Проектирование абонентского широкополосного доступа в ст. Полтавской

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

Проектирование абонентского широкополосного доступа в ст. Полтавской

телефонный связь кабель сеть В последние два десятилетия прошедшего и в начале текущего века происходит смена эпохи индустриально-технологического развития передовых государств эпохой информационно-технологической. Ярким проявлением этого процесса является невиданный по скорости и результатом прогресс в создании новых методов и средств телекоммуникаций. Бурное развитие технологии производства систем связи с практически неограниченной пропускной способностью и дальностью передачи и массовое их использование, по сути, привели к информационно-технологической революции и формированию глобального информационного общества. Сегодня телекоммуникации — это одна из самых быстроразвивающихся высокотехнологических и наукоемких отраслей мировой экономики. Уровень развития технологических разработок, производства и внедрения в различные сферы деятельности телекоммуникационных систем во многом формируют положительный образ передового государства.

Одним из основных направлений современного научно-технического прогресса является всестороннее развитие волоконно-оптических систем связи, обеспечивающих возможность доставки на значительные расстояния чрезвычайно большого объёма информации с наивысшей скоростью. Уже сейчас имеются волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) большой информационной емкости с длиной регенерационных участков более 200 км. Однако область применения волоконно-оптических систем передачи (ВОСП) не ограничивается передачей данных на большие расстояния для непосредственной связи, а имеет более широкий спектр, от бортовых систем до локальных (LAN) и глобальных (WAN) волоконно-оптических телекоммуникационных сетей. Весьма перспективно использование волоконно-оптической техники в кабельном телевидении, так как она позволяет с одной стороны обеспечить высокое качество передачи изображения, а с другой — существенно расширить возможности информационного обслуживания абонентов. Развитие телекоммуникационных технологий по пути многоцелевого назначения для телефонной и телеграфной связи, телевидения, передачи данных, мультимедиа приложений и т. д. как единой цифровой сети интегрированного обслуживания (ISDN), а затем появившейся технологии асинхронного режима переноса (АТМ) как связующей с транспортными сетями синхронной цифровой иерархии (SDH) вообще немыслимо без использования ВОЛС.

Дипломная работы посвящена проектированию широкополосного доступа в ст. Полтваской.

1. Анализ существующей телефонной сети связи

1.1 Межстанционная сеть

Станица Полтавская это районный центр Красноармейского района. В приложении 1 рисунок 7 показана часть межстанционной сети доступа Красноармейского узла связи.

Межстанционная сеть и сеть связи с близлежащими городами построена с помощью ВОЛС. С использованием оборудования синхронной цифровой иерархии (SDH) ADM 16/1 и мультиплексор ГМ-1 с плезиохронной цифровой иерархией (PDH).

ADM 16/1 представляет собой интеллектуальный мультиплексор и систему передачи с высокой пропускной способностью, который может мультиплексировать стандартные скорости PDH и SDH до более высоких уровней, вплоть до 2,5 Гбит/с (STM-16). Такой широкий диапазон делает данную систему ключевым элементом при создании высокоскоростных транспортных сетей.

Особенности ADM 16/1:

— высокая пропускная способность по вводу выводу каналов;

— простота монтажа и технического обслуживания;

— улучшенные механизмы резервирования, позволяющие использовать современные структуры сетей SDH;

— адоптирована для применения в системах со спектральным уплотнением каналов (DWDM).

Мультиплексор ГМ-1 фирмы Зилакс позволяет передавать по оптоволоконной линии, структурированные или неструктурированные потоки G.703/E1 на скорости 2048 кбит/с каждый. Одновременно по той же линии передается информация каналов Ethernet 10/100Base-TX на скорости до 100 Мбит/с (обеспечивается передача кадров VLAN и Jumbo). При установке дополнительного модуля с универсальным последовательным интерфейсом УПИ-3 обеспечивается также передача синхронного потока данных V.35/RS-449/RS-530 на скорости 2048 кбит/с. Мультиплексор имеет также дополнительный синхронный порт передачи данных на скорости до 115 кбит/с и порт служебной голосовой связи.

Максимальная дальность передачи по оптоволоконной линии составляет 120 км по одному или двум волокнам. Может быть также реализовано «горячее» (1+1) резервирование оптического канала в ручном или автоматическом режиме по различным критериям.

1.2 Сеть доступа

Широкополосный доступ (ШПД) в ст. Полтавской осуществляется при помощи технологии ADSL2+. Модемная технология, в которой доступная полоса пропускания канала распределена между исходящим и входящим трафиком асимметрично. Скорость входящего трафика до 24 Мбит/с, а исходящего 1,2 Мбит/с.

Так как у большинства пользователей объём входящего трафика значительно превышает объём исходящего, то скорость исходящего трафика значительно ниже. Это ограничение стало неудобным с распространением пиринговых сетей (одноранговые, децентрализованные сети — это компьютерные сети, основанные на равноправии участников, таких сетях отсутствуют выделенные серверы, а каждый узел (peer) является как клиентом, так и сервером) и видеосвязи. Передача данных реализуется через обычную аналоговую линию.

Широкое применение данной технологии кардинально изменила отношение к кабельным линиям, особенно к линиям абонентского доступа.

Кабели, кроссовое оборудования, распределительные шкафы (РШ) и распределительные коробки (РК) — все это производилось и эксплуатировалось как низкочастотное оборудование. При этом не возникало проблем с электромагнитной совместимостью (ЭМС), так как гарантируемая техническим условием (ТУ) величина переходного затухания между цепями кабеля на «ближнем конце» (абонентская и станционная сторона) A₀ — 65,5 дБ частоте 1кГц обеспечивал отсутствие переходных помех.

Сейчас стоит вопрос о цифровом уплотнении кабельных линий, т. е. о передачи по ним довольно широкого спектра частот и эта величина, записанная в ТУ на самый, распространённый на местных сетях связи кабель ТПП очень низка.

