Проектирование волоконно-оптических линий передач между городами Мелитополь-Луганск

Волоконно-оптические линии передачи (ВОЛП) на сегодняшнее время переживает расцвет, связанный, в первую очередь с взрывным характером развития в последние годы оптической связи. Такое развитие ВОЛП объясняется, с одной стороны, потребностью современного сообщества в увеличении обмена информации, а с другой стороны, технической возможностью удовлетворить эту потребность.

В данном курсовом проекте необходимо спроектировать транспортную линию передачи Мелитополь — Луганск.

1. Выбор трассы линии

Выбор трассы магистрали определяется расположением пунктов, между которыми должна быть обеспечена связь. При выборе трассы не обходимо обеспечить:

· Наикротчайшую протяжность трассы;

· Наименшее число препятствий, усложняющих стоимость строительства;

· Максимальное приминение механизмов при строительстве;

· Создание необходимых удобств при эксплуатационном обслуживании;

· Наименьшие затраты по осущиствлению защиты линий от токових установок и атмосферного электричества;

· Наименьшее сближение с электрофицироваными железными дорогами.

При пересичении с водными преградами переходы выберают в двух местах где река имеет наименшую ширину. Следует избегать в месте перехода обрывистых и заболоченых берегов, перекатных участков, паромних переходов, стоянок судов, причалов.

Трасса должна иметь наикротчайшее растояние между задаными пунктами и наименшее количество препятствий усложняющих и удорожающих строительство.

Таблица 1.1- Описание трассы ВОЛС

Таблица 1.2 — Сравнение вариантов трассы ВОЛС

Сравнив два варианта прокладки кабеля, можно определить, что первый вариант являеться более экономически выгодным.

2. Эскиз поперечного сечения кабеля ОКЛБ-3ДА4, масштаб 10:1

Рисунок 2.1 — Эскиз конструкции кабеля ОКЛБ-3-ДА4

1 — Оптическое волокно

2 — Заполнитель трубки оптического волокна

3 — Оптический модуль

4 — Центральный силовой элемент в виде диэлектрического стержня

5 — Скрепляющая лента

6 — Арамидная нить

7 — Промежуточная оболочка

8 — Броня из 2 стальных лент

9 — Шланг из полиэтилена

10 — Гидрофобный заполнитель

3. Расчет оптических параметров волокон и параметров передачи кабелей

3.1 Определение оптических параметров волокон Оптическое волокно является направляющей системой для распространения электромагнитных волн. Для их распространения по световоду используется известное явление полного внутреннего отражения на границах двух диэлектрических сред n₁ и n₂, где n₁ — среда распространения волны НЕ₁₁, ограниченная средой n₂, при этом n₁ > n₂, n₁₌ 1,472.

Найдем значение относительной разницы ПП ОВ со ступенчатым профилем показателя преломления (ППП):

.

Из формулы найдем значение показателя преломления для оболочки:

Тогда,

n₂=.

Для ОВ со ступенчатым профилем показателя преломления числовая апертура определяется соотношением:

.

.

Для определения режима работы ОВ рассчитаем нормированную частоту:

где d — диаметр сердцевины ОВ (d = 9 мкм).

.

Так как 4.065> 2,405, значит режим работы ОВ многомодовый, но так как современная аппаратура не работает на многомодовом кабеле, то остальные расчеты будем производить для одномодового кабеля.

Рассчитаем критическую частоту:

гдесобственное значение моды — 2,405;

с — скорость света (с = 3· 10⁸ м/с).

Гц.

Найдем критическую длину волны по формуле :

мкм.

4. Расчет потерь в ОВ

Определим коэффициент затухания сигнала в ОВ. Потери сигнала в ОВ обусловлены собственными и дополнительными потерями, возникающими в результате производства оптического волокна, сборки оптического кабеля и прокладки ОК.

где — суммарные собственные потери в ОВ, дБ/км;

— дополнительные потери в ОВ, дБ/км.

Суммарные собственные потери в ОВ определяются в основном виде :

где — потери на рэлеевское рассеяние в ОВ, дБ/км; - потери в материале, связанные с потерями на поляризацию, дБ/км; -потери сигналов, связанные с поглощением в инфракрасной области спектра, дБ/км; - потери в ОВ на гидроксильном остатке воды ОН, дБ/км.

Релеевские потери могут быть определены для ООВ по формуле :

где л — длина волны (в нм).

Потери в материале, связанные с потерями на поляризацию, линейно возрастают с ростом частоты согласно выражению :

.

