Курсовая работа: Проект волоконно-оптичної лінії зв’язку між пунктами Запоріжжя - Васильовка

Завдання на курсове проектування

Проект волоконно-оптичної лінії зв’язку між пунктами:

Запоріжжя - Васильовка

ЗМІСТ

Вступ.......................................................................................................................................... 3

Розділ 1. Коротка характеристика кінцевих пунктів................................. 6

Розділ 2. Вибір траси ВОЛЗ............................................................................................ 9

Розділ 3. Вибір передачі. марки та ємкості кабелю................................... 11

3.1. Розрахунок необхідної кількості каналів ТЧ..................................................................... 11

3.2. Вибір системи передачі....................................................................................................... 11

3.3. Технічні характеристики та структурна схема ВОСП..................................................... 12

3.4. Вибір марки і емності кабеля.............................................................................................. 14

3.5. Розрахунок необхідної кількості оптичного кабелю........................................................ 16

Розділ 4. Розрахунок основних параметрів ВС........................................... 17

4.1. Розрахунок параметрів ВС.................................................................................................. 17

4.2. Розрахунок дисперсії ВС..................................................................................................... 18

Розрахункова частина................................................................................................ 19

Розділ 5. Розрахунок довжини регенераційної ділянки......................... 25

5.1. Розрахунок довжини рагенераційної ділянки за часовими характеристиками......... 25

5.2. Розрахунок довжини регенераційної ділянки за енергетичними характеристиками. 26

Розділ 6. РОЗРАХУНОК ЗАХИСТУ ОК ВІД УДАРІВ БЛИСКАВКИ.......................... 29

Розділ 7. Питання монтажу і прокладки оптичного кабеля................ 31

7.1. Питання монтажу оптичного кабеля................................................................................. 31

7.2. Питання прокладки оптичного кабеля.............................................................................. 34

7.3. Фіксація траси на місцевості............................................................................................... 36

Розділ 8. Організація технічної експлуатації.................................................. 37

Розділ 9. Вимірювання параметрів лінійного тракту ВОЛЗ.................. 39

Розділ 10. Охорона праці і техніка безпеки..................................................... 40

Розділ 11. Кошторисно-фінансовий розрахунок........................................ 42

Висновок............................................................................................................................... 45

література ............................................................................................................................. 45

ВСТУП

Останнє десятиліття ознаменувалося в усьому світі бурхливим упровадженням на мережах зв'язку волоконно - оптичних систем передачі. Велика пропускна здатність, велика довжина регенераційних ділянок, нечутливість до електромагнітних впливів, великі будівельні довжини, велика широкополосність, відсутність необхідності застосування кольорових металів -і основні достоїнства волоконно - оптичних ліній зв'язку (ВОЛС), що визначили високі темпи упровадження ВОЛС і ставлять їх у ряд найбільш перспективних засобів зв'язку.

Перед галуззю зв'язок на магістральній мережі коштують наступні задачі: будівництво нових міжміських ліній, збільшення числа каналів на існуючих мережах, поліпшення якості переданих повідомлень, надання нових видів послуг.

В даний час оптичні системи і кабелі зв'язку вийшли зі стадії лабораторних досвідів і вступили в стадію практичного застосування. У першу чергу вони використовуються для пристрою сполучних ліній між АТС у великих містах і в пригородах. Застосовуються вони також для передачі широкополосної інформації (телебачення, передача даних, відеотелефон) по місцевих мережах зв'язку. Широкий розвиток здобувають оптичні кабельні системи зв'язку на магістральній і зоновій мережі.

Поява широкополосних волоконно-оптичних трактів, зниження вартості одного канало - кілометра зв'язку привело до збільшення ємності пучків зв'язку і значному розширенню видів послуг.

Розробляються раціональні шляхи рішення задач, що коштують перед галуззю зв'язок по проблемі ВОЛС. Шляху рішення задач ВОЛС: використання ЦСП і ВОСП на нових лініях; реконструкція існуючих ліній з АСП па ЦСП; використання пакетної комутації; побудова мереж із синхронною ієрархією; використання одномодових оптичних кабелів.

Збільшення кількості ліній зв'язку приводить до збільшення обсягів технічного обслуговування й підвищенню накладних витрат. Таке положення приводить до вибору закуповувати більше устаткування чи впроваджувати більш ефективне устаткування з великими можливостями. Таким устаткуванням для волоконно - оптичної мережі зв'язку є устаткування відповідне синхронної цифрової ієрархії (SDН). Концепція SDN дозволяє оптимальним образом сполучити процеси високоякісної передачі цифрової інформації з процесами автоматизованого керування, уведення-висновку, контролю й обслуговування мережі в рамках єдиної системи. У перспективі на мережах очікується введення асинхронного режиму перетворення (АТМ) сигналивши. АТМ об'єднає воєдино переваги мереж пакетної комутації і високошвидкісних технологій передачі при збереженні необхідної якості зв'язку.

Концепція розвитку ВОСП на мережах зв'язку органічно зв'язана з концепціями розвитку цифрових систем передачі і кабельних ліній; передбачаються поступове здійснення цифровизації мереж і заміни кабелів з металевими жилами на волоконно - оптичні кабелі (ВОК) з одномодовими волокнами. Ріст пропускний здатність ВОСП може бути забезпечений шляхом збільшення швидкості переданих сигналів, спектрального поділу оптичних каналів і збільшення числа ОВ у кабелі.

При проектуванні ВОСП великої довжини доцільно орієнтуватися на величину швидкості передачі і число ОВ у кабелі вище тих, котрі забезпечують проектну пропускну здатність лінії. Це дозволить підвищити надійність експлуатації ВОСП і забезпечить резерв для можливого збільшення пропускної здатності системи з мінімальними капітальними витратами.

Особлива увага в нас і за рубежем приділяється створенню і впровадженню одномодових систем передачі по оптичних кабелях, що розглядаються як найбільш перспективний напрямок розвитку техніки зв'язку. Достоїнством одномодових систем передачі є можливість передачі великого потоку інформації на необхідні відстані при великих довжинах регенераційних ділянок.

Метою даного курсового проекту є проектування внутрізонової волоконно - оптичної лінії зв'язку між містами Лубни і Миргород Полтавської області.

На нинішній час у телефонній мережі Полтавської області функціонують 640 АТС, з них 548 – у сільській місцевості. Загальна ємність мережі – понад 280 тис. номерів, задіяна складає 92%. Щільність телефонів у межах області на 100 жителів – 17,7, а на 100 родин -і 41,3. В області розвиваються і сучасні системи зв'язку. Полтавська філія СП "Український мобільний зв'язок" обслуговує понад 2 тис. абонентів. На АТС сільській телефонній мережі встановлюється апаратура автоматичного визначення номера. Зараз уже більш як половина СТС (62,4%) освітлено цією апаратурою, що дозволять абонентам сільської місцевості користатися міжміським і міжнародним зв'язком.

1. Коротка характеристика кінцевих пунктів.

ГЕОГРАФІЧНЕ ПОЛОЖЕННЯ

Територія - 27,2 тис.кв.км.

Населення - 2 млн 59 тис.чоловік

Запорізька область розташована у південно-східній частині України. Стратегічне положення області підкреслює рівновіддаленість від європейських та азіатських ринків. ЇЇ територія становить 4,5% території України. Протяжність із півночі на південь досягає 208 км, а зі сходу на захід - 235. По території області протікає третя за величиною річка в Європі - Дніпро, яка є важливою транспортною артерією. Для області характерний рівнинний ландшафт.

У Запорізькій області мешкає понад 4% населення України, в якому міське населення - 1574,6 тис.чол., сільське - 484 тис.чол. В адміністративно-територіальному відношенні область включає 20 районів, 5 міст обласного і 9 районного підпорядкування, 23 селища міського типу та 920 сіл.

Запорізька область високо урбанізована. Понад 75% населення складають мешканці міст, при цьму у трьох найбільших містах - Запоріжжі, Мелітополі і Бердянську мешкає 57% всього населення області. Останнім часом спостерігається незначний перерозподіл трудових ресурсів.

Кліматичні умови максимально сприяють розвитку сільського господарства, рекреації, розвитку курортного відпочинку та туризму.

ПРОМИСЛОВІСТЬ

Обсяг виробництва промислової продукції в області ( у діючих цінах) складає 8,2% від загального виробництва по Україні. Запорізька область є вагомим виробником електроенергії, високоякісних сталей, феросплавів, кольорових металів, абразивної та кабельної продукції, силових трансформаторів, різноманітного устаткування, обладнання та машин, у тому числі сільськогосподарських, а також легкових автомобілів.

Серед галузей найбільшу питому вагу у загальному обсязі промислового виробництва складають підприємства важкої індустрії - електроенергетики і металургійного комплексу (76%), машинобудування і металообробки (13%), харчової та переробної промисловості (7%). Частка інших галузей, у тому числі хімічної і нафтохімічної, легкої, скляної промисловості складає 4%.

