СОДЕРЖАНИЕ

ВВДЕНИЕ 7

1 ПРОЕКТНЫЕ РЕШЕНИЯ 8

1.1 Характеристика участка предполагаемого строительства 8

1.2 Характеристика района предполагаемого строительства 8

2 СТРОИТЕЛЬСТВО КАБЕЛЬНОЙ ТРАССЫ 10

2.1 Общие вопросы по строительству и измерению ВОЛС 10

2.1.1 Прокладка ВОК в кабельной канализации 13

2.1.2 Ввод в здание оптического кабеля 17

3 ТРАССА ПРОЕКТИРУЕМОЙ ВОЛС 18

3.1 Описание прохождение трассы 18

3.2 Технологическое решение 19

3.3 Выбор топологии сети 23

4 ОПТИЧЕСКИЙ КАБЕЛЬ 26

4.1 Конструктивные и технические данные оптического кабеля 26

4.2 Расчет параметров волоконно-оптического кабеля 29

4.2.1 Расчет числовой апертуры световода 29

4.2.2 Расчет затухания световодов 31

4.2.3 Дисперсия оптического волокна 34

4.2.4 Расчет длины регенерационного участка 37

4.2.5 Определение длины регенерационного участка по затуханию оптического кабеля 38

4.2.6 Определение длины регенерационного участка по пропускной способности оптического кабеля 40

4.2.7 Расчет вероятности повреждения ВОЛС молнией 40

4.3 Определение величины расхода кабеля, затрачиваемого на реализацию подсистем внешних магистралей 42

4.3.1 Расчет строительной длины оптического кабеля 43

5 РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ МАГИСТРАЛИ 45

5.1 Расчет надежности на проектированном участке от здания КДП до здания ПРЦ 49

6 ВЫБОР АППАРАТУРЫ 51

6.1 Мультисервисный мультиплексор СМК-30 51

6.2 Шкаф кроссовый оптический стоечный 55

6.2.1 Назначение и конструктивные особенности 56

6.2.2 Основные преимущества 56

6.3 Сетевой линейный шкаф 57

7 ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ 59

8 ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ВОЛС 62

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 63

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ 64

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 65

ПРИЛОЖЕНИЕ А 66

ПРИЛОЖЕНИЕ Б 67

ПРИЛОЖЕНИЕ В 68

ПРИЛОЖЕНИЕ Г 69

ПРИЛОЖЕНИЕ Д 70

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж 71

ПРИЛОЖЕНИЕ И 72

ВВДЕНИЕ

Оптическое волокно в настоящее время считается самой совершенной средой для передачи больших потоков информации на значительные расстояния. Современные системы передачи синхронной иерархии позволяют передавать по двум волокнам информацию со скоростью до 10 Гбит/с. Новые технологии обработки линейного сигнала позволяют вести одновременную передачу по одному волокну нескольких высокоскоростных потоков по узким спектральным полосам, что эквивалентно увеличению скорости передачи в десятки и сотни раз.

На сегодняшний день волоконная оптика находит применение практически во всех задачах, связанных с передачей информации. Многоканальные волоконно-оптические системы передачи (ВОСП) широко используются на магистральных и зоновых сетях страны. Объясняется это большой информационной способностью оптических кабелей (ОК) и их высокой помехозащищенностью. Наиболее эффективны и экономичны подводные оптические магистрали. Именно поэтому по всему миру поставщики услуг прокладывают за год десятки тысяч километров волоконно-оптических кабелей по дну океанов, рек.

В единое телекоммуникационное пространство все увереннее включается и Россия. На ее территории в рамках развертывания российской национальной системы связи создан один из участков всемирного цифрового кольца. Это глобальное цифровое кольцо связи (ГЦКС) образовано из наземных и подводных волоконно-оптических линий связи (ВОЛС).

1 ПРОЕКТНЫЕ РЕШЕНИЯ

1.1 Характеристика участка предполагаемого строительства

Проектирование волоконно-оптической линии связи, осуществляется от здания командно диспетчерского пункта (КДП) до здания передающего радиоцентра (ПРЦ). Трасса кабеля проходит вдоль автомагистрали М56 «Лена», пересекает четыре грунтовые дороги и один не большой ручей. Длина проектируемого участка составляет 2,540 км. Структурная схема участка изображена в ПРИЛОЖЕНИИ А.

