78006

Волоконно-оптическая линия связи между городами Хабаровск и Владивосток с использованием технологии SDH и оптического кабеля

Дипломная

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

В данном дипломном проекте рассмотрена трасса между городами Хабаровск и Владивосток. Выбрана система передачи уровня «STM-4», произведен выбор типа кабеля, а так же конструктивный расчет выбранного кабеля марки ОКЛ-01-6-4-10/125-0,36/0,22-3,5/18-1.

Русский

2015-02-06

1.24 MB

30 чел.

102

Аннотация

В данном дипломном проекте рассмотрена трасса между городами Хабаровск и Владивосток. Выбрана система передачи уровня «STM-4», произведен выбор типа кабеля, а так же конструктивный расчет выбранного кабеля марки ОКЛ-01-6-4-10/125-0,36/0,22-3,5/18-1.Выполнен расчет параметров оптического волокна, рассмотрены принципы построения трактов ВОЛС и методы прокладки кабеля. Рассмотрены вопросы безопасности и жизнедеятельности, приведено ТЭО.

Данный дипломный проект включает в себя 98 стр., из них 16 рисунков, 15 таблиц, 5 плакатов.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение ……………………………………………………………………     9  

  1.  Выбор и обоснование трассы…………...………………………….    12

  1.  Краткое обоснование необходимости проектирования

         данного участка сети…………………………………….……….   12

  1.  Краткие характеристики оконечных пунктов магистрального участка первичной сети Хабаровск – Владивосток ……………  14

1.2.1.   Город Хабаровск …………………………….……………    14

  1.    Город Владивосток ………………………………………     15

  1.  Выбор трассы и описание ее прохождения……………………    16
    1.  Выбор трассы ……………………………………………     16
      1.  Вариант прокладки трассы…...…………………………     17

  1.  Расчет количества передачи информации ……..………………     21

  1.  Выбор системы передачи и типа кабеля ……………………….     25

  1.  Выбор оконечного оборудования и краткое описание……….    25
    1.  Выбор типа кабеля ……………………………………………..    30

  1.  Конструктивный расчет кабеля …………………………………    37

  1.  Расчет длины регенерационных участков …………………….     39

  1.  Размещение регенераторов на трассе …………………………       41

  1.  Расчет параметров оптического волокна ……………………        42

  1.  Расчет разности показателей преломления, числовой

    апертуры и нормированной частоты …………………………     42

  1.  Определение критической частоты и критической длины             волны ……………………………………………………………    43
    1.  Расчет дисперсии и полосы пропускания ……………………     44
    2.  Определение границ изменения фазовой скорости и волнового сопротивления …………………………………………………     46
    3.  Расчет затухания оптического волокна………………………      47
    4.  Потери на изгибах …………………………………………….      49
    5.  Расчет потерь на стыках ………………………………………     50

  1.  Принципы построения трактов ВОЛС …………………………    55

  1.  Методы прокладки кабеля ………………………………………     62

  1.  Достоинства и недостатки полимерных защитных труб….…    62
    1.  Метод прокладки ОК в полимерной трубке …………………    64

  1.  Техника безопасности и вопросы экологии ……………………    68

  1.  Требования безопасности и экологии при прокладке ВОЛС .    68
    1.  Расчет крутизны траншеи для суглинка ………………………   77
    2.  Расчет заземления оборудования усилительного пункта ……   79
    3.  Требования пожарной безопасности при эксплуатации ВОЛС  81

  1.  Технико-экономическое обоснование ……………………………  84

  1.  Расчет технико-экономических показателей проектируемой магистрали ………………………………………………………...84

  1.  Расчет капитальных затрат……………………………...84
    1.  Расчет численности производственных работников     87
      1.  Расчет численности работников кабельного участка…87
      2.  Определение годовых эксплуатационных расходов….88

  1.  Амортизационные отчисления………………      90
    1.  Затраты на материалы и запчасти…………..       90
      1.  Затраты на электроэнергию…………………       90
        1.  Прочие административно-управленческие          расходы………………………………………        91          
      2.  Расчет доходов от основной деятельности……….        92

 

  1.  Расчет экономической эффективности проектируемой            магистрали между городами Хабаровск и Владивосток ……     93

Заключение ……………………………………………………………….     94


Введение

Создание высокоэффективной телекоммуникационной среды является одной из важнейших национальных проблем. Без ее решения невозможно построение информационного сообщества и внедрение новейших информационных технологий в сферы производства, бизнеса, науки, образования, медицины. Именно информация становится стратегическим ресурсом, а наибольший экономический и социальный успех сопутствует тем, кто активно использует и предлагает современные средства и услуги информационных и телекоммуникационных технологий.

Спрос на телекоммуникационные услуги операторов связи разного уровня (местных, региональных, национальных) в России постоянно растет. Качество предоставляемых услуг определяется технической оснащенностью оператора связи и тем, какие каналы используются для передачи информации. Существующие на данный момент в России телекоммуникационные сети обладают целом рядом недостатков, из которых следует отметить их узкую специализацию, отсутствие гибкости и адаптации к изменению требований пользователей, а также низкую эффективность использования сетевых ресурсов. Таким образом, необходимо создание новых телекоммуникационных сетей, удовлетворяющих текущим потребностям пользователей и имеющих возможность модернизации и дальнейшего развития.

Тенденция последних лет – переход на цифровые системы связи. И если в развитых странах этот процесс можно считать завершенным, то в России все только начинается.

Задачи оперативной передачи информации в масштабах региона, расширение различных информационных потоков, необходимость обеспечения надежной связи с внешними информационными ресурсами, как в России, так и за рубежом, требует создания развитой региональной телекоммуникационной инфраструктуры. Основой такой инфраструктуры являются магистральные сети передачи информации.

Важной проблемой для магистральных сетей является организация транспортной системы. Транспортная система должна предоставлять возможность передачи информации в широком диапазоне скоростей для использования различных физических каналов связи. Другое требование состоит в эффективном использовании доступной полосы пропускания.

Одной из транспортных систем, наиболее широко удовлетворяющих вышеперечисленным потребностям и использующихся в магистральных транспортных сетях, является система SDH (Synchronous Digital Hierarchy, синхронная цифровая иерархия - СЦИ).

Технология SDH, скорость передачи первого уровня которой составляет 155 Мбит/с, c самого начала была ориентирована на использование оптического волокна в качестве среды передачи. Это вызвано определенными преимуществами оптического кабеля. Основные из них:

  •  широкая полоса пропускания, позволяющая передавать сигналы со скоростью до 1-2 Тбит/с и выше;
  •  низкий уровень потерь сигнала при распространении, позволяющий передавать сигналы без регенерации на расстояние порядка 120-350 км;
  •  малые габаритные размеры и масса (в 10 раз меньше, чем электрических кабелей);
  •  высокая защищенность от внешних воздействий и переходных помех;
  •  надежная техника безопасности (отсутствие искрения и короткого замыкания).


К недостаткам оптических кабелей можно отнести:

  •  подверженность волоконных световодов радиации, за счет которой появляются пятна затемнения и возрастает затухание;
  •  водородная коррозия стекла, приводящая к микротрещинам световода и ухудшению его свойств.

Снижение цен на волоконно-оптические кабели практически до уровня цен на медные кабели делают их использование еще более привлекательным.

В настоящее время по всему миру поставщики услуг связи прокладывают за год десятки тысяч километров волоконно-оптических кабелей под землёй, по дну океанов, рек, на ЛЭП, в тоннелях и коллекторах. Это как нельзя ярче говорит о признании ВОЛС и предпочтении их перед другими способами передачи данных.

В данном дипломном проекте будет представлена волоконно-оптическая линия связи между городами Хабаровск и Владивосток с использованием технологии SDH и оптического кабеля марки ОКЛ-01-6-4-10/125-0.36/0.22-3.5/18-1 Самарской оптической кабельной компании для прокладки в полиэтиленовых защитных трубах.


1. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ТРАССЫ

1.1. Краткое обоснование необходимости проектирования 

данного участка сети

Слабостью азиатской России является разительный дисбаланс между богатыми природными ресурсами и, следовательно, большим ресурсным потенциалом экономического развития региона, с одной стороны, и его малонаселенностью и неразвитой инфраструктурой, и перерабатывающей промышленностью, с другой. Этот дисбаланс не позволяет рассчитывать на формирование емкого дальневосточного рынка и собственных накоплений, необходимых для создания современной экономической инфраструктуры и использования природных ресурсов для социально-экономического развития данного региона.

В условиях отсутствия государственных средств одним из главных источников развития азиатской части России является внешний фактор, роль которого, к сожалению, не учитывалась в стратегии экономического развития Дальнего Востока ни в советской, ни в новой российской истории.

Дальний Восток имеет свободный доступ к морским путям сообщения с зарубежными торговыми партнерами. Приморье, Амурская область, Хабаровский край, Сахалин непосредственно используют морские выходы на региональные и мировые рынки и в торговом и инвестиционном отношении тяготеют к Японии, Китаю, Южной Корее. [10]

Для нормального ведения бизнеса в сегодняшних условиях компании должны иметь доступ к современным видам услуг связи. При общем экономическом спаде телекоммуникационная отрасль на Дальнем Востоке, как в России в целом, развивается быстрыми темпами. По сравнению с 1980 г. обеспеченность населения телефонами к 1995 году выросла почти в три раза.

Основными видами связи в регионах Дальнего Востока являются почтово-телеграфная и телефонная. Более современные (телексная, факсимильная и электронная) виды связи стали внедряться лишь в последнее десятилетие.  

В последние годы созданы новые службы телематики, в том числе коллективного пользования: телекс, телефакс, видеосвязь, подключение к мировым информационным сетям, электронная почта. В то же время слабая компьютеризация населения России сильно ограничивает развитие услуг сети Интернет и электронной почты. [11]

Строительство магистральной линии Хабаровск – Владивосток  обеспечит связью центры Хабаровского и Приморского краев, что даст предпосылки для развития и улучшения экономических отношений между этими регионами, значительно расширит спектр и возможности предоставляемых услуг связи, а также обеспечит доступ операторов к сетям и международным линиям связи.


1.2. Краткие характеристики оконечных пунктов магистрального           участка первичной сети Хабаровск – Владивосток

1.2.1. Город Хабаровск

Хабаровск – центр Хабаровского края РФ. Основан в 1858, статус города в 1880. Расположен на Среднеамурской низменности, на правом берегу Амура.

Поясное время: +7 от московского.

Население: 207 тыс. (1939); 323 тыс. (1959); 600,6 тыс. (1989);

611,2 тыс. (1999).

Средние температуры: январь -22, апрель +3, июль +21, октябрь +4.

Экономика: Главные отрасли промышленности: машиностроение и металлообработка (АО: "Дальэнергомаш", "Дальдизель", АО "Амурский судостроительный завод"; заводы: станкостроительный, кабельный, отопительного оборудования и др.), нефтеперерабатывающая, деревообрабатывающая, лёгкая, пищевая. Производство стройматериалов. Химико-фармацевтический завод.

Наука, образование: НИИ водных и экологических проблем РАН, отраслевые научно-исследовательские институты. Дальневосточный НИИ сельского хозяйства. Технический университет. Институты: медицинский, педагогический, фармацевтический, инженеров железнодорожного транспорта, искусств, культуры, народного хозяйства, физической культуры. Факультет Московского юридического института, филиалы Московского коммерческого университета и Новосибирского электротехнического института связи.[12]


1.2.2. Город Владивосток

Центр Приморского края РФ. Основан в 1860, статус города в 1880. Расположен амфитеатром на сопках южной оконечности полуострова Муравьёва-Амурского, вокруг бухты Золотой Рог, вдоль восточного побережья Амурского залива Японского моря.

Поясное время: +7 от московского.

Население: 206,5 тыс. (1939); 291 тыс. (1959); 633,8 тыс. (1989);

647,3 тыс. (1999).

Средние температуры: январь -14, апрель +4, июль +18, октябрь +8

Экономика: Владивосток – важный промышленный центр.

Машиностроение, в т.ч. судостроение и судоремонт, производство оборудования для рыбной и деревообрабатывающей промышленности, горно-шахтное оборудование. Заводы: "Дальзавод", "Дальприбор", "Радиоприбор", "Металлист", инструментальный и др. Пищевая (рыбокомбинаты, мясокомбинат, кондитерская фабрика и др.), стройматериалов (завод железобетонных конструкций и др.) промышленность. Владивосток – база рыбного промысла и добычи морепродуктов.

Наука, образование: Приморский филиал Русского географического общества. Дальневосточный научный центр РАН, Тихоокеанский НИИ рыбного хозяйства (ТИНРО) и океанографии, Тихоокеанский институт географии и др. Университет, технологический институт. Институты: технологического бытового обслуживания, технический рыбной промышленности, коммерческий, искусств, медицинский. Тихоокеанское высшее военно-морское училище имени С.О. Макарова, Морская академия имени Г.И. Невельского. [12]

1.3. Выбор трассы и описание ее прохождения

1.3.1. Выбор трассы

При выборе трассы прокладки кабеля необходимо, по возможности, обеспечить минимум затрат на строительство и эксплуатацию линейных сооружений. Для этого удобно сочетать фактор наименьшей протяженности трассы, максимальной удаленности ее от источников опасных и мешающих влияний, минимального числа пересечений с шоссейными дорогами, реками. При всем этом трасса по возможности должна проходить через промежуточные населенные пункты, чтобы обеспечить связь с ними. Близость трассы кабеля к автомобильным и грунтовым дорогам снижает стоимость их строительства и эксплуатации и обеспечивает удобство обслуживания. Поэтому и целесообразно выбирать трассу кабеля в непосредственной близости от них. [5]

Обслуживаемые регенерационные пункты необходимо располагать в промежуточных населенных пунктах, где есть возможность обеспечить обслуживающий персонал жильем, а регенерационные пункты – электроэнергией.

При переходе трассы через реки следует придерживаться общепринятых норм перехода.

При прохождении трассы по городам и населенным пунктам целесообразно максимально использовать существующую канализацию, а при прокладке кабеля непосредственно в грунт – стремиться прокладывать кабель под тротуаром.


1.3.2 Варианты прокладки трассы

Целью данной работы является проектирование магистральной линии связи между городами  Хабаровск-Владивосток с использованием оптического кабеля.