Можна назвати десятки розробок, які за своїм рівнем випереджають зарубіжні аналоги. Наприклад, турбовинтовий двигун для літака АН-140, двигун сучасного вітчизняного комбайну "Лан", гідролокаційна система виявлення екологічно небезпечних технічних об'єктів та ін. У 1997 році підприємствами області впроваджено 206 нових технологічних процесів, з яких 71 - маловідходна, ресурсозберігаюча та безвідходна технологія. Освоєно виробництво 313 нових видів продукції, у тому числі 54 види машин, устаткування, апаратів та приладів, і 239 -матеріалів та інших виробів.

Кількість підприємств в області - 346. Понад 25% усієї електроенергії в Україні виробляється в Запорізькій області. Основним виробником є Запорізька атомна електростанція. Металургійний комплекс області представлений підприємствами чорної та кольорової металургії, у тому числі ВАТ: "Запоріжсталь", "Дніпроспецсталь", "Запорізький завод феросплавів", "Запоріжкокс", "Запорізький алюмінієвий комбінат", "Укрграфіт", Запорізький титано-магнієвий комбінат.

ТРАНСПОРТНО-КОМУНІКАЦІЙНА ІНФРАСТРУКТУРА

Область має всі види транспортних зв’язків: автомобільний, залізничний, повітряний, водний. Бердянський морський торговий порт, Запорізький річковий порт, міжнародний аеропорт "Запоріжжя" - найбільш значні транспортні підприємства області. В області розвинуті усі види зв'язку. Регіон має розгалужену телефонну мережу. Активно розвиваються системи мобільного та пейджерного зв'язку. Є декілька серверів електронної пошти. Доступна система Інтернет в режимі On-line. В області існує розвинена мережа установ торгівлі, громадського харчування та побутового обслуговування населення.

СІЛЬСЬКЕ ГОСПОДАРСТВО

Обсяг валової продукції сільського господарства у 1996 році склав 3,2% загального обсягу виробництва в Україні. Площа сільгоспугідь області складає 2240,7 тис.га, або 5,4 % угідь країни, у тому числі ріллі - 1903,6 тис.га, зрошувальних земель - 263,4 тис.га. У галузевий структурі сільськогосподарського виробництва рослинництво складає 49,6 %, тваринництво - 50,4 %. Головна товарна продукція - зерно, насіння соняшнику. Південні райони спеціалізовані на садівництві. Розвинуте продуктивне тваринництво, свинарство і птахівництво. З 395 сільгосппідприємств області розпайовано 321 на площі 1,37 млн га сільгоспугідь.

В області зареєстровано 1878 фермерських господарств, в розпорядженні яких знаходиться 70,9 тис.га сільгоспугідь, у тому числі 67,2 тис.га ріллі.

ЗОВНІШНЬОЕКОНОМІЧНІ ЗВ’ЯЗКИ

Серед факторів інвестиційної привабливості регіону особливе місце належить високому рівню освіти населення. Вищу освіту має 15% населення віком від 25 до 64 років, а середню - 78%, що значно вище показників багатьох розвинутих країн Європи. Цей високий показник зумовлений великою потребою високотехнологічних промислових підприємств області у кваліфікованих фахівцях.

Обсяг прямих іноземних інвестицій в економіку області за станом на 1січня 1998 складає 48,5 млн дол. США з 41 країни світу, крім того, у вигляді кредитних коштів - близько 100 млн дол. США.

Серед підприємств з іноземним капіталом найбільш успішно працюють ЗАТ "Івеко Мотор-Січ", співзасновником якого є італійська компанія "IVECO" (обсяг іноземних інвестицій становить 3,4 млн дол. США), ВАТ "Пиво-безалкогольний комбінат "Славутич", інвестиції в яке здійснила шведська компанія 'Болтік Беверщжіс Холдінг АБ" (10,0 млн дол. США), ЗАТ "Дніпрорудненський залізорудний комбінат", кошти в яке інвестовані словацькою компанією "MINERFIN a.s." (17,9 млн дол. США).

Розділ 2. Вибір траси ВОЛЗ

Проведемо аналіз існуючих автодоріг між пунктами Запоріжжя - Василівка по атласу автомобільних доріг України.

Візьмемо три можливі варіанти траси і проведемо їхнє порівняння, виберемо найбільше доцільний і економічний варіант.

Дані для порівняння можливих варіантів траси ВОЛС зводимо в таку таблицю

Таблиця 1.

Вибираємо трасу з урахуванням мінімізації обсягу робіт, з урахуванням можливості застосування механізмів при будівництві, з урахуванням джерел блукаючих токів і ліній електропередач. У заміській частині траса повинна проходити паралельно шосейним і ґрунтовим дорогам, мати мінімум перетинів з ріками, водоймами, шосейними і залізничними дорогами.

На підставі порівняння варіантів, я вибираю 1 варіант траси (Запоріжжя – Степногірськ – Василівка), як найбільше підхожий і приймаю його за проектний.

Другий варіант (Запоріжжя – Нижня Хортиця – Розумівка - Біленьке – Василівка) 60% довжини

всієї траси проходить по ріках, водоймах, 40% по місцевості, придатних умовах для прокладки кабелю без застосування допоміжної техніки. (Мал2.1. )

Мал 2.1.

- Траса № 1.

- Траса №2.

Розділ 3. Вибір передачі, марки та ємності кабелю

3.1. Розрахунок необхідної кількості каналів ТЧ .

Дані відповідності різних каналів каналам тональної частоти приведемо у вигляді таблиці.

Таблиця 3.1

Розрахуємо необхідну кількість КТЧ для передачі, результати зведемо в таблицю.

Таблиця 3.2

3.2. Вибір системи передачі

Необхідна кількість КТЧ можна організувати, застосовуючи різного типу апаратуру. При застосуванні аналогової апаратури ущільнення типу К-300 (система передачі однополосна, однокабельна), що призначена для роботи з малогабаритному коаксіальному кабелю МКТП-4, організувавши два 300 - канальних лінійних тракти, можна одержати 600 КТЧ. Цифрова система передачі ІКМ-480 у порівнянні з АСП, при використанні того ж типу кабелю і тієї ж кількості необслуговуємих пунктів, має високу завадостійкість, і дальність практично не впливає на якість зв'язку, так само ЦСП має високу стабільність електричних параметрів, високу ефективність використання каналів для передачі сигналів дискретної інформації, високі експлуатаційні і технічні показники. Цифрова система передачі ІКМ-480 по числу КТЧ цілком задовольняє усім вимогам, але доцільніше застосувати ВОСП тому що тут довжини регенераційних ділянок значно більше, ніж у ІКМ-480. Тому потребує меншу кількість НРП, а значить вартість лінійних споруджень буде нижче. Для організації заданої кількості КТЧ застосуємо апаратуру ВОСП Сопка-3М, яка працює по одномодовому волокну, та здатну організувати 480 каналів між двома кінцевими пунктами. Буде потрібно по одному комплекті даної апаратури в кожному ОП.

Приведемо характеристики волоконно-оптичних систем передачі у вигляді таблиці

Таблиця 3.3

Сопка-3м працює на довжині хвилі L= 1,55 і 1,3мкм. Довжина хвилі 1,55мкм володіє самим малим загасанням. Використання Сопка-3м дозволяє знизити кількість НРП, а в нашому конкретному випадку обійтися без таких.

Комплект апаратури ВОСП Сопка-3м забезпечує можливість незалежного і роздільного введення трактів системи передачі в міру необхідності нарощування магістральних і внутрішньозонових кабельних ліній зв'язку. В устаткуванні ВОСП, установлюваному як у 0П, передбачені стаціонарні типові цифрові стійки, що дозволяє при необхідності; здійснити виділення цифрових чи потоків окремих каналів у транзитних пунктах. У комплексі апаратури системи передач використовується типове цифрове каналоутворююче устаткування.

3.3 Технічні характеристики і структурна схема ВОСП

Структурна схема устаткування волоконно-оптичної системи передачі Сопка-3м приведена на мал. 3.1. Комплекс устаткування лінійного тракту ВОСП Сопка-3м складається з двох кінцевих станцій, розташовуваних у пунктах, що обслуговуються, вже існуючих ЛАЦ міст Лубни і Миргород. Устаткування пункту, що обслуговується, містить у собі:

1) стійку устаткування лінійного тракту оптичну - СОЛТ-З-0 із вхідними

у неї ЗИП пристроєм стику станційних і лінійних кабелів (УССЛК);

2) стійку телемеханіки і службового зв'язку - СТМСС;

3) стійку дистанційного харчування - СДП-0;

Устаткування регенераційного необслуговуємого пункту, містить у собі:

1) контейнер для розміщення апаратури регенераційного пункту НРПГ-3;

2) апаратуру регенераційного пункту АНРП-3 для встановлення в контейнерах;

3) стійку регенераційного необслуговуємого пункту СНРП, для встановлення в пунктах, що мають гарантоване живлення.

