким образом, обеспечивается улучшенное качество синхронизации всей сети в целом. Кроме того, функции управления SSM упрощают планирование и построение сети.

Синхронизация сетевых элементов OptiX 2500+ NE также обладает функцией управления SSM.  Порт внешней синхронизации может напрямую принимать синхросигнал внешнего оборудования синхронизации, а выходной порт оснащается SSM. Бит SSM во внешнем сигнале 2 Мбит/с можно гибко настроить, что позволяет проще организовать взаимодействие с оборудованием других поставщиков.

В сети можно установить пороговые значения SSM для различных сетевых элементов, что способствует организации управления синхронными сетями.  

Система OptiX 2500+ поддерживает следующие модули с оптическим интерфейсом уровня STM-16.

Таблица 3.1- Параметры оптических интерфейсов STM-16

Параметр

Блок

Числовые значения

Номинальная битовая скорость цифровых сигналов

кбит/с

STM-16 2488320

Используемая кодировка

S-16.1

L-16.1

L-16.2

Диапазон рабочих длин волн

нм

1260-

1360

1280-

1335

1500-

1580

Передача

в опорной точке S

максимальное

среднеквадратичное значение RMS

полосы ()

нм

-

-

-

максимальная

ширина полосы

на уровне -20 дБ

нм

1

1

<1

минимальный коэффициент подавления

боковой волны

дБ

30

30

30

Продолжение таблицы 3.1

Параметр

Блок

Числовые значения

Номинальная битовая скорость цифровых сигналов

кбит/с

STM-16 2488320

Используемая кодировка

S-16.1

L-16.1

L-16.2

Диапазон рабочих длин волн

нм

1260-

1360

1280-

1335

1500-

1580

Передача

в опорной точке S

Средняя мощность

передачи

максимум

дБм

0

3

3

минимум

дБм

-5

-2

-2

Минимальный коэффициент затухания

дБ

8.2

8.2

8.2

Оптический

тракт

между S

и R

Диапазон затухания

дБ

0-12

10-24

10-24

Максимальная дисперсия

пс/ нм

NA

NA

1200-

1600

Минимальные  обратные   потери оптического волокна в точке S (включая все коннекторы)

дБ

24

24

24

Максимальный  дискретный коэффициент отражения между точками S и R

дБ

-27

-27

-27

Приемник в опорной точке R

Минимальная

чувствительность

дБм

-18

-27

-28

Минимальная перегрузка

дБм

0

-9

-9

Максимальные потери оптического тракта

дБ

1

1

2

Максимальный коэффициент

отражения приемника

в пункте R

дБ

-27

-27

-27

Так же система OptiX 2500+ поддерживает и другие модули интерфейсов оптические интерфейсы  STM-4, STM-1 и электрический интерфейс STM-1. Модуль интерфейсов SDH  используется для приема и передачи оптико-электрических сигналов на уровнях STM-1, STM-4 и STM-16. Кроме того, он обеспечивает такие функции, определяемые в рекомендациях  ITU-T G.783, как обработка заголовков секции и обработка заголовков тракта высокого уровня, выравнивание указателей, а также  предоставление источника синхросигналов для блока синхронизации.

3.3 Выбор типа оптического кабеля   

3.3.1 Общие сведения об оптических кабелях

Оптический кабель (ОК) представляет собой совокупность оптических волокон (ОВ), заключенных в общую влагозащитную оболочку, поверх которой, в зависимости от условий эксплуатации могут быть наложены защитные покровы. Основной задачей ОК является обеспечение требуемого качества передачи при соответствующих условиях эксплуатации.

Общими основными требованиями, предъявляемыми к физико-механическим характеристикам оптического кабеля, являются:

  1.  высокая прочность на разрыв;
  2.  влагонепроницаемость;
  3.  термостойкость в рабочем диапазоне температур (от минус 40С до плюс 50С);
  4.  гибкость и возможность прокладки по реальным трассам;
  5.  радиационная стойкость;
  6.  химическая и ударная стойкость;
  7.  простота монтажа и прокладки;
  8.  надежность работы в течение 25 лет.
  9.  Требуемая пропускная способность;
  10.  Дальность передачи;
  11.  Допустимое растягивающее усилие;
  12.  Температурный диапазон;
  13.  Дальность перевозок.

В настоящее время выпускается большое количество типов ОК в зависимости от назначения, условий прокладки и конструкции составляющих элементов.

В рамках данного дипломного проекта необходимо подобрать кабель для прокладки в грунт и в кабельной канализации. Лучше всего выбрать оптический кабель пригодный для прокладки в обоих случаях.

3.3.2 Обоснование выбора типа оптического кабеля

Для  соединения   узлов  проектируемой   внутризоновой  сети  на участке г. Казань – г. Набережные Челны будем использовать кабель с одномодовыми волокнами (SMF) и  волокнами  со смещенной ненулевой дисперсией (NZ DSF), достоинством которого является небольшая хроматическая дисперсия, что позволяет получить высокую пропускную способность, малые искажения, а также большую дальность передачи.

Рабочую длину волны ОК примем в  проекте равную λ = 1.55 мкм, потери в ОВ при этом малы, что позволяет организовать связь на значительные расстояния без использования регенераторов.

Выбор типа кабеля зависит от расположения региона, в котором будут проводиться строительство ВОЛП. Необходимо учесть дальность завода по изготовлению ОК и возможность доставки ОК на место строительства.

Основными поставщиками оптического кабеля являются следующие российские кабельные заводы: ЗАО “Москабель Фуджикура”, ЗАО “Самарская оптическая кабельная компания”, ЗАО “Сарансккабель оптика”, ЗАО “Трансвок”, ЗАО “ОКС 01” и другие.

Исходя из расстояния от завода-производителя до места строительства, лучшим вариантом является кабель завода ЗАО “Самарская оптическая кабельная компания” расстояние составит порядка 350 км.

Из всей представленной продукции наиболее подходящим кабелем является кабель ОКЛК.

3.3.3 Конструкция оптического кабеля

Кабель оптический бронированный "ОКЛК"

Кабель предназначен для прокладки в грунтах всех категорий (в том числе подверженных мерзлотным деформациям), в кабельной канализации, коллекторах, тоннелях, шахтах, на мостах и эстакадах, а так же через болота и водные переходы [4].

Для передачи информации в проектируемой ВОЛП  выбираем оптический кабель с числом волокон 24, которые распределим по назначению следующим образом:

- 2 ОВ для организации приема и передачи;

- 2 ОВ на горячий резерв;

- 16 ОВ для сдачи в аренду и на развитие;

- 4 ОВ (G.655).

Опции

Использование оптических волокон в соответствии с рекомендациями G.651, G.652, G.655

Применение водоблокирующих нитей, лент («сухая» конструкция)

Применение алюмополиэтиленовой оболочки

Изготовление наружной оболочки из материалов, не распространяющих горение

Изготовление полностью диэлектрической конструкции кабеля

Применение вспарывающих кордов

Изготовление кабелей усиленной конструкции – раздавливающие нагрузки не менее 10000 Н/10 см

Изготовление кабелей с допустимыми растягивающими нагрузками 7, 10, 20, 40 кН [4]

Описание конструкции кабеля типа ОКЛК (рисунок 3.4).

Конструкция кабеля:

1.Оптические волокна свободно уложены в полимерных трубках (оптические модули), заполненных тиксотропным гелем по всей длине.

2.Центральный силовой элемент (ЦСЭ), диэлектрический стеклопластик или стальной трос в ПЭ оболочке, вокруг которого скручены оптические модули.

3.Кордель – сплошные ПЭ стержни для устойчивости конструкции.

4.Поясная изоляция в виде лавсановой ленты, наложенная поверх скрутки.

5.Гидрофобный гель, заполняющий пустоты скрутки по всей длине.

6.Внутренняя оболочка выполнена из композиции ПЭ низкой или высокой плотности.

7.Броня в виде повива стальных оцинкованных проволок или диэлектрических высокопрочных стержней.

8.Наружная оболочка выполнена из композиции ПЭ низкой или высокой плотности.

Рисунок 3.4 – Внешний вид и конструкция кабеля

Для организации связи на проектируемом участке выбираем оптический кабель ОКЛК-01-6-24-10/125-0,36/0,22-3,5/18-10,0

Пример маркировки кабеля:

ОКЛК-01-6-24-10/125-0,36/0,22-3,5/18-10,0

  1. ОКЛК – оптический кабель с круглопроволочной броней
  2. 01 – центральный силовой элемент из стеклопластика
  3. 6 – количество модулей
  4. 24 – общее количество волокон
  5. 10/125 – диаметр сердцевины 10 мкм/диаметр оболочки 125 мкм
  6. 0,36/0,22 – километрическое  затухание (на длинах волн 1,31 мкм/1,55 мкм), дБ/км
  7. 3,5/18 – хроматическая дисперсия (на длинах волн 1,31 мкм/1,55 мкм), пс/(нм*км)
  8.  10,0 – растягивающая нагрузка, кН

Преимущества:

минимальный вес и диаметр;

высокая стойкость к воздействию растягивающих и раздавливающих нагрузок;

высокая молниестойкость;

высокое электрическое сопротивление защитной оболочки в течение всего срока службы;

надежная защита от повреждения грызунами;

низкая температура прокладки и эксплуатации;

использование материалов лучших зарубежных и отечественных изготовителей;

удобство прокладки и монтажа;

большой срок службы [4].

В таблице 3.2 приведены основные параметры выбранного кабеля.

Таблица 3.2 – Основные параметры ОКЛК-01-01-6-24-10/125-0,36/0,22-3,5/18-10,0

Параметры

Значения

Количество одномодовых оптических волокон

24

Коэффициент затухания на длине волны 1,55 мкм не более, дБ/км

≤0,22

Хроматическая дисперсия на длине волны 1,55 мкм не более, пс/нм·км

для волокон типа SMF

для волокон типа NZ DSF

≤18

≤6

Растягивающая нагрузка не менее, кН/10 см

10,0

Допустимая раздавливающая нагрузка не менее, кН/10 см

5,0

Диаметр кабеля, мм

13,2

Рабочий диапазон температур, ˚С

-60…+50

Низшая температура монтажа, ˚С

-10

Радиус изгиба монтаж/эксплуатация, мм

264/196

Вес кабеля, кг/км

до 362

Срок службы не менее, лет

25


4 Разработка структурной схемы организации связи

4.1 Расчет длины участка регенерации ВОЛП

Для разработки схемы организации связи необходимо определить длину участка регенерации для выбранного оптического линейного интерфейса.

В расчетах необходимо произвести оценку длины участка регенерации по затуханию путем оценки максимальной длины (Lmax), которая определяется чувствительностью фотоприемного устройства (ФПУ), и минимальной длины (L min), которая определяется уровнем перегрузки ФПУ.

Далее производится оценка длины регенерационного участка по широкополосности LB, которая определяется дисперсией оптического волокна.

Соотношения для L max, L min, LB определяются выражениями:

                                  ,                             (4.1)

                                      ,          (4.2)

                                       ,             (4.3)

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

ок – километрическое затухание в оптических волокнах кабеля (ок(1,31мкм) = 0,36дБ/км, ок(1,55мкм) = 0,22дБ/км для всех типов волокон), дБ/км;

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

Lстр – среднее значение строительной длины кабеля на участке регенерации (Lстр = 5 км), км;

М – системный запас ВОЛП по кабелю на участке регенерации. 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 ВОЛП 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 2 дБ (наиболее благоприятные условия эксплуатации) до 6 дБ (наихудшие условия эксплуатации) (М=4 дБ), дБ;

pc – затухание мощности оптического излучения разъемного оптического соединителя (pc = 0,1 дБ), дБ;

n – число разъемных оптических соединителей на участке регенерации     (n = 4);

τ – суммарная дисперсия одномодового оптического волокна (для ОВ G.655 τ(1,55мкм) = 18 пс/нм∙км; τ(1,31мкм) = 3,5 пс/нм∙км), пс/нм∙км.

Δ – ширина спектра источника излучения, нм;

В - широкополосность цифровых сигналов, передаваемых по оптическому тракту (для STM-16 B = 2488,32 Мбит/сек), МГц;

Максимальное значение перекрываемого затухания (Амакс) определяется как разность между минимальным уровнем мощности оптического излучения на передаче и уровнем чувствительности приемника.

                                                                      (4.5)

Минимальное значение перекрываемого затухания (Амин) определяется как разность между максимальным уровнем мощности оптического излучения на передаче и уровнем перегрузки приемника.

                                                                (4.6)

Уровни чувствительности и перегрузки приемника определяются соответственно как минимальное и максимальное значения уровня мощности оптического излучения на входе приемника, при которых обеспечивается коэффициент ошибок не более 1×10-10 к концу срока службы аппаратуры.

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 течении срока службы, и устанавливается при проектировании ВОЛП исходя из ее назначения и условий эксплуатации, в частности, исходя из статистики повреждения кабеля. Рекомендуемый диапазон устанавливаемых значений системного запаса от 2 дБ (наиболее благоприятные условия эксплуатации) до 6дБ (наихудшие условия эксплуатации). Если по результатам расчета получено Lβ< Lα макс то для проектирования должны быть выбраны аппаратура или кабель с другими техническими данными, обеспечивающие больший запас по широкополосности на участке регенерации. Критерием окончательного выбора аппаратуры или кабеля должно быть выполнение соотношения:

                                             ,                                                 (5.7)

Учитывая вышеизложенные условия, получим:

Для интерфейса S-16.1, для рекомендации G.652:

                                             

                                        

                                  

LB> L max.

