Проектирование междугородной магистрали «Липецк – Курск» с использованием волоконно-оптического кабеля

  (7.3)  

где В – коэффициент разброса затухания и потерь;

 λ – рабочая длина волны.

 

 

 

 

Таким образом протяженность проектируемого ЭКУ должна быть:

 

lmin< lЭКУ < lmax. [км]

 

29< lЭКУ < 79,62 [км]

 

 

7.2   расчет длины элементарного кабельного участка по дисперсии

 

 (7.4)  

 

где D(λ) =7,44*10- 2 – коэффициент дисперсии, с/м2;

 FT – тактовая частота, Гц, для уровня STM-4 622 кбит/с;

 ∆λ0 =1,5*10-9– ширина полосы источника излучения, м;

 λ =1,4*10-6– рабочая длина волны, м;

 с=3∙108м/с – скорость света.

 

 

 

Для дальнейших расчетов выбирается меньшее из полученных значений длин ЭКУ по затуханию и дисперсии 29< lЭКУ < 79,62 [км]

 

8. схема организации связи

 

Рассчитаем распределение энергетического потенциала по формуле

 

Pi=Pпд-2Ap-nAн-aLi     (8.1)

где Pi –уровень мощности на выходе i-го пролета (на входе соответствующего оптического приемника;

Pпд –уровень мощности оптического передатчика (одинаков на всех)

Ар – потери в разъемном соединении;

Ан – потери в неразъемном соединении;

Li – длина i-го  пролета;

n=(Li/lср)-1 – количество  неразъемных соединений;

α – коэффициент затухания ОВ a=0.24дБ/км ;

Li – длина i-го  пролета.

 

 

По рассчитанным данным построим диаграмму распределения оптического диапазона

 

 
9.   ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ.

9.1  Требуемые значения показателей проектируемой системы

 

1. Требуемое значение наработки на отказ:

 

Объект		Показатели
		КГМ	ТОМ, ч
ОЦК независимо от применяемой ОСП	Lм=12500 км	> 0.920	> 12.54
ОЦК на перспективной цифровой сети	Lм=12500 км	> 0.982	> 230

 

     (9.1) 

 

где L=376 км – протяженность проектируемого канала.

 

1. Для случая с существующими системами:

 

 

2. Для случая на  перспективу:

 

 

9.1.2   Требуемое значение коэффициента готовности:

 

   (9.2)  

 

1. Для случая с существующими системами:

 

 

2. Для случая на перспективу:

 

 

9.1.3    Требуемое значение коэффициента простоя

 

1. Для случая с существующими системами:

 

 

2. Для случая на перспективу:

 

 

9.2. Ожидаемые показатели надежности линейно-кабельных сооружений

 

1. Интенсивность отказов для всей длинны трассы:

 

МL ЛКС=МВШК+МВНК+МВШ НРП,   (9.3)  

где

     (9.4)  

– интенсивность отказов, обусловленных воздействием на ВОК внешних причин (работа сторонних организаций, природные явления и т.п.);

m=0,15 – среднее количество отказов кабеля на 100 км в год;

 

    (9.5)  

 – интенсивность отказов, обусловленных внутренними причинами;

ncд – число строительных длин ВОК;

ТОК=3 225 500 ч – среднее значение наработки на отказ одной      строительной длины ВОК;

 

   (9.6)  

– интенсивность отказов, обусловленная внешним воздействием на НРП (0,06 на один НРП в год) .

 

 

9.2.2   Наработка на отказ линейно-кабельных сооружений:

 

 .    (9.7)

 

 

9.2.3   Коэффициент готовности линейно-кабельных сооружений:

 

.   (9.8)

 

 

 

9.3    Ожидаемые показатели надежности аппаратного комплекса

 

9.3.1 Интенсивность отказов аппаратуры оконечных и промежуточных пунктов:

,   (9.9)  

где Т0 ОП i – наработка на отказ одного комплекта аппаратуры.

Наименее надежным элементов в передатчике является лазерный диод можно ориентировочно взять наработку на отказ аппаратуры ТОА≈50000 ч.

 

– коэффициент готовности –

.,   (9.10) 

 

где время восстановления ОРП и ОП ТВОП ≤0,5 ч;

 

.