Мал.3.1

Стійка устаткування лінійного тракту СОЛТ-З-0 призначена для організації на кінцевих і проміжних пунктах передачі, що обслуговуються, і прийому по одномодовому ВОК цифрових потоків зі швидкістю 34,368 Мбіт/с на довжинах хвиль 1,3 чи 1,55 мкм і сполучення устаткування лінійного тракту з устаткуванням третинного групоутворення зі стандартними цифровими стиками третього порядку. Варіанти виконання СОЛТ-З-0 приведені в Таблиці 3.4.

Модифікація стійки СОЛТ-3-0

Таблиця 3.4

Стійка розрахована на роботу з устаткуванням логічного часового групоутворення, телемеханіки і службового зв'язку. Принцип роботи устаткування ЛТ полягає в наступному:

Трьохрівневий стиковий сигнал у коді НDВ-3 по станційному кабелі від станційного устаткування надходить на перетворювач коду прийому (Пкпр) і перетвориться в сигнал формату NRZ. Далі сигнал у коді NRZ надходить на вхід плати пристрою, що кодує, і перетвориться в код 2В4В зі швидкістю 68,736 Мбіт/с. Потім сигнал надходить на плату об'єднання і роз'єднання сигналів, де поєднується із сигналом додаткової інформації. Об'єднаний сигнал у коді 2В4В надходить на плату передачі, де перетвориться в оптичний сигнал для передачі його в лінію.

У напрямку прийому оптичний сигнал надходить на плату прийому (Ппр), де детектується і подається на плату прийому й об'єднання сигналу (ПОРС) там він розділяється на інформаційний і додатковий сигнал. На платі декодувального пристрою (ПРУ) інформаційний сигнал перетвориться з коду 2В4В в код NRZ. Плата перетворювача коду передачі (ПКП) перетворить сигнал NRZ у коді HDB3 для передачі його до апаратури групоутворення. Установка відповідних перемичок у складеному дільнику плати ПКП забезпечує спільну роботу з різними типами стиків.

При відсутності стикового сигналу станційного обладнання на виході Пкпр формується сигнал індикації аварійного стану (СИАС) для оповіщення ПОРП і протилежного ОП лінії. У прийомному устаткуванні СИАС формується на виході ПКП у бік станційного устаткування при аварійному коефіцієнті помилок лінійного сигналу.

В апаратурі передбачені сервісні підсистеми дільничного службового зв'язку, постанційного службового зв'язку і телемеханіки, організована передача додаткового основного цифрового каналу (ОЦК) з можливістю його виділення на будь-якому ОП, ОРП чи НРП. Невелика кількість проміжних пунктів дозволяє за допомогою устаткування телеконтролю зібрати на ОП інформацію про стан устаткування ОРП і НРП. Телеконтроль лінії може здійснюватися з ОП, а ОРП можуть бути переведені в підлоги режим, що обслуговується.

Апаратура телемеханіки складається з устаткування, установлюваного на пунктах лінії, що обслуговуються, передачі - стійок телемеханіки СТМСС і блоків телемеханіки БТМСС, встановлюваних у НРП. Устаткування телемеханіки призначене для проведення автоматичного контролю за станом апаратури лінійних трактів двох систем передачі (чотирьох оптичних волокон), а також кінцевих пунктів (ОП) комплексу ВОСП.

Для організації з ОП і НРП дистанційного живлення устаткування НРП постійним стабілізованим струмом призначена стійка дистанційного живлення (СДП), уніфікована для устаткування ВОСП-480М (СОПКА-3М).

Технічні дані ВОСП Сопка-3М.

3.4 Вибір марки і ємності кабелю.

Одномодові оптичні кабелі марок ОКЛ-01, ОКЛ-02, ОКЛС-01, ОКЛС-ОЗ, ОКЛК-01, ОКЛБ-О1, ОКЛАК-01 призначені для прокладки в кабельній каналізації, трубах, блоках, колекторах, по мостах і в шахтах, ґрунтах усіх категорій ручним і механізованим способами й експлуатації на внутрішньозонових і магістральних лініях зв'язку.

Кабелі мають наступну конструкцію:

ОКЛ-01 - має ЦСЕ зі склопластикового стрижня, навколо якого убудовані ОМ з одномодовими 0В, заповнені гідрофобним заповнювачем, поверх сердечника накладена поліетиленова захисна оболонка.

ОКЛ-02 - тієї ж конструкції, але з ЦСЕ зі сталевого тросу.

ОКЛБ-01 має ЦСЕ зі склопластикового стержня, навколо якого скручені ОМ. Поверх сердечника накладена проміжна поліетиленова оболонка, броня зі сталевих стрічок і захисна поліетиленова оболонка.

ОКЛАК-01 - має ЦСЕ зі склопластикового стержня, навколо якого скручені ОМ. Поверх сердечника накладена проміжна поліетиленова оболонка, алюмінієва зварена оболонка, оболонка з поліетилену, броня зі сталевих дротів і поліетиленова захисна оболонка (для прокладки через судноплавні ріки і болота глибиною більш 2м).

ОКЛС-03 - має профільований сердечник, армований склопластиковий стержень. У пази якого покладені одномодові 0В. Вільний простір заповнюється гідрофобним заповнювачем. Поверх сердечника покладені поліетиленова проміжна оболонка, броня зі склопластикових стержнів і захисна поліетиленова оболонка.

ОКЛК-03 – тієї ж конструкції, але з бронею зі сталевих дротів.

Характеристики кабелів марок ОКЛ.

Таблиця 3.5

У нашому випадку регенераційні пункти встановлювати не потрібно, значить вибираємо кабель, що не має жил дистанційного живлення.

Таким чином для даної мережі виберемо кабель типу ОКЛБ-01-0,3/2,0-4.

Цей кабель працює на довжині хвилі 1,55 мкм, має мінімальне загасання; для прокладки кабелю в ґрунт судноплавні і сплавні ріки потрібно броньований кабель.

У системі передачі використовується два оптичних волокна: одне на передачу, інше на прийом. Тому що для організації 466 каналів буде потрібно одна система передачі Сопка-3м, тобто, в даному випадку потрібно два оптичних волокна. З урахуванням цього в даному курсовому проекті використовується кабель, що має чотири оптичних волокна, Конструкція кабелю показана на малюнку 3.2.

Мал.3.2

1. Оптичне волокно
2. Оболонка оптичного модуля
3. Захисна оболонка силового елементу
4. Гідрофобний заповнювач
5. Кордель
6. Броня із сталевих стрічок
7. Скріплююча оболонка
8. Алюмінієва зварна оболонка
9. Проміжна ПВХ оболонка
10. Проміжна поліетиленова оболонка
11. Броня із сталевих дротів

3.5. Розрахунок необхідної кількості ОК.

Розраховуємо необхідну кількість ОК для прокладки по трасі ВОЛС з урахуванням запасів. Запаси на прокладку в ґрунт - 2%, на прокладку в кабельній каналізації 5,7%, на прокладку через водяні перешкоди 14%. Введення кабелю виконують в пунктах: Запоріжжі - 6,7км; Василівці – 2,7км.

Необхідна кількість оптичного кабелю визначається:

N=(45·1,02)+(9,4·1,057)+(0,3·1,14)= 56,2 (км)

По результаті розрахунку видно, що між пунктами Запоріжжя і Василівка необхідно прокласти 56,2 км оптичного кабелю ОКЛБ-01 -0,3/2,0-4.

4. Розрахунок основних параметрів ВС.

4.1. Розрахунок параметрів ВС.

1. Виберемо склад скла, що буде використовуватися в якості матеріалу сердцевини й оболонки. Для оболонки візьмемо 100% SiO2. Окис германію, фосфору підвищує показник переломлення; а окису бора, фтору знижують його. Враховуючи цю властивість, як матеріал серцевини виберемо скло з добавками германія -3,1% Ge₂ , 96,9% Si₂ , а як матеріал оболонки виберемо чистий кварц - 100% SiO₂ .

Для обраних складів стекол визначимо коефіцієнти Селмейера по літературі [1]. Коефіцієнти Селмейера представимо у вигляді таблиці 4.1.

Коефіцієнти ряду Селмейера для матеріалів оболонки і серцевини

Таблиця 4.1.

1. Параметри, що розраховуємо для скла:

Показник заломлення n1 і n2 на робочії довжині хвилі;

Розраховуємо груповий показник заломлення N;

Числову апертуру NA;

-Коефіціент питомої матеріальної дисперсії М;

Відносну різницю показника заломлення ∆;

Похідну ∆ по довжині хвилі d∆ /dλ .