По своему техническому состоянию кабельную сеть абонентского доступа можно разделить на три группы:

— линии, полностью удовлетворяющие всем нормам отраслевых стандартов по эксплуатации и грамотно эксплуатируемые;

— линии, в основном соответствующие нормам, но имеющие некоторые отклонения по сопротивлению изоляции (до десятков МОм) и повышенную асимметрию (до 1−2% от сопротивления шлейфа, при норме 0,5%);

— линии со значительно заниженным сопротивлением сопротивлением изоляции, большой асимметрии с «разбитыми» парами. Это как правило замокший кабель, находящийся в аварийном состоянии и требующий ремонта.

Качество связи для данной технологии так же зависит от качества и протяженности телефонной линии. Например, возможность предоставления услуги не гарантируется при длине телефонной линии более 5 километров, а при длине от 4 до 5 километров максимальная скорость, на которой может установить связь ADSL-модем со станционным оборудованием провайдера (DSLAM) не может превышать 2 Мбит/с к абоненту[8].

В связи с этим можно выделить основные недостатки данной технологии:

— скорость входящего трафика до 24Мбит/с;

— возможность использования не более 30% ёмкости кабеля;

— ограничения по длине линии.

На данный момент в ст. Полтавской две станции связи, построенных на оборудование производства ЗАО «НПК Телстар» комплекс цифровых АТС «КРАЗАР». Центральная станция связи ОПТС «КРАЗАР» с количеством абонентов 6544. И дополнительная станция ОПС «КРАЗАР» кол-во абонентов 624.

Эти АТС предназначены для построения новых и модернизации действующих городских, сельских и ведомственных сетей связи. Они могут использоваться как в цифровых, так и в смешанных аналого-цифровых сетях.

Комплекс цифровых АТС «КРАЗАР» сертифицирован для применения на всех уровнях городской и сельской телефонной сети и обеспечивает реализацию функций ОКС № 7, ISDN, СОРМ.

Систему «КРАЗАР» отличают следующие свойства:

— модульное построение аппаратного и программного обеспечения;

— совместимость с существующими цифровыми и аналоговыми телефонными станциями;

— единые конструктивно-технологические решения, элементная база и материалы для всех типов АТС;

— полное соответствие спецификациям для ВСС России.

АТС «КРАЗАР» обеспечивает подключение до:

— 22 800 абонентских линий (АЛ);

— 3600 соединительных линий (СЛ);

— 120 цифровых потоков 2048 кбит/с Выводы:

— межстанционная сеть связи построена на качественном оборудовании отечественного и зарубежного производства. Способна обеспечить абонентам высокоскоростное подключения к сети интернет, IP TV и т. д.;

— использование местной телефонной сети в нынешнем состоянии не дает возможности предоставления качественных услуг широкополосного доступа к сети интернет.

2. Обоснования необходимости проектирования современного оборудования ШПД

Реализация данного проекта строительства сети связи ШПД позволит предоставлять клиентам Компании пакет услуг широкополосного доступа в Интернет. На базе высокотехнологичного телекоммуникационного оборудования обеспечит новых абонентов такими видами услуг как:

· доступ в Интернет для корпоративных пользователей;

· доступ в Интернет для частных пользователей;

· построение наложенных корпоративных сетей пользователей;

· построение закрытых виртуальных сетей третьего уровня на основе технологии VPN (виртуальные частные сети);

· передача сигналов цифрового телевидения по сетям передачи данных (IPTV).

В представленном дипломном проекте рассматривается возможность проектирования ШПД для многоэтажной застройки в ст. Полтавской.

В результате анализа в дипломном проект показана не перспективность ШПД по технологии ADSL2+.

В данном случае применим широкополосный доступ на базе оборудования FTTB QTECH.

3. Выбор оборудования ШПД

3.1 Выбор технологии ШПД

ADSL — модемная технология, в которой доступная полоса пропускания канала распределена между исходящим и входящим трафиком асимметрично. Можно использовать уже существующую телефонную сеть для построения сети доступа.

Использования данной технологии отвечает спросу на первых этапах построения ШПД в населенном пункте. Скорость передачи данных составляет до 24 Мбит/сек входящего трафика и до 1,2 Мбит/сек исходящего трафика.

Ухудшения линий связи снижает качество предоставляемых услуг по данной технологии. И данная технология перестает отвечать постоянному спросу потребителя.

FTTB — представляет из себя оптоволоконную сеть до здания или строения с последующей коммутацией до конечных абонентов находящихся в этом здании посредством медного кабеля. В зависимости от реализации технологии, скорость доступа в сеть Интернет, может составлять до 10 или 100 Мбит/сек.

К особенностям технологии FTTB можно отнести повышенную надежность сети, что при реализации в сельской местности не мало важно.

Но использования данной технологии в ст. Полтавской не выгодно так как слишком мало многоквартирных домов.

GPON — суть технологии заключается в том, что между приемопередающим модулем центрального узла и удаленными абонентскими узлами создается полностью пассивная оптическая сеть. Имеющая топологию дерева.

Данная технология имеет ряд преимуществ:

— невысокая стоимость построения сети;

— низкие расходы на эксплуатацию и техническое обслуживания сети;

— перспектива дальнейшего развития сети;

— Высокая гибкость. Построение сети по этой технологии требует применения всего лишь одного оптического волокна, а не пучка волокон, как при использовании других оптоволоконных технологий.

Из приведённых выше технологий, спроектируем ШПД в ст. Полтавской с применением технологии PON.

