Строительство волоконно-оптической системы передачи между городами Смоленск и Орел

Во время Великой  Отечественной войны Орел был  оккупирован   фашистами в течение двадцати двух месяцев. Результатом разгрома

фашистов на Курской  дуге стало освобождение города 5 августа 1943 года.

Институты: педагогический, политехнический, культуры, сельскохозяйственный, коммерческий. Факультет Всероссийского финансово-экономического института, филиал Московского института приборостроения.

Театры: драматический, кукол, юного зрителя.

Музеи: И.С. Тургенева, Н.С. Лескова, писателей-орловцев, историка Т.Н. Грановского, полярного исследователя  В.А. Русанова, композитора В.С. Калинникова, краеведческий.

Рис.1.2. Административная карта Орловской области.

Архитектура, достопримечательности города. Мемориальный комплекс Орловско-Курской битвы. На стрелке Оки, возвигнут мемориальный ансамбль в честь 400-летия. В древнейшей части Орла сохранились Николо-Песковская церковь, церковь Михаила Архангела, ротонда-часовня 1801 года, здание народного училища , торговых рядов (середина 19 в.). В левобережной части Орлова, на высоких берегах рек Оки и Орлика, в районе "Дворянского гнезда" сохранились т.н. дом Фомичёвых, дом губернатора (оба 19 в.), беседки-ротонды в стиле провинциального классицизма. На центральной площади - здания Дома Советов (1950-е гг., арх. А.И. Гегелло), Драматического театра имени И.С. Тургенева (1960-е гг., арх. Б.Е. Мезенцев). У села Сабурово - т.н. Крепость в стиле псевдоготики (1790-е гг., сохранились участки стен, башни), бывшие усадьбы графа М.Ф. Каменского (позднее помещика Сабурова).

Орел - родина писателей  И.С.Тургенева и Л.Н.Андреева, философа М.М.Бахтина, историка Т.Н.Грановского. С Орлом связаны жизнь и творчество И.А.Бунина, Н.С.Лескова, А.Н.Апухтина и многих других выдающихся людей.

Брянск.

Административный центр Брянской области и Брянского района. Расстояние от Москвы — 384 км. Брянск расположен на обоих берегах реки Десна при  впадении в неё Болвы и Снежети.

Население города 411.8 тыс. жителей, а по области составляет 1299.7 тыс. жителей (на конец 2009 года).

По территории области проложены  нефте- и газопроводы. Имеется сеть железнодо-рожных и автомобильных  дорог.  
Область обладает высокоразвитыми сельским хозяйством и промышленностью. 
Ведущее место в сфере материального производства занимает промышленность, в которой функционируют более 300 крупных предприятий. Определяющее влияние на эко-номику области оказывают: машиностроение, стройиндустрия, промышленность строитель-ных материалов, химическая, пищевая, легкая, лесная и деревообрабатывающая отрасли.

Можно выделить: «Брянский машиностроительный завод»; «Бежицкий сталелитейный завод»; «Брянский автомобильный завод»; «Брянский завод колесных тягачей»; «Термотрон-Завод» - оборудование для железных дорог, подъёмно-транспортное обоудование; «Брянский химический завод им. А. И. Поддубного»; «Группа-Кремний» (интегральные схемы, полупроводниковые приборы); «Брянский электромеханический завод».

Рис.1.3. Карта Брянской области.

Муниципальная система  образования состоит из 188 образовательных учреждений и 5 вузов.

К культурным памятникам и достопримечательностям относятся: Курган Бессмертия, парк-музей имени А. К. Толстого, Горно-Никольская церковь, особняк купца Авраамова, Свято-Покровский собор, Спасо-Гробовская церковь, Свенский монастырь.

 

1.2. Обоснование необходимости строительства кабельной магистрали между городами Смоленск и  Орел.