Для одномодового ОК вибираємо східчастий ППП (Мал.4.1.)

n

n1

n2

r (n)

Мал.4.1.

Важливим параметром, що визначає режим роботи ВС, є нормована частота V . Для того, щоб виконувався режим одномодової роботи ВС, необхідно виконання умови: V<2,405 . Якщо режим одномодової роботи не виконується, вибираємо інший склад скла, щоб знизилося процентне співвідношення домішок (окису германія).Числова апертура зменшиться і зменшиться V . Якщо усе ж не вдалося зменшити нормовану частоту до потрібного значення, то зменшуємо радіус сердцевини волокна (а ). Для одномодового волокна а=4,25 мкм . Якщо різниця n1-n2 дуже мала, то збільшаться втрати на мікрозгинах ВС.

Розрахунки і результати приведені в розрахунковій частині.

4.2. Розрахунок дисперсії ВС.

У одномодових ВС поширюється тільки одна мода НЕ₁₁ и σ = σ_ВН , тобто уширення імпульсу визначається дисперсією матеріалу, профільною і хвилеводною дисперсією. Розрахунки і результати приведені в розрахунковій частині.

5. РОЗРАХУНОК ДОВЖИНИ РЕГЕНЕРАЦІЙНОЇ ДІЛЯНКИ ВОЛС

5.1. Розрахунок довжини регенераційної ділянки ВОЛС по тимчасових характеристиках

Обмеження довжини регенераційної ділянки (РУ) по тимчасових характеристиках визначається наявністю дисперсії у ВР. При збільшенні швидкості передачі в оптичному лінійному тракті при фіксованій дисперсії настає момент, коли передані імпульси в оптичному лінійному тракті можуть перекриватися, тобто швидкість передачі обмежена. У курсовому проекті швидкість передачі сигналу для обраної системи Сопка-3м дорівнює 68,736 Мбіт/с. Обмеження довжини РУ для конкретних наявних ВОЛС відбувається через дві категорії факторів:

1) перекручування форми імпульсів цифрових сигналів, переданих по ВОЛС, за рахунок не ідеальності тимчасових характеристик лінійного тракту;

2) загасання сигналів, характеризуємих енергетичними характеристиками лінійного тракту.

При проходженні імпульсів світла по оптичному світловодному тракті змінюється не тільки його амплітуда, але і форма, тобто імпульс підширюється. Це означає, що тривалість його за рівнем половинної амплітуди на виході тракту t_вх більше, ніж на вході – t_вых .

Припустима швидкість передачі імпульсів визначається середньоквадратичним розширеному імпульсу у ВР:

де, f (t) - функція описуюча форму імпульсу і нормалізована так, щоб

s= s₁ L

Аналіз впливу уширення імпульсів у лінійному тракті ВОЛС показав, що їм можна зневажити практично для усіх форм використовуваних для передачі імпульсів, якщо виконується умова:

У≤0,25/ s

Остаточно максимальна довжина РУ обчислюється по формулі:

≤0,25/( s₁ В )

5.2 Розрахунок довжини регенераційної ділянки по енергетичним характеристикам

Мінімально припустимий сигнал на вході фотоприймача визначається припустимим коефіцієнтом помилок (К_ош = 10^-9 ).

У передавальній частині ВОЛС використовується лазерне джерело випромінювання, що володіє такою паспортною характеристикою, як вихідна потужність випромінювання. Так само ВОЛС має паспортну характеристику називаною енергетичним потенціалом системи зв'язку.

П =10lg(P_пер /Р_{min np} )

Розрахунок довжини регенераційної ділянки по енергетичних характеристик здійснюється по наступній формулі:

де Р_зап - експлуатаційний запас системи зв'язку, Р_зап = 6 Дб ;

a _g - втрати в оптичному рознімному з'єднанні, a _g = 1 дБ/з'єднання;

a - втрати в оптичному кабелі, а = 0,3 дБ/км (паспортні дані кабелі для довжини хвилі 1,55 мкм);

a _р - загасання в нероз'ємному з'єднанні, для обраного одномодового волокна виберемо (a_р = 0,1 дБ/з'єднання;

l_c - будівельна довжина кабелю, l_c =1,84 км; П - енергетичний потенціал системи, П = 36 дБ.

Підставляючи приведені значення у формулу для розрахунки максимальної довжини РУ, маємо:

Довжина регенераційної ділянки не може бути менше визначеної довжини у виді того, що більший рівень сигналу на вході приймача системи передачі є не припустимим, тому що приведе до перекручувань і порушення режиму роботи приймача. У випадку, якщо довжина лінія зв'язку менше мінімально припустимої довжини необхідно встановлювати оптичні атенюатори. Мінімально припустима довжина РУ визначається з вираження:

де Р_АРУ -- динамічний діапазон автоматичного регулювання рівня, Р_АРУ =20дБ.

При виборі довжини РУ порівняємо довжину РУ, розраховану по тимчасових характеристиках, з довжиною РУ, розрахованої по енергетичних характеристиках, і виберемо мінімальну:

L_p1 =170 км > L_p2 =79 км.

У такий спосіб припустима довжина РУ: L_{p max} =79 км. Визначимо залежність максимальної довжини РУ від втрат у нероз'ємних з'єднаннях при різних будівельних довжинах (1 км, 1,84 км і 2,4 км). Результати розрахунків представлені в таблиці 5.1.

Залежність максимальної довжини РУ від втрат у нероз'ємних з'єднаннях при різних будівельних довжинах

Таблиця 5.1.

Графіки залежностей f (a _р) при різних будівельних довжинах представлені на малюнку 5.1.

Визначимо залежність довжини регенераційної ділянки від загасання в кабелі при l_с =1,84 км при різних a _р (0,05;ОЛ;0,15 дБ). Результати розрахунків представлені у виді таблиці 5.2. Графіки залежностей L_{p max} =f (a ) при різних a _р представлені на малюнку 5.2.

Залежність максимальної довжини РУ від втрат в оптичному кабелі при l_с =1,84 при різних втратах у нероз'ємних з'єднаннях

Таблица 5.2.

Визначимо залежність максимальної довжини РУ від будівельної довжини кабелю при a _р 0,1 дБ при різних значеннях загасання кабелю a ( 0,1;0,2;0,3 дБ/км). Результати розрахунків представлені в таблиці 5.3

Залежність максимальної довжини РУ від будівельної довжини кабелю при a _р =0,1 дБ при різних значеннях загасання кабелю

Таблица5.3.

Графіки залежностей L_{p max} f (l_с ) при різних значеннях загасання кабелю при a _р = 0,1 дБ представлені на малюнку 5.3.

Проаналізувавши графіки, можна зробити висновок, що довжина РУ зменшується при збільшенні a _р і a , і збільшується при збільшенні будівельної довжини кабелю.

За результатами графічних побудов можна зробити висновок про те, що для досягнення L_{pу max} потрібно використовувати наступні параметри лінійного тракту: l_с =2,4 км, a = 0,1 дБ/км, a _р = 0,05. Для досягнення максимальної довжини регенераційної ділянки, з урахуванням паспортної величини загасання для використовуваного кабелю a = 0,3 дБ/км і паспортна величини максимальні довжини РУ для системи передачі Сопка-3м, потрібні наступні параметри лінійного тракту: a = 0,3 дБ/км, a _р =0,15 дБ, l_с = 1,84 км.

З огляду на викладені розрахунки підрозділів 5.1 і 5.2 робимо висновок:

Так, як відстань між містами Запоріжжя -Василівка складає 45 км, що менше максимально припустимої довжини регенераційної ділянки для даної СП, то на проектованій ВОЛС НРП не потрібні.

6. РОЗРАХУНОК ЗАХИСТУ ОК ВІД УДАРІВ БЛИСКАВКИ

При складанні вимог на придбання кабелю вітчизняних чи заводів іноземних фірм висунуто вимогу на кабель здатний витримати струм блискавки величиною 95 кА. Такий кабель не має потребу в захисті від ударів блискавки. Однак так, як немає гарантій, що вимоги про постачання кабелю здатного витримати струм розтікання не менш 95 кА буде виконано, то проектом передбачається захист кабелю від ударів блискавки за допомогою троса ПС-70 на ділянках зближення ВОЛС з опорами, окремими деревами лісопосадки й ін. Якщо постачальник кабелю гарантує постачання кабелю здатного витримати струм розтікання блискавки більш 95 кА, то передбачені проектом заходу для захисту від ударів блискавки виконувати не буде потрібно.

Відповідно до технічних умов оптичні кабелі типу ОКЛБ - 01 містять армуючий елемент типу сталевих стрічок, поверх якого накладається зовнішня поліетиленова оболонка. Отже, оптичні кабелі типу ОКЛБ - 01 можуть ушкоджуватися ударами блискавки.