Трасса будет проходить по Хабаровскому и Приморскому краям по Уссурийской и Приханкайская низменности. Приханкайская равнина в структурном отношении представляет собой межгорную впадину. Равнинная часть межгорной впадины занимает нижнюю геоморфологическую ступень. Нижняя геоморфологическая ступень в четвертичное время погружалась и, по-видимому, погружается в настоящее время. На  всем протяжении межгорной впадины,  которая формировалась в зоне регионального Уссурийского глубинного разлома, известны центры вулканической  деятельности.  Он активен и в настоящее время, о чем свидетельствуют очаги землетрясений.  Климат в Приханкайской равнине самый теплый климат на территории Дальнего Востока. Зима сухая, ясная, холодная. Лето пасмурное, дождливое. Среднегодовая температура воздуха колеблется от 2 до 3,5 оС. Наиболее холодный месяц – январь, среднемесячная температура которого составляет минус 17–19 оС. Годовая сумма осадков составляет 500–860 мм, тогда как испаряемость составляет 500–750 мм. В летне-осенний период выпадает 60% осадков. Мощность снежного покрова 20–40 см. Маломощный снежный покров способствует сравнительно глубокому (110 – 180 см) промерзанию грунтов. Преобладающие почвы на пути прокладки магистрали –  суглинок. На Приханкайской низменности широко развиты болота. Климат умеренно муссонный. В конце лета и осенью нередки тайфуны. Для Приханкайской равнины характерны наиболее сильные, часто повторяющиеся суховеи в апреле-мае.[13]


В оконечных пунктах, городах Хабаровск  и Владивосток, трасса будет замыкаться на терминальные мультиплексоры для дальнейшего соединения с волоконно-оптической сетью городов или другими участками первичной сети.

Рассмотрим два варианта прохождения трассы Хабаровск-Владивосток.

Вариант 1: трасса проходит вдоль автомобильной магистрали.

Автомагистраль "Уссури" протяженностью 734 км, построенная в 1935 г., соединяет два самых густонаселенных региона – Владивосток и Хабаровск. Шоссе проходит по наиболее развитым в экономическом отношении территориям и связывает с краевыми и районными центрами около 200 населенных пунктов Приморского и Хабаровского краев.

Вариант 2: трасса проходит вдоль Транссибирской железнодорожной магистрали.

На некоторых участках железная дорога расположена в более низинных местах, где преобладают заболоченные участки. Сравнения вариантов прокладки трассы приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1  Сравнение вариантов трассы прокладки кабеля.

Вариант 1

Вариант 2

Протяженность, км

734

766

Количество пересечений с автомобильными магистралями и с железнодорожными путями

10

13

Количество пересечений с реками

7

7

Количество пересечений с ЛЭП

11

11

В результате анализа двух вариантов прокладки кабеля целесообразней остановиться на первом варианте. Трасса, проходящая вдоль автомобильной магистрали, имеет ряд преимуществ перед трассой вдоль Транссибирской магистрали:

  •  протяженность на 32 км меньше,
  •  меньшее число пересечений с железными и автомобильными дорогами;
  •  доставка грузов и материалов для строительства кабельной магистрали будет удобнее при первом варианте;
  •  оперативность в техническом обслуживании кабельной магистрали будет выше в первом варианте.

Трасса прокладки оптического кабеля изображена на рисунке 1.1.


Рис. 1.1. Трасса прокладки оптического кабеля


  1.  Расчет количества передачи информации

Требуемое число каналов, связывающих заданные оконечные пункты, определяем исходя из:

  •  численности населения на момент последней переписи населения;
  •  периода планирования;
  •  среднего годового прироста населения;
  •  статистических коэффициентов;
  •  дополнительных данных.

Численность населения в любом областном центре и в области в целом может быть определена на основании статистических данных последней переписи населения. Количество населения в заданном пункте и его подчиненных окрестностях с учетом среднего прироста населения

, чел.,  (2.1)

где – народонаселение в период переписи населения, чел.,

   р – средний годовой прирост населения в данной местности, %,

   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 = 8 + (tm – t0),  (2.2)

где    – год составления проекта;

       – год, к которому относятся данные .

t = 8 + (2003 – 1999) = 12

С учетом этого получим:

чел,

  •  количество населения в Хабаровске.

чел,

– количество населения во Владивостоке.

Степень заинтересованности отдельных групп населения во взаимосвязи зависит от политических, экономических, культурных и социально-бытовых отношений между группами населения, районами и областями. Взаимосвязь между оконечными и промежуточными пунктами определяется на основании статистических данных, полученных предприятием связи за предшествовавшие проектированию годы. Практически эти взаимосвязи определяются через коэффициент тяготения , который как показывают исследования, колеблется в широких пределах (от 0.1 до 12%).

Учитывая это, а также то обстоятельство, что телефонные каналы в междугородней связи имеют превалирующее значение, необходимо определить сначала количество телефонных каналов между заданными оконечными пунктами. Для расчета телефонных каналов используют приближённую формулу:

,   (2.3)

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

– коэффициент тяготения, ;

у – удельная нагрузка, т.е. средняя нагрузка, создаваемая одним абонентом,  Эрл;

и  – количество абонентов, обслуживаемых той или иной оконечной АМТС, определяется в зависимости от численности населения, проживающего в зоне обслуживания. Принимая средний коэффициент оснащенности населения телефонными аппаратами равным 0.3, количество абонентов в зоне АМТС

.

Имеем:

– количество абонентов в Хабаровске;

– количество абонентов во Владивостоке.

канала.

Таким образом можно рассчитать число каналов для телефонной связи между заданными оконечными пунктами, но по кабельной магистрали организуют каналы и других видов связи, а также должны проходить и транзитные каналы. Общее число каналов между двумя междугородными станциями заданных пунктов

, (2.4)

где  – число двухсторонних каналов для телефонной связи;

– то же для телеграфной связи;

– то же для передачи телевидения;

–  то же для передачи проводного вещания;

–  то же для передачи данных;

–  то же для передачи газет;

– транзитные каналы.

Поскольку число каналов для организации связи различного назначения может быть выражено через число телефонных каналов, т.е. каналов ТЧ, например: 1 ТВ кан. = 1600 ТФ кан., 1 ТГ кан. = 1/24 ТФ кан.; 1 ПВ кан. = 3 ТФ кан. и т.д., целесообразно общее число каналов между заданными пунктами выразить через телефонные каналы. Можно принять

Тогда общее число каналов рассчитаем по формуле

,

где  – число двухсторонних телефонных каналов;

– число двухсторонних телевизионных каналов.

В проекте предусмотрено три двухсторонних телевизионных канала и по два  канала для телеграфной связи, для передачи проводного вещания, для передачи данных, для передачи газет и транзитных канала.

каналов.[4]

Далее представим число каналов ТЧ числом двухмегабитных потоков, используемых в аппаратуре SDH. Зная, что каждый поток Е1 содержит 30 каналов ТЧ, получим 3900/30=130 потоков.

Далее, на основе этого расчета, будет выбрано оборудование, необходимое для организации линии связи Хабаровск-Владивосток.


  1.  Выбор системы передачи и типа кабеля

3.1.   Выбор оконечного оборудования и краткое описание

Как уже упоминалось выше, спрос на телекоммуникационные услуги операторов связи разного уровня (местных, региональных, национальных) в России постоянно растет.  Поэтому при проектировании волоконно-оптической линии связи Хабаровск-Владивосток необходимо применить современную технологию SDH.

Технология SDH зародилась в 70-е годы с целью передачи аудиоинформации на большие расстояния. Ее развитие стимулировалось распространением АТС, способных поддерживать связь по каналам Е1 со скоростью передачи 2 Мбит/с. В настоящее время она является международным стандартом, принятым комитетом ITU-T (International Telecommunication Union – Telecommunication Standardization, Международный союз электросвязи – Сектор стандартизации).

Существующее на сегодняшний день оборудование SDH может передавать информацию со следующими линейными скоростями: 155 Мбит/c (1 уровень); 622 Мбит/c (4 уровень); 2,5 Гбит/c (16 уровень). Причем для ввода-вывода компонентных потоков не всем потокам требуется демультиплексирование. Например, для 1 уровня иерархии (155 Мбит/с), который несет в себе 63 компонентных потока в 2 Мбит/с, нет необходимости для ввода-вывода нескольких из них демультиплексировать все, чем занимались системы плезиохронной иерархии (PDH технологии – предшественницы SDH). Оборудование SDH предусматривает возможность резервирования линии и основных аппаратных блоков и при аварии автоматически перемаршрутизировать трафик по резервному направлению. Это свойство значительно повышает "живучесть" сети и позволяет проводить различного плана технологические работы без перерыва трафика. Одним из немаловажных факторов является и то обстоятельство, что технология SDH позволяет осуществлять централизованное управление сетью.

Основными преимуществами синхронных сетей перед используемыми асинхронными являются:

  •  упрощение сети;
  •  надежность и самовосстанавливаемость;
  •  гибкость управления сетью;
  •  выделение полосы пропускания по требованию;
  •  прозрачность для передачи любого трафика;
  •  универсальность;
  •  простота наращивания мощности.

Исходя из посчитанного числа потоков Е1, необходимо выбрать соответствующее оборудование. В нашем случае для организации линии связи требуется передача 130 потоков Е1, следовательно нужно использовать аппаратуру уровня STM-4 технологии SDH.

Согласно Федерального закона “О связи” и  Федерального закона. «О внесении изменений в Федеральный закон «О связи»» Министерства связи Российской федерации №8-Ф3 от 06.01.99г, предусматривающих “обеспечение приоритета производств средств связи и применения в эксплуатации произведенных в Российской Федерации средств связи в соответствии с государственной научно-технической политикой“, необходимо рассматривать возможность использования оборудования и кабелей российских производителей. К сожалению, малые объемы выпуска и отсутствие четко отлаженных технологических процессов при создании оборудования СЦИ в отечественной промышленности, значительно увеличивают стоимость оборудования, что отрицательно сказывается на целесообразности использования данного оборудования при проектировании столь крупной и экономически важного магистрального участка первичной сети Хабаровск – Владивосток.  В связи с этим, будет рассматриваться оборудование израильской компании ECI Telecom Inc., являющейся одним из лидеров в области волоконно-оптических сетей и хорошо зарекомендовавшей себя на мировом рынке телекоммуникаций.

Выпускаемые фирмой ECI Telecom синхронные цифровые мультиплексоры (SDM) ряда SYNCOM™ представляют собой универсальное решение с точки зрения непрерывно развивающихся требований, предъявляемых к транспортным сетям.

Синхронный цифровой мультиплексор SDM-4 является представителем семейства высококачественной аппаратуры  SYNCOM™ фирмы ECI Telecom, рассчитанным на скорость передачи данных STM-4. Он обеспечивает прямое мультиплексирование и демультиплексирование:

144 (SDM-4R) или 288 (SDM-4L) интерфейсов 2 Мбит/с

Восемнадцать компонентных интерфейсов 34 Мбит/с

Восемь компонентных интерфейсов 140 Мбит/с

Восемь частично или целиком заполненных компонентных интерфейсов STM-1 (155 Мбит/с).

 Эта система, которая работает между узлами по одномодовым волоконно-оптическим линиям, полностью совместима со стандартами транспортных сетей SDH и представляет собой основной структурный блок сетей SDH.

Упрощенная функциональная схема, иллюстрирующая основные интерфейсы одного элемента сети с внешней сетью, приведена на рис. 3.2.

Мультиплексорам SDM может быть придан целый ряд рабочих конфигураций, что существенно расширяет диапазон функциональных возможностей. Так, их можно сконфигурировать в оконечный мультиплексор (TM), мультиплексор добавления/сброса (ADM) или  в местное перекрестное соединение (LXC). Благодаря этому отпадает необходимость в отдельных специализированных изделиях для каждой сетевой функции существенное достоинство с точки зрения сетевых приложений.[9]

Рисунок 3.2. Упрощенная функциональная схема


ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Общие данные

Уровень SDH STM-4 (622,080 Мбит/с)

Число компонентных интерфейсов (2 Мбит/с)  до 144 (SDM-4R)/

                                     288 (SDM-4L)

Интерфейсы

Агрегатные

Оптический - длинный прогон (1550 нм)

Скорость передачи в битах 622,080 Мбит/с ±4,6 ppm

Оптический источник  одномодовый лазер

Длина волны 1520-1570 нм

Спектральная ширина (максимум  -20 дБ) 0,5 нм

Коэффициент подавления соседних мод 30

Мощность передатчика (номинальная)

от +2  дБ до -3 дБ относит. 1 мВт

Коэффициент затухания (максимальный) 10 дБ

Чувствительность приемника

-31 дБ отн. 1 мВт при коэф. ошибок в битах 110-10

Максимальный входной сигнал приемника -8 дБ отн. 1 мВт

Запас системы 3 дБ

  1.  
    Выбор типа кабеля

В этом пункте будет выбран кабель, совместимый с работой мультиплексора SYNCOM™  SDM-4  фирмы ECI Telecom, то есть одномодовый кабель, работающий в третьем окне прозрачности (длина волны 1550 нм).

В настоящее время на российском рынке представлено большое разнообразие оптических кабелей с одномодовыми волокнами как импортного, так и отечественного производства.

При проектировании волоконно-оптической магистрали Хабаровск-Владивосток мы будем ориентироваться на волоконно-оптический кабель отечественного производства. Российские компании, как правило, используют импортное оборудование и волокно (Siemens, Corning, Fujikura,  Lucent Technologies и др.), их продукция соответствует мировому уровню качества и подтверждена соответствующими сертификатами, что позволяет использовать ее с выгодой для отечественного потребителя.

Существует большое количество типов ВОК в зависимости от назначения, условий прокладки и конструкции составляющих элементов. По назначению все кабели можно разделить на три категории:

1 –  внутренней прокладки;

2 – наружной прокладки;

3 – специальные.

Кабели внутренней или внутриобъектовой прокладки используются внутри телефонных станций, офисов, зданий и помещений клиентов/абонентов.

По условию прокладки эти кабели в свою очередь можно разделить на:

  •  кабели вертикальной прокладки;
  •  кабели горизонтальной прокладки;
  •  шнуры коммутации.