Передача информации по ВОЛС имеет ряд достоинств перед передачей по медному кабелю:                                                     

• Широкая полоса пропускания - обусловлена чрезвычайно высокой частотой несущей 10¹⁴ Гц. Это даёт потенциальную возможность передачи по одному оптическому волокну потока информации в несколько терабит в секунду.
• Малое затухание светового сигнала в волокне. Малое затухание (0.2-0.ЗдБ на  длине волны 1.55 мкм в расчёте на 1 км.) и небольшая дисперсия позволяют строить участки линии без ретрансляции протяжённостью 100 км и более.     
• Низкий уровень шумов в волоконно-оптическом кабеле позволяет увеличить полосу пропускания путём передачи различной модуляции сигналов с малой избыточностью кода.
• Высокая помехоустойчивость. Т. к. волокно изготовлено из диэлектрического материала, оно невосприимчиво к электромагнитным помехам со стороны окружающих медных кабельных систем и электрического оборудования, способного индуцировать электромагнитное излучение.
• Малый вес и объём. Волоконно-оптические кабели (ВОК) имеют меньший вес и объём по сравнению с медным кабелем в расчёте на одну и ту же пропускную способность.
• Высокая защищённость от несанкционированного доступа. Поскольку ВОК практически не излучает в радиодиапазоне, то передаваемую по нему информацию трудно прослушать, не нарушая приемо-передачи. Системы мониторинга целостности оптической линии связи, используя свойства высокой чувствительности волокна, могут мгновенно отключить "взламываемый" канал связи и подать сигнал тревоги. Сенсорные системы, использующие интерференционные эффекты распространяемых световых сигналов, имеют очень высокую чувствительность к колебаниям, к небольшим перепадам давления.                                    
• Гальваническая развязка элементов сети. Данное преимущество оптического волокна заключается в его изолирующем свойстве. Волокно помогает избежать электрических земельных петель, которые могут возникать, когда два сетевых устройства неизолированной сети, связанные медным кабелем, имеют заземление в разных точках. При этом может возникнуть большая разность потенциалов, что способно повредить сетевое оборудование. Для волокна этой проблемы просто нет.
• Взрыво- и пожаробезопасиостъ.  Из-за  отсутствия  искрообразования оптическое волокно повышает безопасность сети.
• Экономичность ВОК. Волокно изготовлено из кварца, основу которого составляет двуокись кремния, широко распространённого, а потому недорогого материала в отличии от меди. При этом ВОК позволяет передавать сигналы на значительно большие расстояния без ретрансляции. Количество повторителей на протяжённых линиях сокращается при использовании ВОК.
• Длительный срок эксплуатации. Со временем волокно испытывает деградацию. Это означает, что затухание в проложенном кабеле постепенно возрастает. Однако, благодаря совершенству современных технологий производства  оптических волокон, этот процесс значительно замедлен, и срок службы ВОК  составляет примерно 25 лет. За это время может смениться несколько поколений стандартов приёмо-передающих систем.
• Удалённое электропитание. В некоторых случаях требуется удалённое электропитание сети. В таких случаях можно использовать смешанный кабель, когда наряду с оптическими волокнами кабель оснащается медным проводящим элементом. Такой кабель широко используется повсеместно.
• Полная электрическая изоляция между входом и выходом системы связи, что дает возможность производить ремонт оптического кабеля, не выключая оборудования.

Использование оптического  кабеля увеличивает пропускную способность  и надежность системы. Благодаря  малому километрическому затуханию  оптического волокна их порядок  меньше коэффициента затухания электрического кабеля. Существенно увеличивается длина регенерационного участка, что в свою очередь снижает капитальные затраты. Все эти преимущества определяют широкое применение оптического кабеля в системах связи.

Таким образом, с ростом численности населения и ростом потребности в надежной и качественной связи проектируемая ВОЛС должна удовлетворить потребности в услугах связи.

 

1.3. Расчет потребного числа каналов

Для выбора типа волоконно-оптического  кабеля и аппаратуры необходимо рассчитать требуемое количество стандартных  ТЧ каналов между городами.

Расчет числа каналов  междугородней связи на заданном направлении ведется на ближайшую (1 этап) и генеральную (2 этап) перспективу. В качестве контрольного срока ближайшей  перспективы принимается 2015 год, а генеральной – 2020 год.

Исходные данные, необходимые для расчета числа каналов, приведены в таблице 1.3.1.