В основу методу розрахунку ймовірного числа ушкоджень ударами блискавки покладений метод, рекомендований МККТТ для прогнозування пошкоджуваності кабелів із зовнішнім ізолюючим покриттям.

Для ОК зонової мережі припустиме число небезпечних ударів на 100 км траси в рік складає 0,5. Тоді в перерахуванні на задану довжину траси ця величина складе:

n =0,5 · 45/ 100=0,225

Ймовірне число ушкоджень оптичних кабелів типу ОКЛБ-01 з металевими елементами і зовнішнім ізолюючим шлангом, прокладених на відкритій місцевості (на 100 км довжини кабелю в рік), знаходиться по графіках, приведеним у літературі [1] на мал. 7.3. Графіки побудовані в залежності від питомого опору землі ρ для різних значень надзвичайно допустимого струму блискавки в металевих покровах кабелю I ₀ при середній тривалості гроз Т=20 ч/г. Для кабелю типу ОКЛБ-01 у розрахунках приймемо I₀ = 28кА .

Ймовірне число ушкодження оптичних кабелів для ρ =50 Ом·м складе

n = 0,5. Визначимо число небезпечних ударів n по формулі:

;

де: Т – грозова діяльність у рік, ч;

L – довжина ділянки траси.

n₁ = 0,5 ·45·60/100·20 = 0,675

Тому що ймовірне число ушкоджень ОК ударами блискавки перевищує припустиму кількість, то на даних ділянках необхідно приймати заходи для захисту оптичного кабелю від ударів блискавки. Як основну міру захисту розглядають прокладку тросів грозозахисту.

Захисна дія прокладених у землі тросів характеризується коефіцієнтом захисної дії h , що показує відношення ймовірного числа ушкодженні кабелю при наявності троса до ймовірного числа ушкодження при його відсутності. У такий спосіб коефіцієнт захисної дії троса дорівнює:

h = n_тр / n

Коефіцієнт захисної дії при прокладці одного сталевого троса діаметром

9,4 мм (трос ПС-70) і відстані між кабелем і тросом 0,5 м для різних значень питомого опору землі представлений у літературі [1] на мал. 7.4.

При ρ =50 Ом·м і h = 0,06, ймовірне число ушкоджень кабелю визначається по формулі:

n₀ = h - n;

n₀ = 0,06 - 0,675 = 0,615

Знайдена величина менше припустимого числа небезпечних ударів, значить захисту одним тросом буде досить.

7.ПИТАННЯ МОНТАЖУ І ПРОКЛАДКИ ОК 7.1Питання монтажу ОК

Монтаж ОК - один з найбільш складних і відповідальних видів роботи. Монтаж ОК може бути нероз'ємним і рознімної. З'єднання окремих будівельних довжин лінійних ОК здійснюється за допомогою нероз'ємних з'єднань: зварювання, склейка і рознімних – які називаються механічними з'єднувачами. Для підключення ОК до приймально-передавального апаратурі використовуються рознімні з'єднувачі (рознімання).

Для захисту місць з'єднання встановлюються захисні муфти, а в місцях з'єднання лінійного і станційного ОК - пристрою стику станційного і лінійного кабелів (УССЛК).

Монтаж полягає:

а) звільнення кабелю і волокон від захисних покровів;

б) перевірка несправності волокон;

в) з'єднання силових елементів;

г) підготовки торців світловодних волокон;

д) з'єднання волокон;

е) відновлення захисних покровів.

Торці волокон повинні бути чистими, гладкими, плоскими, а їхній скол повинний бути строго перпендикулярній осі волокна. Дуже важливим є геометричне узгодження волокна при стику, а саме:

а) мінімальний поперечний зсув осей;

б) мінімальні зазори між площинами торців;

в) мінімальний кутовий зсув осей.

Крім того, для одномодових світловодів факторами, що впливають на загасання в з'єднанні, є деформація серцевин і непогодженість розміру модових плям. Невиконання всіх цих вимог приводить до додаткових утрат.

У даному курсовому проекті для з'єднання оптичних волокон будемо використовувати зварювання. Це найбільш розповсюджений спосіб одержання нероз'ємних з'єднань ОВ. Зварювання що з'єднуються ОВ передбачає оплавлення кінців світловодів у результаті їхнього приміщення в поле могутнього джерела теплової енергії: поле електричного розряду, полум'я газового пальника в зону могутнього лазерною випромінювання. Кожен метод має як достоїнства так і недоліки. Найбільш розповсюдженим способом є зварювання ОВ у поле електричного розряду. Зварювання ОВ у полі електричного розряду складаються з двох етапів:

1) попереднє оплавлення торців світловодів. Ця операція використовується з метою часткової ліквідації мікро нерівностей, що виникають на торцях ВР під час сколювання. Тік у режимі оплавлення досягає 10...12 мА;

2) безпосереднє зварювання ОВ. При цьому струм дуги досягає 12...16 мА. Для автоматизації процесу зварювання ОВ і незалежності якості з'єднання від кваліфікації працівників останнім часом були розроблені і впроваджені автоматичні зварювальні апарати, що помітно підвищили швидкість і якість з'єднання світловодів.

Для монтажу ОК можна використовувати муфту FOSC 400 А4 фірми Raychem.

Муфта FOSC 400 А4 сама маленька з муфт FOSC 400. Вона призначена для з'єднання кабелів з малим числом волокон і для розгалужених з'єднань. Розгалужувальні з'єднання - ті, де більшість волокон у кабелі "проходять транзитом" через муфту і тільки кілька волокон виділені з кабелю і подаються в будинок чи в Оптичний Мережевий Модуль (ОСМ). Муфта FOSC 400 А4 цілком готова для збереження "транзитних" вільних буферних трубок. Маються варіанти лотків для вільного збереження транзитних пучків волокон і стрічок волокон. Як і у всіх муфтах FOSC 400, ємність лотка для вільного збереження волокон і число з'єднань, на яке розрахована муфта FOSC 400 А4 залежать від декількох факторів, таких як конструкція кабелю, тип з'єднання і довжина вільно збереженого волокна.

Зовнішній вигляд і конструкція муфти представлена на мал. 7.1

Мал. 7.1.

Монтаж муфти проводиться в наступному порядку :

1. Уведення кабелів в овальний патрубок.

1) Розкривається заглушений кінець овального патрубка (зрізується слюсарною ножівкою). Обробляється край отвору з внутрішньої сторони наждаковим папером.

2) Чистою сухою тканиною протирається оболонка кабелю на довжині біля двох метрів, щоб видалити пил, ґрунт і інші забруднюючі речовини. Береться овальна термоусаджувальна трубка і насувається на кабелі. Незабарвлений (чорний) кінець трубки повинний бути звернений до підстави муфти.

3) Просмикуються кабелі через отвір овального патрубка і підготовляються.

2. Підготовка кабелів.

1) Знімається оболонка кабелю (і екран, якщо є) на довжині близько 1,2м, як того вимагають правила оброблення кабелів. Вилучається компаунд, що заповнює, із трубок, у яких знаходяться оптичні волокна, і відрізається центральний силовий елемент на відстані 75мм від зрізу зовнішньої оболонки кабелю.

2) Якщо треба забезпечити з'єднання екрана, на оболонці кабелю робиться подовжній надріз на 25мм убік від кільцевого зрізу оболонки. Плоскогубцями притискається до оболонки й екрана кабелю затиск, з'єднаний із проводом з'єднання екрана.

3) Сполучаються кільцеві зрізи оболонок кабелів із краєм підстави муфти. Просмикуються центральні силові елементи в затиски і закріплюються. Зайва довжина центральних силових елементів зрізується.

3. Герметизація овального вступного патрубка.

1) Ретельно протирається серветкою овальний патрубок і оболонки кабелів на відстані 100 мм від краю введення.

2) Очищені частини овального патрубка й оболонок кабелів обробляються по окружності наждаковим папером.

3) Надівається овальна герметизуюча трубка на кабелі й овальний патрубок. Відзначається на одному з кабелів місце, де кінчається трубка. Робиться ще одна відмітка на 5мм ближче до підстави муфти FOSC. Починаючи з цієї другої відмітки кабель обмотується алюмінієвою фольгою.

4) Насувається овальна герметизуюча трубка на овальний патрубок. Вставляється розгалужуючий затиск.

5) За допомогою фена гарячим повітрям нагрівається трубка, яка герметизує ввід кабелів в овальний патрубок температурою не менш 350 ⁰ С до повної усадки.

4. Зрощування й укладання волокон.

1) На одне з волокон одягається захисна термоусаджувальна трубка, волокно зрощується за допомогою зварювання. Коли зварений зросток готовий, на нього насувається захисна термоусаджувальна трубка і всідається за допомогою відповідного пристрою в зварювальному апараті.(мал. 7.2 ).