Для интерфейса L-16.2, для рекомендации G.652:

                                             

                                        

                                  

LB> L max.

Необходимое условие выполнилось, следовательно, используем выбранные интерфейсы L-16.2 и S-16.1. На рисунке 4.1 представлена схема организации связи на участке г. Казань – г. Набережные Челны, который является частью транспортного кольца внутризоновой сети. На заданном участке используется защита MSP 2-х направленная, 4-х волоконная. От г. Казань проложена магистральная ВОЛП к другому областному центру, а от г. Набережные Челны проложена ВОЛП до следующего районного центра республики Татарстан.

4.2 Структурная схема организации связи

Схема организации связи для проектируемого участка представлена на рисунке 4.1. На ней указанно все пункты,  через которые проходит трасса, расстояние между ними, тип прокладываемого кабеля, оборудование, установленное в пунктах. Так же указан способ организации защиты линейного оборудования и указаны пункты, в которых будет происходить выделение потоков. Выделение потоков будет производиться в районных центрах: с. Тюлячи, г. Мамадыш и г. Елабуга.


5 Строительство ВОЛП на участке  г. Казань – г. Набережные Челны

5.1 Особенности строительства ВОЛП

Организация строительства ВОЛП осуществляется строительно-монтажными организациями (СМО),  система которых подразумевает  разбиение трассы на линейные участки. Процесс строительства осуществляется передвижными механизированными колоннами (ПМК).

Основным документом, по которому производятся строительные работы, является план организации строительства ВОЛП. План составляется на основании изучения проектно-сметной документации, исследования трассы ВОЛП в натуре, районов размещения необслуживаемых (НРП) и обслуживаемых (ОРП) ретрансляционных (регенерационных) пунктов и оконечных пунктов (ОП) ВОЛП, расположения  и состояния дорог, складов линейных и строительных материалов, определения способов строительства ВОЛП на сложных участках трассы  ВОЛП (горы, болота, речные преграды и т.д.), расположения и состояния помещений прорабских участков, мест размещения транспортных средств и горюче смазочных  материалов. Кроме того, должны обеспечиваться нормальные социальные условия жизни строителей, монтажников, инженерно-технического персонала.

При строительстве ВОЛП, выполняются следующие работы: разбивка трассы, доставка кабеля и материалов на трассу, испытания, прокладка, монтаж кабеля и устройство вводов. При прокладке кабеля в пределах города сооружается кабельная канализация, в полевых условиях кабель кладется бестраншейным или траншейным способом непосредственно в землю на глубину 1,2 м. В организации и технологии строительства ВОЛП по сравнению с работами на традиционных кабелях имеются существенные отличия. Эти отличия обусловлены своеобразием конструкций ОК, которые заключаются в следующем:

критичность к растягивающим усилиям, малые поперечные размеры и масса ОК;

большие строительные длины ОК;

сравнительно большие величины затухания сростков волокон;

невозможность содержания ОК под воздушным давлением.

При работе с ОК без металлических оболочек надо иметь в виду, что они имеют сравнительно малую механическую прочность на разрыв и особенно уязвимы относительно радиального давления. Поэтому при прокладке ОК следует соблюдать особую осторожность, так как мощное кабелеукладочное оборудование в процессе движения может повредить стекловолокно.

При пересечении трассы кабеля с другими подземными сооружениями должны соблюдаться следующие габариты по вертикали: от трамвайных и железнодорожных путей – не менее 0,8 м ниже дна кювета, от силовых кабелей – выше или ниже их на 0,5 м, от водопровода и канализации – выше их на 0,25 м, от нефте- и газопроводов – выше или ниже на 0,5 м.

Приведенные выше особенности конструкции ОК определяют ход строительства. Проект производства работ (ППР) должен учитывать эти особенности, исключать случаи ухудшения характеристик ОК, увеличения числа дополнительных муфт.

5.2 Этапы подготовки к строительству ВОЛП

5.2.1 Проведение входного контроля

В связи с большим количеством промежуточных погрузочно-разгрузочных работ, вибрацией при транспортировке, а также возможностью механического повреждения оболочки кабеля, необходимо проводить стопроцентный входной контроль оптического кабеля, поступающего от заказчика или завода изготовителя. Вывоз барабанов с кабелем на трассу и прокладка кабеля без проведения входного контроля не разрешается.

В процессе входного контроля производится внешний осмотр и измерение затухания. Если при внешнем осмотре установлена неисправность барабана, то обнаруженные незначительные повреждения должны быть устранены собственными силами на месте.

Кабель, не соответствующий нормам и требованиям стандартов (технических условий), прокладке и монтажу не подлежит [5].

Измерение затухания ОК проводится в сухих отапливаемых помещениях, имеющих освещение и розетки для подключения электрических приборов. Результаты измерения затухания оптического волокна сравнивают с паспортными данными.

Перед измерением затухания оптические волокна необходимо предварительно просветить любым источником света (например, переносной электрической лампой, фонарем).

Если какие-либо оптические волокна не просвечиваются, то измерение затухания необходимо начинать с этих волокон.

Если кабель имеет какие-либо повреждения или отклонения, выявленные при внешнем осмотре на кабельной площадке, измерения затухания данной длины не проводят. Вопрос о применении этого кабеля решается заказчиком

Наиболее удобно при строительстве ВОЛП измерять затухание методом обратного рассеяния с помощью рефлектометра.

5.2.2 Группирование строительных длин оптического кабеля.

Перед группированием строительных длин кабеля необходимо иметь четкое реальное представление о прохождении трассы прокладки кабеля, наличии различных коммуникаций, пересечений железнодорожных, шоссейных дорог, речных переходов, газопроводов и прочем, о фактических длинах пролетов построенной канализации и типах колодцев, для чего производится обследование трассы и внесение корректировки в проектную документацию, и ее согласование с проектной документацией.

При подборе кабеля следует исходить из того, что на одном регенерационном участке должен быть кабель, изготовленный одним заводом (кроме случаев стыковки с ОК для подводных переходов), только одной марки, с одним типом оптического волокна и его защитных покрытий. При группировании строительных длин кабеля, прокладываемых в грунт, следует производить расчет таким образом, чтобы различные пересечения трассы приходились как можно ближе к концу строительной длины, а место расположения соединительной муфты было доступным для подъезда автотранспорта (монтажно-измерительной автомашины).

При группировании строительных длин кабеля, прокладываемого в кабельной канализации, они должны быть размещены так, чтобы отходы кабеля после выкладки были минимальными. При этом учитывают длины пролеток, форму транзитных колодцев, запас ОК на монтаж.

Следует учитывать, что длина запаса для монтажа муфты ОК должна быть 8-10 м каждой стороны.

По результатам группирования регенерационного участка необходимо составить укладочную ведомость.

Все паспорта должны быть собраны и вместе с укладочной ведомостью и ведомостью группирования строительных длин приложены к сдаточной документации по регенерационному участку ВОЛП [5].

5.3 Этапы строительства ВОЛП

Прокладку ОК осуществляют комплексные механизированные колонны, в состав которых входят строительные машины и механизмы общестроительного назначения (тракторы, бульдозеры, экскаваторы и др.), а также специальные машины и механизмы для прокладки кабеля (кабелеукладчики, тяговые лебедки, пропорщики грунта, машины для прокола грунта под препятствиями и др.)

5.3.1 Прокладка оптического кабеля в грунт

Возможны два способа прокладки ОК в грунт: ручной в ранее отрытую траншею или бестраншейным с помощью ножевых кабелеукладчиков.

Производственные процессы при прокладке кабеля в отрытую траншею трудоемки, малопроизводительны и могут легко контролироваться в ходе строительно-монтажных работ. Максимальное внимание должно быть обращено на ограничения минимального радиуса изгиба ОК. Для этого размотку кабеля и укладку его в траншею проводят без перегибов.

Бестраншейный способ прокладки кабеля с помощью кабелеукладчика является основным. Он широко применяется на трассах с различными рельефами местности и разными грунтами. В этом случае ножом кабелеукладчика прорезается щель в грунте, и кабель укладывается на его дно. При этом механические нагрузки на кабель достаточно велики, так как кабель подвергается воздействиям продольного растяжения, поперечного сжатия и изгиба [6].

Вне населенных пунктов, вдоль автодороги будем осуществлять прокладку с помощью кабелеукладчика. Процесс прокладки кабеля с помощью кабелеукладчика и его основные части показан на рисунке 5.1.

1 – передний нож – рыхлитель;          5 – кассета;

2 – барабаны;                                       6 – ролики в кассете;

3 – кабель;                                            7 – нож;

4 – корпус;

Рисунок 5.1 – Прокладка кабеля ножевым кабелеукладчиком

В этом случае ножом кабелеукладчика в грунте прорезается узкая щель и кабель укладывается на ее дно на заданную глубину залегания 1,2 м. При этом механические нагрузки на кабель достаточно высоки. Кабель на пути от барабана до выхода из кабеленаправляющей кассеты подвергается воздействию продольного растяжения, поперечного сжатия и изгиба, а в случаях применения вибрационных кабелеукладчиков – вибрационному воздействию. Конструкции и техническое состояние кабелеукладчиков, а также режимов его работы механические  нагрузки на кабель могут изменяться в широких приделах в зависимости от рельефа местности и характера грунтов.

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

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

Прокладку ОК необходимо выполнять под постоянным оптическим контролем за целостностью и состоянием оптических волокон и кабеля в процессе прокладки. Контроль осуществляется по результатам измерения затухания ОВ с помощью оптического тестера, оптического рефлектометра или других аналогичных средств измерения. Перед прокладкой кабеля в местах расположения сростков отрываются котлованы. Кабель в кассету заправляют с запасом 5 м. Подъем и уклоны не должны превышать 300.

Для прокладки кабелей внутризоновой линии связи  диаметром более 26 мм на глубину от 0,9 до 1,2 м применяется колесный двухосный кабелеукладчик КУ-120В (рисунок 5.2) , являющийся промежуточной моделью между легкими и тяжелыми магистральными кабелеукладчиками. Он имеет корпус понтонного типа, обеспечивающий проходимость через заболоченные участки. В состав кабелеукладчика входят: балансированные пневмоколесные тележки, копирующие микрорельеф местности; ножевая балка, на которой устанавливается кабелеукладочный нож; дышло с винтовой стяжкой, конструкция которого позволяет менять уровень прицепной серьги дышла в зависимости от высоты расположения прицепного крюка тягача; передний пропорочный нож для пропорки трассы на глубину 0,5 м, разрезания дерна и корней и сдвига в сторону небольших камней.

Рисунок 5.2 – Кабелеукладчик КУ-120

В таблице 5.1 приведены характеристики кабелеукладчика КУ-120.

Таблица 5.1 – Характеристики кабелеукладчика КУ-120

Параметр

Значение

Тип кабелеукладчика

Прицепной

Категория разрабатываемого грунта

1-4

Глубина прокладки кабеля и трубы

до 1500 мм

Глубина укладки сигнальной ленты

до 600 мм

Количество одновременно прокладываемой трубы

1

Количество одновременно прокладываемого кабеля

2

Количество и номера устанавливаемых барабанов

2 до №18(1 до №22)

Техническая скорость прокладки кабеля, км/ч

2,36

Габаритные размеры, мм(длина/ширина/высота)

6500/2185/2600

Масса, кг

3500

При прокладке ОК в грунт кабелеукладчиком кабель, как правило, не испытывает заметных напряжений, так как применяются принудительное вращение барабана и другие меры, обеспечивающие свободную размотку кабеля и поступление его в кассету кабелеукладчика. Однако при определении величины тяговых усилий следует иметь в виду что,  в процессе прокладки могут быть неожиданные остановки при встрече препятствий, посторонних предметов в грунте. Динамические нагрузки также резко возрастают за счет рывков тракторов и при разгоне барабана в момент начала движения, а также при крутых поворотах и наклонах кабелеукладчика. В результате в кабеле могут создаваться растягивающие усилия, что может привести к разрыву волокон.

При расчете усилий, испытываемых ОК при прокладке в грунт, учитывают массу и длину кабеля, динамическое действие и вертикальное давление слоя земли, находящейся над кабелем. Расчет  усилия  тяжения  при прокладке ОК в земле кабелеукладчика можно рассчитать по формуле:

                                              

                                    ,                                        (5.1)

где  P – масса единицы длины кабеля, кг/м;

f – коэффициент трения в кассете кабелеукладчика;

- динамический коэффициент (=2…3);

lк – длина проложенного кабеля в земле;

Q – вертикальное давление слоя земли над кабелем.

Для кабеля -01-6-24-10/125-0,36/0,22-3,5/18-10,0 производства завода ЗАО «Самарская оптическая кабельная компания» принимаем:

P = 0,362 кг/м;

Q = 0,19 кг/м;

f = 0,15;

= 2;

lк = 5000 м.

Тяговое усилие (по паспорту кабеля 10 кН)

Следовательно, тяговое усилие не превышает прочности кабеля.

5.3.2 Прокладка кабеля в траншею

Размотка кабеля и прокладка его в отрытую траншею должны, как правило, производиться с применением механизмов. Ручной способ размотки и прокладки применяют, если на трассе есть препятствия, исключающие их применение.

Если позволяют условия трассы размотку и прокладку кабеля производят с барабана, установленного на специально оборудованном кузове автомашины или на кабельном транспортере, передвигающимся по трассе вдоль траншеи. Кабель в этом случае опускается сразу в траншею или на ее бровку. Скорость движения автомашины не должна превышать 1 км/ч. Расстояние от колес до края траншеи должно быть больше глубины траншеи на 25%.