Потери сигналов, связанные с поглощением в инфракрасной области спектра, обусловлены хвостами резонансных поглощений ионов (атомов). Они определяются по выражению :

.

Потери в ОВ оказываются также и на гидроксильном остатке воды ОН, значения которых равны:

при

Произведем расчет собственных потерь в ОВ по формулам:

дБ/км;

дБ/км;

дБ/км;

дБ/км.

Найдем суммарные собственные потери по формуле

дБ/км.

Дополнительные потери, связанные с конструктивными особенностями оптического кабеля, а также с их прокладкой.

Экспериментально установлено, что дополнительные потери приблизительно составляют 20…40% от собственных потерь и рассчитываются по формуле:

.(5.7)

дБ/км.

Коэффициент затухания найдем по формуле (4.1):

б = 0,360+0,12 = 0,48дБ/км.

Выполненные выше расчеты показали, что для выбранного волокна коэффициент затухания на длине волны 1,3 мкм составляет 0,48 дБ/км, что не удовлетворяет рекомендации G.652, поэтому необходимо взять коэффициент затухания для данного кабеля, который на длине волны 1,31 мкм равен 0,36дБ/км, а на длине волны 1,55мкм 0,22 дБ/км.

5. Расчет дисперсии сигнала в одномодовом ОВ

Среднеквадратическое значение дисперсии одномодового волокна равно:

где — рабочая длина волны, нм; D () — удельная хроматическая дисперсия,; -ширина спектральной линии источника излучения;

Коэффициент хроматической дисперсии для ступенчатых волокон и волокон со смещенной дисперсией рассчитывается по формуле

D ()=

где — наклон кривой дисперсии для ОВ со смещенной дисперсией, =0,092 ;

D ()=

При расчете получено отрицательное значение дисперсии, это вызвано тем, что материальная дисперсия преобладает над волноводной. Рассчитанное значение удовлетворяет рекомендации G.653, для дальнейших расчетов будем использовать значение хроматической дисперсии =-1,7 для рассчитанного кабеля.

пс/км.

6. Расчет длины участка регенерации волоконно-оптической линии передачи. Построение диаграмм энергетических уровней для одного участка регенерации

6.1 Расчет длины участка регенерации по затуханию

Длина участка регенерации ВОСП ограничивается двумя факторами затуханием и уширением импульса в линейном тракте. При проектировании необходимо выполнить два расчета и в качестве длины участка регенерации выбрать наименьшее из полученных значений.

Энергетический потенциал аппаратуры ВОСП равен разнице уровней мощности оптического сигнала на передачи (дБм) и приема (дБм), при котором обеспечивается заданное качество передачи информации:

.

дБ.

Максимальная длина участка регенерации по затуханию определяется по формуле:

где — запас системы по мощности, =6дБ;

— потери мощности в разъединительном соединении источника излучения в волокно, =0,5дБ;

— потери в разъединительном соединении волокна с приемником, =0,5дБ;

— строительная длина кабеля, =4км;

— потери в местах сваривания волокон между собой, =0,1дБ;

— затухание оптического волокна в окне прозрачности. Т. к. при расчетах мы получили значение, которое превышает норму, то возьмем =0,36дБ.

Минимальная длина участка регенерации по затуханию определяется по формуле:

где АРУ — диапазон автоматическом регулировки уровня приемной части аппаратуры (ПРОМ), АРУ=15дБ .

Рассчитаем максимальный и минимальный участок регенерации по затуханию по формулам:

км;

км.

6.2 Расчет длины участка регенерации по дисперсии

Длина регенерационного участка ограничена дисперсией сигналов в ОВ, не должна превышать [1]:

(7.4)

где — линейная скорость передачи аппаратуры, В=2488 Мбит/с;

Рассчитаем длину регенерационного участка ограниченную дисперсией сигналов в ОВ :

км

Так как длина регенерационного участка по затуханию меньше чем по дисперсии, то выбранная длина регенерационного участка будет равняться 47,012 км.

6.3 Построение диаграммы уровней ВОСП на длине одного регенерационного участка

Как известно энергетический потенциал ВОСП, находится энергетическими возможностями используемой аппаратуры по перекрытию потерь в линейном тракте. Чем выше значение ЭП, тем на большее расстояние передавать информацию, либо при настоящем расстояния использовать ОК с большим значением коэффициента затухания (с меньшей ценой).