1.2 Характеристика района предполагаемого строительства

Район строительства характеризуется следующими климатическими условиями:

• климатический район территории России для строительства – I В

(СНиП23-01-99), зона влажности нормальная;

• нормативная ветровая нагрузка – (30 кг/м²);

• средняя температура наиболее холодных суток – (минус 48ºС);

• средняя температура наиболее жарких суток – (плюс 24,9 ºС);

• район территории по весу снегового покрова – II (СНиП 2.01.07-85* прил. 5, карта 1);

• расчетное значение веса снегового покрова на 1 м² горизонтальной поверхности земли – (120 кгс/м²);

• ветровой район России по давлению ветра – II (СНиП 2.01.07-85* прил.5, карта 3);

• нормативное значение ветрового давления: Wo=0,30кПа (30 кгс/м²);

• гололедный район III – толщина стенки гололеда составляет 10 мм (согласно ПУЭ изд.6, 7);

По данным Амурского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды климатические условия на данной территории характеризуются как резко-континентальный с продолжительной морозной зимой, умеренно теплым летом. Весенний период непродолжительный и сопровождается значительными ночными заморозками. Осень с первыми значительными заморозками наступает в конце августа и до середины сентября может устанавливаться прохладная, но сухая и ясная погода, в дальнейшем происходит постепенное понижение температур.

Район расположения распределительной сети согласно СНиП II-7-81* «Строительство в сейсмических районах» не сейсмичен, так как сейсмичность для данного района Амурской области не превышает 6 баллов по шкале

MSK-64 «Карт общего сейсмического районирования территорий Российской федерации» ОСР-97 (А.В.С.).

По данным Главного Управления МЧС России по Амурской области по состоянию на 2015 год в рассматриваемом районе чрезвычайных ситуаций природного и биолого-социального характера не отмечено.

2 СТРОИТЕЛЬСТВО КАБЕЛЬНОЙ ТРАССЫ

2.1 Общие вопросы по строительству и измерению ВОЛС

При строительстве волоконно-оптических линий связи, как и при строительстве обычных линий связи, выполняются следующие работы:

• разбивка линии;

• доставка кабеля и материалов на трассу;

• испытание и прокладка кабеля;

• монтаж кабеля и устройств ввода.

Однако существуют отличия в организации, технологии строительства, монтажных работах и эксплуатации ВОЛС от традиционных линий связи, в значительной степени обусловленные тем, что у оптического кабеля в отличие от электрических кабелей нет параметров, характеризующих состояние элементов кабельного сердечника и его защитных покровов (сопротивление изоляции, пробивное напряжение изоляции и герметичность оболочки). Отсутствие таких параметров в оптическом кабеле (ОК) требует изменений в порядке проведения приемосдаточных испытаний, а также в процессе дальнейшей эксплуатации ВОЛС.

Ряд существенных отличий в проведении линейных работ на ВОЛС обусловлен также следующим своеобразием конструкции оптического кабеля:

• критичностью к растягивающим усилиям, малыми поперечными размерами и массой ОК;

• большими строительными длинами ОК;

• сравнительно большими величинами затухания сростков оптических волокон;

• невозможностью содержания ОК под избыточным воздушным давлением;

• трудностями при организации служебной связи при строительстве ВОЛС с ОК без металлических элементов.

Эти особенности оптического кабеля, обусловленные недостаточным опытом их производства и прокладки, сказываются практически на всех этапах строительства и вызывают необходимость введения существенных изменений в практику строительства и эксплуатацию ВОЛС. Анализ этих особенностей позволяет сделать вывод о значительном перераспределении трудозатрат на отдельных этапах строительства ВОЛС по сравнению со строительством традиционных линий. Следует отметить качественный сдвиг трудозатрат на первые этапы, вызванные необходимостью специальной подготовки персонала, большим объемом подготовительных работ при входном контроле, контроле при прокладке и монтаже.

До начала поступления кабеля на строительство ВОЛС должны быть выполнены работы по обследованию будущих трасс прокладки оптического кабеля, определению мест и помещения для проведения входного контроля кабелей.

Руководством по строительству ВОЛС предусмотрен 100% входной контроль кабеля на кабельной площадке. Кроме обычных испытаний по проверке качества изоляции металлических элементов в ОК проводятся измерения затухания оптических волокон. Наиболее удобно такие измерения производить с помощью оптического тестера.

После окончания электрических измерений оптические волокна соединяются последовательно методом сварки, для образования шлейфа, по которому при механизированной прокладке будет контролироваться целостность кабеля. Затем концы кабеля герметично заделывают, и барабан с проверенной строительной длиной отправляется на трассу.