Если рельеф местности и дорожные условия не позволяют использовать технику, прокладка производится с выносной вручную всей строительной длины вдоль траншеи и последующим опусканием кабеля в траншею. В этом случае барабан с кабелем устанавливают в начале прокладки на неподвижном транспортере или на козлах. При прокладке расстояние между рабочими должно быть таким, чтобы кабель при выноске не волочился по земле.

При недостаточном количестве рабочих рекомендуется прокладку производить способом "петля": конец кабеля оставляют у барабана (в начале прокладки) и размотку ведут с верха барабана петлей, нижнюю часть которой рабочие, продвигаясь, 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 кабеля петля удлиняется, а затем укорачивается, приближаясь к концу, где весь кабель отказывается вытянутым в одну линию.

Во всех случаях при сматывании кабеля барабан должен вращаться равномерно и принудительно руками рабочих, а не тягой кабеля. Скорость вращения барабана должна постоянно согласовываться со скоростью прокладки кабеля по трассе. Не допускается сматывать кабель с барабана петлями. Во время размотки необходимо следить, чтобы перехлестнувшиеся или смерзшиеся витки не вызывали резких перегибов и рывков при сходе с барабана.

Концы строительных длин кабеля в местах стыка должны иметь запас 8м, необходимый для монтажа соединительной муфты в монтажно-измерительной автомашине. По окончании прокладки одной строительной длины откапывают котлован размером 3000×2000×1500 мм и устанавливают бетонный столбик.

Перед укладкой кабеля в траншею дно ее на всем протяжении выравнивают и очищают от камней и других твердых включений. На участках обхода препятствий изменение глубины должно осуществляться плавно. В скальных и твердых грунтах на дно траншеи насыпают "постель" из песка или мягкого грунта толщиной 100 мм. Кабель укладывают без натяжений, но и без существенных отклонений от осевой линии. Он должен плотно прилегать ко дну траншеи и не иметь изгибов, превышающих допустимый радиус изгиба ОК при прокладке и выкладке, который должен быть не менее 20 диаметров этого кабеля.

После прокладки кабеля в траншею производят засыпку ее механизированным или ручным способом. Вначале кабель засыпают песком или просеянным грунтом на высоту 100 мм. Дальнейшую засыпку производят ранее вынутым грунтом [6].

5.3.3 Прокладка кабеля через автодороги и железнодорожные линии

Трасса прохождения оптического кабеля в республике Татарстан  пересекает 23 автомобильные дороги с твердым покрытием, и отсутствуют пересечения с железнодорожным полотном. Такие препятствия проходят, используя метод горизонтального прокола, при котором исключен риск повреждения дорожного полотна, который представлен на рисунке 5.3.

Прокладка труб под препятствием, как правило, проводится до начала прокладки кабеля в районе пересечения. При этом необходимо отдавать предпочтение таким способам, при которых не требуется разрезать ОК.

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

Для сокращения трудоемкости работ рекомендуется в местах с большим количеством пересечений использовать укороченные строительные длины оптического кабеля или перед началом строительства сгруппировать строительные длины так, чтобы наибольшее количество пересечений приходилось на начало или конец строительной длины. По согласованию с заказчиком укороченные длины поставляются в небольшом количестве с кабельных заводов.

Так же в качестве альтернативного метода горизонтальному проколу можно использовать метод горизонтально-направленного бурения.

1 – опорная плита;                                  6 – штанги;

2 – гидравлический пресс;                     7 – наконечник;

3 – шланги высокого давления;            8 – расширитель;

4 – насос высокого давления;               9 – труба;

5 – силовая установка;

Рисунок 5.3 – Затягивание труб с помощью гидравлического бура

Горизонтально-направленное бурение (ГНБ) – способ образования скважины в грунте с запроектированными, изменяющимися в плане и профиле параметрами и непрерывным мониторингом и корректировкой траектории ее трассы в процессе бурения.

Преимущества ГНБ по сравнению с традиционными методами прокладки инженерных коммуникаций очевидны: скорость, меньшие финансовые и трудозатраты, возможность прокладки в недоступных другим методам местах, экологичность, безопасность.

В основном ГНБ используют для переходов, которые по тем или иным причинам невозможно выполнить открытым способом. Например, под природными и техногенными препятствиями (реки, болота, дороги, дома, экологические зоны и т.п.)

  1. Подготовительный процесс, предваряющий бурение.

Бригада, обслуживающая буровую установку, состоит из трех человек: оператора установки, оператора переносного геолокатора и рабочего, приготавливающего бентонитовый раствор и выполняющего другие вспомогательные операции. В обязанности оператора геолокатора входит отслеживание по сигналам передатчика местоположения буровой головки на всем протяжении траектории скважины.

Предварительная подготовка подразумевает всесторонний анализ и разведку места проведения работ. Анализ грунтов, залегания коммуникаций и других препятствий в земле, планирование и расчет траектории бурения.

До начала бурения установка привозится на место работы на транспортном средстве, соответствующем ее габаритам и весу (трале, полуприцепе или в грузовом автомобиле). Транспортное средство должно быть оборудовано сходнями с определенным углом съезда (обычно 17-20 градусов).

Рядом с установкой в системе для подготовки специализированного бурового раствора смешивается вода, бентонит и полимеры. Пропорции бентонитового раствора для разных типов грунтов крайне важны, так как в значительной степени влияют на успех работы по прокладке трубы. Рабочая площадка должна быть обеспечена водой, т.е либо на рабочей площадке в зоне доступа находится пожарный гидрант, либо обеспечивается мобильны подвоз воды.

Установка съезжает с трала своим ходом и устанавливается на месте работы с помощью задних стабилизаторов и системы якорения.

  1. Бурение пилотной скважины.

Бурение пилотной скважины осуществляется при помощи буровой головки. В передней части буровой головки со скосом устанавливается режущий инструмент (рисунок 5.4). Внутри буровой головки находится зонд системы локации. За счет данного скоса и зонда осуществляется управление бурением. Контроль за местоположением буровой головки осуществляется при помощи системы локации состоящей из приемного устройства (локатора), который принимает и обрабатывает сигналы встроенного в корпус буровой головки передатчика (зонда) и монитора оператора на установке, дублирующего показания локатора. Оператор с локатором следует по поверхности за буровой головкой с зондом находящимся в земле. На мониторе локатора отображается информация о положении по часам, уклоне и глубине залегания зонда. Эта информация дублируется на дисплее оператора буровой установки.

Бурение состоит из вращения и подачи буровой колонны. За счет чередования этих функций и осуществляется движение и управление бурением. При отклонении буровой головки от проектной траектории оператор останавливает вращение буровых штанг и устанавливает скос буровой головки в нужном положении. Затем осуществляется задавливаение буровых штанг с целью коррекции траектории бурения.

Буровая головка соединена с колонной штанг посредством амортизатора (гибкой штанги) снижающего нагрузки на штанги и облегчающего управление буровой колонной. Большое значение имеет гибкость самих штанг буровой колонны. Производителем указывается определенный процент изгиба на одну буровую штангу. От этого показателя зависит не только угол захода в грунт буровой колонны, и, соответственно, траектория проходки, но и управляемость установки в целом.

Буровая головка имеет форсунки - отверстия для подачи специального бурового бентонитового раствора. Бентонитовый раствор закачивается в скважину под давлением по колонне полых штанг. Различают пять основных функций бурового раствора:

отчистка ствола скважины от выбуренной породы (шлама);

смазка и охлаждение инструмента и буровой колонны;

стабилизация грунта;

поддержание выбуренной породы во взвешенном состоянии;

эффект гидромониторинга (размытие грунта).

Строительство пилотной скважины завершается выходом буровой головки в заданной проектом точке [7].

Рисунок 5.4 – Бурение пилотной скважины

  1. Расширение пилотной скважины

После завершения пилотного бурения следует этап расширения скважины (рисунок 5.5). Буровая головка отсоединяется от буровых штанг и вместо нее присоединяется расширитель. Раствор продолжает поступать по колонне штанг в скважину через форсунки в расширителе.

Приложением тягового усилия с одновременным вращением расширитель протягивается по направлению к буровой установке, расширяя ствол скважины до необходимого диаметра. Для обеспечения беспрепятственного протаскивания трубопровода диаметр расширенной скважины должен не менее чем на 30% превышать диаметр трубопровода. После первого разбуривания делается повторное бурение по уже готовому стволу скважины. Диаметр протаскиваемых расширителей поступательно увеличивается.

В сложных случаях, например в обводненных песках или плывуне, используют затягивание штанг за расширителем производя их скручивание специальными ключами.

Иногда в качестве буровой головки устанавливают так называемый «огнетушитель» - сферическую болванку, позволяющую уверенно пройти по уже существующему каналу до точки выхода [7].

Рисунок 5.5 - Расширение пилотной скважины

  1. Протягивание трубопровода

На противоположной от буровой установки стороне скважины располагается готовая плеть трубопровода. При затягивании за расширителем последовательно крепятся вертлюг, серьга, захват с трубой или несколькими трубами. Вертлюг преднозначин для того, чтобы исключить передачу вращательного движения с буровой колонны к трубе [7].

Таким образом, буровая установка затягивает в скважину плеть трубопровода по предусмотренной проектом траектории (рисунок 5.6).

Рисунок 5.6 – Протаскивание трубопровода

Преимущества метода ГНБ

  1. уменьшение сметной стоимости строительства трубопроводов за счет значительного сокращения сроков производства работ, затрат на привлечение дополнительной рабочей силы и тяжелой землеройной техники.
  2. минимизация затрат на энергообеспечение буровых комплексов вследствие их полной автономности и экономичности используемых агрегатов.
  3. отсутствие затрат на восстановление поврежденных участков автомобильных и железных дорог, зеленых насаждений и предметов городской инфраструктуры.
  4. сокращение эксплуатационных расходов на контроль и ремонт трубопроводов.
  5. отсутствие ущерба сельхозугодиям и лесным насаждениям.
  6. минимизация негативного влияния на условия проживания людей в зоне проведения работ.
  7. сохранение природного ландшафта и экологического баланса в местах проведения работ, исключение техногенного воздействия на флору и фауну, размыва берегов и донных отложений водоемов.

5.3.4 Переходы через водные преграды

Строительство трассы подразумевает 16 переходов через водные преграды (реки) из которых, только 2 реки являются широкими и глубокими: река Кама и река Вятка. Остальные реки позволяют проложить кабель по дну.

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 по согласованию с организациями, эксплуатирующими водоем. Укладка кабелей осуществляется с буксирных или самоходных судов, барж в подводные траншеи. Для прокладки используется ОК с металлическими упрочняющими элементами.

Кабелеукладчики рекомендуется применять только на мелководье, так как на больших глубинах невозможно проконтролировать процесс прокладки кабеля. Метод прокладки кабеля с помощью кабелеукладчика отображен на рисунке 5.7.

При прокладке внутризоновых ОК первичной сети на переходах через  судоходные и сплавные реки, водохранилища – осуществляется резервирование кабельного перехода путем прокладки  кабеля по двум створам, (верхнему и  нижнему), расположенным на расстоянии не менее 300 м друг от друга.

Для избегания повреждений подводных ОК  зона выполнения подводных кабельных переходов ограждается на судоходных водных путях предостерегающими створными знаками судоходной обстановки – «Подводный переход». Эти створные знаки устанавливаются на обоих берегах в 100 м выше и ниже по течению от места расположения кабельного перехода. Они должны быть хорошо видны с судов, иметь на своих вершинах диски диаметром 1,2 м, на которых изображается перечеркнутый полосатый якорь.

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.

Прокладку кабеля через реки Каму и Вятку будем по мосту.

1 буксирный трос;          3 якорь;

2 тяговая лебедка;          4 береговой откос.

Рисунок 5.7– Прокладка кабеля через водную преграду

5.3.6 Прокладка кабеля в кабельной канализации

В крупных населенных пунктах,  в которых по проекту будет выполняться выделение потоков (Мамадыш, Елабуга), а так же в оконечных населенных пунктах (Казань, Набережные Челны) мы будем осуществлять прокладку кабеля до ближайшей АМТС в существующей кабельной канализации.

Подземная телефонная кабельная канализация, состоящая из подземных трубопроводов и смотровых устройств (колодцев) различных конструкций и размеров, предназначена для прокладки, монтажа и эксплуатации кабелей связи проложенных в черте города. Телефонную канализацию прокладывают в основном под пешеходной частью улиц и по кромке газонов, а на пересечении дорог – под проезжей частью улиц. Кабельная канализация обеспечивает возможность прокладки по мере надобности необходимого числа кабелей без разрытия земли.

Прокладку ОК будем производить в асбоцементных трубах. Прокладка кабеля по свободным каналам должна осуществляться только при условии, что в этих каналах не будут в дальнейшем докладываться другие кабели связи с металлическими проводниками. Если же докладка предвидится, то это должны быть только однотипные ОК в количестве 5-6 и прокладываться они должны в свободном канале в полиэтиленовой трубе.

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

лебедка проволочная ручная или лебедка универсальная для заготовки каналов, прокладки полиэтиленовой трубы с помощью проволоки (троса), затягивания кабеля (рисунок 5.8);

устройство для размотки кабеля с барабанов;

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

комплект люкоогибных 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 (рисунок 5.9);

воронки направляющие на трубу кабельной канализации и на полиэтиленовую трубу, проложенную в канале для предотвращения повреждений кабеля и обеспечения требуемого радиуса изгиба на входе и выходе канала (по 2 штуки в колодец);

противоугон для предотвращения смещения вспомогательного трубопровода при его заготовке проволокой или тросом и прокладке кабеля;

компенсатор кручения для исключения осевого скручивания прокладываемого кабеля;

чулок кабельный (рисунок 5.10).