Кабели наружной прокладки могут применяться практически на любых (сельских, городских, зоновых и магистральных) линиях связи.

По условию прокладки эти кабели в свою очередь можно разделить на:

  •  воздушные;
  •  подземные;
  •  подводные.

Кабели воздушной подвески подвешиваются на опорах различного типа и в свою очередь делятся на кабели:

  •  самонесущие – с несущим тросом или без него, подвешиваемые на опорах различного типа, в том числе на опорах ЛЭП и контактной сети железных дорог;
  •  прикрепляемые, которые крепятся к несущему проводу с помощью диэлектрических шнуров или ленты, или же с помощью специальных зажимов, или спиралевидных отрезков металлической проволоки;
  •  навиваемые – навиваются вокруг несущего, например, фазового провода или провода заземления (грозотроса);
  •  встраиваемые в грозотрос.

Кабели подземной прокладки в свою очередь делятся на:

  •  кабели, прокладываемые в кабельной канализации или туннелях;
  •  кабели, закапываемые в грунт;
  •  кабели автоматической прокладки в специальных трубах.

Подводные кабели делятся в свою очередь на:

  •  кабели, укладываемые на дно судоходных рек, неглубоких озер и болот;
  •  кабели, укладываемые на дно морей и океанов.

К специальным кабелям относят следующие:

  •  одноволоконные полностью диэлектрические кабели в тонкой специальной оболочке для использования в сети внутренней коммутации различных спецустройств и приборов;
  •  многоволоконные полностью диэлектрические кабели, используемые для внутренних шин и компьютерных сетей суперкомпьютеров;
  •  многоволоконные объемные (матричные) полностью диэлектрические кабели, используемые для прямой передачи плоских графических изображений объектов.[3]

Главная особенность трассы прокладки волоконно-оптического кабеля – наличие очагов землетрясений, довольно глубокое промерзание почвы, заболоченность в некоторых местах. Выбор кабеля с металлическими элементами будет нецелесообразным, так как кабель может повреждаться в результате механических повреждений. Из-за пробоев изоляции появляются точечные отверстия в оболочке кабеля, что создает возможность проникновения воды и в дальнейшем возникновения коррозии металлических элементов. Вода, превращаясь в лед, разрушает кабель. Коррозия металла и пары воды могут привести к образованию в оптическом волокне гидроокислов ОН и окислов металлов переходной группы, что вызовет необратимое увеличение затухания оптического волокна (стекло мутнеет). Поэтому в данном случае более эффективна прокладка оптического кабеля без металлических элементов. Однако оптические кабели, имеющие только полимерные защитные покровы, не защищены от грызунов. Создать надежную защиту для кабеля можно применяя метод прокладки кабеля в грунт в защитных полиэтиленовых трубках.[14]

При прокладке линии связи Хабаровск-Владивосток будут использоваться защитные полиэтиленовые трубы (рис. 3.3).

Защитные полиэтиленовые трубы (ЗПТ) предназначены для прокладки непосредственно в грунт, через водные преграды, а также в трубы, блоки, по мостам и эстакадам при строительстве кабельной канализации. ЗПТ используются для прокладки в них кабелей связи (в том числе оптических) в пластмассовых оболочках как традиционными методами (затяжка лидер-тросом), так и высокоскоростным методом пневмозадувки.

Выпускаемые ЗПТ имеют двухслойную структуру:

  •  наружный слой из полиэтилена высокой плотности (ПЭВП типа РЕ-63, РЕ-80 с антиоксидантами и светостабилизаторами);
  •  внутренний слой из композиции ПЭВП и силикона, играющий роль твердой смазки и обеспечивающий уменьшение коэффициента трения между пластмассовой оболочкой кабеля и внутренней поверхностью ЗПТ до значений 0,1 и ниже.

При укладке кабелей в трубопроводах повышается степень защиты кабелей от вибрационных воздействий и механических напряжений, возникающих в результате деформации грунта или протекания мерзлотно-грунтовых процессов (морозного пучения, перемещения грунта при оттаивании, морозобойных трещин и др.).

Применение трубопроводов позволяет повысить надежность работы кабельных линий связи, улучшить условия технического обслуживания, ремонта и восстановления кабелей.

Защитные полиэтиленовые трубы для линейных сооружений связи изготавливаются из полиэтилена высокой плотности (с антиокислителями и светостабилизаторами). Внутренняя поверхность защитных полиэтиленовых труб покрыта твердой смазкой для уменьшения трения при прокладке в защитной трубе кабеля. Смазка равномерно нанесена по всей внутренней поверхности, не изменяет свои свойства в течение всего срока службы трубы и совместима с пластмассовыми оболочками прокладываемых кабелей.

Защитные полиэтиленовые трубы стойки к ударам с энергией 132 Дж (10 ударов груза массой 9 кг, высота падения 1,5 м), к воздействию вибрации в диапазоне частот от 1 Гц до 80 Гц при амплитуде ускорения 40 м/с2. Минимальный статический радиус изгиба трубы не более 10-ти номинальных наружных диаметров Защитные полиэтиленовые трубы стойки к динамическим изгибам с радиусом, равным 15-ти номинальным наружным диаметрам трубы, при температуре минус 10°С.

Защитные полиэтиленовые трубы стойки к воздействию солнечной радиации: трубы однородного черного цвета – в течение всего срока службы, трубы других цветов – при хранении на открытом воздухе в течение 1 года.

Защитные полиэтиленовые трубы стойки к кратковременному воздействию (до 1 часа) горячей воды и пара с температурой до плюс 100°С. После воздействия воды и пара усадка труб в продольном направлении не превышает 3%.

Защитные полиэтиленовые трубы обеспечивают экологическую безопасность и безопасность обслуживающего персонала при эксплуатации.

Срок службы труб не менее 50 лет.[15]

 Для прокладки в полиэтиленовых трубах будем использовать кабель Самарской оптической кабельной компании ОКЛ-01-6-4-10/125-0.36/0.22-3.5/18-1 (рис.3.4.). Маркировка кабеля производится в соответствии с таблицей 3.1.

Таблица 3.1  Маркировка кабелей СОКК

Маркировка

ХХХХ

а

б

в

г/д - е/ж з/и

к

(хх)

ХХХХ

- тип кабеля

а

- характеристика центрального силового элемента (ЦСЭ):

   01

- неметаллический ЦСЭ

  02

- стальной ЦСЭ в пластмассовой оболочке

б

- количество элементов в повиве сердечника кабеля

в

- количество оптических волокон (ОВ)

ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОЛОКНА:

г/д

- тип оптического волокна

   г

- диаметр сердцевины ОВ, мкм

  д

- диаметр отражающей оболочки, мкм

е/ж

- значение максимального коэффициента затухания, дБ/км

  е

- на длине волны 1.31 мкм

  ж

- на длине волны 1.55 мкм

з/и

- значение хроматической дисперсии, пс (нм·км)

  з

- на длине волны 1.31 мкм

  и

- на длине волны 1.55 мкм

к

- значение допустимой растягивающей нагрузки, кН

Этот кабель полностью диэлектрический и обладает следующими преимуществами:

  •  экономичная конструкция;
  •  возможность использования в среде с электропомехами;
  •  минимальный вес;
  •  диапазон рабочей температуры: -40°..+50°;
  •  длительный срок службы.[16]

Основные характеристики кабеля ОКЛ приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 Основные характеристики кабеля ОКЛ

Параметр

Значение

Количество ОВ

2-144

Диаметр кабеля, мм

11.0-15.0

Вес, кг/км

80-350

Коэффициент затухания, дБ/км, не более:
   - на длине волны 1.31 мкм
   - на длине волны 1.55 мкм

0.34
0.20

Хроматическая дисперсия, пс/нм·км, не более:
   - на длине волны 1.31 мкм
   - на длине волны 1.55 мкм

3.5
18

Допустимое раздавливающее усилие, Н/см, не менее

200

Допустимое растягивающее усилие, кН

от 1.0 до 3.0


  1.  Конструктивный расчет кабеля

На рисунке  4-1 показана конструкция оптического кабеля ОКЛ-01-6-4-10/125-0.36/0.22-3.5/18-1.

Рис.4-1. Конструкция кабеля ОКЛ

  1.  Защитная полиэтиленовая оболочка
  2.  Арамидные нити
  3.  Водоблокирующая лента
  4.  Скрепляющая обмотка
  5.  Гидрофобный заполнитель
  6.  Центральный силовой элемент (стеклопластиковый стержень или стальной трос в ПЭ оболочке)
  7.  Оптический модуль
  8.  Гидрофобный заполнитель
  9.  Оптическое волокно фирмы "Корнинг"
  10.   Кордель

Для того чтобы произвести конструктивный расчет кабеля необходимо задаться размерами элементов конструкции кабеля (таб.4.1).

Таб. 4.1

Диаметр силового элемента (Дсэ) составляет

2 мм

Диаметр оптического модуля (Дом) составляет

2 мм

Толщина наружной оболочки центрального силового элемента (Тцси)

0,6 мм

Толщина внешней защитной оболочки (Тпэв)

2,0 мм

Толщина водоблокирующей ленты (Твбл)

0,2 мм

Толщина покрова из арамидных нитей (Тан)

0,3 мм

      

Для определения наружного диаметра кабеля воспользуется формулой:

 (4.1)

мм

По ГОСТу наружный диаметр кабеля ОКЛ-01-6-4-10/125-0.36/0.22-3.5/18-1 должен составлять 11...15 мм. Отсюда видно, что конструктивный расчет кабеля произведён верно.


  1.  Расчет длины регенерационных участков

Длина регенерационного участка волоконно-оптических систем передачи (ВОСП) в основном определяется тремя параметрами: затуханием оптического кабеля, дисперсией оптического волокна и энергетическим потенциалом ВОСП.

Если учитывать только затухание, то длина регенерации может быть определена из соотношения[18]:


 ,                                    (5.1)


где,
Эп - энергетический потенциал системы, дБ;


,                                 (5.2)

Ризл   – минимальная средняя мощность, дБм;

Wmin – минимальная чувствительность, дБм;

р   – максимальный энергетический запас оптического тракта, дБ;

Арс   – потери в разъемном соединении, т. е. на каждом стыке аппаратуры с кабелем, дБ;

Анр    – потери в неразъемном соединении строительных длин кабеля, дБ;

Азап    – эксплуатационный запас, вводимый  с  целью  учета  деградации  (ухудшения  со  временем)  характеристик  оптического  кабеля  и  аппаратуры  (передающего  оптического  модуля) дБ;

    – коэффициент затухания оптического кабеля, дБ/км; 

lстр    – строительная длина участка, км.

С учетом  дисперсионных свойств оптического волокна, длина участка регенерации не должна превышать значения, определенного из соотношения [19]:

 ,                                            (5.3)

где  В    – скорость передачи информации, бит/с;

 ОВ  – среднеквадратичное значение дисперсии оптического волокна, с/км

Величина ОВ  для одномодовых волокон определяется как:

 ,                                  (5.4)

где  Н  – нормированная среднеквадратическая дисперсия, пс/нмкм;
  – ширина полосы оптического излучения, нм.

В качестве окончательного значения длины участка регенерации выбирается наименьшее значение из полученных соотношений (5.1) и (5.3).

Произведем расчеты для магистрального участка первичной сети с использованием аппаратуры SYNCOM SDM-4 и кабеля ОКЛ-01-6-4-10/125-0.36/0.22-3.5/18-1:

Рассчитаем  длину регенерационного участка с учетом затухания. Согласно рекомендациям ITU-T , параметрам оборудования и кабеля:

Арс = 0,5 дБ; Азап = 6 дБ; Анр = 0,3 дБ,  = 0,22 дБ/км; lстр = 6 км;
р = 3 дБ; Ризл = –3 дБ; Wmin = –31 дБ; Н = 3.5 пс/нмкм;
В = 622 Мбит/с;  = 0.510-9 м.

дБм,
  км.

Рассчитаем длину регенерационного участка трассы с учетом дисперсионных свойств ОВ, по формуле (5.3)

  с/км,
 

км.

Таким образом, длина регенерационного участка должна быть не более 67 км. Учитывая полученные результаты, можно сделать вывод о необходимости установки регенераторов в промежуточных населенных пунктах.

  1.  Размещение регенераторов на трассе

Рис. 6.1. Схема расположения регенерационных пунктов на трассе Хабаровск-Владивосток.


  1.  Расчет параметров оптического волокна

  1.  Расчет разности показателей преломления, числовой             апертуры и нормированной частоты

Относительное значение разности показателей преломления определяется согласно выражению[2]:

, (7.1)

Где: n1 – показатель преломления сердцевины ОВ, n1 = 1,51;

n2 – показатель преломления оболочки ОВ, n2 = 1,505.

= (l,51-l,505)/l,51=0,0033

Числовая апертура — это угол между оптической осью и одной из образующих светового конуса, попадающего в торец волоконного световода, при котором выполняется условие полного внутреннего отражения. Числовая апертура находится согласно формуле[2]:

,  (7.2)

Нормированная частота – это один из важнейших обобщающих параметров, используемых для оценки свойств ОВ, который связывает его структурные параметры и длину световой волны, рассматриваемой в волокне.

Нормированная частота определяется по формуле:

, (7.3)

где: – рабочая длина волны, = 1,55 мкм

d – диаметр сердцевины волокна, d = 10 мкм

Среди направляемых мод особое положение занимает мода НЕ11, у которой критическое значение нормированной частоты V11=0. Это основная (фундаментальная) мода ступенчатого ОВ, так как она распространяется при любой частоте и структурных параметрах волокна. С точки зрения геометрической оптики, она образуется лучом, вводимым вдоль оси волокна, так как только характеристики такого луча не зависят от условий отражения на границе “сердцевина – оболочка”. Выбирая параметры ОВ, можно получить режим распространения только этой моды, что реализуется при условии V< 2.405.[6]

Так как рассчитанное значение нормированной частоты V=2.39<2.405, то можно сделать вывод о выполнении одномодового режима.

  1.  Определение критической частоты и критической длины             волны

Световоды, как и волноводы, имеют частоту отсечки (критическую частоту f0), и по ним возможна передача лишь волн длиной меньше диаметра сердцевины световода (<d).