3.2 Выбор оборудования ШПД

Коммутатор OLT с поддержкой технологии GPON QSW-9000-01

Рисунок 1 — Коммутатор QSW-9000−01

Коммутатор QSW-9000−01 GPON OLT относится к операторскому классу оборудования сетей GPON, работающего по технологии FTTx. Поддержка предоставления всех основных ресурсоёмких сервисов и услуг (передача данных, VoIP, IPTV), а также поддержка SLA, DBA и QoS обеспечит оператору лёгкую и надёжную масштабируемость сети. Коммутатор поддерживает коэффициент деления 1:128, что в сумме позволяет подключить до 1024 абонентских устройств.

Архитектура коммутатора включает в себя 8 портов GPON, 8 портов GE SFP и 8 портов 1000BASE-T. Также имеется возможность подключения до 2-х дополнительных портов 10GE SFP+. Имея размер 1U, коммутатор QSW-9000−01 легко монтируется в стандартную 19″ стойку с оборудованием. Технически характеристики QSW-9000−01 приведены в таблице 1.

Ключевые особенности GPON QSW-9000−01

· 8 портов GPON, 8 портов GE SFP и 8 портов 1000BASE-T, слот расширения, позволяющий подключать два дополнительных порта 10GE SFP+;

· Размер 1U, энергопотребление не более 85В;

· 1+1 резервирование питания;

· Расширенная поддержка функций безопасности: Anti-ARP-spoofing/flooding, изоляция портов, фильтрация по MAC-адресам, IEEE 802.1x, аутентификация по AAA/Radius и TACACS+, SSHv2 Secure Shell, шифрованное управление по SNMP v3, проверка трафика по MAC и ARP, фильтрация потока по ACL уровней L2-L7, uRPF4;

· Расширенная поддержка Multicast, IGMP snooping;

· Управление и мониторинг: Telnet, CLI, Console, Web, SNMPv1/v2/v3, RMON (Remote Monitoring) ½/3/9 групп MIB, NTP, RFC3176 sFlow, LLDP, 802.3ah Ethernet OAM, протокол BSD syslog;

· Обеспечение надежности при помощи следующих функций: защита от широковещательного шторма, EAPS — время восстановления ?50 мс, обнаружение петель, защита линка RSTP/MSTP.

Абонентское оборудование GPON ONU QONT-9-1G

Рисунок 2 — Абонентское оборудование QONT-9−1G

Устройство QONT-9−1G позволяет легко масштабировать оптическую сеть оператора и удовлетворить растущие потребности пользователей в предоставляемых сервисах, а также обеспечивает скорость до 1000Mбит/с до конечного абонента. Это недорогое и высокоскоростное устройство доступа внутренней инсталляции предназначено для развертывания оптических сетей FTTH (Fiber To The Home), FTTO (Fiber To The Office), FTTB (Fiber To The Building). При помощи устройства QONT-9−1G оператор сможет обеспечить надежное соединение с высокой пропускной способностью на дальние расстояния для пользователей, живущих или работающих в удаленных многоквартирных зданиях. Технические характеристики устройства приведены в таблице 2.

Таблица 1 — Технические характеристики QSW-9000−01

Таблица 2 — Технические характеристики QONT-9−1G

4. Выбор типа кабеля и расчет его конструктивных, электрических и оптических характеристик

При выборе конструкции кабеля для определённого назначения следует учесть ряд аспектов, к которым следует отнести:

— соответствие кабеля ГОСТ, ТУ, которые разрабатываются в соответствии с требованиями ITU-T (Международный союз электросвязи — сектор стандартизации телекоммуникации), IEC (Международная электротехническая комиссия), и CECC (комитет по электронным компонентам в составе CENELEC);

— соответствие ОК необходимым эксплуатационным характеристикам. При определении пропускной способности волокна следует учитывать потери волокна и требования по их изменению. Эти характеристики должны удовлетворять самым жестким условиям, которые наблюдаются при эксплуатации;

— кабель должен быть удобным в работе и при монтаже. Он должен иметь гибкость, цветовое кодирование, малый вес, сопротивление изгибам, раздавливанию и растяжению, создавать условия для быстрого монтажа и надёжной эксплуатации;

— кабель должен быть удобным в сварке и заделке в концевые устройства. Удобная идентификация кабеля и волокна облегчает сварку и делает её более точной. Внешние защитные оболочки и покрытия должны легко сниматься. Важным моментом является скол волокон и подгонка волокна и кабеля, а, также предохранение места сварки;

— кабель должен иметь удобную маркировку, которая способствует быстрому ремонту и сокращает время простоя кабельных магистралей;

— кабель должен соответствовать предъявляемым требованиям с учётом специфических климатических условий на месте эксплуатации. При выборе нужной конструкции кабеля для заданного назначения следует учитывать условия окружающей среды, в которой кабель будет эксплуатироваться, ГОСТ Р 52 266−2004.

Для прокладки в телефонной канализации выберем кабель ОКЛК-01−4-16−10/125−0,36/0,22−3,5/18−7,0. Кабель представлен на рисунке 3.

1 Оптические волокна свободно уложены в полимерных трубках (оптические модули), заполненных тиксотропным гелем по всей длине.

2 Центральный силовой элемент (ЦСЭ), диэлектрический стеклопластик или стальной трос в ПЭ оболочке, вокруг которого скручены оптические модули.

3 Кордель — сплошные ПЭ стержни для устойчивости конструкции.

4 Поясная изоляция в виде лавсановой ленты, наложенная поверх скрутки.

5 Гидрофобный гель, заполняющий пустоты скрутки по всей длине.

6 Внутренняя оболочка выполнена из композиции ПЭ низкой или высокой плотности.

7 Броня в виде повива стальных оцинкованных проволок или диэлектрических высокопрочных стержней.

8 Наружная оболочка выполнена из композиции ПЭ низкой или высокой плотности.

Рисунок 3 — Оптический кабель ОКЛК-01−4-20−10/125−0,36/0,22−3,5/18−7,0

4.1 Расчет параметров оптического волокна

Произведем теоретический расчет параметров одномодового оптического волокна со ступенчатым профилем показателя.