Для получения наглядного представления об ЭП и размещение тракта дает диаграмма уровней ВОСП, построенная для участка кабельной магистрали. Диаграмма построена для регенерационной участка рис. (3.1) в координатах: оптической мощности (дБм): расстояние (км). По вертикальным осям, А и Б откладываются уровни мощности ПОМ (в пункте А) и чувствительности ПРОМ (в пункте Б), соответственно на оси, А отложены отрезки, а на оси Б -. Вдоль оси общее отложено затухания ОК в виде линии с наклоном (дБм) для каждой строительной длины в местах стыка строительных длин нанесены отрезки, равные затуханию в не разъемных соединениях ОК -. При построении диаграммы ЭП было принято, что для аппаратуры STM — 4 дБм, а дБм.

7. Расчет конструкции заземляющих устройств с учетом реальной структуры земли

Структура грунта по трассе кабельной магистрали двухслойная. Глубина первого слоя составляет м, а второго слоя —. Удельное сопротивление первого слоя составляет, а второго -. При выборе трубчатого заземлителя принимается длина одного зеземлителя l = 3 м, диаметр d = 0,0504 м. Значение сопротивления одного заземлителя определяется выражением[5]:

(7.1)

где l — длина вертикального заземлителя, м;

d — диаметр проволоки, которая соединяет заземлители с оболочкой кабеля, м;

h — глубина закопки заземлителя, м;

— эквивалентное удельное сопротивление земли, Ом· м;

— сезонный коэффициент ()[5].

Величина определяется по выражению[5]:

(7.2)

(7.3)

(7.4)

(7.5)

.(7.6)

Рассчитаем необходимые значения по формулам (7.1) — (7.6).

См/м;

См/м;

рад;

;

.

Так как сопротивление заземлителя необходимо принять 10 Ом, то полученное сопротивление не удовлетворяет норме, для обеспечения Ом определим необходимое количество заземлителей, согласно[5]:

(7.7)

где — сопротивление одного вертикального заземлителя, Ом; - необходимое сопротивление заземлителя, заданное нормами (); - коэффициент использования, который зависит от конфигурации и размещения заземлителей ().

По формуле (7.7) рассчитаем количество заземлителей.

.

По результатам расчета необходимо 6 заземлителей.

Определим сопротивление полосы по формуле[5]:

(7.8)

где bширина полосы, которая соединяет заземлители между собой (b=4 мм).

Ом.

Общее сопротивление заземлителей находится по формуле[5]:

(7.10)

где — коэффициент использования соединительной полосы ().

Рассчитаем общее заземление по формуле (7.10).

Ом.

Величина общего заземления не превышает норму.

Контур заземления изображен на рисунке 7.1.

8. Расчет и практические мероприятия по защите ВОК от удара молнии

Методика расчета вероятности готовой частоты повреждения ВОЛС базируется на допустимом токе молнии в металлических покрытиях ОК, при котором не возникает повреждения кабеля с перебоем связи, а пробой внешнего шланга не считается повреждением ОК. Величина этого тока зависит от конструкции ОК, находиться, как правило, экспериментальным методом.

Ожидаемое количество повреждений за год зависит от количества ударов молнии, которое приходиться на участок поверхности, непосредственно подверженной воздействию удара молнии или дуги, которая возникает между местом удара и кабелем. Вероятность возникновения в подземном кабеле тока, который может вызвать его повреждение в общем случае находить по формуле [2]:

(8.1)

где — общее вероятностное среднегодовое число всех ударов молнии в оптический кабель линии связи;

— коэффициент грозозащищенности оптического кабеля с металлическими элементами ([2]);

— поверхностный коэффициент (, так как равнинная местность).

Значение рассчитывается по формуле [2]:

(8.2)

где q — удельная плотность ударов молнии в год на км² земной поверхности;

— условный радиус искровой зоны, м;

L — длина линии, км;

Удельная плотность ударов молнии в год определяется по формуле [1]:

(8.3)

где Т — среднегодовая длительность гроз, часов/год;

С — среднее количество ударов молнии во время грозы (С=0,067);

Условный радиус искровой зоны определяется по формуле [2]:

(8.4)

где с — удельное сопротивление грунта на трассе ВОЛС;

— пробивное напряжение электрического поля в грунте ().

Рассчитаем необходимые значения по формулам (8.1) — (8.3):

м;

;

.

Сравним полученный результат с допустимой нормой на ожидаемую вероятность повреждения ОК с металлическими элементами, которая рассчитывается по формуле [2]:

(8.5)

где — норма на вероятное число повреждений кабеля на 100 км трассы, — для транспортной ВОЛС.

.

Так, как, то защита кабеля не требуется.