, (7.4)

где: с – скорость света в свободном пространстве;  м/с.

Гц

Критическая длина волны определяется из следующего выражения [2]:

, (7.5)

мкм.

 

  1.  
    Расчет дисперсии и полосы пропускания

Наряду с затуханием пропускная способность F является важнейшим параметром волоконно-оптических систем передачи. Она определяет полосу частот, пропускаемую световодом, и соответственно объем информации, которую можно передавать по оптическому кабелю. Теоретически по волоконному световоду можно организовать огромное число каналов для передачи информации на большие расстояния. Однако имеются значительные ограничения, обусловленные тем, что сигнал на вход приемного устройства приходит тем более искаженным, чем длиннее линия. Данное явление носит название дисперсии и обусловлено различием времени распространения различных мод в световоде и наличием частотной зависимости показателя преломления.

Дисперсия не только ограничивает частотных диапазон использования световодом, но и существенно снижает дальность передачи по оптическому кабелю, так как чем длиннее линия, тем больше проявляется дисперсия и больше уширение импульсов.

Пропускная способность оптического кабеля существенно зависит от типов волоконных световодов (одномодовые, многомодовые – ступенчатые, градиентные) и излучателей (лазер, светодиод).

Дисперсия – это рассеяннее во времени спектральных или модовых составляющих оптического сигнала. Дисперсия приводит к увеличению длительности импульса при прохождении по оптическому кабелю.

Дисперсия возникает из-за некогерентности источников излучения и появления спектра, а также существования большого числа мод N. Дисперсия, возникающая из-за первой причины, называется хроматической (частотной) и делится на материальную и волноводную дисперсию. Дисперсия, возникающая из-за второй причины, называется модовой дисперсией и обусловлена наличием большого числа мод, время распространения которых различно t = f(N). 

Результирующая дисперсия определяется выражением [2]:

рез2 = мод2 + хр2      

где: мод – межмодовая дисперсия (возникает следствие различной
  скорости у мод);

 хр  – хроматическая дисперсия.

Так как в данном дипломе используется одномодовое волокно, то модовая дисперсия как таковая отсутствует.

хр = мат + вв  

Материальная дисперсия обусловлена зависимостью показателя преломления от длины волны.

, (7.7)

где:  – ширина спектральной линии источника излучения, для лазера
           
 = 0,1…4 нм;

 L – длина линии; L = 734 км;

 М() - удельная материальная дисперсия: М() =  18 пс

 пс/нм · км

Волноводная дисперсия обусловлена процессами внутри моды и характеризуется зависимостью коэффициента распространения моды от длины волны.

, (7.8)

где: В() – удельная волноводная дисперсия; В() = -12 пс/нм · км

пс/ нм км

Тогда результирующая дисперсия будет равна:

рез = 38314,8 - 25543,2 =  12771,6 пс/нм =

      = -12771,6 / 734 =  17,4 пс/нм·км

Пропускная способность ОК определяется по формуле[2]:

 ГГцкм, (7.9)

  1.  Определение границ изменения фазовой скорости и волнового сопротивления

Фазовая скорость Vэто скорость перемещения вдоль линии фронта определенной волны, определяющаяся соотношением [2]

, (7.10)

где    – расчетная частота;  – критическая частота.

В предельных случаях при  и

при = , (7.11)

при , (7.12)

Фазовая скорость передачи по световоду при критической частоте равна скорости распространения волны в оболочке с/n2, а с ростом частоты поле все больше концентрируется в сердцевине световода, происходит эффективная передача и скорость определяется свойствами сердцевины с/n1. Волна НЕ11 распространяется во всем диапазоне частот. Значение фазовой скорости находится в пределах скоростей в оболочке и сердцевине: с/n1 < Vф < с/n2.

км/c;

км/с

Границы изменения волнового сопротивления определяются неравенством:

Ом;

Ом

  1.  Расчет затухания оптического волокна

Затухание определяет длину регенерационных участков (расстояние между регенераторами) и для трактов оптических кабелей обусловлено собственными потерями в волоконных световодах (с) и дополнительными потерями, так называемыми кабельными (к), обусловленными скруткой, а также деформацией и изгибами световодов при наложении покрытий защитных оболочек в процессе изготовления оптического кабеля.

Собственные потери волоконных световодах состоят в первую очередь из потерь поглощения (п) и потерь рассеяния (р). Часть мощности, поступающая на ввод световода, рассеивается вследствие изменения направления распространения лучей на нерегулярности и их высвечивания в окружающее пространство (л), другая часть мощности поглощается посторонними примесями, выделяясь в виде джоулевского тепла (п+пр). Такими примесями являются ионы металлов (никель, железо, кобальт и др.) и гидрооксидные группы (ОН), приводящие к появлению резонансных всплесков затухания.

Потери на поглощения от чистоты материала и при наличии посторонних примесей могут достигать значительной величины. Потери на рассеяннее лимитируют предел минимально допустимых значений потерь в волоконных световодах.

Потери на рэлеевское рассеяние определяют нижний предел потерь, присущих волоконным световодам. Этот предел различен для различных волн и с увеличением длинны волны уменьшается.

Как отмечалось, кроме собственных потерь следует учитывать дополнительные кабельные потери, обусловленные деформацией оптических волокон в процессе изготовления кабеля (скруткой, изгибами, отклонениями от прямолинейности, а также термомеханическими воздействиями на волокна при наложении оболочек покрытий и другими факторами, обусловленными технологией производства). Указанные дополнительные потери определяются в основном процессами рассеяния энергии на неоднородностях и частичным увеличением потерь на поглощении. Скрутка, изгибы приводит в первую очередь к излучению энергии в местах изгиба и соответственно возрастанию потерь. В результате затухание оптического кабеля можно определить по формуле:

рез = n + р, (7.13)

где: n – потери, связанные с поглощением света на примесях;

р – потери на рассеяние (рэлеевские потери).

Затухание за счет поглощения, дБ/км, связано с потерями на диэлектрическую поляризацию, линейно растет с частотой, существенно зависит от свойств материала световода (tg) и рассчитывается по формуле:

, (7.14)

гдe: n     – показатель преломления;  – длина волны;

tg  – тангенс угла диэлектрических потерь в световоде, tg = 210-12.

Потери рассеяния обусловлены неоднородностями материала волоконного световода, расстояние между которыми меньше длины волны, и тепловой флюктуацией показателя преломления. Величина потерь на рассеяннее, дБ/км, называемое рэлеевским, определяется по формуле [2]:

p = kр/4, (7.15)

где: kр – коэффициент рассеяния, для кварца; kр = 1,3

п  =  дБ/км

р  = 1,3 / 1,554 = 0,225 дБ/км

рез = 0,053 + 0,225 = 0,278 дБ/км

  1.  Потери на изгибах

При изгибах световодов теряется мощность излучения, что приводит к дополнительным потерям, которые малы при большом радиусе изгиба. Эти потери объясняются тем, что мощности передаваемые по ОВ распространяются вне области сердцевины. Изгибы вызывают увеличение электромагнитной связи между модами направления и модами излучения, изменяя модовое распределение, в результате – увеличение потерь.

Чтобы оценить потери на изгибах воспользуемся формулой [17]:

, дБ, (7.16)

где: а – радиус сердцевины ОВ;

R – радиус изгиба;

– соотношение показателей преломления (0,007).

Результаты расчета сведем в таблицу 7.1.

Таблица 7.1  Результаты расчета зависимости Аи от R.

R, мм

35

25

15

10

5

2

Аи, дБ

0,09

0,126

0,212

0,322

0,669

1,919

График зависимости Аи от R показан на рис.7.1.

Рис. 7.1. График зависимости потерь Аи от радиуса изгиба

  1.  Расчет потерь на стыках

При соединении оптических волокон следует достигать точной состыковки торцов волокон. В противном случае будут иметь место потери на стыках. Также важной задачей является высокая стабильность оптического соединения независимо от температуры, влажности и числа повторных соединений. При соблюдении всех этих условий при соединении оптических волокон не будут вноситься потери. Но на практике невозможно обеспечить идеальность выполнения этих условий, поэтому при соединениях имеют место потери, величина которых зависит от качества соединения ОВ.

Различаю три разновидности погрешности при соединении оптических волокон :

  •  радиальное смещение r;
  •  торцевое смещение d;
  •  угловое смещение .
Потери на стыках при радиальном смещении на величину r определяем по формуле [17]:

, дБ, (7.17)

где: а – радиус оптического волокна;

r – величина сдвига.

Результаты расчета сведены в таблицу 7.2.

Таблица 7.2  Результаты расчета потерь r при радиальном смещении

r, мкм

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

ar, дБ

0,055

0,111

0,166

0,222

0,277

0,332

0,388

0,443

0,449

0,554

График зависимости аr от r приведен на рис.7.2.

Рис.7.2. График зависимости потерь r при радиальном смещении на r 

Угловой сдвиг осей световода на приводит к тому, что часть излучения оказывается вне конуса восприимчивости приемного СВ. Эти потери для градиентного световода определяются по формуле:

, дБ, (7.18)

Результаты расчета сведены в таблицу 7.3.

Таблица 7.3  Результаты расчета зависимости потерь  от величины углового сдвига

, рад

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

/2

, д

3,677

7,355

11,032

14,709

18,386

22,064

25,741

29,419

36,774

График зависимости от приведен на рис.7.3.

Рис.7.3. График зависимости потерь  от величины углового сдвига

Для расчета потерь при торцевом сдвиге на величину d, воспользуемся формулой [17]:

, дБ , (7.19)

Расчеты сведены в таблицу 7.4.

Таблица 7.4. Результаты расчета зависимости потерь d  от величины торцевого сдвига d

d, мкм

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

d, дБ

0,00

0,00

0,012

0,016

0,021

0,025

0,029

0,033

0,037

0,041

График зависимости d от d приведен на рис.7.4.

Рис. 7.4. График зависимости потерь d  от величины торцевого сдвига d 

Рассчитанные параметры оптического волокна приведены в таблице 7.5.


Таблица 7.5. Параметры оптического волокна.

Параметр

Обозначение

Величина

Размерность

Относительное значение показателя преломления

0.0033

Числовая апертура

NA

0.123

Нормированная частота

V

2.39

Критическая частота

f0

1.81014

Гц

Критическая длина волны

0

1.063

мкм

Пропускная способность

F

5,7

ГГц · км

Фазовая скорость фазовой скорости

с/nl

198675,5

км/с

с/п2

199335,5

км/с

Потери на поглощение

n

0,053

дБ/км

Потери на рассеяние

р

0,225

дБ/км

Общие потери

рез

0,278

дБ/км

Результирующая дисперсия

рез

17,4

пс/нм · км

  1.  Принципы построения трактов ВОЛС

Как и в обычных системах передачи с использованием электрических кабелей, в оптических системах передачи применяются те же принципы образования многоканальной связи, а именно частотного и временного разделения каналов (ЧРК и ВРК).

Электрический сигнал, во всех случаях оптической передачи модулирует оптическую несущую и затем передается по ОК.

Существует два вида модуляции, внешняя и внутренняя. При внутренней модуляции электрический сигнал воздействует непосредственно на излучение лазера, обеспечивая сигналу соответствующую интенсивность и форму. При внешней модуляции используется специальное модулирующее устройство, с помощью которого осуществляется воздействие передаваемого сигнала на уже сформировавшийся луч лазера. Для систем с полупроводниковыми лазерами применяется, как правило, внутренняя модуляция.

Наиболее распространенной волоконно-оптической системой связи является цифровая система с ВРК и импульсно-кодовой модуляцией интенсивности излучения источника (МИ).

Применение МИ объяснятся тем, что этот вид модуляции в широком диапазоне частот выполняется для используемых в оптических передатчиках полупроводниковых источников излучения (СД, ЛД) простыми техническими средствами. Для управления интенсивностью излучения достаточно изменять ток инжекции (накачки) в соответствии с модулирующим сигналом. Это легко обеспечивается электронной схемой возбуждения в виде усилителя тока.

Если определять структуру связи по ОК, то сравнивая ВОЛС и ЛС по электрическому кабелю, видим, что световоду соответствует одна пара проводников электрического кабеля. Таким образом, структуру связи по ОК можно определить как однополосная четырех проводная однокабельная.

Оптический сигнал создается в оптическом передатчике. Электрический сигнал после прохождения электронной части аппаратуры модулирует оптический сигнал для обеспечения возможности его передачи по оптическому кабелю. В качестве передатчика используется светоизлучающий диод или полупроводниковый лазер. Оптический сигнал либо напрямую подается на излучатель, в результате чего осуществляется прямая модуляция мощности излучения электрическим сигналом, либо управляет работой внешнего модулятора, на вход которого от источника поступает непрерывное или импульсное излучение с постоянными параметрами. В оптическом приемнике оптический сигнал, поступающий из кабеля, преобразуется в электрический, который поступает в электронную схему для дальнейших преобразований.

В настоящее время на общегосударственной сети применяются  системы связи приведенные в таблице 8.1.

Таблица 8.1  

Система

Число каналов

Скорость передачи

Первичная           ИКМ-30

30

2 Мбит/с

Вторичная         ИКМ-120

120

8,5 Мбит/с

Третичная          ИКМ-480

480

34,4 Мбит/с

Четверичная    ИКМ-1920

1920

139,3 Мбит/с

Пятеричная     ИКМ-7680

7680

560 Мбит/с

Структурная схема волоконно-оптической передачи связи представлена на рис.8.1.

                                                                   

Рис.8.1.

Рис. 8.2. Структурная схема линейного регенератора (ЛР)

Рис. 6.1. Структурная схема волоконно-оптической системы передачи

Условные обозначения:

ПК   – преобразователь кодов, формирует требуемую
   последовательность импульсов и осуществляет
   согласование уровней по мощности между
   электрическими и оптическими элементами схемы;

ЭОП (ОЭП) – электронно–оптический (оптоэлектронный) преоб-
   разователь;

СУ   – согласующее устройство - мощности световых
   импульсов в ОВ;

Р (ЛР)  – регенераторы (линейные) - восстановление уровня
   по мощности;

ФД   – фотодетектор;

КЭМ   – квантово-электронный модуль;

Квантово-электронный модуль (КЭМ) позволяет подключать с одной стороны аппаратуру (передачи и приема), а с другой – оптический кабель. На передаче КЭМ обеспечивает преобразование электрического сигнала в оптический, на приеме – обратное преобразование. В состав КЭМ на передаче входят: полупроводниковый источник излучения с электронной схемой возбуждения, СУ и разъемный соединитель, с помощью которого осуществляется подсоединение световода и ввод в него оптического сигнала. Состав КЭМ на приеме следующий:

СУ, разъемный соединитель, полупроводниковый детектор, преобразователь оптического сигнала в электрический и малошумящий усилитель.