Зададимся исходными параметрами для расчета:

показатель преломления сердцевины на длине волны мкм;

показатель преломления сердцевины на длине волны мкм;

разность между показателями преломления сердцевины и оболочки оптического волокна — ;

ширина спектральной линии передатчика — нм;

диаметр сердцевины — мкм;

диаметр оболочки — мкм;

Расчет показателя преломления оболочки

Показатель преломления оболочки можно рассчитать по формуле 1:

(1)

где — показатель преломления оболочки;

— показатель преломления сердцевины;

— относительная разность показателей преломления сердцевины и оболочки.

По формуле (1) рассчитаем показатель преломления оболочки:

;

.

Расчет числовой апертуры

Числовую апертуру находим по формуле 2:

(2)

Для наших значений показателей преломления сердцевины и оболочки числовая апертура, рассчитанная по формуле (2), будет равна:

;

.

Расчет нормированной частоты

Нормированная частота находится по следующей формуле 3:

(3)

Для нашей числовой апертуры и длины волны нормированная частота, рассчитанная по формуле (5.3), равна:

;

.

Нормированная частота является безразмерным числом, которое определяется количеством мод поддерживаемых волокном.

Расчет дисперсии

Дисперсию найдем по формуле 4:

(4)

где — хроматическая дисперсия, пс;

— поляризационная модовая дисперсия, пс.

Хроматическую дисперсию найдем по формуле 5:

(5)

где — протяженность трассы на самом длинном участке сети, км;

— удельная хроматическая дисперсия, пс/(нм· км).

В соответствии с рекомендацией ITU-T G.652 пс/(нм· км) на длине волны мкм и пс/(нм· км) на длине волны мкм.

Рассчитаем хроматическую дисперсию по формуле (5):

пс;

пс.

Поляризационную модовую дисперсию найдем по формуле 6:

(6)

где — протяженность трассы, км;

— удельная поляризационная модовая дисперсия, пс/.

Рассчитаем поляризационную модовую дисперсию по формуле (6):

пс Подставляя найденные значения в формулу (5.4) получим:

пс;

пс.

Расчет потерь в оптическом волокне

Затухание обусловлено собственными и кабельными потерями в ОВ. Собственные потери состоят из потерь поглощения и потерь рассеяния

(7)

Затухание на рассеяние (Рэлеевское рассеяние) найдем по формуле:

(8)

где — постоянная Больцмана, Дж/К;

— коэффициент сжижаемость, м²/Н;

— абсолютная температура плавления стекла, К.

Рассчитаем затухание на рассеяние по формуле (8):

дБ/км;

дБ/км.

Затухание на поглощение рассчитывается по формуле (9):

(9)

где — потери на поглощение в ультрафиолетовой области;

— потери на поглощение в инфракрасной области.

Потери на поглощение в ультрафиолетовой и инфракрасной области рассчитываются по формулам:

;

;

дБ/км;

дБ/км.

Подставляя найденные значения и в формулу (9) получим:

дБ/км;

дБ/км.

Кабельные потери — из-за скрутки, деформации изгибов о ОВ, возникающих в процессе производства и прокладке, рассчитываются по формуле (5.10):

(10)

Подставляя найденные значения в формулу (10) получим:

дБ/км;

дБ/км.

Подставляя найденные значения в формулу для общего затухания (7) получим:

дБ/км;

дБ/км.

5. Технология прокладки оптического кабеля в телефонной канализации

Оптический кабель будет прокладываться в телефонную канализацию на участке от АТС до пер. Кубанского. Этот участок представлен на рисунке 8 приложение 2.

Перед прокладкой необходимо получить от администрации узла связи технические условия, в которых должны быть указаны номера занятых каналов на рассмотренном участке. Непосредственно перед прокладкой оптического кабеля (ОК) необходимо выполнить следующие работы.

5.1 Проведение входного контроля

Проверка барабанов с кабелем

Барабаны с оптическим кабелем, поступившие на кабельную площадку, подвергаются внешнему осмотру на отсутствие механических повреждений. Если в результате внешнего осмотра будут выявлены серьезные повреждения барабанов или кабеля, которые могут привести к повреждению последнего в процессе транспортирования или прокладки, а также к снижению эксплуатационной надежности, должен быть составлен коммерческий акт с участием эксперта или акт с участием представителей подрядчика, заказчика и других заинтересованных организаций. При этом следует руководствоваться инструкциями о порядке приемки продукции производственно-технического назначения и товаров народного потребления по количеству и качеству, утвержденными постановлениями Госарбитража СССР №П-6 от 15.06.65 и №П-7 от 25.04.66 (с изменениями и дополнениями, внесенными постановлениями Госарбитража СССР № 81 от 29.12.73, № 98 от 14.11.74, № 115 от 23.07.75).

При наличии незначительных повреждений, они должны быть устранены собственными силами. Если барабан на месте отремонтировать невозможно, то с уведомлением заказчика кабель с него должен быть перемотан на исправный барабан плотными и ровными витками. Не допускается перемотка с барабана на барабан, установленных на щеки. При перемотке необходимо осуществлять визуальный контроль целостности наружной оболочки кабеля.

После вскрытия обшивки барабана проверяют наличие заводских паспортов, соответствие маркировки строительной длины, указанной в паспорте, маркировке, указанной на барабане, проверяют внешнее состояние кабеля на отсутствие вмятин, порезов, пережимов, перекруток и т. д.

В паспорте на кабель должна быть указана длина кабеля, тип покрытия оптического волокна, коэффициент затухания оптических волокон и предел значений полосы пропускания, материал трубки модуля, материал упрочняющего центрального силового элемента.

При отсутствии заводского паспорта на кабель, следует запросить его дубликат у завода-изготовителя. Если дубликат не будет получен, то необходимо вызвать представителя завода-изготовителя для производства паспортизации кабеля на месте в присутствии заказчика.