9. Расчет растягивающих усилий во время прокладки ВОК в городскую телефонную канализацию

кабель оптический волокно телефонный

Расчет максимального напряжения оптического кабеля при прокладке в кабельной канализации, производиться соответственно к трассе, приведенной на рисунке 9.1 по маршруту А-Е.

Растягивающее усилие (Т) зависит от массы единицы кабеля () коэффициента трения (), длины кабеля и характера трассы кабельной канализации. Его значение определяется по выражениям:

— для прямолинейного участка [1]:

; (9.1)

— для участка, который поднимается или опускается относительно горизонтального уровня земли на угол наклона б [1]:

(9.2)

где g — ускорение свободного падения, ;

б — угол подъема (спуска).

Коэффициент трения между оболочкой кабеля и каналом кабельной канализации зависит от диаметра кабеля, скорости затягивания кабеля и параметров канала канализации.

При изгибах трассы кабельной канализации растягивающее усилие, которое прикладывают к кабелю, возрастает. Растягивающие усилие при повороте трассы на угол рассчитывается по формуле [1]:

.(9.3)

Рассчитаем усилие на участке А-В и в колодце В.

Н;

Н.

Рассчитаем усилие на участке В-С, С-D и в колодце D.

Н;

Н;

Н.

Рассчитаем усилие на участке D-E, A-E.

Н;

Н.

Из полученых значений составим таблицу

Таблица 9.1 — Значения рассчитанных растягивающих усилий

Согласно со стандартом, норма растягивающего усилия для данного кабеля 3,5 кН. Наши расчеты не превысили норму, поэтому вспомогательное оборудование не нужно.

10. Расчет параметров надежности линейных сооружений ВОСП

Для заданной длины кабельной магистрали параметр потока отказов определяется из выражения[4]:

(10.1)

где — интенсивность отказов i-ого однородного участка линии, 1/час;

— i-ого участка линии в кабельной магистрали с соответствующей интенсивностью отказов.

Так как у нас трасса Днепропетровск — Донецк, то отнесем ее к равнинной части. Рассчитаем параметр потока отказов по формуле (10.1).

1/час.

Среднее время наработки на отказ на длине кабельной магистрали рассчитывается из выражения[4]:

.(10.2)

час.

Среднее время восстановления связи, как среднее значение для равнинного района находиться по выражению:

(10.3)

где , — среднее время восстановления связи в равнинном и прибрежном районах соответственно (час; час).

Найдем среднее время восстановления по формуле (10.3).

час.

Коэффициент готовности определяется выражением[4]:

(10.4)

.

Вероятность полученных средних значений, и определяются по выражению[4]:

(10.5)

где , — верхняя и нижняя надежность границы расчета средних статистических характеристик;

 — коэффициенты соответственно верхней и нижней границ;

— среднее значение количественной характеристики надежности[4]:

.(10.6)

;

= 2,52;

= 0,49.

Полученные значения показателей надежности по выражениям (10.1) — (10.5) показывают на то, что на основе статистических данных можно ожидать, что ВОЛС будет находиться в пределах .

.

Для сравнения полученных значений коэффициента готовности кабельной магистрали со значением, которое требуется ().

Для определения необходимо рассчитать среднее время наработки на отказ () на длине кабельной магистрали, исходя из норм среднего времени между отказами часов на длине эталонного гипотетического кольца длиной L = 2500 км и нормы среднего времени восстановления связи часов по выражению[4]:

.(10.7)

.(10.8)

час;

.

Из расчета видно, что, значит, показатели надежности соответствуют норме.

11. Строительство и монтаж ВОСП

Прокладку оптического кабеля следует производить при температуре не ниже -10°С. В большинстве случаев прокладку кабеля в грунт предполагается производить бестраншейным способом с использованием ножевых кабелеукладчиком, но в местах, где это невозможно кабель прокладывается в кабельную канализацию.

11.1 Проведение входного контроля

Входной контроль ОК производиться в следующем порядке.