Рисунок 5.8 – Ручная лебедка

Рисунок 5.9- Устройство для плавного изменения направления  тяжения ОК

Рисунок 5.10 - Чулок кабельный

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

Вариант схемы прокладки представлен на рисунке 5.11.

1- труба направляющая ТНГ; 2 – барабан с кабелем; 3 – устройство УРКР; 4 – воронка канальная БКП; 5 – ролик верхний; б – ролик нижний; 7 – лебедка проволочная ручная ЛПР; 8 – чулок кабельный ЧСК-12; 9 – компенсатор кручения ККР; 10 – распорка РГВ; 11 – блок кабельный БЛК

Рисунок 5.11 – Схема прокладки ОК в кабельной канализации:

а – вид сбоку;  б – вид сверху

Перед началом работ по прокладке кабеля проводятся подготовительные работы, состоящие в очистке кабельных колодцев от воды и грязи, вентиляции для очистки их от светильного и болотного газов, которые могут скапливаться в колодцах, а также в подготовке канала канализации к протягиванию кабеля.

При затягивании ОК в каналы кабельной канализации ОК под воздействием растягивающих усилий в его конструктивных элементах возникают напряжения, что может привести к изменению передаточных характеристик кабеля (увеличению затухания ОВ), обрыву ОВ, появлению дефектов в ОВ, из-за которых возрастет затухание волокна и произойдет его разрушение в дальнейшем.

Если из-за сложного рельефа трассы тяговое усилие лебедки превышает допустимое значение, в транзитных колодцах производят подтяжку ОК. Подтяжка производится вручную в промежуточных точках.

Если прокладка кабеля производится в двух направлениях, то вначале прокладывают одну большую длину в одну сторону. Оставшийся на барабане кабель разматывают, укладывают восьмеркой и прокладывают в другую сторону.

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

Рассчитаем растягивающее усилие для нашей трассы.

Растягивающее усилие (F) зависит от массы единицы длины кабеля (Ро), коэффициента трения (КТ), длины кабеля (l) и характера трассы кабельной канализации. Эту величину, для прямолинейного участка, можно определить по формуле:

                                         ,                    (5.2)

где P0 – погонный вес кабеля [кг/км],

l к– длина участка [км],

Кт – коэффициент трения скольжения,

Кз–   коэффициент заклинивания.

Коэффициент зацикливания вычисляется по формуле:

      ,          (5.3)

где Dк – диаметр кабеля [мм],

Dт – диаметр трубы кабельной канализации [мм].

Коэффициент трения между оболочкой ОК и каналом кабельной канализации зависит от диаметра кабеля, скорости тяжения и параметров канала кабельной канализации. В нашем случае кабельная канализация состоит из асбоцементных труб, коэффициент трения для которых равен 0,32 и их диаметр 100 мм.

Затягивание кабеля в канал кабельной канализации неизбежно связано с повышением изгиба, на которых имеет место поперечное сжатие ОК. При малых радиусах изгиба возникают и развиваются дефекты ОВ, вызывающие увеличение потерь в волокне и разрушение его как при прокладке в кабельной канализации, так и при эксплуатации. При изгибах трассы кабельной канализации растягивающее усилие, прикладываемое к кабелю, возрастает.

Растягивающее усилие с учётом изгибов рассчитывается по формуле:

                         (5.4)

где φ – суммарный угол изгиба трассы [рад].

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. Рывки недопустимы.

Наиболее эффективно большие длины ОК в канализацию затягиваются с помощью промежуточных тяговых устройств. Лебедка, используемая для промежуточного тяжения кабеля, должна иметь стабильное тяговое усилие меньше допустимого натяжения кабеля.

Для уменьшения трения кабеля и для упрощения протяжки кабеля в кабельной канализации применяют специальные

5.4 Ввод кабеля в здание 

Ввод ОК в здания объектов связи производится в соответствии с РД 45.155-2000 "Заземление и выравнивание потенциалов аппаратуры ВОЛП на объектах проводной связи" через помещение ввода кабелей (кабельную шахту). Каналы вводного блока должны быть герметично заделаны как со стороны помещения ввода кабелей, так и со стороны станционного колодца, с целью предотвращения возможности проникновения через них воды и газа в здание.

В помещении ввода кабелей к кабельному щитку заземления (бронепокровы) подключаются медным проводом сечением не менее 4 мм2 металлические конструктивные элементы ОК. Подключение производится через съемные перемычки или клеммный щиток (щиток КИП) с целью обеспечения возможности подключения к бронепокровам ОК трассопоисковых приборов и контроля сопротивления изоляции "бронепокров-земля".

Вводимый оптический кабель монтируется муфтой с внутриобъектовым ОК (без металлических конструктивных элементов, с оболочкой из материала, не распространяющего горение), который подключается к оптическому оконечному устройству (оптическому кроссу).

Линейный ОК можно прокладывать непосредственно до оконечного кабельного устройства, если его помещают в трубу из не распространяющего горение материала (стальную, поливинилхлоридную или металлорукав), или же если на наружную оболочку ОК наносится дополнительное покрытие из не распространяющего горение материала (например, обмотка ОК поливинилхлоридной лентой). В помещении ввода кабелей на металлическом бронепокрове ОК должен быть выполнен кольцевой разрыв на длине 100... 150 мм. Линейная сторона бронепокрова медным проводом сечением не менее 4 мм2 подключается к кабельному щитку заземления через съемные перемычки или клеммный щиток, станционная сторона участка ОК подключается в оптическом оконечном устройстве к кольцевому потенциаловыравнивающему проводнику или, при отсутствии такового, к клемме защитного заземления.

5.5 Монтаж оптических кабелей

Одной из самых важных операций является монтаж оптических кабелей. Эта операция предопределяет качество и дальность связи по ВОЛП. Монтаж ОК должен обеспечивать малые потери мощности сигнала в сростке, высокую влагостойкость и герметичность соединительной муфты, надежные механические параметры сростка на разрыв, сжатие, вибрацию и требуемые нормами ограничения радиусов изгиба ОВ, а также работоспособность сростка в условиях длительного нахождения  земле (или в телефонной канализации).

5.5.1 Сращивание оптических волокон

В настоящее время для сращивания ОК в основном применяются два способа: сварка оптических волокон и механическое соединение [2].

Механическое соединение оптических волокон применяется при измерениях на кабеле и при устранении повреждений на ВОЛП. Применять механическое соединение на магистральных и внутризоновых ВОЛП не рекомендуется из-за большого затухания сростка.

Основное применение соединений нашла сварка оптических волокон преимущественно аппаратами импортного производства.

Качество сварки ОВ определяется вносимым затуханием (потерями мощности оптического излучения). Известно, что величина потерь в месте стыка ОВ зависит от параметров соединяемых волокон. В частности, потери определяются геометрическими размерами ОВ (диаметром сердцевины), числовой апертурой и их отклонениями, а также профилем показателя преломления. Кроме того, потери обусловлены наличием зазора между торцами соединяемых волокон, осевым и угловым смещениями осей сращиваемых ОВ, деформацией сердцевины при сварке, загрязнением сердцевины, образованием пузырька газа, качеством подготовки торцов соединяемых ОВ.

Этапы сварки оптических волокон:

  1. Подготовка оптического волокна к сращиванию

Процесс подготовки ОВ к сращиванию включает в себя операции снятия первичного защитно-упрочняющего покрытия волокна и скалывания для получения хорошо обработанной торцевой поверхности волокна, а также обтирку зачищенных концов мягким материалом, пропитанным растворителем (спиртом).

Для снятия покрытия с волокна исторически находили применение термический, химический и механический способы снятия покрытия с ОВ. На сегодняшний день основным методом является механический способ. При этом необходимо обеспечить сохранность поверхности оптического волокна, поскольку поверхностные эффекты критическим образом снижают прочность волокна.

Основное требование к поверхности скола ОВ состоит в обеспечении его перпендикулярности к оси волокна. Например, угол наклона поверхности скола более 20 может удвоить потери в сварном соединении. Имеющиеся в настоящее время на рынке устройства скола позволяют стабильно получать значения этого угла в пределах 0,50. В процессе монтажа будем использовать прецизионный скалыватель.

  1. Сварка оптического волокна.

При сварке оптических волокон, предварительно подготовленные волокна подводят друг к другу до минимального зазора между ними и юстируют до минимальных смещений оптических осей, а затем дуговой сваркой производят сращивание волокон.

В современных сварочных аппаратах предусмотрена автоматическая юстировка волокон. Она осуществляется двумя способами:

- Путем минимизации потерь на стыке. В месте изгиба волокна в одно из соединяемых волокон вводят, а в другом оптическом волокне выводят оптический сигнал, и юстировка осуществляется по максимуму проходящего сигнала.

- Путем анализа изображения стыков соединяемых оптических волокон в параллельном пучке света. Свет падает перпендикулярно оптической оси волокон, и изображение стыков получают с помощью телекамеры. Необходимая юстировка производится  путем анализа сигнала телекамеры.

Одним из наиболее лучших по параметрам свариваемых волокон является полностью автоматизированный сварочный аппарат фирмы Fujikura FSM-60S (рисунок 5.12), он обеспечивают смещение свариваемых волокон по трем направлениям. Процесс совмещения контролируется с помощью двух телекамер и отображается на экране дисплея. Исключение из конструкции аппарата подъемного зеркала и замена его на две телекамеры дает возможность осуществлять контроль одновременно в двух плоскостях и больше чем в два раза сокращает время на юстировку (с 40 до 15 с), что делает эту сварку быстрой. Потери в местах сварки одномодовых волокон составляют 0,02 дБ, а для волокон со смещенной областью дисперсии  0,04 дБ.

После сварки оптических волокон необходимо провести измерение затухания в сростке, механическую прочность незащищенного сростка, а также произвести защиту места сварки.

Рисунок 5.12 – Сварочный аппарат Fujikura FSM-60S

  1. Защита мест сварки ОВ, герметизация сростка

Места соединения ОВ защищают одним из следующих способов: восстановлением защитного покрытия, заливкой места стыка эпоксидным компаундом или с помощью специальных гильз для защиты соединений световодов.

Защитное покрытие восстанавливают, используя материалы с аналогичными свойствами. При этом соблюдают допуски, установленные на покрытия ОВ, а также технологические приемы их нанесения. Сросток ОВ укладывают в пресс-форму, наносят эпоксиакрилатную композицию, обладающую малой усадкой и хорошей адгезией к кварцу. Затем композицию отверждают с помощью ультрафиолетового излучения. Пресс-форма содержит вкладыш из прозрачного для ультрафиолетового излучения материала, в котором сформирован канал для ОВ. За счет этого диаметр восстановленного покрытия и концентричность соответствуют параметрам исходного волокна. В полевых условиях данный способ применять сложно.

Для защиты сростка ОВ эпоксидным компаундом используют, как правило, специальные приспособления (ложементы) из металла или пластмассы. Волокно помещают внутрь приспособления и заливают эпоксидной смолой. Ускорение процесса полимеризации компаунда обеспечивается подогревом.

Однако на практике наиболее широкое применение нашел способ защиты сростков ОВ с помощью специальных гильз: ГЗС (гильзы для защиты сростков) или КДЗС (комплект деталей для защиты сростков). Конструкция ГЗС содержит термоусаживаемую трубку, внутри которой находится несущий металлический стержень диаметром 1,0 мм, и трубку из материала высокой текучести – сэвилена (рисунок 5.13).

Перед сваркой волокон гильзу надевают на один из сращиваемых концов ОВ. Затем после сварки ее надвигают на место сварки и нагревают. В процессе нагрева и усаживания трубки сэвилен расплавляется и уплотняется вокруг ОВ. Несущий металлический элемент надежно защищает ОВ от изгиба внутри термоусаживаемой трубки

Защищенный сросток укладывается в гребенке для сростков внутри соединительной кассеты. При укладке защищенных сростков и резервной длины световодов следует соблюдать радиус изгиба – максимум 45 мм. При меньших радиусах изгиба могут возникнуть дополнительные потери и разлом оптоволокна.

1 - трубка из сэвилена;                  3 - термоусаживающая трубка;

2 - металлический стержень;       4 - оптическое волокно.

Рисунок 5.13 – Конструкция гильзы для защиты сростка оптического

волокна

5.5.2 Монтаж оптических муфт

Как и для всех кабелей связи вообще, муфты ОК различают по назначению: для магистральных, внутризоновых и местных сетей связи; для кабелей, прокладываемых в канализации, в грунт и под водой; прямые и разветвительные муфты (перчатки). Конструкции муфт зависят от их назначения.

Одной из важнейших операций, определяющих параметры и качество ВОЛП, является сращивание ОК. На трассе сращивание кабеля  производится с использованием оптических муфт. Монтаж муфты проводится после завершения прокладки двух строительных длин ОК.

На магистральных и внутризоновых ВОЛП для монтажа оптического кабеля будем использовать муфты типа МТОК 96/48-О1-IV (муфта тупиковая оптического кабеля соединительная), имеющая сертификат соответствия Госкомсвязи РФ.