Таблица 1.3.1

Таблица исходных данных

№ п/п	Параметры	Смоленск	Орел	Брянск
1	Ближайшая перспектива, лет	5	5	5
2	Генеральная перспектива, лет	10	10	10
3	Численность населения  в базисном году, тыс.чел	315.5	316.9	411.8
4	Ежегодный прирост населения, Р (%)	1.1	1.2	1.4
5	Исходящий междугородний  обмен в базисном году, разг/сутки	10430	8100	9531
6	Телефонная плотность  в базисном году, ТЛФ/1тыс.чел	323.7	293	263.8
7	Коэффициент роста телефонной плотности на 1 этапе	1.3	1.3	1.3
8	Коэффициент роста телефонной плотности на 2 этапе	1.7	1.7	1.7

1.3.1. Обоснование и расчёт числа каналов.

Число каналов, связывающих  выбранные населённые пункты, в основном зависит от численности населения  в этих пунктах и от степени заинтересованности отдельных групп населения во взаимосвязи.

Численность населения в любом  населённом пункте может быть определена на основании статистических данных последней переписи населения. Обычно перепись населения осуществляется один раз в пять лет, поэтому при перспективности проектировании следует учесть прирост населения. Количество населения в заданном пункте и его подчинённых окрестностях с учётом среднего прироста определяется по формуле

                                                                                             (1.3.1)

где - население в базисном году;

      - средний процент ежегодного прироста населения;

      - число лет перспективного периода.

Смоленск:

 тыс. чел

тыс. чел

Орел:

 тыс. чел

тыс. чел

Брянск:

 тыс. чел

тыс. чел

 

1.3. 2. Расчет количества телефонов в базисном году и на перспективу

Расчет количества телефонов  в базисном году производится по формуле:

                                                     ,  ,                                        (1.3.2)

где  - население в базисном году, .;

       - телефонная плотность в базисном году, .

Расчет количества телефонов на перспективу производится по формуле:

                                                    ,  ,                                                (1.3.3)

где - число населения на перспективу, .;

      - телефонная плотность в перспективном году, ., которая рассчитывается по следующей формуле:

                                             ,  ,                                        (1.3.4)

где - коэффициент роста телефонной плотности.

Произведем расчет:

Смоленск:

В базисном году:

 тел.

На перспективу:

ТЛФ/1 тыс. чел.,

 тел.

ТЛФ/1 тыс. чел.,

 тел.

Орел:

В базисном году:

 тел.

На перспективу:

ТЛФ/1 тыс. чел.,

 тел.

ТЛФ/1 тыс. чел.,

 тел.

Брянск:

В базисном году:

 тел.

На перспективу:

ТЛФ/1 тыс. чел.,

 тел.

ТЛФ/1 тыс. чел.,

 тел.

 

1.3.3. Расчет перспективного исходящего обмена

При определении необходимого числа каналов исходной величиной  является междугородный телефонный обмен. Он включает в себя все виды сообщений: 

• исходящий;

• входящий

• транзитный.

Факторами, влияющими на величину междугородного обмена и зависящими от состояния развития средств связи являются: качество обслуживания междугородной телефонной связью и рост числа телефонов. Улучшение качества обслуживания вызывает рост телефонного обмена между городами. Под показателем качества понимается время ожидания абонентом предоставления разговора.

Перспективный исходящий обмен на 1 этапе рассчитывается по формуле:

                                    разг./сутки                       (1.3.4)

где - среднесуточный междугородний обмен в базисном году, разг./сутки;

- число телефонов на 1 этапе, тел.;

- число телефонов в базисном  году, тел.;

- коэффициент, учитывающий рост междугороднего обмена на 1 этапе с улучшением качества обслуживания (под показателем качества понимается время ожидания абонентом предоставления разговора).

Перспективный исходящий обмен на 2 этапе рассчитывается по формуле:                        

                                      ,       разг./сутки            (1.3.4)

где - среднесуточный междугородний обмен в базисном для 2 этапа году, разг./сутки;

- число телефонов на 2 этапе, тел.;

- число телефонов в базисном  для 2 этапа году, тел.;

- коэффициент, учитывающий рост  междугороднего обмена на 2 этапе  с улучшением качества обслуживания.

Определим коэффициенты , . Они определяются как средневзвешенная величина на основе удельного веса обмена, обрабатываемого не различными системами эксплуатации:

                                                                                    (1.3.5)