Через определенные расстояния (10...50 км), обусловленные дисперсией и затуханием кабеля, вдоль оптической линии расположены линейные регенераторы (ЛР). В ЛР сигнал восстанавливается и усиливается. Структурная схема ЛР приведена на рис. 8.2. В регенераторе, содержащем два полукомплекта (отдельно для прямого и обратного направления передачи), оптический сигнал преобразуется в электрический. В таком виде он регенерируется, усиливается, преобразуется обратно в оптический, который далее передается по ОК.

При выборе линейного кода учитываются его помехоустойчивость и технические преимущества. Помехоустойчивость оценивается минимальной средней мощностью сигнала на входе фотоприемника, которая обеспечивает заданное качество приема на фоне шумов фотодетектирования, лавинного умножения и теплового шума. Технические преимущества кода определяются высоким содержанием информации о синхрочастоте, возможностью обнаружения ошибок в линейных и приемных регенераторах, простотой преобразования кодов.

Для взаимного согласования источников и приемников излучения с кабелем требуется выполнение следующих условий:

  •  нахождение длины волны излучения в области малого затухания кабеля;
  •  соответствие диаграммы излучения источника апертурному углу выбранного световода;
  •  способность фотоприемника иметь достаточно высокую чувствительность;
  •  соблюдение корреляции между скоростью передачи и шириной спектра излучения.

В настоящее время наиболее распространенной ВОСП является цифровая система ИКМ, в которой используется модуляция интенсивности по излучению. Эта система работает по двум ОВ, каждое из которых предназначено для передачи информации в одном направлении.

Весьма перспективно применение спектрального уплотнения, при котором в волоконный световод вводится одновременно излучение от нескольких источников, работающих на разных оптических частотах, а на приемном конце с помощью оптических фильтров происходит разделение сигналов. За счет спектрального уплотнения возможна передача значительно большего объема информации по одному ОВ и организации по нему двухсторонней связи.

Линейная архитектура для сетей большой протяженности.

Для линейных сетей большой протяженности расстояния между терминальными мультиплексорами больше или много больше того расстояния, которое может быть рекомендовано с точки зрения максимально допустимого затухания волоконно-оптического кабеля. В этом случае на маршруте между ТМ (рис.8.3.) должны быть установлены кроме мультиплексоров и проходного коммутатора ещё и регенераторы для восстановления затухающего оптического сигнала. Эту линейную архитектуру можно представить в виде последовательного соединения ряда секций, специфицированных в рекомендациях ITU-T G.957 и ITU-T G.958.

Рис. 8.3. Принцип сети SDH большой протяженности,  её сегментация.

В процессе развития сети SDH разработчики могут использовать ряд решений, характерных, для глобальных сетей, таких как формирование своего "остова" (backbone) или магистральной сети в виде ячеистой (mush) структуры, позволяющей организовать альтернативные (резервные) маршруты, используемые в случае возникновения проблем при маршрутизации виртуальных контейнеров по основному пути. Это наряду с присущими сетям SDH внутренним резирвированием, позволяет повысить надёжность всей сети в целом. Причём при таком резервировании на альтернативных маршрутах могут быть использовнны альтернативные среды распространения сигнала. Например, если на основном маршруте используется ВОК, то на резервном - РРЛ, или наоборот.

  1.  Методы прокладки оптического кабеля

Оптические кабели чаще всего прокладываются в канализации, а так же непосредственно в грунт. Возможна подвеска на опорах и стенах зданий.

По мере всё более интенсивного применения на магистральных, зоновых и местных сетях связи оптических кабелей (ОК) появляются и совершенствуются новые технологии их прокладки и монтажа. Использование новых возможностей, которые предоставляют современные технологии и телекоммуникационное оборудование, позволит сделать строительство новых ВОЛС более эффективным и даст возможность создавать сети связи, не только удовлетворяющие текущим потребностям, но также обеспечит простоту её расширения и снижение затрат при развитии сети связи в будущем.

Одной из таких технологий, которая позволит сделать прокладку ОК более эффективной и обеспечит его надёжную защиту, является метод прокладки ОК в полимерной трубке. Этот метод применяется при прокладке ОК непосредственно в грунт при помощи кабелеукладчика или в отрытую траншею, а также при его прокладке в каналах кабельной канализации. Основная идея этого метода заключается в первоначальной прокладке в каналах кабельной канализации или непосредственно в грунт полимерной трубки, затягивания в неё ОК. В этом случае можно использовать более дешёвые, небронированные типы ОК, так как полимерная трубка выполняет функции дополнительной механической защиты.

  1.  Достоинства и недостатки полимерных защитных труб

Существуют много типов полимерных защитных труб для прокладки ОК, но наиболее хорошими техническими характеристиками обладают специальные защитные трубы, изготовленные из полиэтилена высокой плотности (ПВП), например производства фирмы DURA-LINE, которая является одним из крупнейших в мире производителей таких труб.

Особенностью защитных труб производства фирмы DURA-LINE, является использование уникальной технологии нанесения на внутреннюю поверхность трубки твёрдой сухой смазки SILICORETM, которая значительно уменьшает трение между внутренней поверхностью трубки и оболочкой кабеля при прокладке. Это смазочное вещество равномерно распределено по всей внутренней поверхности защитной трубки и составляет 0,1 толщины её стенки.

В процессе прокладки можно укладывать одновременно несколько трубок, тем самым, удовлетворяя как текущие потребности сети связи, так и обеспечивая простоту её расширения в будущем. При условии широкомасштабного строительства ВОЛС использование защитной трубки со смазкой SILICORETM не только сделает прокладку ОК более эффективной, но и упростит дальнейшее развитие и реконструкцию сети связи.

Это очень важный момент, так как при всё более возрастающих потребностях в линиях связи будет постоянно появляться необходимость в её расширении.

Благодаря стабильности параметров смазки SILICORETM и расчетному сроку службы защитной трубки 50 лет, она обеспечивает наличие канала для укладки дополнительных кабелей в любое время, когда в этом возникнет необходимость. Если необходимо уложить сразу несколько трубок, то существует возможность разместить на одном барабане до четырёх трубок. К важным свойствам смазывающего покрытия SILICORETM относится отсутствие продавливания и прилипания смазки с течением времени, а это значит, что трубка такого типа даёт возможность замены кабелей при необходимости.

Снижение коэффициента трения при прокладке позволяет уменьшать механическую нагрузку на кабель, прокладывать большие строительные длины ОК.

Положительным фактом также является то, что капиталовложения в покупку кабеля могут быть осуществлены на конечном этапе строительства, когда завершён монтаж защитной трубки и подготовлен канал для прокладки ОК.

Прокладка трубок производится при температуре от минус 20°С до плюс 70°С. При температуре минус 69°С происходит остекленение трубки, а при температуре плюс 121°С трубка плавится. При прокладке также надо учитывать, что радиус изгиба не должен быть меньше десятикратного внешнего диаметра, используемой трубки.

  1.  Метод прокладки ОК в полимерной трубке

Прокладке ВОК предшествует выполнение всех строительных работ по созданию трубопровода. Это еще одна положительная особенность рассматриваемой технологии – предотвращается неизбежность повреждения неработающих кабелей при длительном строительстве линий связи.

Самыми распространенными трубками для ВОК, учитывая рекомендуемое соотношение по диаметрам 2:1, являются трубки с наружными диаметрами 32 и 40 мм.

В грунт трубку можно укладывать любыми принятыми для кабелей способами, включая использование кабелеукладчиков. При этом проявляется еще одна положительная особенность – трубку не требуется, как кабель, прокладывать с "головы". Можно работать несколькими бригадами одновременно в любом месте трассы в пределах даже одного регенерационного участка. При пересечении препятствий нет необходимости сматывать трубку с барабана и дальше прокладывать вручную по аналогии с кабелями, достаточно ее разрезать и после преодоления препятствия соединить.

После прокладки трубки, ее соединения и устройства вводов в служебно-технические здания трубопровод проверяется на проходимость и герметичность. Строительные длины трубки соединяются с помощью резьбовых муфт, поставляемых вместе с трубкой. Возможно применение электросварных муфт других фирм, которые позволяют прокладывать трубку кабелеукладчиком без вытаскивания ножа и перезарядки кассеты на стыке строительных длин, что также можно отнести к положительным свойствам рассматриваемой технологии.

Существуют три метода инсталляции кабеля в защитную трубку: предварительная укладка ОК в трубку, затягивание кабеля и вдувание кабеля. Каждый из этих методов имеет свои преимущества и недостатки.

В процессе производства трубки в неё сразу может быть уложен ОК. К достоинствам этого метода можно отнести отсутствие механических нагрузок на кабель и экономию времени при строительстве ВОЛС. К недостаткам относятся необходимость капиталовложений в покупку ОК на начальном этапе строительства, ограничение строительной длины кабеля длиной трубки на барабане, к тому же при прокладке сложных трасс нежелательно резать трубку из-за наличия в ней кабеля. Следует отметить, что этот метод нашёл весьма ограниченное применение.

Метод затягивания кабеля является традиционным методом прокладки. Ограничением при прокладке является максимальное растягивающее усилие для данного кабеля. Это усилие возникает в результате трения между оболочкой кабеля и внутренней поверхностью трубки и возрастает на изгибах и поворотах трассы.

В настоящее время появился метод вдувания ОК в защитную трубку, который основан на постоянной силе воздушного потока, равномерно распределённой по всей длине трубки, при этом нет особых требований к механическим свойствам кабеля, так как он движется за счёт равномерного сцепления сжатого воздуха с оболочкой по всей длине кабеля.

Для протягивания ВОК большой протяженности специально созданы технология и машины для вдувания кабеля в трубку. Теоретически по этой технологии возможно вдувание ВОК любой длины при использовании большого количества машин. Однако на сегодняшний день экономически оправдано вдувание ВОК строительной длиной 6000 м с использованием трех одновременно работающих специальных машин, одна из которых устанавливается в начале трубопровода, а две другие – через каждые 2 км. Лучшие существующие машины для вдувания кабелей позволяют протаскивать любые кабели, включая металлические, диаметром от 9 до 32 мм и погонным весом до 1,2 кг/м со скоростью до 80 м/мин. При этом нет особых требований к механической прочности кабелей, так как он движется за счет равномерного сцепления сжатого воздуха с оболочкой по всей длине кабеля. В проектах нами применялся ВОК с максимальным допустимым усилием натяжения во время прокладки 1500 Н.

Особая роль при вдувании кабелей отводится компрессорам, которые, кроме давления 10...12 бар и производительности 10-12 м3/мин, должны обеспечивать температуру воздуха на выходе не более +50°С. Последний параметр отечественными производителями компрессоров, к сожалению, не нормируется.

После протягивания ВОК в трубопровод производят стыковку волокон кабеля с использованием обычных волоконно-оптических муфт, которые укладываются в специально устанавливаемые при монтаже кабеля герметические подземные полимерные камеры. В эти же камеры укладывается резерв кабеля, который при эксплуатации ВОЛС может быть использован для восстановления возможных обрывов кабеля с вытягиванием резерва по трубопроводу к месту аварии.

Места выхода кабеля из трубки для обеспечения герметизации заделываются специальными проходными заглушками, предусматриваемыми проектом и поставляемыми изготовителями трубки. [21]

  1.  
    Техника безопасности и вопросы экологии

  1.  Требования безопасности и экологии при прокладке ВОЛС

В настоящее время огромное значение на любых производствах, при выполнении любых работ уделяется безопасности жизнедеятельности. Не является исключением и строительство объектов линий связи.

При проектировании трансроссийской магистральной ВОЛП на участке Хабаровск – Владивосток необходимо предусмотреть целый комплекс мер по обеспечению охраны  труда и охраны окружающей среды.

Наиболее важной мерой безопасности является знание персоналом, занятым в строительстве ВОЛП, элементарных правил техники безопасности, охраны труда. Все без исключения работники должны не только знать эти правила, но и неуклонно следовать им в своей работе.

При строительстве кабельных линий связи необходимо соблюдать специфические требования техники безопасности:

  1.  Требования безопасности при ведении погрузочно-разгрузочных работ, переносе тяжестей.
  2.  Требования безопасности при проведении земляных работ.
  3.  Меры безопасности при прокладке кабеля.
  4.  Требования безопасности при проведении монтажных работ.
  5.  Безопасность при работе в смотровых устройствах и НРП.
  6.  Безопасность при ведении горизонтального бурения и продавливании грунта.

Требования безопасности при ведении погрузочно-разгрузочных работ, переносе тяжестей

Данный вид работ наиболее травмоопасен, большое число строителей откровенно пренебрегают требованиями безопасности при погрузке – разгрузке кабеля, полиэтиленовой трубы. Часто именно при погрузке превышаются предельные нормы по переноске грузов. Механизированный способ погрузочно–разгрузочных работ используется при гораздо более тяжелых грузах, чем предписывается (60 кг, и при подъемах на высоту более 3 метров). Для одного мужчины устанавливается предельный переносимый груз в 80 кг. Для женщины – по ровной поверхности 20 кг, при перевозке на одноколесных тачках (допускается только по катальным доскам) – 50 кг, вес груза для перевозки на 3-х, 4-х колесных ручных тележках – до 100 кг. Вес груза на носилках не должен превышать 50 кг на двоих. Для одного подростка в возрасте от 16 до 18 лет предельные нормы установлены для мужчин – 16 кг, для женщин – 10 кг. При перевозке на одноколесных тачках (допускается только по катальным доскам) – 50 кг для мужчин и не допускается для женщин, при перевозке груза на 3-х, 4-х колесных ручных тележках – до 80 кг для мужчин и не более 60 кг для женщин.