Барабаны с кабелем, которые поступили на кабельную площадку, подлежат внешнему осмотру на отсутствие механических повреждений. Если в результате внешнего осмотра были найдены серьезные повреждения барабанов или кабеля, которые могут привести к повреждениям кабеля в процессе транспортировки или прокладки, а также к снижению эксплуатационной надежности, должен быть составлен коммерческий акт с участием эксперта или акт с участием представителей заинтересованных лиц. Найденные незначительные повреждения должны быть устранены собственными усилиями на месте. Если барабан невозможно отремонтировать на месте, то, по сообщению заказчика, кабель с него должен быть перемотан на исправный барабан плотными витками. Не допускается перемотка барабана на барабан, установленный на щеке. При перемотке необходимо осуществлять визуальный контроль целостности внешней оболочки кабеля. После снятия обшивки барабана проверяют наличие заводских паспортов, соответствие маркировке строительной длины, указанной на паспорте, маркировке, указанной на барабане, проверяют внешнее состояние кабеля на отсутствие вмятин, порезов, пережимов, перекручиваний и т. д. В паспорте на кабель должна быть указана длина ОК, коэффициент затухания ОВ. В том случае, если выведенный на щеку барабана конец кабеля имеет длину меньше 20,3 м (запас для измерения), то кабель необходимо перемотать, выводя необходимый запас нижнего конца на щеку барабана. При наличии заводских паспортов производят измерение затухания ОВ, предварительно просветив их электрическим фонариком. Измерения ОВ необходимо производить комплектом приборов для измерения потерь в первую очередь, методом «обрыва». В случае обрыва ОВ или превышения их километрического затухания от установленной нормы больше, чем на 0,1 дБ должен быть составлен акт и строительную длину необходимо вернуть заводу-производителю. Проверяют также электрический параметр ОК — сопротивление изоляции полиэтиленовой внешней оболочки (2000 МОмкм).

11.2 Прокладка кабеля бестраншейным способом

Прокладку кабеля бестраншейным способом предусмотрено выполнять ножевым кабелеукладчиком типа КНВ-1К (рис. 11.1).

Рисунок 11.1 — Прокладка ОК кабелеукладчиком Прокладку рекомендуется производить под постоянным оптическим контролем, особенно на участках с неровной местностью. В этом случае ОВ кабеля соединяются между собой шлейфом в одно волокно. Контроль ведут с конца кабеля «А». На первое по счету волокно подключают оптический генератор, на последнее — измеритель поглощаемой мощности.

До прокладки внутренняя часть кассеты кабелеукладчика должна быть освобождена от сварочных швов, заусенцев, острых кромок и других выступов, которые могут повредить оболочку кабеля.

При прокладке ОК необходимо через каждые 4−6 км осматривать внутреннюю часть кассеты и по мере необходимости освобождать ее от загрязнения. В месте окончания одной строительной длины и начале другой вырывают котлован 200 020 001 300 мм. Конец проложенного кабеля освобождают от кассеты. Длина конца кабеля, которую необходимо оставить, должна быть 8 м. С другой стороны котлована заряжают в кассету конец следующей строительной длины, оставляя ту же длину 8 м.

11.3 Прокладка кабеля в открытую траншею

В тех местах, где использование ножевых кабелеукладчиков невозможно, кабель прокладывается в открытую траншею с помощью многоковшового экскаватора типа ЭР-2. Размотка кабеля при прокладке его в открытую траншею должна, как правило, выполняться с помощью механизмов. Ручной способ размотки используется, если на трасе есть преграды. Перед укладкой кабеля в траншею, ее дно равняют и освобождают от камней и других твердых включений. На участках обхода преград изменение глубины должно выполняться по плавной кривой. На дно траншеи насыпают «постель» из песка или мягкого грунта. Кабель укладывают без натяжения, но и без существенных отклонений от осевой линии. Он должен плотно прилегать к дну траншеи и не иметь крутых изгибов.

После прокладки кабеля в траншею осуществляют засыпку ее механизированным или ручным способом. Кабель засыпают песком или мягким грунтом на высоту 100 мм. Дальше засыпку осуществляют ранее вырытым грунтом.

11.4 Прокладка кабеля в кабельную канализацию

При прокладке ОК в кабельную канализацию обязательно необходимо использовать такой прибор, как динамометр и лебедку с специальным тросом. В связи с тем, что ОК имеет большие строительные длины (до 4 км) то его тяготение, категорически запрещается. Размотка кабеля предполагает с барабана руками. При появлении кабеля в последнем колодце лебедку перемещают на расстояние до 20−25 метров и продолжают вытягивание кабеля из колодца, обеспечивая тем самым запас на выкладку и монтаж.

При двухстороннем прокладывании ОК после прокладки кабеля в одну сторону оставшийся на барабане кабель разматывают, укладывают восьмеркой и таким же образом прокладывают в другую сторону.

Закончив прокладку, кабель в месте, где заканчивается чулок, обрезают и герметизируют полиэтиленовым колпачком.

На маленьких участках предполагается прокладка ОК в кабельную канализацию ручным способом рис. 11.2.