Объем измерительных работ составляет не менее 35-40% общего объема работ по строительству ВОЛС, в отличие от 12-15% при строительстве обычных кабельных линий связи. Значительно больший объем времени занимают операции по сращиванию ОВ и монтажу муфт ОК, требующие к тому же значительно более квалифицированной подготовки монтажников.

На первых этапах подготовки строительства ВОЛС, необходимо выполнить следующие работы:

• составить проект производства работ;

• решить организационные вопросы взаимодействия строительной организации с представителями заказчика;

• провести подготовку персонала к выполнению основных строительно-монтажных операций;

• провести входной контроль;

• решить задачи материально-технического снабжения будущего строительства.

В состав работ при входном контроле входят:

• внешний осмотр кабельных барабанов и концов оптического кабеля;

• проверка документации и вскрытие барабанов;

• испытание элементов кабельного сердечника;

• оформление протоколов входного контроля ОК;

• при необходимости – мелкий ремонт ОК и барабанов, их перемотка, соединение шлейфом оптических волокон при механизированной прокладке, обшивка барабанов и заделка концов кабеля.

Для оценки пригодности кабеля к прокладке и влияния строительных операций на качество ОК измеряют все оптические волокна и сравнивают с паспортными значениями. Следует учитывать, что возникающие в некоторых случаях отклонения от паспортных данных объясняются применением различных методик измерения и приборов.

В процессе строительства контроль за целостностью ОВ и их затуханием удобно осуществлять методом обратного рассеяния с помощью рефлектометра. На входном контроле рефлектограммы снимают с обоих концов строительных длин, в случае заметных расхождений измеренных величин затухания с паспортными данными измерения перепроверяют "методом обрыва" оптического волокна.

Входной контроль ОК занимает гораздо больше времени, чем контроль электрических кабелей, так как при его проведении требуются особая чистота на рабочем месте и отсутствие влияний атмосферных условий, поэтому входной контроль ОК следует проводить в специально оборудованном помещении.

Допустимые температуры:

• при транспортировке и хранении в заводской упаковке составляет: минус 60^oС – плюс 65^оС;

• при эксплуатации составляет: минус 50^оС – плюс 60^оС;

• при прокладке и манипуляциях: минус 10^оС – плюс 35^оС.

При высокой температуре окружающей среды применяются охладители кабеля, так как температура при затяжке повышается на 25-30С, а при температуре плюс 50С кабель размягчается и может быть поврежден. Радиус изгиба волокна в муфте должен быть 40 мм (допускается 37,5 мм).

На трассе во всех местах, где происходит изменение ее направления от прямолинейного, расставляют направляющие устройства.

2.1.1 Прокладка ВОК в кабельной канализации

Прокладку оптических кабелей связи в кабельной канализации проводят как ручным, таки механизированным способами с использованием типовых механизмов и приспособлений. При этом всегда необходимо строго соблюдать следующее требование: усилие натяжения и радиус изгиба должны соответствовать требованиям технических условий на прокладываемый кабель. 

Перед прокладкой ОК в кабельной канализации производится проверка на проходимость ее каналов и, если требуется, ремонт канализации, а также ремонт и дооснащение кабельных колодцев. Для более эффективного использования каналов кабельной канализации и возможности прокладки ОК в одном канале с медными кабелями.

Прокладка ОК в кабельной канализации выполняется преимущественно методом затягивания вручную или с помощью лебедок.

Для прокладки ОК в кабельной канализации применяются:

• концевые лебедки с ручным, бензиновым или электрическим приводами и регулируемым ограничением усилия натяжения;

• устройство для размотки кабеля с барабана (домкраты, кабельная тележка);

• гофрированные трубы с продольным разрезом для ввода кабеля через люк колодца в канал кабельной канализации;

• люкоогибающие ролики для прохождения кабеля через люк колодца;

• горизонтальные распорки и кабельные блоки для плавных поворотов кабеля в угловых колодцах (рисунок 2.1);

• разрезные направляющие воронки, устанавливаемые на каналах кабельной канализации для обеспечения требуемого радиуса изгиба и защиты оболочки кабеля от повреждений на входе и выходе канала

(рисунок 2.2);

• кабельный наконечник с чулком для натяжения кабеля

(рисунок 2.3);

• компенсатор кручения.

Рисунок 2.1– Гофрированные трубы