Муфта МТОК 96/48-О1-IV (рисунок 5.14) предназначена для защиты сварных соединений оптических волокон в магистральных и внутризоновых оптических кабелях с любыми бронепокровами, при  прокладке  в грунтах  всех категорий (кроме вечной мерзлоты и скальных грунтов), на подвесных опорах линий электропередачи и в кабельной канализации. При прокладке в грунте муфта укладывается горизонтально и защищается с помощью чугунной муфты. При прокладке в кабельной канализации она закрепляется на консолях.

Для ввода ОК используются комплекты №7, которые обеспечивают надежную фиксацию проволочной брони оптических кабелей и продольную герметизацию вводов кабелей в муфту “холодным” способом. Муфта позволяет разместить до 3х кассет на 96 сростков ОВ.

а)

1.Кожух; 2.Кассета для модулей; 3.Кронштейн; 4.Оголовник; 5.Патрубок для ввода провода заземления; 6.Штуцер; 7.Обечайка; 8.ТУТ 180/60 (для герметизации стыков корпуса с оголовниками); 9.Кассета КУО1; 10.Крышка кассеты; 11.Наконечник для штуцера; 12.Винт для крепления кассеты; 13.Пластмассовый хомут из 2х половин; 14.ТУТ 35/12 (для герметизации вводов ОК в патрубки оголовников); 15.Мастика 2900R; 16.Силикагель; 17.Детали для монтажа ОВ; 18.Шкурка шлифовальная.

б)

Рисунок 5.14 – Муфта МТОК 96-01- IV

а) конструкция муфты б) внешний вид

Муфта предназначена для монтажа ОК любой конструкции с количеством волокон до 48. В муфту можно ввести до 7 отдельных ОК, либо 3 отдельных ОК и транзитную петлю. При установке в овальный патрубок комплекта ввода №11 в муфту можно ввести три отдельных ОК и три провода ГПП, либо три отдельных ОК диаметром до 22 мм и четыре отдельных ОК диаметром от 6 до 10 мм. Герметизация кожуха с оголовником осуществляется механическим способом. Малые габаритные размеры муфты позволяют использовать ее в стесненных условиях – в заполненных и малых колодцах, в подземных контейнерах для ЗПТ, в подвалах и шкафах.

Вводы кабелей в круглые патрубки герметизируются отрезками ТУТ 35/12. Для ввода в круглый патрубок кабеля заглушенный конец круглого патрубка обрезают ножовкой. С наружной стороны конца патрубка ножом снимают фаску на угол 30˚. Конец ОК просовывают в отверстие патрубка и надевают на него втулку. Выполняют надрезы оболочки и снимают оболочку ОК. Очищают модули от гидрофобного заполнения. Устанавливают втулку в патрубок, добиваясь плотной посадки её в отверстии патрубка. Надевают на сердечник кабеля детали комплекта №2 и сдвигают их к оголовнику. Устанавливают на место кронштейн для крепления центрального силового элемента (ЦСЭ) и фиксируют его малой втулкой. Прижимают ЦСЭ к кронштейну кабельного ввода. Пучок модулей примеряют к кассете, намечают места обреза модулей. Выполняют обрезы, снимают обрезанные модули, удаляют гидрофобное заполнение с волокон. Маркируют модули липкими маркерами. На пучок модулей в месте крепления его к кассете накладывают бандаж из нескольких слоёв липкой ПВХ ленты. Крепят пучок модулей к кассете стяжками. Далее производят маркировку волокон, устанавливая липкий маркер на пучок волокон. Укладывают волокна в кассету. После ввода всех волокон на кассету производят их разметку, зачищают и выполняют сколы. Производят сварку ОВ и усадку КДЗС в ложементы, а запасы ОВ под лапки кассеты. Затем производят вывод провода заземления от алюмополиэтиленовой оболочки. Следующим шагом будет герметизация ввода ОК в овальный патрубок. В конце необходимо осуществить гермитизацию корпуса муфты [8].

Монтаж соединительных муфт производится в специально оборудованной монтажно-измерительной машине (рисунок 5.15). Лаборатория измерения и монтажа кабеля представляет собой  специальный автомобиль внутриведомственного использования, состоящий из автомашины высокой проходимости, на которой установлен кузов закрытого типа, марки  «КУНГ».

Рисунок 5.15 – Передвижная лаборатория для монтажа и измерений оптического кабеля (ЛИОК) на базе автомобиля ГАЗ-27057

Внутри кузова устанавливается монтажный стол, оборудованный приспособлениями для закрепления концов монтируемого кабеля, устройством для сварки оптических волокон и монтажными инструментами. Предусмотрены места для развертывания и транспортировки комплекта измерительных приборов. Электропитание от бортовой сети автомобиля напряжением 12В или бензоэлектростанции типа АБ-2 мощностью 2 кВт. Для осуществления служебной связи в процессе монтажа машина оборудована радиостанцией.

Машину устанавливают по возможности непосредственно возле котлована. Концы кабеля, очищенные от грязи, подают в монтажно-измерительную машину. Затем производят закрепление концов кабеля в монтажном станке, разделку их в соответствии с технологическими картами и картами трудовых процессов, разработанными для конкретных типов оптического волокна.

После сварки волокон, не вынимая сростка из крепления сварочного устройства, производят контроль качества сварки рефлектометром обратного рассеивания, установленного в начале строительной длины кабеля. Затухание должно быть не более 0,02 дБ.

5.6 Приемосдаточные работы и составление паспорта ВОЛП

Приемосдаточные работы проводятся представителями строительной организации и организации, принимающей построенную ВОЛП в эксплуатацию. Приемка осуществляется путем соответствующих измерений параметров передачи ОВ на полностью смонтированных РУ между оконечными разъемами ОК. Нормы и объемы измерений определяются техническими требованиями и зависят от конструкции ОК, назначения ВОЛП и организуемой по ВОЛП системы передачи.

Затухание и дисперсия ОВ измеряются в обоих направлениях передачи РУ, что позволяет выбрать оптимальный вариант использования ОВ на данном РУ. Данные измерения заносятся в соответствующие таблицы паспорта ВОЛП. По полученным данным определяют статистические характеристики ОК на измеряемом РУ. Осуществляют также измерение функции распределения неоднородностей ОВ по всей длине трассы.

Измерения проводят с помощью рефлектометров с обоих сторон.

Особенность паспорта ВОЛП – повышенные требования к точности карты трассы ВОЛП, так как для ОК без металлических проводников принцип отыскания их с помощью кабелеискателя неприемлем. Поэтому трасса прохождения ОК должна быть нанесена на карту с погрешностью не более 0,3…0,4 м.

5.7 Метрологическое обеспечение строительства

В процессе изготовления кабеля, а также при строительстве и эксплуатации ВОЛП проводится комплекс измерений с целью определения состояния кабелей и линий, предупреждения повреждений, а также накопления статистических данных для разработки мер повышения надежности связи. При производстве оптического волокна измеряются числовая апертура (для многомодового волокна), профиль показателя преломления (ППП), диаметр сердечника и внешний диаметр ОВ, длина волны отсечки, эксцентриситет и ряд других параметров, которые являются паспортными данными ОВ и не контролируются в процессе строительства, пусконаладочных работ и во время эксплуатации ВОЛП. Два важнейших передаточних параметра ОК (затухание и дисперсия) полностью предопределяют качество работы ВОЛП, их широкополосность и дальность передачи. Метрологические измерения можно разделить на несколько категорий и этапов.

  1. Входной контроль оптических кабелей

Строительные длины кабеля должны быть подвергнуты входному контролю. В процессе входного контроля производится внешний осмотр и измерение затухания.

Кабель, не соответствующий нормам и требованиям стандартов (технических условий), прокладке и монтажу не подлежит.

Измерения затухания производят с помощью оптического тестера.

  1. Измерения, проводимые в процессе прокладки оптического кабеля

Основная цель измерений в процессе прокладки оптического кабеля – контроль прикладываемых к нему механических нагрузок. Естественно, что выбор способа контроля зависит от способа прокладки кабеля.

  1. Измерения, выполняемые в процессе монтажа оптического кабеля

Измерения в процессе монтажа оптического кабеля производятся с целью оценки качества выполнения неразъемных соединений оптического волокна при сращивании строительных длин.

Следует отметить, что в ряде устройств для сварки оптических волокон предусмотрена возможность грубой пороговой оценки затухания стыка оптического волокна (типа “удовлетворяет” или “не удовлетворяет”). Обычно она показывает, больше или меньше нормы контролируемое затухание. Если больше, то соединение должно быть выполнено заново, если меньше, то необходимо уточнить оценку с помощью оптического рефлектометра.

  1. Измерения на смонтированном регенерационном участке

На смонтированном регенерационном участке после монтажа станционных шнуров с оптическими кабелями (линейных и станционных) производится измерение затухания оптического волокна кабеля в обоих направлениях передачи и полученные данные заносятся в паспорт. Результаты измерений должны соответствовать предельным значениям затуханий длин и стыков, измеренным в процессе строительства.

Метрологические измерения можно проводить несколькими методами.

Метод вносимых потерь

Метод вносимых потерь (замещения) применяется для определения потерь на разъемном соединении и в оптическом кабеле. Для измерения потерь нам необходим калибровочный шнур и адаптер. Проводится минимум 2 измерения.

В первом измерении подключатся калибровочный шнур одним концом к передатчику оптической мощности, а другим концом к приемнику. Измеренная мощность будет соответствовать передаваемому уровню мощности  передатчика.

Во втором измерении передатчику подключается калибровочный шнур, который через адаптер соединяется с измеряемым оптическим кабелем (ВОЛС). К другому концу ВОЛС подключается оптический приемник. Полученный уровень мощности будет соответствовать уровню на выходе ВОЛС.

Затем из уровня на выходе отнимаем уровень на входе  и получаем потери ВОЛС.

Метод обрыва

Является наиболее точным из используемых, но требует разрыва волокна, и его использование при инсталляции, техническом обслуживании и в полевых условиях нежелательно, поэтому он применяется только на кабельных площадках и при производстве ОВ.

Этот метод применяется для измерения потерь в оптических кабелях до их прокладки и оконцевания коннекторами. Он основан на сравнении уровня мощности на выходе длинного тестируемого отрезка кабеля с уровнем, измеренным на его коротком участке, который получается путем обрыва кабеля в начале измеряемого образца. Другими словами, сначала измеряется уровень P2 на выходе строительной длины кабеля. Затем волокно обрывают вблизи источника и измеряют P1 на этом коротком участке. Потери определяются аналогично предыдущему случаю. Этот метод считается более точным, чем метод вносимых потерь, но он требует качественной подготовки торцов волокна и строгого соблюдения правил измерения.

Метод обратного рассеяния

Метод обратного рассеяния пригоден для решения целого ряда задач: определения распределения оптических потерь по длине кабеля, измерений затуханий кабеля, параметров распределенных и локальных неоднородностей типа обрыва, мест сварки, а также расстояний до неоднородностей, длины волокна и расстояний до мест обрыва. Метод способен произвести диагностику и мониторинг целостности волокна и волоконно-оптической сети в целом.

Метод обратного рассеяния основан на введении в волокно импульсного оптического излучения и последующем анализе той малой части светового потока, которая возвращается на приемник в результате обратного рассеяния и отражений распространяющейся в волокне световой волны.

Поэтому на практике, как правило, для метрологических измерений применяется метод обратного рассеяния. Рассмотрим этот метод более подробно.

При реализации этого метода измеряемое волокно зондируют оптическими импульсами, вводимыми в ОВ через оптический направленный ответвитель. Из-за флюктуаций показателя преломления сердцевины вдоль волокна, отражений от рассеянных и локальных неоднородностей, распределенных по всей длине волокна, возникает поток обратного рассеяния. Измеряют уровень мощности этого потока в точке ввода оптических зондирующих импульсов в волокно в зависимости от времени задержки относительно момента посылки зондирующего импульса. В результате получают распределение мощности обратнорассеянного потока вдоль волокна – характеристику обратного рассеяния волокна. Регистрируют отдельные реализации характеристики обратного рассеяния, усредняют их по некоторому количеству зондирующих импульсов, а усредненное значение выводят на устройство отображения для дальнейшего анализа. Изображение характеристики обратного рассеяния на экране дисплея называется рефлектограммой [9,10] (рисунок 5.16).

Рисунок 5.16 - Типовая рефлектограмма ВОЛП

Начальный выброс сигнала 1 вызван френелевским отражением от входного торца исследуемого ВС. Как правило, он вводит ФПУ в насыщение, а время выхода из него определяет важный параметр ОР - мертвую зону.

Однородные участки 2 (без неоднородностей) с постоянным коэффициентом затухания , на которых сигнал обратного рассеяния (СОР) после логарифмирования выглядит, как прямая линия, наклон которой определяет коэффициент затухания.

Неразъемные соединения (сварные, клеевые и механические сростки волокон), в которых обычно отсутствуют отражения, отображаются на рефлектограмме ступенькой 3.

Выброс сигнала с перепадом затухания 4 возникает при наличии в тракте разъемного соединителя, а также при наличии в волокне маленьких включений инородных примесей или пузырьков воздуха.

Конец  волоконного тракта (ВТ) или его обрыв определяется по отраженному от заднего торца импульсу 5 и следующему за ним участку 6 с резкими случайными перепадами уровня регистрируемого сигнала, обусловленных шумами ФПУ.

Для реализации данного метода разработаны специальные приборы – оптические рефлектометры во временной области – Optical Time Domain Reflectometer (OTDR). Они получили широкое распространение благодаря своей универсальности, так как обеспечивают одновременное определение целого ряда важнейших параметров ОВ и ОК: степени регулярности кабеля, мест неоднородностей и повреждений, потерь в местах соединений, затухания и расстояний до мест соединений, длин ОВ и др.