Рисунок 11.2 — Прокладка ОК в кабельную канализацию вручную а) вид сбоку; б) вид сверху; 1 — направляющая труба ТНГ; 2 — барабан с кабелем; 3 — устройство УРКР; 4 — воронка канальная БКП; 5 — ролик верхний; 6 — ролик нижний; 7 — лебедка проволочная ручная ЛПР; 8 — чулок кабельный ЧСК; 9 — компенсатор кручения ККР; 10 — распорка РГВ; 11 — блок кабельный БЛК В состав комплекта для прокладки ОК в канализацию обязательно должны входить основные принадлежности.

Рисунок 11.3 — Устройство нижнего ролика для обходу нижней кромки люка колодца

11.5 Монтаж оптического кабеля

Монтаж ОК — наиболее ответственная операция, предусматривается качество и дальность связи по волоконно-оптической линии передачи. Монтаж ОК должен обеспечивать надежные механические параметры сростки на резерв, вибрацию и требуемые нормы ограничения радиусов изгиба ОВ, работоспособность сростки в условиях длительного нахождения ОК в земле, в водоеме или телефонной канализации.

Монтаж бывает двух видов: постоянный и временный.

ОВ предусмотрено соединять с помощью электродуговой сварки. Этот метод более надежный, стабильный и не вызывает больших затрат. Он пригоден к полевым условиям, так как не требует предварительной обработки торцевых поверхностей волокон. За счет высокой температуры (1600С), создаваемой дуговым разрядом, концы волокон плавятся и при прижиме друг к другу крепко соединяются. Потери в таком сочетании не превышают 0,1−0,3 дБ (min 0.05 дБ).

При монтаже муфты используется кассета с числом стержней, равное числу сращиваемых волокон. Сростки волокон крепятся на эбонитовую пластинку так, чтобы они не ощущали продольного влияния на разрыв. Армирующие элементы и жилы дистанционного питания соединяются напрямую, так, чтобы они воспринимали на себя растягивающее усилие, а ОВ вкладывают в виде петли.

В процессе монтажа ОК производят контрольные измерения. Основными измерительными приборами являются: рефлектометр и оптический тестер, которые контролируют затухание светового потока на измеряемом участке линии ОК.

На смонтированных регенерационных участках осуществляется измерение сопротивления изоляции внешней полиэтиленовой оболочки. Сопротивление изоляции полиэтиленовой внешней оболочки должно быть не меньше 2000 МОмкм до прокладки и не меньше 5 МОмкм после прокладки кабеля.

После электрических проверок осуществляют измерение затухания ОВ кабеля на всем участке. Затухание ОВ кабеля всего регенерационного участка должно отвечать норме указанной в проекте.

12. Приемно-сдаточная и техническая эксплуатации линейных сооружений ВОСП

12.1 Организация работ

Измерения параметров строительных длин ОК при входном контроле должны проводиться при температуре воздуха окружающей среды от 10 до 35 °C.

Измерение оптических параметров ОК проводиться в лаборатории измерения и монтажа ОК (ЛИМОК), которая оборудована обогревателем, кондиционером, а также бензоэлектростанцией мощностью не меньше 2 кВт.

Для проведения измерения ОК рабочее место ЛИМОК оборудовано столом, приспособлением для закрепления концов кабеля, который измеряется инструментом и прибором для выполнения измерений.

Уровень освещения на рабочем месте удовлетворяет требованиям СНиП 11−4-79.

Электропитание в ЛИМОК осуществляется от бортовой сети 12 В, бензоэлектростанции или внешней сети электропитания 220 В с использованием понижающего преобразователя.

Измерение оптических параметров кабеля выполняют с помощью оптического рефлектометра обратного рассеяния.

Измерение электрического сопротивления защитного шланга ОК выполняют согласно ГОСТ 3345–76.

12.2 Подготовка ОК и измерительных приборов к измерениям

Конструктивно ОК состоит из основных элементов: ОВ и защитной оболочки. Для проведения процедуры оптического измерения необходимо освободить ОВ до первичного покрытия ОВ на длине до 1 м от всех защитных оболочек согласно инструкции по разработке конкретного типа ОК.

Кодовая окраска оптических модулей, пазов профильного сердечника и отдельных ОВ в модуле должно быть изображено в технической документации на данный тип ОК и в паспорте на его строительную длину.

Конец ОК подается в ЛИМОК, после этого он на длине 2 м очищается от грязи с помощью, смоченной в бензине Б-70, салфетки, а потом протирается сухой салфеткой.

На расстоянии 1 м от конца ОК наносится обозначение, на которой специальным инструментом подрезается защитная полиэтиленовая оболочка ОВ, после чего она удаляется.

При наличии металлической оболочки (брони) она также удаляется на такое же расстояние, что и защитная полиэтиленовая оболочка.