Все работы по погрузке, разгрузке должны проводиться в специальной одежде, рукавицах, при погрузке кирпича и т.п. – в касках. Перевозка грузов должна строго соответствовать требованиям правил дорожного движения. При разгрузке барабанов с кабелем запрещается его свободное скатывание, сбрасывание с кузова автомобиля или другого транспортного средства. Это важно и для рабочих, и для материала – так, при разгрузке полиэтиленовой трубы, возможно ее повреждение при падении. Все погрузочно-разгрузочные работы с барабанами с кабелем, трубой, с ж/б плитами и т.д. (со всеми грузами более 60 кг) проводятся при помощи кранов, погрузчиков и т.п..

Требования безопасности при проведении земляных работ

На чертежах указываются все подземные коммуникации, расположенные в пределах рабочей  зоны. В зоне расположения существующих подземных сооружений производство земляных работ разрешается только после согласования с эксплуатирующими это сооружение организациями. От этих организаций необходимо (часто еще на этапе проектирования) получить чертежи, эскизы, уточняющие местоположение данных сооружений. Все земляные работы в зоне существующих подземных сооружений проводятся под наблюдением руководителя работ или мастера, а в непосредственной близости от действующих кабелей, газопроводов и т.п., кроме того, - под наблюдением представителей соответствующей организации, эксплуатирующей данное сооружение. Траншеи и котлованы, где расположены действующие коммуникации, роются с большой осторожностью, при приближении к этим сооружениям, в охранной зоне (от 0,4 до 15 м), все работы проводятся только вручную, без применения ударных инструментов. Эти меры безопасности связаны с тем, что повреждение, например, газопровода может вызвать взрыв разрушительной силы. Для обнаружения существующих подземных сооружений используются шурфы, роются специальные канавки по оси будущей траншеи. Если подземные сооружения проходят параллельно трассе, шурфы роются перпендикулярно оси трассы через каждые 20 м, при этом глубина шурфа должна превышать на 0,2 м глубину траншеи. При обнаружении не отмеченных на чертежах коммуникаций, работы прекращаются до выяснения владельцев и получения всех согласований. Все рабочие, управляющие машинами (экскаваторами, кабелеукладчиками, кранами), должны знать и выполнять все требования по технике безопасности, и могут быть допущены до управления техникой только в случае, если они прошли специальное обучение и имеют разрешение на право ведения работ. Наличие разрешения на право ведения работ – самое главное условие, оно выдается после согласования со всеми заинтересованными организациями, когда решены все вопросы по выбору трассы линии связи.

Меры безопасности при прокладке кабеля

Прокладка кабеля кабелеукладчиком разрешается только при отсутствии по трассе подземных сооружений, это обусловлено и целесообразностью. При прохождении подземного сооружения необходимо смотать кабель с барабана, протянуть его через препятствие, а затем снова намотать его на барабан. Но в данном проекте используется прокладка кабеля в ЗПТ (защитной полиэтиленовой трубе), при применении которой отпадает необходимость постоянно сматывать и разматывать кабель, т.к. он задувается в трубу после ее прокладки. При прохождении через препятствие трубу просто отрезают, проходят препятствие и соединяют с помощью простой механической муфты, что значительно упрощает прохождение подземных сооружений. При прокладке кабелеукладчиком запрещается следить за работой соя на раме, работать под трактором при работающем двигателе, запускать двигатель и трогаться, если между трактором и кабелеукладчиком находятся люди и т.д. При прокладке кабеля ручным способом запрещается стоять по разные стороны от кабеля при подноске кабеля, а максимальный вес участка кабеля при прокладке, приходящийся на одного рабочего не должен превышать 35 кг. При прокладке кабелей через водоемы все работы согласовываются с местными водоохранными организациями. Важным аспектом для безопасности при прокладке кабеля является работа с вибрационным инструментом, следовательно, вредными факторами являются шум и вибрация. Необходимо использовать индивидуальные средства защиты: рукавицы, защитные очки, виброгасящие рукавицы, противошумовые наушники.         

                             

Требования безопасности при проведении монтажных работ

С целью улучшения условий труда на объектах строительства применяются монтажно-измерительные машины, позволяющие монтажникам и измерителям выполнять сложные и утомительные работы, для чего обеспечивается соответствующее освещение, вентиляция воздуха, надлежащее рабочее место. При выполнении монтажных работ следует помнить и соблюдать меры безопасности при работах с оптическим кабелем.

Опасным фактором при сращивании оптического кабеля является то, что волокна в оптическом кабеле соединяются при помощи сварки электрической дугой с температурой 1800 С°. Сварочный аппарат при сварке необходимо заземлять, все подключения и отключения прибора необходимо осуществлять при снятом напряжении питания, сварку проводить под закрытым кожухом. К работе допускать лиц с квалификационной группой не ниже III, не имеющих медицинских противопоказаний. В монтажно-измерительной автомашине отходы оптического волокна при разделке необходимо собирать в специальный ящик. Работу с волокном производить в клеенчатом фартуке; монтажный стол и пол в монтажно-измерительной автомашине после каждой смены обрабатывать пылесосом и мокрой тряпкой; тряпку отжимать в резиновых перчатках. Также необходимо:

  •  при работе с оптическими тестерами не допускать попадания излучения в глаза;
  •  работу по разогреву и заливке гидрофобным заполнителем кабельных муфт производить в спецодежде, брезентовых рукавицах и защитных очках;
  •  разогрев и заливку заполнителя производить в металлической посуде с крышкой, носиком для слива и ручками для переноски.
  •  иметь в виду, что растворители могут быть токсичными, огнеопасными и вызывать аллергию;
  •  чтобы растворители, применяемые при снятии защитного покрытия оптических волокон, имели класс опасности не ниже четвертого;
  •  чтобы рабочая температура растворителя была ниже температуры его кипения.

Все работы выполняются по предварительно выданному наряду с указанием основных требований безопасности. Перед началом работ выполняется проверка наличия и исправности всех защитных средств и инструмента, один из членов бригады назначается ответственным за соблюдение требований ТБ. Особняком стоит монтаж, да и любые работы на кабеле с дистанционным питанием, здесь особенно важным является то, что при работах по монтажу, ремонту ОК с дистанционным питанием до начала любых работ следует в первую очередь отключить питание.

Безопасность при работе в смотровых устройствах и НРП

При работе в смотровых устройствах опасным фактором является возможное наличие газа. Газ в смотровом устройстве может быть различного происхождения : образующийся при гниении органических веществ (метан – не ядовит, но уменьшает количество воздуха и очень взрывоопасен, углекислый газ – вытесняет воздух со дна, а при концентрации 8 – 10 % наступает потеря сознания), при повреждении газопровода (окись углерода – чрезвычайно ядовит, при концентрации в воздухе 0,4 % опасен для жизни) и т.п. Таким образом, не допускается работа людей в смотровом устройстве до тех пор, пока не будет установлено, что в нем нет опасных для человека газов. Не менее важно и просто количество кислорода (норма – 20,9 %), при 6 % - резко нарушается нормальное дыхание, что может привести к остановке сердца.

Работать в колодце, да и просто открывать его можно только после получения разрешения от руководителя работ. Для открывания люка необходимо использовать ломики и крючки из цветных металлов, для исключения возникновения искр. Зимой крышка разогревается горячей водой, песком, но не открытым огнем. Перед спуском, убедившись с помощью газоанализатора в отсутствии метана и с помощью специального индикатора в отсутствии углекислого газа, открыв соседние колодцы для проветривания, проветрив данный колодец, на каждого рабочего, спускающегося в колодец, надевается специальный спасательный пояс с лямками, к которым прикрепляется веревка. Другой конец веревки находится у подстраховывающего работника наверху. При спуске последний внимательно следит за состоянием спускающегося, периодически проверяет воздух. Спускающийся в свою очередь должен быть осторожен, при спуске держаться и ни в коем случае не спрыгивать вниз, последнее относится и к работе в НРП. При работе в НРП назначается ответственный за соблюдение ТБ, в работах принимают участие не менее двух человек, в случае отсутствия вентиляции, все работы должны вестись при открытой крышке люка и после проветривания вентилятором. Полы должны быть покрыты диэлектрическими ковриками, не допускается использование электроинструмента с напряжением питания больше 36 В. При строительстве НРП должны соблюдаться все требования по работе с кранами, в котловане не должно находиться людей, весь персонал должен иметь соответствующую квалификацию.      

Безопасность при ведении горизонтального бурения и продавливании грунта

К работам по скрытой горизонтальной проходке следует приступать только при наличии согласованного с соответствующими организациями рабочего чертежа и данных о размещении на трассе проходки (в плане и вертикальной плоскости) подземных сооружений различного назначения. Должны быть приняты необходимые меры, чтобы эти сооружения не были повреждены при скрытых работах. При наличии в районе строящейся линии связи газопровода работы по бурению и продавливанию грунта запрещаются.

Стены котлованов, отрываемых для установки оборудования горизонтальной проходки, следует крепить распорками из досок толщиной 40-50 мм. Упорные стены в зависимости от применяемого оборудования должны крепиться инвентарными щитами.

Шланг высокого давления должен быть заключен в оплетку из стальных проволок, предохраняющую его от разрыва. Включение насоса должно выполняться только по сигналу рабочего, находящегося в котловане. Дефекты в насосе, цилиндрах домкрата, шлангах и соединениях должны немедленно устраняться после остановки механизма и снятия давления в системе.

Параллельная прокладка футляров ближе 5 м от существующих подземных коммуникаций не разрешается.

Работы по устройству скрытой горизонтальной проходки под железнодорожными путями, как правило, должны выполняться в присутствии представителей эксплуатации железной дороги. В процессе продавливания или бурения следует строго следить за тем, чтобы рабочая часть инструмента не выходила близко к поверхности, особенно в зоне рельсовых путей.

Мероприятия по охране окружающей среды при строительстве линии связи.

Сооружения связи являются одними из наиболее экологически чистых видов сооружений народного хозяйства. В период эксплуатации они не производят вредных выделений и промышленных отходов в окружающую среду, и в то же время дают значительный социально-экономический эффект по оказанию услуг населению и народному хозяйству. Отсутствует вредное воздействие и  от сооружений ВОЛС, не требуется специальных мер по охране атмосферного воздуха, подземных и поверхностных вод.

Определенное влияние на природную среду может сказаться только в период строительства ВОЛС, при этом возможны следующие экологические последствия:

  •  нарушение почвенного покрова земель при прокладке кабеля в грунт;
  •  нанесение ущерба агропромышленным предприятиям в связи с временным занятием земель под строительство;
  •  нанесение ущерба рыбному хозяйству при строительстве переходов через реки и водоемы.

Для устранения этих последствий в данном проекте предусмотрены следующие мероприятия:

  1.  Трасса прокладки проектируемой ВОЛС выбрана преимущественно вдоль автодорог и, где возможно, параллельно трассам существующих кабельных линий связи с учетом наименьшего занятия пахотных земель. По окончании прокладки кабеля предполагается рекультивация  земель сельскохозяйственного назначения с сохранением плодородного почвенного покрова.
  2.  Выбор трассы прокладки линии, ее согласование и отвод земель во временное пользование осуществляется комиссиями, главами администраций, с участием всех заинтересованных организаций, включая представителей органов охраны природы, недр и водного хозяйства.
  3.  В проекте предусмотрено максимально возможное использование кабелеукладчика – механизма, который практически не оказывает отрицательного воздействия на окружающую среду. При прокладке кабеля кабелеукладчиком траншея не разрабатывается, грунт раздвигается и уплотняется специальным ножом, установленным на кабелеукладчике, и в образовавшуюся щель прокладывается кабель. При этом нарушения структуры почвы незначительны.
  4.  На переходах через реки применяется технология горизонтального направленного бурения. Благодаря этому какое-либо воздействие на условия обитания рыб отсутствует.
  5.  При пересечении с трубопроводов предусмотрен ручной способ разработки траншей, исключающий возможность их повреждения.
  6.  Эксплуатация технических средств и кабелеукладочной техники, используемой при строительстве ВОЛС, должна быть организована таким образом, чтобы исключить малейший пролив горюче-смазочных материалов или загрязнение и порчу прилегающей территории.
  7.  Технология и сроки выполнения работ определены из условий всемерного сокращения факторов, оказывающих отрицательное влияние на природу.

Таким образом, при условии выполнения вышеизложенных мероприятий, реализация предусмотренных проектных решений по прокладке кабеля не приведет к каким-либо отрицательным изменениям в природной среде в период строительства и эксплуатации ВОЛС.

  1.  Расчет крутизны траншеи для суглинка

Земляными работами называются работы, связанные с разработкой и перемещением грунтов.

В состав земляных работ при строительстве сооружений связи входят: рытье траншей и котлованов, их засыпка, уплотнение грунтов после прокладки подземных устройств, погрузка и отвозка избыточной земли, а также планировка земляной поверхности.

Траншеи и котлованы в грунтах естественной влажности и при отсутствии грунтовых вод могут отрываться с вертикальными стенками без крепления до глубины, не более: в насыпных, песчаных и гравийных грунтах 1м.; в супесчаных и суглинистых грунтах 1,25м.; в глинистых грунтах 1,5м.; в особо плотных грунтах, требующих для разработки применения ломов, кирок и клиньев, 2м. Работы по прокладке подземных сооружений следует осуществлять немедленно вслед за отрытием траншей и котлованов.

При превышении указанных глубин рытье траншей и котлованов допускается только при условии крепления вертикальных стен или при устройстве откосов допустимой крутизны (рис.10.1). Наибольшая допустимая крутизна откосов траншей, котлованов и ям зависит от породы разрабатываемого грунта, его влажности и характера нагрузок, действующих на бровки разработок.

Угол откоса измеряется в градусах, а крутизна откосов определяется как отношение глубины разработки     к проекции откоса А на горизонтальную плоскость (рис.10.1.).

Рисунок 10.1.

Допустимые углы и крутизна откосов траншей и котлованов приведены в таблице 10.1

Таблица 10.1.

Из таблицы видно, что для суглинка крутизна откосов составляет:

До 1.5м   = 90, tg  = H:A = 1:0.00;

От 1,5м. до 3м. = 63, tg  = 1:0.50;

От 3м. до5м. = 53, tg =  1:0.75

  1.  Расчет заземления оборудования усилительного пункта

Для обеспечения безопасности при монтаже и эксплуатации всего электрооборудования связи необходимо защитное заземление.