Автоматичний апарат для зварювання оптичних волокон FSM-40S

Новий, цілком автоматичний зварювальний апарат FSM-40S сполучив у собі надійність попередньої моделі FSM-30S з останніми досягненнями в області високих технологій. FSM-40S володіє рекордною швидкодію, компактністю і точністю оцінки втрат у звареному з'єднанні. Програмне забезпечення дозволяє проводити зварювання всіх застосовуваних у ВОЛС на сьогоднішній день типів волокон. Автономне живлення, можливість роботи в діапазоні від -10°С до +50°С и посилений захист від вітру гарантує одержання наднизьких втрат у польових умовах. FSM-40S має русифіковане меню екранних команд і поставляється з технічним описом і інструкцією з експлуатації російською мовою.

Мал. 7.2.

2) Змонтований зросток міститься у власника. Запас волокна вкладається кільцями на лотку.

3) По закінченні зрощування на касеті встановлюється захищаючи кришка. Кришка закріплюється стрічкою з "липучками", що обмотується навколо касети і кришки.

5. Установка касети.

При використанні додаткових касет сполучаються штифти касет з отворами в скобі підстави муфти. Стискуються штифти і вставляється касета в скобу.

6. Монтаж корпуса муфти.

1) На лоток кладеться силікагель і закріплюється полівінілхлоридною стрічкою.

2) Обережно надівається корпус муфти FOSC 400 А4 на підставу. Суміщається біла крапка на корпусі муфти з білою крапкою на підставі. Надівається запірне пластмасове кільце на стик корпуса з підставою муфти. Запірне кільце повинне цілком ввійти в канавку.

3) Місце з'єднання ретельно протирається серветкою, що після буде герметизуватися.

4) Наждаковим папером обробляється по окружності корпус і підстава муфти на очищеній ділянці. Чистою сухою тканиною віддаляються з оброблених поверхонь частки матеріалу, стерті наждаком.

5) Місце з'єднання муфти з підставою обертається смужкою матеріалу, що клеїть, таким чином, щоб липка сторона стрічки була звернена до муфти.

6) Надівається термоусаджувальне кільце на корпус муфти так, щоб воно закрило місце з'єднання корпуса. Кільце прогрівається до повної усадки.

Докладна інструкція з монтажу входить у комплект постачання кожної муфти. Зібрану муфту можна закріпити в кабельній чи каналізації укласти в ґрунт.

7.2. Питання прокладки ОК Існує два способи прокладки магістрального кабелю: у готову траншею і механізований безтраншейний спосіб. Прокладка кабелю з застосуванням механізмів - 51,7км траси, вручну - 0,5км.

Основний спосіб прокладки ОК використовуваний при будівництві ВОЛС - прокладка кабелю безтраншейним способом. Прокладку кабелю безтраншейним способом рекомендується робити під постійним оптичним контролем за цілісністю і станом оптичних волокон. З цією метою всі оптичні волокна з'єднуються шлейфом і перевіряються вимірювальним приладом, тобто проводиться вхідний контроль.

Прокладка кабелю за допомогою кабелеукладача (безтраншейна прокладка) є найбільш розповсюдженим способом і широко застосовується на трасах у різних умовах місцевості. У цьому випадку ножем кабелеукладача в ґрунті прорізається вузька щілина і кабель укладається на її дно. При цьому механічні навантаження на кабель досить високі, тому що кабель на шляху від барабана до виходу з кабеленаправляючої касети піддається впливам продольного розтягування, поперечного стиску і згину, а також вібраційному впливу у випадках застосування вібраційних кабелеукладачів. У залежності від рельєфу місцевості і характеру ґрунтів, конструкції і технічного стану кабелеукладача і режимів його роботи механічні навантаження на кабель можуть зміняться в досить широких межах.

У цілому безтраншейна прокладка кабелю процес динамічний, кабель при цьому випробує механічні навантаження, зв'язані з впливом маси кабелю-укладальника на кабель при зміні опору ґрунту в процесі прорізання щілин, невідповідністю швидкості руху кабелеукладача і швидкості подачі кабелю в касету, а також нерівномірним рухом тягових засобів і порушенням поперечної і подовжньої стійкості кабелеукладачів. Незважаючи на те, що оптичні кабелі мають порівняно малий діаметр і масу, для зменшення натягу кабелю при його прокладці необхідно створювати примусове обертання барабана в момент початку руху кабелеукладача і вживати заходів по зниженню тертя осі барабана в опорах, не допускати засмічення касети кабелевкладального ножа і зупинок обертання барабана при русі кабелеукладача.

Прокладка в ґрунт оптичних кабелів можлива стандартним кабелевкладальним устаткуванням, однак у нього необхідно внести ряд найважливіших конструктивних змін, оскільки використовуване могутнє устаткування для прорізання ґрунту може легко зашкодити скляні волокна кабелю, якщо не дотримувати особливої обережності. Особливо ретельно проводиться підготовка до прокладки, виконується маршрутна зйомка для визначення місця розташування зростка, вибору способів прокладок, прийнятних для відповідного типу ґрунту, крапок доступу до смуги відчуження, а також для обліку ймовірних непередбачених проектом особливих ситуацій. Кожна ділянка траси від зростка до зростка (відстань зразкова 1...3 км) повинний бути попередньо підготовлений. У місцях пристрою зростків варто залишати достатній запас кабелю для наступного зрощування.

Відомі два варіанти системи прокладки оптичних кабелів:

1) традиційна система прокладки;

2) спеціалізована система прокладки.

Традиційна система прокладки з розміщенням кабельних барабанів позад трактора, при цьому кабель подається прямо з барабана в касету без якого або вигину і без необхідності проходження через чи ролики направляючі трубки. Пристрій системи зручно в роботі і дозволяє водію одночасно керувати кабелевкладачем і барабаном.

Після проходу кабелеукладача утворена в ґрунті щілина засипається ґрунтом, що обрушується. При необхідності кабелевкладачем можна прокладати одночасно два кабелі, достоїнством даного варіанта є те, що кабель прямо з барабана подається в касету без вигинів і не випробує додаткових напруг.

Найбільше поширення одержала прокладка ОК кабелевкладальним комплексом, що складається зі спеціально обладнаного бульдозера і вібраційного кабелеукладача. При прокладці кабелю обидві машини з'єднують тяговим тросом. Призначення бульдозера планування і вирівнювання траси. Достоїнством вібраційного кабелеукладача є мале стискальне зусилля, висока маневреність у стиснутих умовах (населені пункти, поблизу дорогий, лісу) і можливість ефективної роботи в різних ґрунтах.

Спеціалізована система прокладки, у якій кабельний барабан монтується попереду трактори і кабель проходить над кабіною трактора через квадратну конструкцію з роликами і направляючими трубками, а потім через блок з гідроприводом, що забезпечує розмотування кабелю з барабана і подачу нею в касету. Кабель повинний зробити один виток навколо блоку, швидкість обертання перевищує лінійну швидкість переміщення базового трактора.

Необхідно відзначити, що у відкритій сільській місцевості підземний кабель прокладається безпосередньо в ґрунт, а в більш заселених районах у траншею. Через дороги, переїзди, струмки кабель прокладається в трубах.

В кінцевих пунктах у проектованої ВОЛС кабель прокладається в каналізації. Крім механічних впливі викликають зміни фізичних параметрів ОК температурні зміни середовища, що оточує кабель. Прокладку і монтаж варто робити при температурі навколишнього повітря не нижче мінус 10⁰ С.

Одна з найбільш важливих характеристик конструкції кабелю припустиме зусилля на розтягування. При прокладці в телефонну каналізацію кабель випробує найбільші розтяжні зусилля. Тому під час затягування кабелю в канал необхідно контролювати силу натягу й у випадках необхідності (при випадкових ривках) обмежувати.

У міській каналізації в проектованої ВОЛС прокладається кабель, що не має зовнішнього броньового покриву ОКЛ-01-0,3/2,0-4. Загальне число кабелів в одному каналі каналізації не повинне перевищувати трьох, сумарна площа їхнього перетину не повинна перевищувати 20...25% площі перетину каналу.

Затягування кабелю у вільні канали здійснюється сталевими чи тросами пластиковою лозиною діаметром 5...6 мм. У зайняті канали кабель утягується за допомогою прядив'яних чи сталевих тросів у поліетиленових шлангах.

Скріплення ОК із тросом при прокладці здійснюють за допомогою спеціального пристрою -і захоплення, виконаного з гнучкої тефлонової трубки, нейлонової втулки і перехідного кільця. Армуючі елементи оптичного кабелю кріпляться до перехідного кільця захвату. Таким чином все навантаження при прокладці в каналізації сприймають ці елементи кабелю, а скляні волокна не випробують розтяжних зусиль. Для зменшення тертя і підтримки зусиль натягу в межах норми використовуються мастильні матеріали (вазелін). Змащення дозволяє знизити зусилля натягу мінімум на 20 %.