 

2. Суммарные показатели надежности аппаратного комплекса:

 

МА=МОП+МНРП    (9.11)

 

МА=0,0001+0=0,0001

 

ТОА=1/МА     (9.12)

 

ТОА=1/0,0001=10000 

 

КГА=КГ ОП    (9.13)

 

КГА=КГ ОП=0,9999

 

 

3. Ожидаемые показатели надежности системы в целом:

 

Интенсивность отказов системы

 

МС=МЛКС+МА      (9.14)

 

 

– наработка на отказ системы –

 

ТОС=1/МС      (9.15) 

 

 

– коэффициент готовности системы –

 

КГС=КГ ЛКС ∙ КГ А     (9.16) 

 

 

 

Ожидаемые показатели надежности в целом удовлетворяют требуемым значениям показателей надежности проектируемой системы для существующих аппаратных комплексов, но не удовлетворяют требованиям для перспективных систем.

Следует отметить, что используемая методика расчета не учитывает возможностей резервирования (оптические кольца), заложенных в синхронных мультиплексорах. Поэтому реальные показатели надежности будут выше расчетных.

 

10.    РАСЧЕТ ЗАЩИЩЕННОСТИ ВОК ОТ УДАРОВ МОЛНИЙ

 

Для выбранного способа прокладки кабеля – методом пневмозадувки в защитной пластиковой трубе, используется полностью диэлектрический кабель ВОК.

Повреждение полностью диэлектрических ВОК возможно только при прямых ударах молний в кабель, приводящих к  термическим и механическим разрушениям. Вероятность такого удара очень мала (меньше 0,001…0,1 повреждений на 100 км в год), что ниже нормируемых значений. Под действием электрического поля молнии возможен лишь поворот плоскости поляризации распространяющейся по кабелю волны.

Таким образом нет необходимости в проведении мероприятий по защите ВОК от ударов молний.

 

11.   организация  строительства  и технической эксплуатации волоконно-оптической линии связи

 

При прокладке ВОК в грунт наиболее благоприятные условия эксплуатации кабеля обеспечиваются за счет отсутствия резких суточных и годовых изменений температуры, уменьшения вибрационных нагрузок. Строительство ВОЛС осуществляется в соответствии с требованиями, предусмотренными в "Руководстве по строительству линейных сооружений магистральных и внутризоновых кабельных линий связи" (1993 г., Москва), "Руководстве по прокладке, монтажу и сдаче в эксплуатацию оптических линий связи ГТС" (1997 г., Москва), "Руководстве по строительству линейных сооружений местных сетей связи" (1996 г., Москва). Поэтому в статье рассматриваются только особенности технологических процессов строительства линий связи различного назначения с использованием ВОК.

Способ прокладки кабеля в грунт.

 Важной особенностью строительства  ВОЛС является обязательный контроль  параметров ОК на каждом этапе  прокладки, в том числе входной  контроль, контроль после прокладки строительной длины, контроль после монтажа муфт (кроссово-распределительных устройств) и т.д. Прокладка оптического кабеля в грунт должна осуществляться при температуре окружающего воздуха не ниже -10°С. При более низких температурах (но не ниже -30°С) кабель необходимо выдержать в течение двух суток в отапливаемом помещении и обеспечить его прогрев непосредственно перед прокладкой. Глубина прокладки магистрального ВОК в каждом конкретном случае определяется в соответствии с проектом, но не должна быть меньше 1,2 м и не может отклоняться более чем на + 100 мм.

 

11.1.  Организация строительства

 

 

1. Подготовка кадров. К  монтажу ОК допускаются монтажники  связи – спайщики, имеющие квалификацию  не ниже 5 разряда, а также инженеры  измерители , пошедшие обучение по монтажу и измерениям ОК связи.

2. Обеспечение технологической документацией. Перед началом строительно-монтажных работ строительная организация должна получить и изучить всю технологическую документацию на прокладку и монтаж ОК, а также копию ТУ на прокладываемый кабель.