Защитным заземлением называется преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Назначение защитного заземления -   снизить до безопасной величины напряжение относительно земли, возникающее на металлических частях электроустановок и аппаратуры связи. Расчет системы заземления сводится к определению необходимого количества заземлителей, схема представлена на рис. 10.2.

 

              t0

         

             

   

      lп 

    

        H          

         l'     

    l

           d 

Исходные величины для расчета:

  1.  Требуемое сопротивление защитного заземления составляет 4 Ом.
  2.  Грунт на объекте строительства – суглинок, гр=80 Омм.

В качестве заземлителей используем отрезки стальных труб диаметром d=50 мм и длиной l=3 м, вертикально располагаемые в земле на глубине t0=0,8 м.

Расчетное сопротивление одиночного вертикального электрода определяется по формуле:

, (10.1)

где: Ψ = 1,3 – поправочный коэффициент для III климатической зоны;

Н  = t0 + l/2 = 0,8 + 1,5 = 2,3 м – расстояние от поверхности земли до середины трубы.

Сделаем расчет:

По предварительным подсчетам, необходимое количество заземлителей для получения требуемого  сопротивления заземления Rз ≤4 Ом примем равным  n =8 шт.

Определим сопротивление заземления стальной полосы сечением 20х4 соединяющей трубы в группу заземления:

, (10.2)

где: lп = (n – 1)·а =  (8-1)·6 = 42 м – длина электрода;

 b = 0,04 м – ширина горизонтального электрода;

 t0 = 0,8 м – глубина заложения полосы.

 

Расчетное сопротивление многоэлектродного заземлителя определяется по формуле:

, (10.3)

где: г = 0,4 – коэффициент использования горизонтального электрода;

       в = 0,68 – коэффициент использования вертикального электрода.

Сделаем расчет:

 

Таким образом, сопротивление заземляющего устройства Rз меньше максимально допустимого по нормам, что удовлетворяет требованиям техники  безопасности и ПУЭ.

  1.  Требования пожарной безопасности при эксплуатации ВОЛС

Пожарная безопасность подразумевает такое состояние объекта,
при котором вероятность возникновения пожара минимальна, а при
возникновении обеспечивается эффективная защита от пожара людей и
материальных ценностей. Пожарная безопасность обеспечивается системой организационных мер и технических средств, обеспечивающих предотвращение пожара - пожарная профилактика, а также системой мер, позволяющих быстро ликвидировать начавшийся пожар с наименьшими потерями - организация пожаротушения.

Основными причинами пожара могут быть, например, избыточное
выделение тепла элементами схемы; применение горючих материалов
при изготовлении деталей, узлов; перегрузка элементов и соединительных проводов; искрения контактов, короткие замыкания электрических цепей, неосторожное и неправильное обращение с огнем, неисправность оборудования.

Для устранения указанных причин возникновения пожаров при эксплуатации ВОЛС будем использовать такие меры, как:

  •  установка теплоотводящих радиаторов, использование естественной и принудительной вентиляции, систем водяного и масляного охлаждения;
  •  огнезащита помещений и отделочных материалов;
  •  замена горючих материалов негорючими;
  •  расчет и выбор элементов схемы по требуемой мощности, по допустимым токам и напряжениям;
  •  расчет необходимого сечения соединительных проводов, использование максимальной токовой и тепловой защиты;
  •  рациональное размещение элементов электрической схемы, усиление изоляции отдельных элементов, применение искрогасящих цепей.

Большое значение имею такие организационные мероприятия, как:

  •  планирование мероприятий по профилактике и тушению пожаров;
  •  организация противопожарного режима на предприятии;
  •  разработка планов эвакуации на случай пожара;
  •  организация обучения и инструктажей работников мерам пожарной безопасности.

Для того, чтобы тушение пожаров должно быть организовано в кратчайшие сроки,  необходимо установить средства пожарной сигнализации и связи, обеспечить помещения ручными средствами пожаротушения, набором оборудования пожарных пунктов (пожарные топоры, ломы, ведра, ящики с песком и др.), противопожарным водоснабжением в соответствии с установленными нормами.

В заключение можно сказать, что в данной главе были рассмотрены вопросы экологии, охраны труда и техники безопасности при прокладке линии связи с применением оптического кабеля. Произведены расчеты крутизны траншеи для суглинка и расчет заземляющего устройства  усилительного пункта. Рассмотрены вопросы пожарной безопасности при эксплуатации ВОЛС.

Таким образом, целью данной главы являлась разработка мероприятий, направленных на безопасную работу с объектом проектирования. Выполнение этих мероприятий обеспечит нормальные безопасные для здоровья условия труда работников объекта.

  1.  
    Технико-экономическое обоснование

Использование волоконно-оптических кабелей и аппаратуры СЦИ позволяет увеличить количество каналов связи, их качество, значительно повысить уровень их защищенности от внешних помех, а также несанкционированного доступа к передаваемой информации. Гибкость управления такими сетями, возможность удаленного администрирования узлов, прозрачность к передаче практически любого трафика, делают СЦИ технологией номер один для магистральных сетей.

В данном разделе дипломного проекта рассматривается целесообразность проектирования магистральной линии связи Хабаровск-Владивосток с использованием аппаратуры синхронной цифровой иерархии (СЦИ), работающей на волоконно-оптическом кабеле. Будут рассчитаны общие приведенные показатели экономической эффективности капитальных вложений (капитальные затраты и эксплуатационные расходы); эффективность в данном случае определяется по минимуму приведенных затрат.

  1.  Расчет технико-экономических показателей проектируемой

магистрали

  1.  Расчет капитальных затрат

Капитальные затраты определяются по смете, исходя из объема продукции и стоимости единицы оборудования. Объем оборудования определяется в соответствии с его комплексом. В смете учитываются затраты на тару и упаковку оборудования, транспортные расходы, затраты на монтаж, измерение и настройку оборудования.

Капитальные затраты состоят из:

  •  затрат на станционные и линейные сооружения;
  •  затрат на прокладку кабеля;
  •  затрат на монтаж кабеля.

Капитальные   затраты   складываются   из   затрат   на линейные (таб.11.1), станционные (таб.11.2) и гражданские сооружения.

Капитальные затраты на линейные сооружения состоят из стоимости кабеля, монтажа и электрических измерений.

Таблица 11.1 Смета затрат на линейные сооружения при строительстве ВОЛС.

Наименование

показателей

Единицы

измерения

Кол-во

на всю

линию

Стоимость

единицы,

т. руб.

Сумма,

т. руб.

Кабель

ОКЛ-01-6-4-10/125-

0.36/0.22-3.5/18-1

км

734

43,0

31562

Защитная полиэтиленовая труба 32/3.0

км

734

20,3

14900,2

Запас

км

14,68

43,0

631,24

кабеля, 2%

Запас ЗПТ,

2%

км

14,68

20,3

289,0

Итого

47382,44

Строительство

ВОЛС, 35% от

стоимости

кабеля

16583,9

Всего по смете

63966,3

Затраты на гражданские сооружения определяем как 25% от стоимости ЛС:

т.руб.


Таблица 11.2. Смета затрат на станционные сооружения.

Наименование

показателей

Цена за единицу,      т. руб.

Кол-во

единиц,

шт.

Сумма,

тыс. руб.

Стойка ETSI

10,368

2

20,736

Мультиплексор

SDM-4L

315,28

2

630,56

Оптический кросс

(ODF)

8,640

2

17,280

Агрегатная

плата ASF

273,600

4

1094,4

(оптический интерфейс)

Трибутарная

плата TR

47,520

20

950,4

Оборудование

НРП и ОРП

325,65

12

3907,8

Итого

6621,176

Стоимость прочего неучтенного оборудования

(10% от стоимости учтенного)

662,1176

Итого

7283,294

Стоимость тары и упаковки (0,5% от общей стоимости)

36,416

Наценка Главснаба (0,5% от общей стоимости)

36,416

Транспортные расходы (3% от общей стоимости)

218,5

Итого

7574,624

Заготовительно-складские расходы

(1,2% от общей стоимости оборудования,с учетом

90,89

стоимости тары и транспортных расходов)

Стоимость монтажа и настройки оборудования

(30% от общей стоимости оборудования)

2185,0

Плановые накопления

(6% от стоимости монтажных работ и настройки)

131,099

Всего по смете

9981,61

Общие капитальные затраты:

К = Клин + Кобгс = 63966,3 + 9981,61 +15991,58= 89939,49 т. руб., (11.1)

  1.  Расчет численности производственных работников

Проектирование ведется между действующими оконечными пунктами, в которых обслуживающий персонал составлен согласно штатному расписанию.

Количество работающих в линейно-аппаратных залах, где установлено станционное оборудование, на АТС в Хабаровске и Владивостоке одинаково и составляет:

  •  1 инженер;
  •  2 старших электромеханика;
  •  4 электромеханика;
  •  2 электромонтера ЭПУ.

Кроме перечисленного персонала дополнительно для подмены во время отпуска в штат включается 8% от общего числа работников:

,

то есть по одному электромонтеру ЭПУ в каждый ЛАЗ.

  1.  Расчет численности работников кабельного участка

Численность работников М рассчитывается по формуле :

, (11.2)

где N – протяженность соединительной линии;

Н – норматив обслуживания в чел.-часах;

Ф – месячный фонд рабочего времени, 169 час.;

h – коэффициент, учитывающий резерв на отпуск, h = 1,08;

Таким образом:

 чел

Сверх штата определенного по нормативам устанавливаются должности начальника кабельного участка, старшего техника и старшего электромеханика.

Для обслуживания проектируемой ВОЛС электромонтеры должны иметь квалификацию кабельщик – сварщик 6-го разряда.

  1.  Определение годовых эксплуатационных расходов

Эксплуатационные расходы – это текущие расходы предприятия на производство продукции, связанные в основном с эксплуатацией оборудования связи.

Основными статьями эксплуатационных расходов являются:

  •  заработная плата производственного штата основной деятельности;
  •  отчисления на социальное страхование;
  •  материалы и запасные части;
  •  электроэнергия со стороны для производственных нужд;
  •  амортизационные отчисления;
  •  прочие производственные и транспортные расходы;
  •  административно-управленческие и оперативно-хозяйственные расходы.

Заработная плата производственного штата рассчитывается за год, исходя из требуемой численности работников и должностных окладов с учетом премиального фонда.

  •  основную зарплату;
  •  дополнительную зарплату (работа в праздничные, выходные дни и т.п.) в размере 20% от основной;
  •  премиальный фонд – 25% от основной.

Таблица 11.3. Зарплата обслуживающего персонала.

Наименование

Кол-во

Мес. оклад

Мес. оклад

должностей

на 1 чел.

на весь штат

т.руб.

т.руб.

Начальник участка

1

10,000

10,000

Инженер

2

7,500

15,000

Старший

электромеханик

6

5,000

30,000

Электромеханик

11

3,500

38,500

Электромонтер ЭПУ

6

3,000

18,000

Техник

1

3,300

3,300

Электромонтер

(кабельщик-сварщик

6-го разряда)

23

5,500

126,500

Итого:

50

241,300

Фдоп = 241,300 0,2 = 48,26 т.руб.;

Фпрем = 241,300 0,25 = 60,325 т.руб.

Фмес = Фосн + Фдоп + Фпрем = 349,885 т.руб.        

Фгод = 12 Фмес = 4 198,620 т.руб.

Отчисления на социальное страхование составляют 40% :

Фсоц = 4 198,620 0,4 = 1 679,448 т.руб.;

Тогда общие затраты будут равны:

Фобщ = Фгод + Фсоц = 5 878,068 т.руб., (11.3)        

  1.  Амортизационные отчисления

Амортизационные отчисления производятся исходя из первоначальной стоимости оборудования и норм отчислений:

  •  для гражданских сооружений – 1,2%;
  •  для линейных сооружений – 5,6%;
  •  для станционного оборудования – 4%.

Таким образом:

А = 63 966,3 0,056 + 9 981,61 0,04 + 15 991,58 0,012 = 4 173,276 т.руб.

  1.  Затраты на материалы и запчасти

Эти затраты включают в себя расходы на профилактические и ремонтные работы. Они рассчитываются укрупнено и составляют 10% от стоимости основного оборудования плюс неучтенного (табл.11.2).

Фмр = 7283,294 0,1 =  728,239 т.руб.

  1.  Затраты на электроэнергию

Фээ = b  P  L  8760 / n  k  1000,

где b – стоимость 1 кВт-часа = 0,64 руб.кВТ-ч;

Р – мощность, потребляемая обрудованием = 0,38 кВТ-ч;

L – кол-во мультиплексоров = 13;

n – КПД выпрямительных устройств = 0,7;

k – коэффициент концентрации нагрузок = 0,1;

Тогда:

Фээ = (0,64 0,38 13 8760) / (0,7 0,1 1000) = 395,652 руб.=

=0,396 т.руб.

  1.  Прочие административно-управленчиские расходы

Они включают командировочные, канцелярские, типографские, охрану труда, подготовку кадров и составляют 15% от общей суммы эксплуатационных расходов.

Фпр =  ((Фобщ  + А + Фмр + Фээ) 15%) / 85% =

= ((5 878,068 + 4 173,276 + 728,239 + 0,396) 15%) / 85% =

=1 902,349 т.руб., (11.4)

Таким образом годовые эксплуатационные расходы составят:

Э = Фобщ  + А + Фмр + Фээ + Фпр = 12 712,328 т.руб., (11.5)

Таблица 10.4 Эксплуатационные расходы.

Наименование

показателя

Расчетная

формула

Величина показателя,

тыс. рублей

Общие затраты

Фобщ = Фгод + Фсоц 

5 878,068

Амортизационные отчисления

А = 0,056Клин+ 0,04Коб +0,012 Кгс

4 173,276

Затраты на материалы и запчасти

Фмр = 0,1 К

728,239

Затраты на электроэнергию

Фээ = b  P  L  8760 / n  k  1000

0,396

Прочие административно-управленчиские расходы

Фпр =  

1 902,349

Годовые эксплуатационные расходы

Э = Фобщ  + А + Фмр + Фээ + Фпр

12 712,328

  1.  
    Расчет доходов от основной деятельности

Тарифные доходы при проектировании ВОЛС рассчитываются по формуле:

Д = Д1 + Д2 , (11.6)

где Д1 – доходы от аренды каналов (как правило, количество каналов, отданных под аренду составляет 8% от общего числа каналов, организуемых той или иной СП. В данном дипломном проекте четырехволоконный ОК на системе передачи SDM-4.