В том случае, если выведенный на щеку барабана нижний конец кабеля имеет длину меньше 2 ±0,3 м (запас для измерений), то кабель необходимо перемотать, выведя необходимый запас нижнего конца на щеку барабана. Во время перемотки необходимо осуществлять визуальный контроль за целостностью наружной оболочки кабеля.

Измерение затухания оптических волокон кабеля

При наличии заводских паспортов производят измерение затухания оптических волокон, предварительно просветив их электрическим фонарем или переносной электрической лампой.

Измерение затухания оптических волокон следует производить комплектом приборов:

— измеритель мощности оптического сигнала;

— источник излучения оптического сигнала;

— оптический рефлектометр.

для измерения методом «обрыва», в соответствии с действующими инструкциями.

В случае обрыва оптических волокон или превышения их километрического затухания от установленной нормы для данного кабеля более чем на 0,3 дБ, должен быть составлен акт и строительная длина должна бить возвращена заводу-изготовителю.

После проведения измерения затухания оптических волокон кабеля составляют протокол входного контроля. На концах кабеля устанавливают полиэтиленовые колпачки. Стык колпачка с полиэтиленовой оболочкой кабеля герметизируют пояском термоусаживаемой трубки с применением сэвилена или клея-расплава ГИПК-14−13. При их отсутствии, герметизацию производят наплавлением полиэтиленовой ленты под стеклолентой.

5.2 Группирование строительных длин кабеля

Перед группированием строительных длин кабеля рабочий чертеж на прокладку его в канализации должен быть сопоставлен с фактическими длинами пролетов и проверено соответствие типов колодцев. При отборе кабеля следует исходить из того, что на одном регенерационном участке должен быть кабель только одной марки, с одним типом оптического волокна и одним типом центрального силового элемента. Предназначенные для прокладки строительные длины кабеля должны быть распределены так, чтобы отходы кабеля после выкладки и монтажа были минимальными, при этом учитывают длину пролетов, форму транзитных колодцев, запас кабеля на монтаж муфти и выкладку в колодце.

В зависимости от рельефа трассы определяют первый колодец, с которого начинают прокладку кабеля. Если трасса прямолинейна, имеет не более 1−2-х угловых колодцев, на ней отсутствуют изгибы и снижения, то представляется возможным затянуть в одном направлении в одну протяжку всю строительную длину кабеля (до 1,5 км). Если трасса не прямолинейна, имеет более 2-х угловых колодцев и т. д., производитель работ должен определить первый колодец так, чтобы произвести прокладку кабеля от этого колодца в двух направлениях. Желательно, чтобы это был угловой колодец.

5.3 Прокладка оптического кабеля

Подготовка кабельной канализации к прокладке оптического кабеля

Для прокладки оптического кабеля, по возможности, используются каналы, расположенные в середине блока кабельной канализации по вертикали и у края канализации по горизонтали. По решению заказчика прокладка кабеля по занятым каналам должна производиться в полиэтиленовых трубах (ПНД 32 т наружным диаметром 32 мм и внутренним — 25 мм), предварительно проложенных в этих каналах. Применение полиэтиленовой трубы создает условия для прокладки оптического кабеля большой длины, а также обеспечивает защиту кабеля от возможных повреждений при заготовке канала для прокладки другого кабеля (особенно металлическими палками), при докладке тяжелых массивных кабелей, при вытяжке уже проложенных кабелей из канала.

Прокладка кабеля по свободным каналам должна производиться только при условии, что в этих каналах не будет в дальнейшем докладки других кабелей связи с металлическими проводниками, а только оптических, однотипных в количестве не более пяти-шести. Если же докладка предвидится, то и в свободном канале оптический кабель должен прокладываться в полиэтиленовой трубе.

Прокладка строительных длин кабеля длиной 2000 м и более должна производиться только в полиэтиленовой трубе.

Поскольку в техническом условии предусмотрена прокладка ОК по занятым каналам, то в начале необходимо произвести его заготовку Прокладка оптического кабеля должна производиться при температуре окружающего воздуха не ниже минус 10 °C.

Барабан с удаленной обшивкой устанавливают со стороны трассы прокладки и так, чтобы смотка производилась сверху. Барабан должен свободно вращаться от руки.

Оснастка конца кабеля для прокладки

Конец кабеля освобождают от крепления к барабану и от защитного полиэтиленового колпачка. Прокладку производят либо с использованием наконечника без чулка, либо наконечника с чулком (оба приспособления однозначны). Наконечник скрепляют с компенсатором кручения. На рисунке 5 показан пример установки наконечника с чулком и компенсатора кручения.

Рисунок 4 — Пример установки наконечника с чулком и компенсатора кручения В каждом случае тяжение кабеля производится за центральный силовой элемент и полиэтиленовую оболочку кабеля. Соединение наконечников с заготовочной проволокой осуществляют обычной скруткой. Скрутка не должна выступать за габариты наконечника и компенсатора кручения.

Прокладка кабеля

Прокладку оптического кабеля производят с помощью лебедки с ограничителем тяжения, вращая ее равномерно, без рывков. Прокладывать оптический кабель без лебедки, имеющей ограничитель тяжения, категорически запрещается.

На рисунке 6 показан момент работы с лебедкой.

Рисунок 5 — Прокладка кабеля с помощью ручной лебедки С противоположной стороны кабель разматывают с барабана вручную.

Во время прокладки необходимо следить за прохождением кабеля через угловые колодцы. Кабель должен проходить по центру поворотного колеса и фиксироваться прижимными роликами.

Для обеспечения оперативной связи между рабочими необходимо применение служебной радиосвязи.

Рисунок 6 — Размотка кабеля с барабана во время прокладки

Средняя скорость прокладки кабеля составляет 5 ё 7 м/мин.