 

3. Обеспечение механизмами при строительстве ВОЛС.
4. Обеспечение устройствами при монтаже ОК.
5. Обеспечение монтажными материалами. На первой же подготовительной стадии необходимо прибрести нужные измерительные приборы, специальные приспособления и монтажные материалы.
6. Оборудование монтажно-измерительной лаборатории.
7. Оборудование помещения для проведения входного контроля ОК.
8. Организация служебной связи.
9. Обеспечение бланками протоколов и паспортов и пр.
11. Входной контроль и формирование строительных длин ВОК. В процессе входного контроля производиться внешний осмотр и измерение затухания.
12. Пневматическая прокладка ОК в защитные пластиковые трубы (ЗПТ). Современным методом сооружения ВОЛП является пакетная прокладка ЗПТ с последующей пневмопрокладкой в них.

 

 

11.2   Организация эксплуатации

 

 Организация эксплуатации ВОЛС включает выполнение следующих организационно-технических мероприятий:

- приемка  ВОЛС в эксплуатацию;

- распределение  зон обслуживания ВОЛС по территориально-производственному принципу;

- обеспечение  слаженного взаимодействия технического  обслуживания ВОЛС с техническим  обслуживанием;

- планирование  работ по эксплуатации;

- подготовка  и допуск обслуживающего инженерно-технического  и ремонтного персонала;

- техническое обслуживание;

- ремонт;

- сбор и  анализ информации по технической  эксплуатации;

- ведение  эксплуатационно-технической документации, компьютерного банка данных.

 

 При техническом обслуживании должны производиться работы по предотвращению преждевременного износа элементов ВОЛС путем устранения повреждений, неисправностей, выявленных при осмотрах, проверках и измерениях.

При капитальном ремонте ВОЛС-ВЛ должен быть выполнен комплекс мероприятий, направленных на поддержание или восстановление первоначальных эксплуатационных характеристик ВОЛС.

Аварийно-восстановительные работы организуются немедленно после получения информации о любом виде отказа линейных сооружений ВОЛС и должны вестись непрерывно и в объемах, обеспечивающих восстановление работоспособности ВОЛС в кратчайшие сроки.

В процессе эксплуатации для определения технического состояния ВОЛП выполняются профилактические, контрольные и аварийные измерения следующих параметров:

-   чувствительность фотоприёмного  устройства регенератора;

- уровень оптической мощности на входе и выходе линейного регенератора;

- расстояние до места повреждения.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В курсовой работе были представлены основные этапы проектирования волоконно-оптической линии связи между городами Липецк – Курск: выбор трассы магистрали, системы передачи, типа кабеля, метода прокладки, расчет параметров кабеля, длины регенерационного участка, а также были оценены показатели надежности проектируемой системы передачи.

Очевидно, что для создания рабочего проекта магистральной линии связи, необходимо произвести более точные расчеты и учесть большее количество факторов. Однако данная курсовая работа позволяет получить представление о порядке выполнения подобных проектов. В нашей стране еще в 1993 году было принято решение использовать только волоконно-оптические кабели на магистральных линиях связи, в 1996 году на внутризоновых. В настоящее время ВОЛС активно используются и на локальных компьютерных сетях, в сетях кабельного телевидения. Таким образом, навыки расчета ВОЛС являются необходимыми для качественного выполнения современных проектов в отрасли связи.

 

Литература

 

1. Зуев В.В., Спасский Б.Г. Методические указания к выполнению контрольного задания № 1  по дисциплине «Направляющие системы электросвязи» для студентов-заочников 4 курса специальности 210406; Ростов-на-Дону: Северо-Кавказский филиал МТУСИ, 2008.–18 с.

 

2. Зуев В.В, Волоконно-оптические направляющие системы эле ктросвязи. Учебное пособие . - Ростов-на-Дону: Северо-Кавказский филиал МТУСИ, 2010.–80 с.

 

3. Направляющие системы электросвязи: Учебник для вузов. Том1. – Теория передачи и влияния./ В.А. Андреев, Э.Л. Портнов, Л.Н. Кончановский, под. редакцией В.А. Андреева. – 7-е изд., перераб и доп. – М.: Горячая линия – Телеком, 2009.-424с.

 

4.  "Руководство по строительству линейных сооружений магистральных и внутризоновых кабельных линий связи" (1993 г., Москва),