В качестве источника излучения применяют лазер, генерирующий стабильные по мощности, длине волны, длительности и частоте повторения импульсы оптического излучения.

Направленный ответвитель должен обеспечивать эффективную передачу мощности оптического излучения в оптическое волокно измеряемого кабеля и обратнорассеянной мощности к приемнику излучения. Он должен иметь апертуру, соответствующую апертуре волокна измеряемого кабеля.

Обобщенная структурная схема такого прибора представлена на рисунке 5.17.

Приемник излучения должен иметь быстродействие, соответствующее длительности импульса источника излучения, остальные требования к источнику излучения должны соответствовать указанным в методе измерения затухания.

Устройство обработки сигнала должно обеспечивать увеличение соотношения сигнал/шум на выходе приемника излучения, достаточное для регистрации обратнорассеянного сигнала. Регистрирующая система должна иметь характеристики, согласованные с устройством обработки рефлектограмм.

Рисунок 5.17 – Обобщенная структурная схема прибора OTDR

Зондирующие импульсы поступают от источника излучения через направленный ответвитель в оптическое волокно. Поток обратного рассеяния регистрируется в чувствительном фотоприемном устройстве и преобразуется в электрический сигнал, который после специальной обработки в записывающем и усредняющем устройствах подается на вход устройства отображения (дисплей). При использовании в качестве устройства отображения электронного осциллографа этот сигнал вызывает соответствующее отклонение луча по оси Y на экране. Вертикальная ось экрана градуируется либо в децибелах по мощности (дБм), либо в единицах измеряемого затухания (дБ). Отклонение луча по горизонтальной оси X происходит под действием пилообразного напряжения генератора развертки осциллографа. Вследствие этого положение луча по оси X изменяется в зависимости от времени запаздывания сигнала ∆ t. Зная групповое время запаздывания оптического сигнала в сердцевине ОВ, можно осуществить градуировку горизонтальной оси в единицах длины для измеряемого типа ОВ.


6 Расчет параметров надежности ВОЛП

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

Надежность – комплексное свойство, которое в зависимости от условий строительства и эксплуатации, может включать долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость, либо определенное сочетание этих параметров. Надежность ОК – свойство сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения.

При проектировании должна быть произведена оценка показателей надежности. Для оценки показателей необходимо рассчитать коэффициент готовности (Кг) и время наработки на отказ (То ).

Коэффициент готовности кабеля (ВОЛП) – вероятность того, что кабель (ВОЛП) окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых он подвергается профилактическому контролю.

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

Время восстановления ОК – продолжительность восстановления работоспособного состояния двух или нескольких ОВ.

Среднее число (плотность) отказов µ оптического кабеля за счёт внешних повреждений на 100 км кабеля в год – μ.

Интенсивность отказов (λ0) – условная вероятности возникновения отказа ОТЭ, определяемая при условии, что до рассматриваемого момента времени отказ не возник [11].

Требуемые показатели надежности для внутризоновой первичной сети (ВзПС) приведены в таблице 6.1 в соответствии с РД 45.047 – 99.

Таблица 6.1 – 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

ОК < 10

Примечание к таблице 6.1.

Для оборудования линейных трактов на магистральной первичной сети должно быть:

время восстановления НРП – Тв.нрп < 2,5 часа (в том числе время подъезда бригады – 2 часа);

время восстановления ОРП, ОП – Тв.орп  < 0,5 часа;

время восстановления ОК – Тв.ок < 10 часов (в том числе время подъезда бригады – 3,5 часа).

Интенсивность отказов ОК за 1 час на длине трассы ВОЛП (L) определяется как:

                                                       (6.1)

где L – длина проектируемой трассы, км;

8760 – количество часов в году.    

– среднее  число  (плотность)  отказов  ОК  за счет внешних повреждений на 100 км кабеля в год (по статистике повреждений на коаксиальных кабелях из опыта эксплуатации на магистральной первичной сети связи России).

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

                                                                                 (6.2)

где: λо – интенсивность отказов кабеля за 1 час, 1/ч;

Тв – время восстановления, ч;

То – среднее значение времени между отказами, ч.

Коэффициент готовности определяется как отношение суммарного времени безотказной работы (наработка на отказ) к общему суммарному времени безотказной работы и времени восстановления за один и тот же период эксплуатации:

                                      ,                                (6.3)

  

где: Кп – коэффициент простоя;

То – среднее значение времени между отказами, ч;

Тв – время восстановления, ч.

При длине магистрали L не равной LМ среднее время между отказами определяется как:

                                                                    (6.4)

где Т0 – среднее значение времени между отказами, ч;

Lм – максимальная длина трассы магистральной ВОЛП, км;

L – длина трассы, км.

Тогда, подставляя исходные данные, получим:

Произведем расчет показателей надежности для канала ОЦК по формулам  (6.2), (6.3) , (6.4)

 

 

 

Произведем расчет показателей надежности для аппаратуры линейного тракта:

Сравнив полученные показатели с нормативными, видим, что показатели надежности ВОЛП полностью удовлетворяют нормам. 

Требования к показателям надежности и готовности ВОЛП формируются на основе следующих принципов:

показатели надежности - долговечность и срок службы - должны быть существенно больше срока окупаемости данной линии передачи и, как правило, составляют не менее 25 лет;

на участках линии с различными условиями должны применяться разные марки ОК, соответствующие географическим, геологическим и климатическим особенностям трассы, но так, чтобы готовность однородных участков линии длиной 100 км была практически одинакова;

в исключительных случаях для участков трассы с особо тяжелыми условиями, где обеспечение усредненных показателей готовности требует очень  высоких   экономических  затрат, допускается   снижение  коэффициента готовности, если оно компенсируется повышенными значениями коэффициента готовности на остальных участках линии;

гарантированно обеспечить высокие показатели готовности можно взаимным резервированием линий связи различных типов (подземных, подвешенных на опоры высоковольтных воздушных линий, морских, радиорелейных и спутниковых);

показатели готовности линии передачи  следует задавать  как  общие - для канала связи, так и раздельные - для аппаратуры и для ВОЛП;

в оптических кабелях следует предусматривать резервные оптические волокна;

при проектировании ВОЛП и разработке мероприятий по повышению их надежности и коэффициента готовности следует учитывать, что снижение плотности отказов увеличивает капитальные затраты, а снижение времени восстановления - эксплуатационные.


7 Расчет экономических показателей по строительству проектируемой ВОЛП                                                 

В технической части проекта рассмотрены вопросы проектирования и строительства внутризоновой ВОЛП на участке магистрали г. Казань – г. Набережные Челны. Была выбрана система передачи OptiX 2500+. Осуществлен выбор кабель завода ЗАО “Самарская оптическая кабельная компания” – ОКЛК-01-6-24-10/125-0,36/0,22-3,5/18-10,0.   

Данный раздел направлен на расчет экономического обоснования строительства. Необходимо составить смету на строительство ВОЛП, построить сетевой график строительства объекта, рассчитать по нему параметры работ, определить критический путь. По полученным данным составить календарный план-график выхода бригад на участки.

7.1  Расчет стоимости объекта

Стоимость объекта в целом состоит из следующих статей:

стоимость прокладки и монтажа ВОЛП;

стоимость оборудования оконечных пунктов и его монтажа;

прочие затраты (на проектно-изыскательские работы, подготовку кадров и прочие).

Стоимость прокладки и монтажа ВОЛП определена путем составления локальной сметы, приведенной в таблице 7.1.

Стоимость оборудования рассчитана в таблице 7.2. Сметная стоимость приведена с учетом затрат на транспортные расходы, а также монтажа и настройки.

Стоимость объекта связи в целом определяется по формуле:

 

  (7.1)

где Ссмр – стоимость строительно-монтажных работ (СМР) на объекте;

Собор – стоимость технологического оборудования, включая затраты на его доставку и монтаж;

Спрочие – стоимость прочих затрат на объекте.

Для заполнения таблицы 7.1 воспользуемся следующими данными:

  1. значение графы 4 получается путем анализа картографических данных и потребности в работах.
  2. значение граф 5, 6 берется из ФЕР 81-02-34-2001, ФЕР 81-02-01-2001, ФЕР 81-02-02-2001, ФЕРм 81-03-10-2001(редакции 2009 г.);
  3. значение графы 10 берется из ГЭСН-2001(издание 008 г. с учетом изменений и дополнений);
  4. значения граф 7, 8, 9 и 11 получаются путем перемножения графы 4 с графами 5, 6 и 10.

Здесь должна быть локальная смета

1


2


3


4


5


6


Таблица 7.2 - Расчет стоимости оборудования

Наименование товара

Количество

Цена, руб

За

единицу

Всего

1 Мультиплексор  OptiX 2500+  , шт

5

2250000

11250000

2 Муфта МТОК 96-01-IV, 1 шт

52

3 763.00

195676

3 Оптический кросс R24-1U-FC-24

5

3300,00

16500

4 УЭПС-2 60/24-3.2-М с контроллером

5

54828

274140

5 Стойка  универсальная СТК-47

5

4830

24150

Стоимость оборудования

-

-

11760466

Транспортные расходы , 30% от стоимости оборудования

-

-

3528140

Монтаж+настройка, 10% от стоимости оборудования

-

-

1176047

Итого по смете без НДС

-

-

16464653

Объектно-сметный расчет стоимости строительства в целом и занесем данные в таблицу7.3

Таблица 7.3 – Стоимость строительства в целом

Наименование

затрат

Стоимость без НДС,

тыс. руб.

НДС, тыс. руб.

Стоимость с НДС,

тыс. руб.

СМР

Оборудование

1 Прокладка ВОЛП

105146,36

---

18926,34

124072,7

2 Оборудование

---

16464,65

2963,64

19428,29

3 Прочие (13% от

СМР)

13699,03

---

2465,82

16164,85

4 Всего по объекту

118845,39

16464,65

24355,8

159665,84

7.2 Выбор метода организации СМР

Любое производство больших работ ведется бригадным способом. При этом используется в основном два вида бригад:

первая комплексные, состоящие из рабочих разных профессий;

вторая специализированные, где все рабочие выполняют одну и ту же работу (или их комплекс). Достоинством последнего метода является высокое качество работ и высокая выработка, однако труд носит более рутинный характер.

При использовании специализированных бригад возможно три метода ведения работ:

1. Последовательный метод, когда работы на последующем участке начинаются после окончания большинства работ на предыдущем.

Достоинство: Требуется незначительный объем ресурсов, так как в каждый момент  времени работает 1 бригада.

Недостатки:  - Большой период строительства

                      - Каждая бригада работает с перерывами, следовательно, возникают   проблемы с организацией труда.

Данный метод используется, если каждый участок после окончания работ может быть сдан в эксплуатацию до окончания сдачи всего объекта.

2. Параллельный метод, при котором работы на всех участках ведутся одновременно.

Достоинство: Резкое сокращение периода строительства

Недостаток: Необходимо большее количество рабочих, следовательно, большее  количество ресурсов.

3. Параллельно-последовательный (поточный) метод, при котором однотипные работы ведутся последовательно, а разнотипные параллельно.

Достоинство: Значительное сокращение периода строительства, при том же количестве бригад, что и в последовательном методе.

Весь объем работ строительства ВОЛП осуществляется поточным методом, когда на различных участках специализированные бригады выполняют определенные виды работ. При этом график работ каждой бригады совмещен с графиком работ смежных бригад.

Условно разобьем трассу строительства на 4 участка, на которых последовательно выполняют работы 4 бригады.

Состав бригад следующий:

первая бригада – разработка грунтов, подготовка траншей – 27 чел.

вторая бригада – прокладка ОК  – 37 чел.

третья бригада – монтаж муфт  и измерения на кабельных площадках – 34 чел.

четвертая бригада – измерения на смонтированном участке – 8 чел.

Таким образом, весь объем работ выполняется бригадами общей численностью 106 человек.

Распределение трудовых затрат по участкам представлено в таблице 7.4.

1 участок: г. Казань – с. Тюлячи (78 км);

2 участок: с. Тюлячи – г. Мамадыш (77 км);

3 участок: г. Мамадыш – г. Елабуга (59 км);

4 участок: г. Елабуга – г. Набережные Челны (21 км).

Таблица 7.4 – Распределение трудовых затрат по участкам, чел-дни.

участка

Протяженность участка, км

Разработка грунтов, подготовка траншей,

Прокладка ОК

Монтаж муфт и измерения на кабельных площадках

Измерения на смонтированном участке

1

78

549,43

1115,22

1024,59

10,23

2

77

542,81

1101,78

1012,24

10,10

3

59

415,37

843,14

774,61

7,73

4

21

147,29

298,96

274,66

2,74

Итого по объекту в целом

235

1654,9

3359,1

3086,1

30,8

7.3 Построение сетевого графика на прокладку ВОЛП

Для построения сетевого графика составим карточку-определитель работ по строительству ВОЛП, приведенную в таблице 7.5.

Сетевой график представлен на рисунке 7.1.