Предварительно отрегулированная лебедка будет обеспечивать тяговое усилие, не превышающее допустимого для данного кабеля. В случае, если усилие тяжения превысит допустимое, то необходимо, прежде всего, обследовать трассу прокладки и определить причину. Если увеличение тягового усилия вызвано усложнившимся рельефом трассы, то необходимо выявить (локализовать) этот трудный влияющий участок трассы и поставить в транзитных колодцах рабочих для подтяжки кабеля руками. При этом следует учитывать, что подтяжка руками должна производиться с усилием не более 60 — 70 кгс. Рекомендуется заранее подготовить рабочих для использования на подтяжке кабеля, проинструктировав их и предоставив им возможность измерить и определить для себя допустимое усилие с помощью динамометра. При подтяжке кабеля руками запрещается упираться ногами в стенки колодца или его арматуру. Нельзя допускать перегибов кабеля в руках. Необходимо следить, чтобы впереди не образовывалась петля и кабель равномерно уходил в противоположный канал. При появлении кабеля в последнем выходном колодце лебедку перемещают на расстояние до 20 — 25 м и продолжают вытяжку кабеля из колодца, обеспечивая тем самым запас кабеля на выкладку и монтаж.

Если прокладка кабеля производится с какой-то точки трассы в два направления, то вначале прокладывают одну большую длину в одну сторону. Затем оставшийся на барабане кабель разматывают, укладывают рядом восьмеркой и прокладывают в другую сторону.

Прокладка кабеля по каналам кабельной канализации, в которых уже проложен оптический кабель, производится аналогично.

Закончив прокладку кабеля, его конец возле наконечника (чулка) обрезают и герметизируют полиэтиленовым колпачком.

Выкладка оптического кабеля

При выкладке подтягивание кабеля в холодцах производят вручную постепенно от крайних (первого и последнего) колодцев к середине. Оптический кабель должен быть выложен по форме колодцев, уложен на консоли соответствующего ряда в ближайших к кронштейну ручьях, желательно на первое консольное место, и закреплен перевязкой. Выкладываемый кабель не должен перекрещиваться с другими кабелями, идущими в том же ряду, и заслонять собой отверстия каналов.

В колодце, в котором будет устанавливаться соединительная муфта, кабель сворачивают кольцами диаметром 1000−1200 мм, укладывают к стенке и прикрепляют к кронштейнам. Длина запаса кабеля, считая от канала канализации, после выкладки во всех транзитных колодцах должна быть:

при монтаже муфты в монтажно-измерительной автомашине — 8 м;

при монтаже муфты в колодце (в зависимости от типа колодца) — от 3 до 5 м.

После выкладки кабеля снимают все противоугоны, направляющие воронки, другие устройства и устанавливают их на следующем участке трассы. Герметизация полиэтиленовых труб (если они применялись) не производится.

Контроль оптического кабеля после прокладки

После прокладки и выкладки оптического кабеля необходимо произвести контрольные измерения затухания оптических волокон, которое должно быть в пределах установленной километрической нормы. После проверки проложенной длины кабеля, полиэтиленовые колпачки на его концах должны быть восстановлены.

5.4 Монтаж оптической муфты

Монтаж соединительных муфт оптического кабеля может производиться в специально оборудованных монтажно-измерительных автомашинах или непосредственно в колодцах кабельной канализации. Во втором случае колодец должен быть большого типа, быть сухим, иметь хорошее освещение, обогрев рабочей зоны и вентиляцию, позволять установку в нем столика-подставки для сварочного аппарата и свободного размещения двух монтажников. При любой погоде над колодцем должна быть кабельная палатка. При невозможности обеспечения этих условий, монтаж должен производиться только в монтажно-измерительной автомашине.

В рассматриваемом случае расстояние до жилой застройки составляет 1,5 км, а строительная длинна ОК используемого в проекте 2 км. Необходимость в монтаже оптической муфты обусловлена монтажом разветвительных муфт FOSC 144−1×24/4/1/GD к четырём коммутаторам установленным у каждого дома.

6. Расчет технико-экономических показателей

В главе укрупнённо произведены расчеты общих затрат на реализацию проекта по технологии PON, определенны годовые доходы с учетом тарифов. Рассчитан срок окупаемости проекта.

6.1 Расчет капитальных затрат

Капитальные затраты на линейно-кабельное оборудование, определяют по смете. Капитальные затраты определяются с учетом затрат на тару и упаковку, транспортные затраты.

В данном проекте транспортные расходы рассчитываются в размере 5% от стоимости оборудования. Монтаж кабеля 50% от стоимости монтажного оборудования и кабеля.

Смета на закупку и монтаж линейно-кабельного оборудования приведена в таблице 3.

Таблица 3 — Смета на закупку и монтаж линейно-кабельного оборудования

Расчет капитальных затрат на станционное оборудование используемое в данном проекте приведен в таблице 4. Учитываются затраты на тару и упаковку 0,5% и транспортные расходы 5% от стоимости оборудования.

Таблица 4 — Расчет капитальных затрат на станционное оборудование

Общие капитальные затраты складываться из затрат на станционное оборудование и линейно-кабельное оборудование:

177 929+474909=652 838 руб.

6.2 Расчет годового дохода

Клиентам будут предоставляться три услуги интернет, телевиденье и телефония. Все три тарифицируются раздельными платами и видами действующих абонентских тарифов компании ОАО «РОТЕЛЕКОМ»

Тарифы на интернет:

— до 20 Мбит/сек — 400 руб./мес

— до 50 Мбит/сек — 550 руб./мес

— до 75 Мбит/сек — 500 руб./мес

— до 100 Мбит/сек — 800 руб./мес Тарифы на телефонию:

Внутренние с межгородом — 250 руб./мес + N руб./мин (в зависимости от направления). Цены за минуту разговора приведены в таблице 5.