Заполняющий компаунд удаляется из трубок ОМ и отрезается центральный силовой элемент на расстоянии 10 мм от среза внешней оболочки ОК.

На расстоянии 35 мм от среза внешней оболочки ОК подрезаются и снимаются с ОВ защитные модули, после чего с помощью салфеток, смоченных этиловым спиртом, ОВ очищаются от гидрофоба.

Подготовленные концы ОК закрепляют на измерительном столике. Одновременно с подготовкой концов ОК проводится подготовка приборов к измерениям.

12.3 Подготовка оптических волокон к измерениям

Выбираем первое по счету ОВ в кабеле и с него удаляется на расстоянии примерно 30 мм первичное покрытие с помощью специального устройства, после этого ОВ протирается безворсовой салфеткой, смоченной в спирте-ректификате.

На расстоянии от 5 до 10 мм от начала первичного защитного покрытия скалывается подготовленное и очищенное ОВ с помощью специального инструмента. При этом необходимо руководствоваться указаниями инструкции по эксплуатации скалывателя ОВ, который используется.

С помощью механического соединителя выполняется подключение дополнительного ОВ к ОВ, которое измеряется. Допускается для выполнения подключения использовать устройство для прецизионного юстирования ОВ или специальный сварочный аппарат для юстирования и при необходимости сваривания ОВ.

12.4 Оптические измерения оптических волокон

Устанавливаются изменяемые параметры на оптический рефлектометр (ОР): длина волны, диапазон расстояний и т. д. Инициируется процедура измерения оптическим рефлектометром.

Измеряется оптическая длина ОК как разница в метрах между курсорами 1 и 2 (рис. 12.1).

При оптических измерениях только с одной стороны, если наблюдается существенная разница между паспортными данными и полученными результатами измерений оптической длины ОВ (необходимо принять во внимание инструментальную погрешность ОР при определении длины волны ОВ), если существуют несоответствия между полученными оптическими длинами ОВ кабеля, который проверятся, необходим дополнительный контроль реальной оптической длины ОВ. Процедура осуществляется путем проведения выше указанных операций на противоположном конце ОК с последующим изгибом ОВ, которые контролируются, в случае наличия френелевского отражения от конца ОВ, или процедура скалывания, если френелевское отражение от конца ОВ отсутствует. Для проведения выше указанного контроля ОР используется в режиме реального времени.

Анализируя ОВ на отсутствие неоднородностей, величина которых больше 0,1 дБ и трещин. Типичный вид рефлектометра ОВ с выше перечисленными дефектами приведен на рис. 12.2.

Вывод про дефект ОВ в кабеле и сообщение заказчика для принятия решения про возможность дальнейшего использования этой строительной длины ОК, или возврат ее заводу производителю принимается в следующих случаях:

1. на рефлектограммах ОВ, которые проверяются, присутствуют трещины или неоднородности больше 0,1 дБ, и в процессе анализа рефлектограммы выявлено, что два или больше ОВ кабеля, который проверяется имеют неоднородности на одинаковой длине от начала ОВ;

2. при измерении одномодовых ОВ на 2-х длинах волны имеют место неоднородности на длине волны измерения 1550 нм при их отсутствии на длине волны 1310 нм;

3. прирост километричного затухания превышает 0,05 дБ относительно указанного в паспорте на ОК;

4. разница в измеренных оптических длинах всех ОВ в кабеле, который проверяется отличается на 0,5% один от другого, и на 2% от физической длины ОК согласно паспортных данных. При этом запрещается использование разных диапазонов измерения расстояния для контроля длины всех ОВ в одном ОК;

5. наблюдается увеличение километричного затухания ОВ больше чем на 0,06 дБ относительно паспортных данных.

Результат заноситься в протокол входного контроля, при этом про все выявленные замечания и несоответствия заказчик информирет в письменном виде.

12.5 Определение электрического сопротивления изоляции защитного шланга

Конец ОК, который измеряются, должен быть подготовлен к измерениям путем снятия защитной полиэтиленовой оболочки на длину 100 мм и освобождением металлической оболочки для возможности водключения к ней измерительного прибора. После удаления внешней защитной полиэтиленовой оболочки выполняется промывание конца кабеля салфеткой, смоченной бензином Б-70.

Электрическое сопротивление изоляции защитного шланга ОК измеряется путем приложения измерительного напряжения между метаталической оболочкой и водой.