Таблица 7.5 – Карточка-определитель работ сетевого графика

Код работ

Наименование

работ

Трудовые

затраты,

чел-дни

Состав бригад, чел

Продолжительность работ, дни

1

2

3

4

5

1 участок

1-2

Разработка грунтов, подготовка траншей

549,43

27

21

2-3

Прокладка ОК

1115,22

37

31

3-4

Монтаж муфт и измерение на кабельных площадках

1024,59

34

31

4-5

Измерения на смонтированном участке

10,23

8

2

Итого по 1 участку

2699,47

106

85

2 участок

6-7

Разработка грунтов, подготовка траншей

542,81

27

21

8-9

Прокладка ОК

1101,78

37

30

Продолжение таблицы 7.5

10-11

Монтаж муфт и измерение на кабельных площадках

1012,24

34

30

12-13

Измерения на смонтированном участке

10,10

8

2

Итого по 2 участку

2666,93

106

83

3 участок

14-15

Разработка грунтов, подготовка траншей

415,37

27

16

16-17

Прокладка ОК

843,14

37

23

18-19

Монтаж муфт и измерение на кабельных площадках

774,61

34

23

20-21

Измерения на смонтированном участке

7,73

8

1

Итого по 3 участку

2040,85

106

63

4 участок

22-23

Разработка грунтов, подготовка траншей

147,29

27

6

23-24

Прокладка ОК

298,96

37

9

24-25

Монтаж муфт и измерение на кабельных площадках

274,66

34

9

25-26

Измерения на смонтированном участке

2,74

8

1

Итого по 4 участку

723,65

106

25

Всего по объекту

8130,9

106

256

Рисунок 7.1 – Сетевой график

Рассчитаем параметры сетевого графика табличным методом, результаты приведены в таблице 7.6.

Таблица 7.6 – Расчет параметров работ сетевого графика

код работ

tij

TijРН

TijРО

TijПН

TijПО

Rij

rij

1-2

21

0

21

0

21

0

0

2-3

31

21

52

21

52

0

0

2-6

0

21

21

32

32

11

0

3-4

31

52

83

52

83

0

0

3-8

0

52

52

53

53

1

0

4-5

2

83

85

140

142

57

0

4-10

0

83

83

83

83

0

0

5-12

0

85

85

142

142

57

28

6-7

21

21

42

32

53

11

0

7-8

0

42

42

53

53

11

10

7-14

0

42

42

74

74

32

0

8-9

30

52

82

53

83

1

0

9-10

0

82

82

83

83

1

1

9-16

0

82

82

90

90

8

0

10-11

30

83

113

83

113

0

0

11-12

0

113

113

142

142

29

0

11-18

0

113

113

113

113

0

0

12-13

2

113

115

142

144

29

0

13-20

0

115

115

144

144

29

21

14-15

16

42

58

74

90

32

0

15-16

0

58

58

90

90

32

24

Продолжение таблицы 7.6

15-22

0

58

58

121

121

63

0

16-17

23

82

105

90

113

8

0

17-18

0

105

105

113

113

8

8

17-23

0

105

105

127

127

22

0

18-19

23

113

136

113

136

0

0

19-20

0

136

136

144

144

8

0

19-24

0

136

136

136

136

0

0

20-21

1

136

137

144

145

8

0

21-25

0

137

137

145

145

8

8

22-23

6

58

64

121

127

63

41

23-24

9

105

114

127

136

22

22

24-25

9

136

145

136

145

0

0

25-26

1

145

146

145

146

0

0

По таблице определим tкр = 146 рабочий день.

7.4 Построение линейного графика и календарного плана-графика выхода бригад на участки

По сетевому графику и таблице 7.6 строятся  линейные графики. Сначала строим линейный график по ранним срокам начала и окончания работ (TijРН,TijРО). Линейный график корректируется за счет переноса срока выполнения некритических работ, т.е. перехода к поздним срокам начала и окончания работ (TijПН,TijПО), который приведен на рисунке 7.2.  

Рисунок 7.2 – Скорректированный линейный график

Календарный план-график выхода бригад на участки (рисунок 7.3) составляется на основании скорректированного линейного графика и календаря рабочих дней на период строительства. Плановый срок начала работ – 1 апреля 2012 года. Календарь рабочих дней представлен в таблице 7.7.

Таблица 7.7 – Календарь рабочих дней

Дата

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Месяц

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

Апрель

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

Май

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

Июнь

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

Июль

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74

75

76

77

78

79

80

81

82

83

84

Август

85

86

87

88

89

90

91

92

93

94

95

96

97

98

99

100

101

102

103

104

105

106

107

Сентябрь

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

124

125

126

127

Октябрь

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

140

141

142

143

144

145

146

Из таблицы видно, что срок окончания работ по плану: 25 октября 2012 года.


7.5 Основные технико-экономические показатели объекта

В таблице 7.8 приведены основные технико-экономические показатели строительства.

Таблица 7.8 – Основные технико-экономические показатели строительства

Наименование показателей

Значения

показателей

1 Длина ВОЛП, км

235

2 Срок начала строительства

01.04.2012

3 Срок окончания строительства по плану

25.10.2012

4 Продолжительность строительства по плану, раб. дней

146

5 Плановая трудоемкость, чел-дни

8130,9

6 Плановая численность рабочих, чел.

106

7 Сумма инвестиций на строительство объекта, тыс. руб.

159665,84

8 Капитальные затраты на объект в целом (без НДС), тыс. руб.

135310,04

9 Стоимость СМР, тыс. руб.

118845,39

10 Себестоимость СМР, тыс. руб.

118353,92

11 Сметная прибыль, тыс. руб.

491,47


8 Безопасность жизнедеятельности

Работы, проводимые при строительстве и эксплуатации ВОЛП, должны осуществляться с соблюдением требований, предусмотренных «Правил по охране труда при работах на линейных сооружениях кабельных линий передачи», а также строительных норм и правил по технике безопасности в строительстве.

Производство строительно-монтажных работ должно осуществляться только при наличии проекта производства работ (ППР), где разрабатываются технические решения по созданию безопасных условий производства и труда.

Охрана труда – система сохранения жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, содержащая организационные вопросы и технические средства предотвращающие воздействие на работающих опасных и вредных факторов.

8.1 Перечень опасных и вредных производственных факторов

При работах на линейных сооружениях КЛП возможны воздействия следующих опасных и вредных производственных факторов:

движущиеся машины и механизмы;

повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны;

повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека;

острые кромки, заусенцы и шероховатость на поверхностях заготовок, инструментов и оборудования;

повышенная влажность воздуха;

повышенный уровень локальной вибрации;

воздействие лазерного излучения;

недостаточная освещенность рабочих мест;

попадание осколков оптического волокна на кожу работника;

физические перегрузки;

эмоциональные перегрузки.

Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должно превышать предельно допустимых концентраций (ПДК), установленных государственным стандартом.

Материалы, машины, механизмы и другое производственное оборудование, технологические процессы, материалы и химические вещества, средства индивидуальной и коллективной защиты работников, в том числе иностранного производства, используемые при работах на линейных сооружениях КЛП, должны соответствовать требованиям охраны труда, установленным в Российской Федерации, а вновь приобретаемые должны иметь сертификат соответствия.


8.2 Безопасность труда при погрузочно-разгрузочных работах

Погрузочно-разгрузочные работы должны выполняться в соответствии с межотраслевыми правилами по охране труда.

Ответственность за организацию и производство погрузочно-разгрузочных работ в организации должна быть возложена приказом на специалиста, организующего эти работы.

Лицо, руководящее производством погрузочно-разгрузочных работ, обязано:

  1. перед началом работы обеспечить охранную зону в местах производства работ, проверить внешним осмотром исправность грузоподъемных механизмов, такелажного и другого погрузочно-разгрузочного инвентаря. Работа на неисправных механизмах и неисправным инвентарем запрещается;
  2. проверить у работников, осуществляющих работы, наличие соответствующих удостоверений и других документов на право производства работ;
  3. при возникновении аварийных ситуаций или опасности травмирования работников немедленно прекратить работы и принять меры для устранения опасности.

На места производства погрузочно-разгрузочных работ не должны допускаться лица, не имеющие прямого отношения к этим работам. Не допускается нахождение людей, нахождение и передвижение транспортных средств в зоне возможного падения грузов с подвижного состава при погрузке и разгрузке, а также при перемещении грузов подъемно-транспортным оборудованием.

Нормы предельно допустимых нагрузок для мужчин и женщин старше 18 лет при подъеме и перемещении тяжестей вручную должны соответствовать данным, приведенным в таблице 8.1

Таблица 8.1 – Нормы предельно допустимых нагрузок для мужчин и женщин старше 18 лет

Характер работ

Предельно допустимая масса груза (кг)

Подъем и перемещение  (разовое)  тяжести при чередовании с другой работой (до 2  раз в ч)

для мужчин

до 30

для женщин

до 10

Подъем и перемещение (разовое) тяжести постоянно в течение рабочей смены:

для мужчин

до 15

для женщин

до 7

Механизированный способ погрузочно-разгрузочных работ является обязательным для грузов весом более 50 кг, а также при подъеме грузов на высоту более 3 м.

Для погрузки грузов вручную на транспортные средства или разгрузку грузов запрещается применять доски толщиной менее 5 см. Чтобы не было прогиба, под доски следует устанавливать прочные подпорки.

Погрузка барабанов с кабелем должна производиться механизированным способом и на ровной местности.

При опускании барабана с кабелем на транспортное средство закреплять барабан разрешается только после его установки.

Разгрузка путем свободного скатывания или сбрасывания барабанов на землю запрещается.

Запрещается перевозка людей в кузове автомашин, груженых барабанами с кабелем или пустыми барабанами.

Склады, на которых хранятся барабаны с кабелем, должны быть оборудованы пожарными щитами, ящиками с песком и огнетушителями.

8.3 Безопасность труда при выполнении земляных работ

Перед началом земляных работ в населенных пунктах, на территории организаций, а также в охранных зонах подземных коммуникаций (электрокабели, кабели связи, газопроводы и др.) необходимо иметь письменное разрешение руководства (соответственно) организации, местного органа власти и владельца этих коммуникаций. К разрешению должен быть приложен план (схема) с указанием размещения и глубины заложения коммуникаций.

Котлованы и траншеи, разрабатываемые на улицах, проездах, во дворах населенных пунктов, а также в местах, где происходит движение людей или транспорта, должны быть ограждены защитным ограждением с учетом требований действующих стандартов. На ограждении необходимо устанавливать предупредительные надписи и знаки, а в ночное время - сигнальное освещение, напряжением не выше 50 В.

При рытье траншей в слабом грунте, когда есть угроза обвала, их стены должны быть надежно укреплены. В сыпучих грунтах работы можно вести без укрепления стен, но с устройством откосов, соответствующих углу естественного откоса грунта.

Грунт, извлеченный из котлована или траншеи, следует размещать на расстоянии не менее 0,5 м от бровки выемки.

При появлении в откосах выемок, признаков сдвига или сползания грунта, работникам следует незамедлительно остановить выполнение работ и выйти из опасной зоны до выполнения мероприятий, обеспечивающих устойчивость откосов.

8.4 Безопасность при прокладке ОК в грунт

Прокладка кабеля должна выполняться в соответствии с требованиями норм технологического проектирования, ведомственных строительных норм, по утвержденному проекту. Проект должен быть согласован со службами подземных сооружений.

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.).

При прокладке кабеля ручным способом на каждого работника должен приходиться участок кабеля массой не более 30 кг. При подноске кабеля к траншее на плечах или в руках все работники должны находиться по одну сторону от кабеля. Работать следует в брезентовых рукавицах.

При перекатке барабана с кабелем необходимо принять меры против захвата его выступами частей одежды. До начала работ по перекатке барабана следует закрепить концы кабеля и удалить торчащие из барабана гвозди. Барабан с кабелем допускается перекатывать только по горизонтальной поверхности по твердому грунту или настилу в соответствии со стрелкой (нанесенной на щеке барабана), указывающей направление перекатывания барабана.

На поворотах запрещается оттягивать или поправлять руками кабель, а также находиться внутри угла, образуемого кабелем. Внутренний конец кабеля, выведенный на щеку барабана, должен быть закреплен. Транспортер должен иметь приспособление для торможения вращающегося барабана.

Перед началом работы необходимо тщательно осмотреть основные элементы кабелеукладочного агрегата и убедиться в их исправности. При обнаружении неисправности работать на тракторе или кабелеукладчике запрещается.

На кабелеукладчике стоять или сидеть разрешается только на специально предназначенных для этого площадках или сидениях. Заходить на заднюю рабочую площадку кабелеукладчика для проверки исправности и соединения концов кабеля можно во время остановки колонны и только с разрешения работника, руководящего прокладкой кабеля. Во время движения кабелеукладчика находиться на этой площадке запрещается.

8.5 Безопасность  при прокладке ОК в телефонной  канализации

До начала работы в подземных сооружениях воздух в них должен быть проверен на присутствие опасных газов (метан, углекислый газ). Наличие газа необходимо проверять в колодце, где будет производиться работа, и в близлежащих смежных колодцах. Если анализ показал присутствие опасного газа, то работа в подземных сооружениях должна быть прекращена до тех пор, пока не будет устранена причина поступления опасного газа.

При открывании люка колодца необходимо применять инструмент, не дающий искрообразования, а также избегать ударов крышки о горловину люка.

У открытого люка колодца должен быть установлен предупреждающий знак или сделано ограждение.

До начала работ в колодце, где должна проводиться работа, а также смежные с ним колодцы должны быть обеспечены естественной или принудительной вентиляцией. Люки смежных колодцев должны быть открыты на все время производства работ. На них устанавливаются специальные решетчатые крышки. Открытые колодцы должны быть ограждены, и за ними должно быть установлено наблюдение.