Таблица 5 — Цены за минуту разговора по направлением

Тарифы на телевиденье представлены в таблице 6.

Таблица 6 — Тарифы на телевиденье

48 абоненты будут пользоваться тремя услугами. Для подсчета среднего месячного дохода возьмем среднею абонентскую плату за интернет, абонентскую плату телефонию и телевиденье по всем тарифам.

Интернет:

Общий средний доход с клиента в месяц:

Доход с 48 абонентов в месяц:

Доход с 48 абонентов в год:

Срок окупаемости капитала вложений в годах равен отношению капитальных затрат на проект к годовому доходу.

Следовательно, сделанный мною проект окупится за девять месяцев.

7. Техника безопасности при проведении строительно-монтажных работ

7.1 Техника безопасности при прокладке кабеля в кабельной канализации

— Работы в кабельной канализации по прокладке кабелей должны выполняться при строгом соблюдении требований действующих «Правил техники безопасности при работах на кабельных линиях связи и проводного вещания». Основными из которых являются: ограждение открываемых колодцев и зон работ, проверка колодцев на наличие опасных газов, вентилирование колодцев, принятие мер предосторожности при наличии в колодцах кабелей с напряжением дистанционного питания и кабелей проводного вещания.

— Строительные длины кабелей, предназначенные для прокладки в кабельной канализации, должны быть предварительно распределены по пролетам с учётом расстояний между колодцами, запасов, необходимых для выкладки кабелей по форме колодцев, отходов на измерения и монтаж муфт.

— Маломерные отрезки табелей длиной не менее 10 м используются для прокладки в тоннелях и коллекторах, а также на вводах кабелей в помещения. При этом следует соблюдать условия группирования.

— Допускается затягивание кабеля одной строительной длиной через несколько пролетов кабельной канализации, если тяговое усилие не превышает допустимой величины, указанной в ГОСТ (ТУ) на данный тип. кабеля. В этих случаях в промежуточных колодцах, необходимо оставить запас кабеля для выкладки по форме колодца.

Кабели, проходящие через смотровые устройства с однотипной конструкцией блока с обеих сторон, должны занимать, как правило, каналы с одинаковой нумерацией.

— При двухкабельной системе высокочастотные кабели в стальной и свинцовой оболочках встречных направлений) передачи должны прокладываться в разных каналах канализации. Допускается, как исключение, совмещение кабелей в указанных оболочках встречных направлений передачи в одном канале на протяжении не более 1 км.

Высокочастотные симметричные кабели в алюминиевой оболочке встречных направлений передачи допускается прокладывать в одном канале независимо от протяженности.

— Допускается совместная прокладка в одном канале кабельной канализации не более трех, а в исключительных случаях — четырех кабелей МКС емкостью до 7×4 использованных однотипными системами передачи и имеющих одинаковые уровни и направления передачи, а также низкочастотных кабелей всех типов и высокочастотных кабелей при условии, что сумма диаметром прокладываемых кабелей не должна превышать 0,75 диаметра капала.

— В кабельной канализации, коллекторах должны прокладываться небронированные кабели связи, в тоннелях — бронированные без джутового покрытия.

— Для прокладки оптического кабеля, как правило, используют каналы, расположенные в середине блока кабельной канализации по вертикали и у края канализации по горизонтали.

— Прокладка оптического кабеля ГТС по занятым каналам должна производиться только в полиэтиленовых трубах (например, марки ПНД-32т), а прокладка по свободным каналам допускается без применения полиэтиленовых труб только при условии, что в этих каналах в дальнейшем не будет докладки электрических кабелей связи, а только оптических однотипных, в количестве не более пяти-шести. Если же докладка электрических кабелей предвидится, то и в свободном канале оптический кабель должен прокладываться в полиэтиленовой трубе.

Прокладка зоновых ОК (имеющих броню), как в свободных, так и в занятых каналах, производится непосредственно в них, без применения полиэтиленовых труб.

— При заготовке каналов рекомендуется преимущественно применять устройство для заготовки каналов (УЗК) со стеклопластиковым прутком.

— В каналах, занятых ранее проложенными кабелями, должны приниматься меры, исключающие возможность повреждения их в процессе заготовки.

— Прокладка оптических кабелей в канализации может производиться как ручным, так и механизированным способом с применением комплекта устройств и приспособлений для прокладки ОК (ОК-1, ОК-2, ОК-3), максимально снижающих вероятность повреждений кабеля и создающих условия для прокладки больших размеров строительных длин.

— До затягивания кабеля в свободный канал надлежит проверить проходимость последнего пробным цилиндром.

— Затягивание электрических кабелей в каналы кабельной канализации должно производиться, как правило, механизированным способом. Городские телефонные кабели ёмкостью до 100 пар, а также другие кабели массой до 1500 кг/км допускается затягивать в каналы вручную.

— Выкладываемый в колодце кабель не должен перекрещиваться с другими кабелями, идущими в том же горизонтальном ряду, и заслонять собой отверстия каналов, лежащих в одной с ним горизонтальной плоскости. Спуски (подъемы) кабеля между кронштейнами на боковой стенке, как правило, не допускаются.

— Способы ввода кабелей в коллекторы и тоннели, места их прокладки и конструкция крепления определяются проектом.

— При прокладке кабелей в коллекторах следует по возможности использовать полностью строительную длину, намотанную на барабан (для сокращения количества соединительных муфт), а также использовать на концах маломерные остатки кабелей (не менее 10 м), образующиеся при протягивании кабелей в каналах кабельной канализации.

— В колодцах кабельной канализации, тоннелях, коллекторах и шахтах кабели в свинцовой оболочке должны укладываться на специальных консолях с применением подкладок из толя, бризола, гидроизола или отрезков полиэтиленовой ленты.

— Каналы, занятые кабелями, должны быть заделаны паклей или ветошью, пропитанной машинным маслом и технической замазкой, а свободные каналы закрыты деревянными, бетонными или пластмассовыми пробками.