Д2 – доходы от сети общего пользования.

, (11.7)

Здесь N1 = 3900 0.08 = 312 – количество каналов сданных в аренду,

где 3900 – общее количество каналов, рассчитанное в п.2 данной работы.

Ц –  тариф за аренду канала в месяц.

Ц = 12500 руб. по данным РОСТЕЛЕКОМ

Д 1 = 312 12500 12 = 46800 т.руб.

Доходы от сети общего пользования рассчитаем по формуле:

, (11.8)

где N2 – 92% от общего количества каналов,

t – цена одной минуты разговора на линии,  t = 0,0349 руб.

l – протяженность линии, l = 734 км.

V – пропускная способность 1 канала, V= 65000 мин ∙ год.

             0,0349 734                        -5             

Д 2 = 3588     65000 10   =  1194860,69 руб. 1194,86 т.руб.

                    50

Тогда общий доход:

Д = 46800 + 1194,86 = 47994,86 т.руб.

  1.  
    Расчет экономической эффективности проектируемой            магистрали между городами Хабаровск и Владивосток

Для оценки экономической эффективности проектируемой магистрали найдем коэффициент экономической эффективности, по величине которого можно будет судить о целесообразности данного проекта.

1. Определим прибыль:

П = ДЭ =  47994,86  - 12 712,328 = 35282,532 т.руб., (11.9)

где Д – доходы в результате реализации услуг связи,

Э – эксплутационные расходы.

 

  1.  Коэффициент экономической эффективности:

       П       35282,532

Е =    =    = 0,39,  (11.10)

       К         89939,49

где К – общие капитальные затраты.

  1.  Срок окупаемости капитальных вложений:

          1           1

Т =    =      2,5 лет,  (11.11)

         Е          0,39

Таким образом, на основании полученных данных можно сделать вывод о том, что  проектирование магистральной линии связи Хабаровск-Владивосток является целесообразным и эффективным.

Заключение

В данном дипломном проекте рассматривалось проектирование магистрального  участка первичной сети Хабаровск – Владивосток с использованием аппаратуры СЦИ, представляющего  важную информационную, экономическую и общественно-политическую ценность. Необходимо учесть, что данный магистральный участок первичной сети позволит расширить спектр и возможности предоставляемых услуг связи, а также обеспечит доступ операторов к сетям и международным линиям связи.

В первом пункте производилось сравнение двух вариантов трассы прокладки кабеля и была выбрана оптимальная с точки зрения протяженности, сложности работ, удобства обслуживания – трасса, проходящая вдоль автомобильной магистрали, протяженностью 734 км.

Далее, исходя из количества жителей, которое составило в городе Хабаровске 611,2 тыс. человек, а во Владивостоке 647,3 тыс. человек,  было рассчитано число каналов ТЧ. С учетом двух двусторонних телевизионных каналов это число составило 3900 каналов, что соответствует 130 потокам Е1. На основе этого расчета было выбрано оборудование уровня STM-4, работающее на длине волны 1,55 мкм со скоростью передачи 622 Мбит/с, и кабель для прокладки в защитных полиэтиленовых трубах производства ЗАО “Пластком” марки РТТ 32/3,0.

В четвертом пункте был произведен конструктивный расчет кабеля ОКЛ-01-6-4-10/125-0.36/0.22-3.5/18-1 для сравнения с нормами на этот тип кабеля. Рассчитанный диаметр кабеля составил 12.3 мм, что вписывается в норму, которая составляет 11.0...15.0 мм.

Выполнен расчет важнейших передаточных характеристик (дисперсии, затухания и др.) оптического волокна фирмы Corning марки SMF-28, используемого в выбранном кабеле: затухание составило 0,278 дБ/км, дисперсия 17,4 пс/нм · км, критическая длина волны  нм.

Также была рассчитана длина регенерационного участка с учетом дисперсионных свойств ОВ и с учетом затухания, которая составила соответственно 229 км и 67 км. Таким образом, максимальная длина регенерационного участка в данном дипломном проекте ограничена затуханием и составляет 67 км.

Затем мы схематически изобразили размещение регенераторов на трассе.

В восьмом пункте рассмотрены принципы построения трактов ВОЛС.

В девятом пункте описана технология прокладки и монтажа оптического кабеля в защитных полиэтиленовых трубах, рассмотрены достоинства и недостатки этого метода.

Десятый пункт посвящен вопросам безопасности и экологии при прокладке ВОЛС. Здесь же мы рассчитали крутизну траншеи для суглинка и рассчитали заземление оборудования усилительного пункта. Уделено внимание вопросам безопасности при эксплуатации ВОЛС.  

В одиннадцатой главе был проведен расчет капитальных затрат и эксплуатационных расходов на создание магистрального участка, а также эффективности внедрения проектируемого участка. Коэффициент экономической эффективности составил 0,39, срок окупаемости линии связи около 2,5 лет.

На основании расчета был сделан вывод о том, что  проектирование магистральной линии связи Хабаровск – Владивосток является целесообразным и эффективным.

Список литературы.

  1.  Атлас автодорог России. РОСАВТОДОР, 2000 г.
  2.  Волоконно-оптические системы передачи и кабели: Справочник / И.И. Гроднев, А.Г. Мурадян, Р.М. Шарафудинов и др. – М.: Радио и связь, 1993.
  3.  Волоконно-оптическая техника: история, достижения, перспективы / Сборник статей под редакцией Дмитриева С.А., Слепова Н.Н. – М.: Издательство “Connect”, 2000.
  4.  Задания и методические указания к выполнению курсового проекта по курсу линии связи, 1997.
  5.  Иванов А.Б. Волоконная оптика: компоненты, системы передачи, измерения. – М.: Компания “Сайрус Системс”, 1999.
  6.  Федеральный закон “О связи” Министерства связи Российской федерации.
  7.  Федеральный закон. «О внесении изменений в Федеральный закон «О связи»» Министерства связи Российской федерации №8-Ф3 от 06.01.99г.
  8.  SYNCOM SDM-4. Общее описание. ECI TELECOM Ltd. 1996
  9.  Роль азиатской части России в развитии государства , “ЭиЖ Сибирь”, № 18 (132), октябрь 2000 года
  10.  http://www.partnerregions.org/ – сайт "Регионы-партнеры: Дальний Восток России - Западное побережье США"
  11.  www.transsib.ru – Транссибирская магистраль, Веб-энциклопедия
  12.  http://www.fegi.ru/PRIMORYE/index.htmПриморский край, региональный портал.
  13.  Строительство и техническая эксплуатация волоконно-оптических линий связи: Учебник для вузов/ В.А. Андреев, В.А. Бурдин, Б.В. Попов, А.И. Польников; Под ред. Б.В. Попова. – М.: Радио и связь, 1995.
  14.  www.plastcom.spb.ru – Продукция – Защитные полиэтиленовые трубы для линейных сооружений связи
  15.   http://www.soccom.ru/ - Самарская оптическая кабельная компания
  16.  Гроднев И.И., Верник С.И. Линии связи. – М.: Радио и связь, 1988.
  17.  Иоргачев Д.В., Бондаренко О.В. Волоконно-оптические кабели и линии связи. Москва. «Эко-Трендз». 2002.
  18.  Портнов Э.Л. Оптические кабели связи. Москва. «Горячая линия - Телеком». 2002.
  19.  Соколов С.А., Зубилевич А.Л. Современное оптическое волокно. Москва. МТУСИ. 2002.
  20.  Слепов Н.Н\ Современные технологии цифровых оптоволоконных сетей связи. Москва. «Радио и Связь». 2000.
  21.  Баева Н.Н., Гордиенко В.Н., Тверецкий М.С. Проектирование цифровых каналов передачи: Учебное пособие/МТУСИ. – М., 1996
  22.  Оптические системы передачи: Учебник для вузов / Под ред. В.И.Иванова. – М.:Радио и связь, 1994.
  23.  Продукты SYNCOM. Проспекты компании ЕСI Тelecom. Выставка Связь-Экспоком 2001.
  24.  Сколяров О.К. Современные волоконно-оптические системы передачи. «Солон – Р». 2001.
  25.  Алексеев Е.Б. Транспортные сети СЦИ. Проектирование, техническая эксплуатация и управление. Москва. 2001.
  26.  Алексеев Е.Б. Особенности технической эксплуатации ВОЛС и сетей цифровой иерархии. Москва. 1999.
  27.  Фотон-экспресс. Информационный бюллетень. №20, август, 2000 г.
  28.  Баклашов Н.И., Китаева Н.Ж., Терехова Б.Д. Охрана труда на предприятиях связи и охрана окружающей среды. – М.:Радио и связь, 1989. 
  29.  Правила техники безопасности при работе на кабельных линиях связи и проводного вещания. Москва «Недра». 1991.
  30.  П.А. Данин. Справочник по технике безопасности. М. 1984.
  31.  Правила пожарной безопасности в Российской Федерации. ППБ01-93.-М.:Инфра-М, 1999.
  32.  Методические указания по технико-экономическому обоснованию дипломных проектов для факультетов АЭС и МЭС / МТУСИ, - М., 1992г.


                                                                                             


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

81390. Понятие социальной работы. Цели и задачи социальной работы 34.11 KB
  Цели и задачи социальной работы. Задачи: социальное обслуживание попечительство и наставничество социальная адаптация и реабилитация надзор профилактика и предупреждение возникновения кризисных ситуаций в социальной сфере диагностика социальных проблем и коррекция процессов социализации проектирование и реализация социальных проектов Цель социальной работы – обеспечение достойных условий жизни человека которые являются необходимым фактором гармонизации отношений в обществе позволяющей ему раскрыть свои способности по деятельной...
81391. Социальная работа как социальный институт. Основные функции социальной работы 35.7 KB
  Социальную работу можно отнести к социальному институту т. ролей и статусов Возникла исторически В качестве функций социальной работы можно назвать: социальную диагностику это процесс исследования социального объекта явления путем распознавания и изучения причинноследственных связей отношений характеризующих его состояние и тенденции развития. социальную профилактику деятельность по предупреждению социальной проблемы социального отклонения или удержанию их на социально терпимом уровне посредством устранения или нейтрализации...
81392. Социальная помощь в России в доинституциональный период социальной работы 38.2 KB
  Что касается феодальной Древней Руси то законодательная база социальной защиты в этом обществе развивалась довольно медленно. При чем в эту эпоху уже имеет место дифференцированный адресный подход к клиентам социальной помощи: прокаженные и престарелые должны были быть устроены в богадельни а здравые питаться по дворам. и последующие реформы обозначили новые подходы в социальной политике самодержавного государства.
81393. Основные этапы институциализации социальной работы 37.22 KB
  На начальном этапе институты социальной работы решали лишь конкретные задачи текущего момента. Затем появляется необходимость передачи накопленного опыта решения конкретных задач и образуется потребность в оформлении первичных теоретических представлений на сложившуюся практику социальной работы. Таким образом сформировалось специфическое образовательное пространство и были заложены основы теоретических обобщений практики социальной работы.
81394. Принципы и методы социальной работы 34.07 KB
  Принципы и методы социальной работы как социального института можно обозначить как сложившиеся правовые и моральные обычаи традиции нормы взаимоотношений между объектами и субъектами социальной работы получившими отражение законодательное и практическое в управлении этим институтом общества. К числу принципов социальной работы относят: гуманизм альтруизма эмпатия сочувствие доверие дифференцированный подход посредничество соблюдение конфиденциальности в работе адресность Система методов социальной работы сложна и многообразна....
81395. Теоретико-категориальный аппарат социальной работы. Понятия «социальная помощь», «социальная защита», «социальная реабилитация», «социальные гарантии» 33.49 KB
  Теоретикокатегориальный аппарат социальной работы. Под социальной защитой можно понимать систему мероприятий осуществляемых обществом и его различными структурами по обеспечению гарантированных минимально достаточных условий жизни поддержанию жизнеобеспечения и деятельного существования человека. Социальная помощь система социальных мер в виде содействия поддержки и услуг оказываемых отдельным лицам или группам населения социальной службой для преодоления или смягчения жизненных трудностей поддержания их социального статуса и...
81396. Антидискриминационная направленность социальной работы. Эйджизм, сексизм и инвалидизм в современном обществе 39.68 KB
  С точки зрения феминистской теории сексизм это проявление патриархата то есть такого устройства общества при котором мужчины как социальная группа обладают властью над женщинами как социальной группой. Для оправдания идеологии сексизма как правило используются эссенциалистские утверждения объясняющие социальное неравенство мужчин и женщин их природными различиями. Исторически женщины были а в некоторых странах остаются ущемлены в гражданских правах по сравнению с мужчинами например лишены избирательных прав. Она может выражаться в...
81397. Явление стигматизации в современном обществе. Виды стигматизации. Приведите примеры проявления 39.99 KB
  В отличие от слова клеймение слово стигматизация может обозначать навешивания социальных ярлыков. В этом смысле стигматизация ассоциация какоголибо качества как правило отрицательного с конкретным человеком или группой людей хотя эта связь отсутствует или не доказана. Стигматизация является составной частью многих стереотипов. Виды социальной стигматизации можно классифицировать следующим образом: Культурная стигматизация социальные ярлыки укоренившиеся в культуре государства либо мировой культуре чукчи недогадливы.
81398. Виктимизация и криминализация как социальное явление 37.5 KB
  Виктимизация это процесс превращения человека в жертву преступления и результат этого процесса как в единичном так и в массовом порядке. Виктимизация Обстоятельства тормозящие нормальное развитие личности человека: Общество и его культура; Низкий уровень жизни; Безработица обычаи и традиции народа; Особенности семейного воспитания; Плохие экологические условия на месте проживания; Слабая социальная поддержка государства Все эти факторы могут превращать в жертву социализации. Виктимизация – процесс превращения человека в...