Якщо неможливе застосування кабелеукладача, то кабель прокладають у заздалегідь підготовлені траншеї. Траншея відкривається чи механізмом вручну. Найчастіше для цієї мети застосовуються екскаватори. Кабель, що укладається у відкриті траншеї, розмотується, як правило, з барабанів, установлюваних на чи автомашинах кабельних візках. В міру руху чи візка автомашини й обертання барабана, кабель змотується з останнього й укладається безпосередньо в чи траншею уздовж її, по брівці а потім на дно траншеї. Якщо на трасі маються перешкоди, що виключають рух механізмів, розмотування здійснюються вручну. Кабель розносять уздовж траншеї, укладають на брівку, а потім опускають на дно траншеї.

Щоб не припиняти рух транспорту під час будівництва кабельний лінії, на перетинанні траси із шосейними і залізницями, кабелі укладають у попередньо закладені під проїзною частиною труби. Укладання труб, в основному азбестоцементних чи пластмасових, звичайно виконується способом горизонтального буравлення ґрунту. Труби, що прокладаються під залізними дорогами азбестоцементні, для підвищення їхньої ізоляції попередньо покривають гарячим бітумом. Кінці труб повинні виходити не міні чим на 1 м від краю кювету і лежати на глибині не менш 0,8 м від його дна.

Буравлення ґрунту при затягуванні труб здійснюється гідравлічним буром, бурильно-штиковою чи установкою пневматичним пробійником. Процес буравлення полягає в наступному:

За допомогою гідравлічного блоку циліндрів і насосів високого тиску в ґрунт заштовхується сталева штанга, яка складається з відрізків довжиною 1 м, нагвинчених один на одного за мірою продавлювання. Після виходу на протилежну сторону шосе (чи залізниці) кінець першої штанги з нагвинченим наконечником, останній заміняють розширником, протягають у зворотному напрямку; при цьому в ґрунті в результаті його ущільнення утвориться канал. Слідом за розширником у канал заштовхують труби, що звичайно вдається зробити при ширині переходу до 12 м.

При прокладці кабелю через ріки, для запобігання кабелю від заторів льоду, перехід через судноплавні і сплавні ріки, як правило, роблять нижче автомобільних і залізничних мостів. Для захисту від ушкоджень якорями річкового транспорту кабелі заглиблюють у дно на величину звичайно не менш 1 м. Кабель через ріки прокладають звичайним ножовим кабелеукладачем, гідравлічним чи кабелеукладачем вручну з плавзасобів, попередньо розроблені траншеї. Прокладка кабелю ножовим кабелеукладачем проводиться після попередньої перевірки дна ріки з метою виявлення перешкод на трасі.

Якщо трактори не можуть пройти безпосередньо по ріці, тягове зусилля на кабелеукладач передаються за допомогою тросів. Якщо використання ножового кабелеукладача неможливо, застосовують гідравлічні кабелеукладачі з гідромонітором, тобто струмінь води під величезним тиском прориває в дні траншею.

На великих водоймах кабелі прокладають у підвідні траншеї з буксирних чи самохідних судів. Для дотримання наміченої траси використовуються канати, по яких рухаються плавзасоби. На судноплавних і сплавних ріках звичайно прокладають два кабелі: основна і резервний, відстань між ними повинно бути не менш, чим 300 м.

7.3 Фіксація траси на місцевості Через деякий час після прокладки, траса покривається рослинністю, а в зимовий час -- снігом, що ускладнює виявлення кабелю, муфт і інших елементів лінії в процесі експлуатації. Тому в процесі будівництва на стиках будівельних довжин, а також на поворотах траси, у місцях перетинань із шосе, залізницями, ріками й іншими перешкодами встановлюються замірні стовпчики. Звичайно стовпчики виготовляються з залізобетону перетином 0,5 х 0,15 м і довжиною 1,2 м (підземна частина 0,7 м і наземна 0,5 м). У районах з великими сніжними покровами передбачають стовпчики більшою довжиною. Стовпчики встановлюються на відстані 0,1 м від осьової лінії траси, як правило, на польовій стороні.

8.0 РГАНІЗАЦІЯ ТЕХНІЧНОЇ ЕКСПЛУАТАЦІЇ

Технічна експлуатація ВОЛС здійснюється відповідно до основними діючими положеннями по організації технічної експлуатації лінійно-кабельних споруджень (ЛКС) міжміського зв'язку з урахуванням особливостей тонічного обслуговування і ремонту ЛКС ВОЛС.

Основними експлуатаційними підрозділами, що здійснюють технічну експлуатацію ЛКС ВОЛС міжміського зв'язку є підрозділи, передбачені відповідними нормативними актами Державного комітету зв'язку й інформатизації України.

На магістральних мережах ці підрозділи адміністративно об'єднані з ОРП (ОП), організуються в експлуатаційні підрозділи лінійно-технічного цеху (ЛТЦ).

У функції виробничих лабораторій зв'язку, зв'язаних з технічним обслуговуванням і ремонтом ВОЛС, входять виміру характеристик оптичного кабелю і виконання відповідних монтажних робіт.

З метою систематичного аналізу стану ЛКС, ефективності методів експлуатації, причин, характеру і тривалості аварій і ушкоджень в експлуатаційних підрозділах ведеться виробнича документація. Виробнича документація по експлуатації лінійно-кабельних споруджень ВОЛС поділяється на:

а) нормативно-довідкову;

б) оперативно-технічну;

в) технічну;

г) прийомоздатну;

д) організаційну.

Конкретні форми документації, порядок її виконання і збереження визначають відповідні розпорядження Державного комітету зв'язку й інформатизації України.

Технічне обслуговування ЛКС комплекс технічних і організаційних заходів, спрямованих на підтримки працездатності лінійних споруджень і забезпечення їхнього надійного функціонування в процесі технічної експлуатації.

До робіт по технічному обслуговуванню лінійно-кабельних споруджень ВОЛС, відносяться оперативний контроль технічного стану споруджень і виконання планово-профілактичних і поточних робіт.

Оперативний контроль передбачає постійний контроль параметрів оптичного кабелю і стану лінійних споруджень по сигналах телемеханіки, при необхідності терміновий виїзд на трасу для вживання необхідних заходів по попередженню чи ушкоджень аварійних ситуацій; контрольні огляди і перевірки технічного стану лінійно-кабельних споруджень на трасі.

До планово-профілактичних робіт відносяться:

а) вимір параметрів передачі оптичних кабелів;

б) 1 проведення робіт із захисту лінійно-кабельних споруджень (ЛКС) на трасі від механічних ушкоджень;

в) виготовлення й установка на трасі кабельної лінії попереджувальних знаків, замірних стовпчиків, шлагбаумів і т.д.;

г) обслуговування кабельної каналізації;

д) контроль глибини залягання кабелів і уточнення картограм;

е) обслуговування річкових кабельних переходів, підготовка ЛСК до роботи до зимових умов і в період повеней;

ж) проведення з відповідними організаціями заходів щодо забезпечення схоронності ЛКС;

з) ремонт устаткування, інструментів і засобів механізації.

При проведенні поточних робіт на ЛКС зв'язку виконується нагляд за трасами кабельних ліній і проведення робіт чи поблизу в охоронних зонах кабелю, а також усунення виявлених дефектів. Періодичність і маршрути оглядів трас кабельних ліній у залежності від призначення, конкретних умов проходження, сезону року, наявності грабарств визначаються виробничими підприємствами зв'язку. У випадку проведення грабарств в охоронній зоні кабелю виїзд на трасу здійснюється в залежності від умов і характеру вироблених робіт. З метою зменшення пробігу автотранспорту, підвищення продуктивності праці і зменшення витрат, огляд трас повинний бути:

а) максимально об'єднаний із планово-профілактичними роботами;

б) роз'яснювальна робота на підприємствах, організаціях, відомствах, що проводять земляні роботи, а також серед землекористувачів і місцевого населення;

в) виправлення що нахилилися, заміна несправних чи установка нових знаків позначення траси;

г) установка попереджувальних знаків у місцях проведення робіт на трасах кабельних ліній;

д) забезпечення захисту ЛКС від механічних ушкоджень у місцях проведення розкопок;

е) усунення наслідків ушкоджень і аварій ЛКС;

ж) підтримка в працездатному стані аварійного запасу кабелі приладів, інструментів, засобів механізації;

з) внесення змін у паспорти трас після ремонтних робіт.

Охоронно-попереджувальна робота проводиться з метою інформування керівників підприємств, організацій, установ і населення про:

а) наявності в районах їхнього проживання і виробничої діяльності підземних кабельних ліній зв'язку;

б) вимоги "Правил охорони ліній зв'язку" і "Умов проведення робіт у межах охоронних зон і просік на трасах ліній зв'язку";

в) порядок узгодження проведення робіт в охоронній золі кабельної лінії;

г) відповідальність за порушення вимог "Правил охорони ліній зв'язку" згідно діючого законодавства.