7.2 Техника безопасности при работе в кабельном колодце

— На каждом работнике, опускающемся в колодец, должен быть надет спасательный пояс с лямками и надежно прикрепленной прочной веревкой или специальный костюм с вшитыми в него лямками и каска.

— Около колодца, в котором ведется работа, должен находиться дежурный, в обязанности которого входит наблюдение за состоянием работников, находящихся в колодце.

При первых признаках плохого самочувствия спустившегося в колодец работника дежурный должен немедленно помочь ему выбраться из колодца или извлечь его из колодца с помощью спасательного пояса и веревки и оказать ему первую помощь. Работу следует прекратить до устранения причин нарушения условий безопасного выполнения работ.

— Периодические проверки воздуха в колодце на присутствие опасных газов и вентилирование колодцев, в которых ведутся работы, являются обязанностями дежурных: воздух должен проверяться не реже одного раза в час.

— В ночное время и на безлюдных участках у колодца, в котором производится работа, должны дежурить не менее двух человек.

— Если при аварии необходимо спуститься в колодец, в который непрерывно поступает газ, то необходимо пользоваться шланговым противогазом. Конец шланга следует держать в стороне от люка (не ближе 2 м) на высоте 1 м от уровня земли и повернуть его против ветра так, чтобы выходящий из колодца газ не мог попасть в отверстие шланга.

В этом случае, в течение всего времени нахождения в нем работника, должны дежурить не менее трех человек, в том числе лицо ответственное за безопасное производство работ.

В колодце, куда непрерывно поступает газ, пользоваться открытым огнем запрещается. Если необходимо искусственное освещение, то оно должно осуществляться от сильного источника света сверху через люк или от переносного светильника напряжением 12 В во взрывобезопасном исполнении.

— В колодцах кабельной канализации кабели с дистанционным питанием и кабели проводного вещания должны окрашиваться в красный цвет по всей окружности шириной 20 — 25 см при входе в колодец, в середине и при выходе из колодца, а также у каждой кабельной муфты на расстоянии 15 — 20 см. Непосредственно у кабельных муфт на кабелях, по которым передается дистанционное питание, должны быть установлены знаки, предупреждающие об опасности поражения электрическим током. В проходных колодцах, где не имеется кабельных муфт, знаки должны устанавливаться на кабелях в средней части колодца.

— Все работники телефонной сети, обслуживающие канализационные сооружения, должны быть оповещены под расписку о том, что в канализационных сооружениях на их участке проложены кабели с дистанционным питанием.

— Для проведения работ в канализационных сооружениях, где имеются кабели, по которым передается дистанционное питание, должно назначаться лицо, ответственное за безопасное проведение работ, имеющий группу по электробезопасности не ниже IV.

— Если, спустившись в колодец, работник не обнаружит на кабеле, по которому передается дистанционное питание, отличительных знаков (будет отсутствовать окраска или знаки), то он должен сообщить об этом лицу, ответственному за безопасное производство работ.

— При работе с паяльной лампой расположенные вблизи кабели, по которым передается дистанционное питание, должны ограждаться щитками из огнеупорного материала.

— В кабельной канализации допускается прокладывать кабели проводного вещания (радиофикации) с напряжением не выше 240 В. При этом прокладка кабелей должна осуществляться в отдельном свободном канале, по возможности в крайнем нижнем. Кабель проводного вещания (радиофикации) должен быть экранированным, с экраном, заземленным с двух сторон при сопротивлении заземления не более 10 Ом.

7.3 Техника безопасности при монтаже оптического кабеля

— Ни при каких условиях не смотреть в торец волоконного световода или разъема оптического передатчика. Передаваемое по световоду излучение находится вне видимого диапазона длин волн, однако может привести к необратимым повреждениям сетчатки глаза.

— Избегать попадания обрезков оптического волокна, образующихся при монтаже коннекторов и сращивании волокон, на одежду или кожу. Эти обрезки необходимо собирать в плотно закрывающиеся контейнеры или на клейкую ленту. Работу с волокном необходимо проводить в защитных очках.

— Во время работы с оптическим волокном категорически запрещается прием пищи, а после работы необходимо вымыть руки с мылом.

— Следует иметь в виду, что спирт и растворители, применяемые при удалении защитных покрытий, являются огнеопасными и горят бесцветным пламенем, могут быть токсичными и вызывать аллергическую реакцию.

— Сварочные аппараты используют для формирования электрической дуги высокое напряжение, которое является опасным для жизни, а дуговой разряд между электродами может привести к возгоранию горючих газов и паров легковоспламеняющихся жидкостей.

— Курение во время работы с оптоволокном может привести к резкому снижению качества сварки или изготавливаемого коннектора.

Заключение

В ходе работы над дипломным проектом были получены следующие результаты:

1. Сеть широкополосного доступа в ст. Полтавской построена по технологии ADSL2+. Эта модемная технология хороша, тем что при освоении населенным пунктам предоставления услуг доступа к сети интернет, цифрового телевиденья и т. д. возможно использовать уже существующие медно-жильные линии связи. Но проанализировав состояния линий связи, а особенно «последней мили» и учитывая постоянный рост спроса на предоставления данных услуг, пришёл к выводу, что необходимо внедрять новых технологий.

2. Для реализации проекта по технологии PON выбрано станционное и абонентское оборудование FTTB марки QTECH. Блок OLT QSW-9000−01 позволяет подключать до 1024 абонентских устройств, что в дальнейшем позволит расширить зону покрытия.

3. Выбран кабель ОКЛК-01−4-16−10/125−0,36/0,22−3,5/18−7,0 фирмы «СОКК». Этот кабель наиболее подходящий для прокладки в занятый канал кабельной канализации. А так же произведён расчет его оптических параметров.