Для проведения измерения необходимо погрузить барабан или бухту с ОК в воду таким образом, чтобы весь кабель кроме концов был погружен в воду. Концы ОК, которые измеряются, должны выступать над поверхностью воды не меньше чем на 200 мм. При этом длина изолированной части конца ОК, к которому подключается измерительный прибор, должна выступать над поверхностью воды не меньше чем на 100 мм.

Для погружения барабана с ОК используется автокран, к крючку которого с помощью стропов крепиться барабан. Автокран осуществляет подъем и спуск барабана в резервуар с водой.

Измерение проводиться с помощью средств измерительной техники, которые обеспечивают проведение измерений с ошибкой не больше 10% при измерении значений электрического сопротивления от 1•10⁵ до 1•10¹⁰ Ом и не больше 20% при измерениях значений электрического сопротивления от 1•10¹⁰ до 1•10¹⁴ Ом.

Отсчет значений электрического сопротивления изоляции при измерениях проводят через 1 мин, с момента приложения напряжения к ОК, который измеряется, но не позднее 5 мин, если в технических условиях на ОК не указаны другие условия.

После проведения измерений или перед повторным измерением металлические элементы ОК должны быть разряжены путем их подключения на протяжении 2 минут к заземлению, с последующем отключением от него.

Результат измерения заноситься в протокол, при этом сопротивление изоляции не должно быть меньше 2 Мом на 1 км.

На кабель возле смонтированной муфты, а также на кабель в транзитных колодцах устанавливают свинцовое кольцо или пластмассовую бирку, на которых указывают:

— между какими ОП проложен кабель;

— марку кабеля;

— номер кабеля.

В обзорных устройствах на оптическом кабеле и в средней части смонтированной муфты делают желтой краской предупредительную отметку размером, примерно 20 на 20 мм.

13. Сметно-финансовый расчет Сметно-финансовый расчет состоит из ведомости объема работ и самой сметы.

Ведомость объема работ представлена в табл. 13.1.

Таблица 13.1 — Ведомость объема работ ВОЛС между городами Днепропетровск — Донецк

Таблица 13.2 — Смета выполненных работ между городами Днепропетровск — Донецк

Определим стоимость строительства на 100 км трассы:

(13.1)

где С — сметная стоимость строительства кабельной линии;

— 247 км, длины кабельной линии.

грн.

Определим стоимость одного ПЦП на 1 км трассы:

(13.2)

грн.

Выполнено сметно-финансовый расчет про целесообразность данного проекта. Стоимость строительства на 100 км трассы составляет 2 276 974,9 грн. Сметная стоимость строительства кабельной линии составляет 151,8 грн за 1 ПЦП.

Выводы по результатам выполненного КП

В данной курсовой работе была спроектирована магистральная линия связи Днепропетровск — Донецк для организации 150 ПЦП с использованием аппаратуры STM-4 на длине волны 1,550 мкм по одномодовому оптическому кабелю со скоростью 622,08 Мбит/с. Выбранное оборудование отвечает требованиям Европейских и Украинских стандартов.

Для выбранного варианта трассы было определено необходимое количество кабеля, для которого были рассчитаны оптические параметры и параметры передачи кабеля.

Также был произведен сметно-финансовый расчет.

Список используемой литературы

1) Иоргачёв Д. В., Бондаренко О. В., Дащенко А. Ф., Усов А. В. Волоконно-оптические кабели. — О.: Астропринт, 2000. — 536 с

2) КНД 45−136−99 Інструкція по захисту волоконно-оптичних ліній зв’язку від ударів блискавки та електромагнітних впливів, Видання офіційне. Київ, 1999

3) Ковтун В. В. Степаненко А.В. Экономико-географический справочник городов Украины. — Киев, 1990. — 279 с.

4) Корнейчук В. И., Макаров Т. В., Панфилов И. П. Проектирование волоконно-оптических систем передачи. Учеб. пособие / УГАС им. А. С. Попова. — Одесса, 1996. — 118 с.

5) Збірник методичних вказівок до лабораторних робіт по курсу «Лінії передачі», модуль III. — О.: 2004. — 120 с.

6) КНД-141−99.Керівництво щодо будівництва споруд волоконно-оптичного зв’язку. — К.: Держкомзв’язок, 2004. — 120 с.

7) Проектирование цифровых волоконно-оптических систем передачи: методическое руководство по дипломному и курсовому проектированию. Часть 2. — Одесса, 1987. — 67 c.

8) Схема автомобільних шляхів України. Київська військово картографічна фабрика, 2006.

9) Положення про випускні кваліфікаційні роботи спеціалістів і магістрів. — Одеса: ОНАЗ. — 2003. — 36 с.