В колодце допускается находиться и работать одному работнику, имеющему группу III, с применением предохранительного пояса со страховочным канатом и с применением каски. Предохранительный пояс должен иметь наплечные ремни, пересекающиеся со стороны спины, с кольцом на пересечении для крепления каната. Другой конец каната должен держать один из страхующих работников.

При первых признаках плохого самочувствия спустившегося в колодец работника страхующие должны немедленно помочь ему выбраться из колодца или извлечь его из колодца с помощью спасательного пояса и веревки и оказать ему первую помощь. Работу следует прекратить до устранения причин нарушения условий безопасного выполнения работ.

При протягивании кабеля весь персонал должен знать установленные сигналы для передачи сообщений. Если кабель затягивается транзитом через несколько колодцев, то около каждого из них должен находиться рабочий, наблюдающий за продвижением кабеля.

8.6 Безопасность при монтаже ОК

Монтаж линейного оптического кабеля должен проводиться в передвижной монтажно-измерительной лаборатории, расположенной в закрытом салоне автомашины, или в спецпалатках.

В салоне кузова должны быть размещены:

  1. рабочий стол и стул удобной конструкции для монтажа оптических кабелей;
  2. ящик с монтажным материалом, чемодан с инструментом;
  3. приборы для сварки оптического волокна и измерений ОК;
  4. средства радиосвязи;
  5. средства индивидуальной защиты (СИЗ): перчатки, рабочая униформа с длинными рукавами и т.д.;
  6. тары для сбора сколов оптического волокна и отработанной ветоши;
  7. спецпалатки для производства работ по монтажу ОК в условиях бездорожья;
  8. портативная электростанция, средства малой механизации, заземлители;
  9. первичные средства пожаротушения (углекислотный или порошковый огнетушитель);
  10. аптечка первой помощи;
  11. канистра с водой.

Эти предметы должны быть расположены и укреплены так, чтобы исключить возможность травм из-за ограниченной свободы передвижения в салоне.

В салоне кузова должна быть приточно-вытяжная вентиляция, а непосредственно у рабочего места должен быть местный отсос, удаляющий при работе вредные пары и газы, с помощью вентилятора или электропылесоса.

Салон кузова должен иметь естественное и искусственное освещение.

При использовании ламп накаливания освещенность рабочего стола должна быть не ниже 70 лк. Лампы должны быть во взрывозащищенном исполнении.

При наличии экрана дисплея в устройстве для сварки волокна освещенность экрана должна быть не более 50 лк.

Рабочий стол должен составлять по высоте 630-680 мм. Столешница должна быть оборудована приспособлением для закрепления концов монтируемого кабеля.

Поверхность стола должна быть матовой фактуры и не создавать отраженной блескости (наиболее подходит черная, не отражающая свет и устойчивая к воздействию химических препаратов рабочая поверхность, которая легко очищается).

Рабочий стул должен быть подъемно-поворотной конструкции, обеспечивающей регулировку высоты сидения и спинки. Стул должен иметь подлокотники.

Рабочее место должно быть оборудовано подставкой для ног, глубиной и длиной равной 400 мм и имеющей бортик по переднему краю высотой 10 мм.

При разделке оптического кабеля для его отходов должен быть специальный ящик. Нельзя допускать, чтобы отходы (обломки) оптических волокон попадали на пол, монтажный стол и спецодежду, что может привести к ранению оптическими волокнами незащищенных участков кожи монтажника.

Монтажный стол и пол в салоне по окончании работ следует очищать или обрабатывать пылесосом и затем протирать мокрой тряпкой. Отжим тряпки следует производить в плотных резиновых перчатках.

Переносные комплекты для сварки оптического волокна независимо от их типов, модификаций, заводов-изготовителей должны эксплуатироваться в соответствии с технической документацией к ним.

Запрещается пользоваться устройствами для сварки оптических кабелей, не имеющих паспорта на прибор, инструкции по эксплуатации.

Переносное устройство для сварки оптического волокна должно быть заземлено. Возле зажима заземления должен быть помещен знак заземления.

На защитной крышке узла крепления и перемещения оптического волокна должен быть нанесен знак электрического напряжения в соответствии с действующим гостом.

В устройстве должна быть предусмотрена индикация включения напряжения питания и индикация подачи высокого напряжения.

Запрещается эксплуатация прибора со снятой защитной оболочкой блока электродов.

При осуществлении сварки в передвижной лаборатории питание всех электропотребителей может осуществляться от бортовой сети 12 В или внешней сети напряжением 220 В.

Подключение осуществляется с помощью комплекта шнуров, которые должны находиться в исправном состоянии (не иметь обрывов, оголенных от изоляции мест).

На передвижных электростанциях должны быть предусмотрены места крепления при транспортировании.

Все операции по разделке и монтажу оптического кабеля (снятие полиэтиленовой оболочки, разделка и обработка бронепокрова, подготовка и установка колец, фиксирующих хомутов и т.д.) должны производиться с помощью специального инструмента и приспособлений, имеющихся в наборе инструментов у работника и обязательно в х/б рукавицах.

8.7 Лазерная безопасность

Работы на оборудовании, содержащем лазерные изделия (лазерное изделие-изделие, предназначенное для генерации или усиления излучения), должны выполняться в соответствии с требованиями действующего стандарта, санитарных норм и правил устройства и эксплуатации лазеров.

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.

Лазерные изделия в зависимости от генерируемого излучения подразделяются на четыре класса опасности:

Класс 1. Лазерные изделия, безопасные при предполагаемых условиях эксплуатации.

Класс 2. Лазерные изделия, генерирующие видимое излучение в диапазоне длин волн от 400 до 700 нм. Защита глаз обеспечивается естественными реакциями, включая рефлекс мигания.

Класс 3А. Лазерные изделия, безопасные для наблюдения незащищенным глазом. Для лазерных изделий, генерирующих излучение в диапазоне длин волн от 400 до 700 нм, защита обеспечивается естественными реакциями, включая рефлекс мигания.

Класс 3В. Непосредственно наблюдение таких лазерных изделий всегда опасно. Видимое рассеянное излучение обычно безопасно.

Класс 4. Лазерные изделия, создающие опасное рассеянное излучение. Они могут вызвать поражение кожи, а также создать опасность пожара.

В применяемых на взаимоувязанных сетях связи России (ВСС РФ) оптических системах передачи (ОСП) класс 2 не используется, а наличие точек доступа с уровнем опасности 4 не допускается.

Класс опасности лазерных изделий определяется при их разработке и должен быть указан в технических условиях на изделия, эксплуатационной, ремонтной и другой технической и рекламной документации.

Лазерное изделие должно иметь защитные устройства, предотвращающие несанкционированное воздействие на персонал лазерного излучения, превышающего допустимый предел излучения (ДПИ) для класса 1, а также защитные блокировки с целью обеспечения безопасности при техническом обслуживании и работе.

Защитные блокировки должны предусматривать отключение подачи опасного электрического напряжения к лазерному изделию или его составным частям.

Обслуживающий персонал должен обеспечиваться средствами индивидуальной защиты, в т.ч. специальными защитными очками или щитками со светофильтрами.


9 Заключение

В данном дипломном проекте в соответствии с техническим заданием была спроектирована волоконно-оптическая линия передачи (ВОЛП) между городами: г.Казань – г.Набережные Челны.

По результатам изучения картографического материала выбрана трасса прокладки оптического кабеля, расстояние между оконечными пунктами составило 235 км.

Была дана краткая характеристика перечисленных выше населенных пунктов, приведено обоснование и расчет числа каналов. В качестве аппаратуры SDH был выбран мультиплексор Optix OSN 2500+ компании Huawei Technology, выбранный с учетом развития сети связи.

Был выбран оптический кабель марки ОКЛК-01-6-24-10/125-0,36/0,22-3,5/18-10,0 фирмы ЗАО «Самарская оптическая кабельная компания».

Разработана схема организации связи, на которой указаны оконечные пункты и пункты выделения потоков, мультиплексоры, установленные в этих пунктах, количество передаваемых и выделяемых потоков.

Были рассмотрены вопросы строительства, монтажа и измерений оптического кабеля, а так же мероприятия по охране труда и технике безопасности на строительстве. Произведен расчет параметров надежности проектируемой сети.

Проведен расчет значений основных экономических показателей:  сумма инвестиций на строительство объекта - 159665,84 тыс.руб; продолжительность строительства – 146 дней, при этом будет задействовано 106 человек.

Проектируемая ВОЛП отвечает современным условиям работы и потребностям пользователей предоставляемых услуг.


Приложение А

(справочное)

Библиография

  1. http://ru.wikipedia.org/wiki/Татарстан
  2. Горлов Н.И., Микиденко А.В., Минина Е.А.  Оптические линии связи и пассивные компоненты ВОСП: Учебное пособие. - Новосибирск: СибГУТИ, 2003. – 230 с.
  3.  http://www.huawei.com/ru
  4.  http://www.soccom.ru/catalogue/noklk/
  5.  http://www.complexdoc.ru/ntdtext/482160/3
  6. Руководство по строительству линейных сооружений магистральных и внутризоновых оптических линий связи.- М.: ССКТБ, 1993.-48c.
  7.  http://www.vashdom.ru/articles/dw_4.htm
  8. Руководство по монтажу муфты МТОК 96-01-IV для магистральных и внутризоновых оптических кабелей связи. – М.: ЗАО «Связьстройдеталь», 2001.-27c.
  9.  http://www.polyset.ru/article/st653.php   
  10.  http://www.polyset.ru/article/st653.php   
  11. РД45.047-99. Руководящий документ отрасли линии передачи  волоконно-оптические на магистральной и  внутризоновых первичных сетях  ВСС России. Техническая эксплуатация –М.: Минсвязи России, 1999г
  12. Вайспапир В.Я., Катунин Г.П., Мефодьева Г.Д. ЕСКД в студенческих работах/ учеб. пособие – Новосибирск: СибГУТИ, 2004. – 101c.
  13. Симакова Н.Н., Самуйлло Ю.В. Безопасность жизнедеятельности/ методические указания для выполнения дипломного проекта – Новосибирск: СибГУТИ, 2006г, - 27c.
  14. ПОТ РО-45-009-2003 Правила по охране труда при работах на линейных сооружениях кабельных линий передачи –М.: Министерством Российской Федерации по связи и информатизации, 2003.
  15. http://www.complexdoc.ru/ntd/534730
  16. Фокин В.Г.  Оптические системы передачи: Учебное пособие, ч.1. –Новосибирск: СибГУТИ, 2002. – 145 с.
  17. Фокин В.Г.  Оптические системы передачи: Учебное пособие, ч.2. – Новосибирск: СибГУТИ, 2002. – 79 с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

5549. Туберкулёз кожи. Вирусные и инфекционные поражения кожи слизистых оболочек 116.5 KB
  Туберкулёз кожи. Вирусные и инфекционные поражения кожи слизистых оболочек Определение Этиология Классификация по клиническим формам и клиническим разновидностям Тактика среднего медицинского работника при данных заболеваниях...
5550. Вирусные гепатиты. Холера. Полиомиелит 118.5 KB
  Вирусные гепатиты. Холера. Полиомиелит Раздел Вирусные гепатиты Вирусные гепатиты — группа острых инфекционных заболеваний человека, которые имеют клинически сходные проявления, полиэтиологичны, но различны по эпидемиологическим характеристи...
5551. От неоплатонизма к средневековой философии 92.5 KB
  От неоплатонизма к средневековой философии Вопрос 1 Неоплатонизм и античная наука. Стремиться не только быть вне греха, но быть Богом (Плотин). Философы о Плотине и его учитель. Последний этап развития античной философии – неоплатонизм. Главный...
5552. Характеристика этапов моделирования Поставка и формализации задачи 122 KB
  Значение и содержание этапа Постановки задачи Постановка задачи является первым этапом моделирования. Решающее значение этого этапа для успеха исследования отмечается во всех работах, посвященных методологии моделирования. Сформулировать задачу...
5553. Опека и попечительство в гражданском праве 150.5 KB
  Введение Во всяком обществе могут оказаться лица, имеющие права (правоспособные), но не обладающие достаточной степенью разумения и зрелостью воли для самостоятельного управления своими делами (недееспособные). Таковы - несовершеннолетние и без...
5554. Общие основы педагогики 759.69 KB
  Общие основы педагогики Введение Дисциплина Общие основы педагогики представляет собой пропедевтический курс, предваряющий изучение ряда дисциплин предметной подготовки (ДПП) и общепрофессиональных дисциплин (ОПД), которые входят в основную образо...
5555. Расчет ректификационных установок. Теплообмен и технологическая схема установки 1.25 MB
  Введение Одним из наиболее распространенных методов разделения жидких однородных смесей, состоящих из двух или большего числа компонентов, является перегонка (дистилляция и ректификация). Перегонка представляет собой процесс, включающий частичное ис...
5556. Анализ производительности труда механо-сборочного цеха №3 (цех 184) ФГУП ПО Уралвагонзавод и определение резервов ее повышения 349.5 KB
  Введение Одним из самых наглядных и объективных показателей, определяющих рациональность использования имеющихся на предприятии кадровых ресурсов, является производительность труда. Производительность труда измеряется количеством продукции, произвед...
5557. Спроектировать одноступенчатый горизонтальный цилиндрический косозубый редуктор и клиноременную передачу для привода к ленточному конвейеру 1.14 MB
  Задание на проектирование Спроектировать одноступенчатый горизонтальный цилиндрический косозубый редуктор и клиноременную передачу для привода к ленточному конвейеру. Мощность на ведомом валу: P=12кВт Частота вращения ведомого вала: n2=400м...