Ремонт лінійно-кабельних споруджень проводити з метою підтримки і поновлення їхніх первинних експлуатаційних характеристик. Відповідно до призначення, характером і обсягами робіт ремонт розділяється на поточний і капітальний.

Поточний ремонт лінійно-кабельних споруджень ВОЛС проводиться технічним персоналом експлуатуючого підрозділу щорічно. До складу робіт поточного ремонту лінійно-кабельних споруджень ВОЛС входять:

а) вирівнювання і підсипання ґрунту в місцях підняття кабелю на трасі;

б) зміцнення верхнього покриву ґрунту;

в) обстеження кабельних переходів, частковий винос і заглиблення підводних кабелів без використання водолазів спеціальної землерийної техніки;

г) ремонт і устаткування переїздів через кабельну трасу;

д) зміцнення і заміна опор інформаційних знаків, сигнальних ліхтарів і інші роботи на переходах через водяні перешкоди;

е) розчищення траси від кущів і поростили;

ж) монтажні роботи зі зменшення кількості муфт на лінії, як наслідків аварійно-відбудовних робіт і приведення до норми оптичних характеристик кабелю;

з) заміна будівельної довжини кабелю, не відповідним установленим нормам;

и) ремонт устаткування захисту кабелів від електромагнітного впливу і корозії.

Капітальний ремонт проводиться періодично, у залежності від технічного стану лінійно-кабельних споруджень і планується в кожнім конкретному випадку на основі контрольних технічних оглядів періодичних перевірок і дефектних відомостей на лінійно-кабельні спорудження. До складу робіт капітального ремонту входять:

а) заміна будівельних довжин кабелю (більш 25% довжини лінії), що не відповідають технічним вимогам і нормам;

б) значні обсяги робіт підсипання ґрунту в місцях підняття кабелю, вимагають використання землерийної техніки і механізації;

в) підводні берегозакріплюючі і земляні роботи на річкових переходах;

г) підводно-технічні роботи але обслуговуванню і ремонту кабельних річкових переходів:

д) під час проведення капітального ремонту одночасно виконуються всі роботи поточного ремонту.

Аварійно-відбудовний ремонт здійснюється при повному припиненні роботи лінійного тракту однієї і більш системи зв'язку. Аварійно-відновлювальні ремонти здійснюються в терміни й в обсягах, згідно основних положень по організації аварійно-відбудовних робіт і інструкцій Комітету зв'язку й інформатизації України.

9. ВИМІРУ ПАРАМЕТРІВ ЛІНІЙНОГО ТРАКТУ ВОЛС

Основними параметрами підметами виміру під час прийомо-здавальних іспитів і експлуатації ВОЛС є загасання оптичного випромінювання в оптичних трактах, коефіцієнт помилок ЦСП, а також середня потужність випромінювання.

Перелік вимірювальних приладів і технологічного устаткування, що рекомендуються до використання при технічній експлуатації ВОЛС:

1. Тестер оптичний OTS Loss Test Sets (Wаvеtек)

Призначений для виміру величини загасання оптичного випромінювання в оптичних трактах ВОЛС (метод внесених утрат), а також для виміру середньої потужності випромінювання в трактах оптичних систем. Прилад дозволяє здійснення двостороннього зв'язку по досліджуваних волокнах.

2. Генератор оптичних і електричних імпульсів комбінований ОГ5-87 Призначений для забезпечення вимірів параметрів оптичних систем зв'язку і ЦСП. Прилад забезпечує установку як трьох фіксованих значень тактової частоти – 2,048; 8,448 і 34,3б8 Мгц, так і дискретно регулюється при внутрішньому запуску в діапазоні частот 0.01...50Мгц.

3. Вимірник коефіцієнта помилок ИКО-832

Призначений для виміру коефіцієнта помилок ЦСП, виявлення несправностей у ЦСП при експлуатації, пусконалагоджувальних, ремонтних, іспитових роботах. Прилад забезпечує вимір коефіцієнта помилок у діапазоні від 3,9-10^-12 до 9,9-10^-3 , проводить рахунок кількості помилок за дискретний інтервал часу 1; 10; 100; 1000 с, і за довільний час.

4. Генератор імпульсів Г5-91

Призначений для іспитів ЦСП, пристроїв обчислювальної й електронної техніки, пусконалагоджувальних і ремонтних роботах.

5. Джерело оптичних імпульсів ОИ9.

Призначений для перетворення електричних імпульсів в оптичні, для забезпечення виміру параметрів ВОЛС і ЦСП. Прилад випромінює кодові послідовності оптичних імпульсів, що відповідають за структурою кодовим послідовностям електричних імпульсів, що запускаються.

6.Зварювальний апарат для зрощування оптичних волокон FSM-15S-A.

Призначений для зрощування 0М и ММ волоконних світловодів шляхом зварювання їх у дузі електричного розряду. Використовується, як у лабораторних, так і в польових умовах.

10. ОХОРОНА ПРАЦІ І ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ

1.При виконанні робіт необхідно керуватися „правилами техніки безпеки при роботах на кабельних лініях зв'язку", Москва, Зв'язок, 1979р.

2.Усі робочі зайняті на будівництві ВОЛС повинні пройти медогляд і навчання безпечним методам проведення робіт, а також відповідним вимогам правил дорожнього руху.

3.Керівники робіт - керівники структурних підрозділів, а також інженери, виконроби, чи майстри досвідчені робітники, призначені наказом адміністрації підприємства зобов'язані особисто бути присутнім, керувати проведення робіт і забезпечити строге виконання вимог правил техніки безпеки на особливо небезпечних ділянках:

- при навантаженні і розвантаженні барабанів з кабелем вагою більш 0,5т;

- при розробці траншей і котлованів у безпосередній близькості від місця проходження силових кабелів, газопроводів, теплових трас і інших підземних комунікацій;

- при виконанні робіт на перетині залізничного полотна, трамвайних ліній і при роботі на відстані до 1,5м від них;

- при роботі в колекторах і тунелях;

- при роботі будівельних механізмів у безпосередній близькості від ліній електропередачі;

- при роботі в колодязях глибокої закладки (більше 2.5м),

Перед початком роботи на особливо небезпечних ділянках керівник робіт зобов'язаний провести з усіма робітниками інструктаж з безпечних методів ведення робіт. Проведенням інструктажу повинне фіксуватися в журналі з обов'язковим підписом особи, що отримала інструктаж, і особи, яка проводила інструктаж.

4.Відповідальність за стан техніки безпеки і, за знання і дотримання інженерно-технічними працівниками, робітниками та службовцями правил і інструкцій з техніки безпеки відповідно до виконуваної ними роботою несуть керівники підприємства (фірми).

5.Особа, що не досягли 18-літнього віку, не можуть допускатися до робіт по будівництву кабельних ліній зв'язку.

6. При обробленні кінців кабелю необхідно уникати влучення гідрофобного заповнювача на слизувату оболонку тіла. Після виконання робіт необхідно руки протерти чистим бензином марки Б-70 і ретельно вимити з милом теплою водою.

7. При роботах з оптичним волокном необхідно уникати випадків улучення відходів волокна на одяг. Роботи з 0В необхідно робити у фартуху з прогумованої тканини.

8.Відходи волокна необхідно збирати в окрему шухляду і після виконання монтажних робіт звільнити шухляда від відходів в окремо відведеному місці, чи закопати їх у ґрунт.

9.Монтажний стіл і підлога в монтажно-вимірювальній машині необхідно щодня обробляти пилососом, а потім протирати вологою ганчіркою.

10.При роботах з лазерними випромінювачами необхідно уникати прямого улучення випромінювання на сітківку ока.

11.До роботи з електроприладами допускаються особи, що пройшли вступний інструктаж, інструктаж з техніки безпеки на робочому місці з наступною перевіркою знань і електробезпечності, що мають групу по, не нижче третин.

12.Всі електроприлади під час роботи повинні бути надійно заземлені.

13.При наявності в конструкції кабелю металевих елементів монтаж ОК під час грози забороняється.

11. кошторисНО - ФІНАНСОВИЙ РОЗРАХУНОК.

Вартість будівництва проектованої кабельної магістралі визначається кошторисним-фінансовим розрахунком (КФР).

КФР складається на основі чинних цінників і прейскурантів.

У даному курсовому проекті складемо відомість обсягу робіт. Кошторис розраховується по укрупнених показниках.

У таблиці 11.1. приведена відомість обсягу робіт на будівництво магістралі між пунктами Запоріжжя та Василівка.

Таблиця 11.1

У таблиці 11.2 зведений кошторис на будівництво зонової ВОЛС між пунктами Запоріжжя та Василівка.

Таблиця 11.2