Проектування високошвидкісної лінії внутрішньозонового зв'язку Одеської області

Для забезпечення зв'язку між обраними населеними пунктами організується 111 двохмегабітних потоків. Інші потоки - резервні, використовуються на транзит, розвиток, для оренди, а також для організації в зв'язку з обласним кільцем, структурна схема приведена на малюнку 1.15. Одеса, Біляївка, Б.Дністровськ, Татарбунари, Кілія, Ізмаїл, Рені, Болград, Арциз, Тарутине, Сарата

2. Розрахунок параметрів лінійного тракту

2.1 Розрахунок первинних параметрів оптичного волокна

Одномодове оптичне волокно (ООВ) є направляючою системою для поширення електромагнітних хвиль. Для їхнього поширення по світловоду використовується відоме явище повного внутрішнього відображення на границі двох діелектричних середовищ n1 і n2 , де n1 − середовище поширення хвилі НЕ11, обмежена середовищем n2, при цьому n1<n2/1/.

Середовищем поширення й обмеження є кварцове скло з різною концентрацією легуючих добавок для одержання різних показників переломлення (ПП) n1 і n2, n1 =1,46 і n2 = 1,457.

Визначимо відносне значення ПП:

По оптоволокну ефективно передаються тільки промені, укладені усередині тілесного кута , величина якого обумовлена кутом повного внутрішнього відображення. Цей тілесний кут характеризується числовою апертурою:

де  - апертурний кут падіння лучачи,

 = arcsin 0,093 = 5,336°

Для ООВ діаметр сердечника вибирається таким, щоб забезпечити умови поширення тільки однієї моди НЕ 11. У цьому випадку, з умови одномодовости, нормована частота:

,

де d = 10 мкм - діаметр серцевини ОВ;

 =1,3 мкм - довжина хвилі оптичного випромінювання.

Одномодова передача реалізується на гібридній хвилі НЕ11 ця хвиля нульове значення кореня функції Бесселя Pnm=0,000, отже, вона не має критичної частоти і може поширюватися при будь-якій частоті. Всі інші хвилі мають кінцеве значення, і вони не поширюються на частотах нижче критичної. Інтервал значень Рnm, при яких поширюється лише один тип хвилі НЕ11 знаходиться в межах 0<Pnm<2,25. Тому при виборі діаметра серцевини ОВ и виборі частоти передачі виходимо з цієї умови Pnm=l,883.

Визначимо критичну частоту, при якій поширюється лише один тип хвилі НЕ 11:

, Гц

де з = 3 ∙ 108 м/с - швидкість світла.

(Гц)

Визначимо також довжину хвилі:

(мкм)

Таким чином, по даній направляючій системі поширюється лише одна хвиля НЕ11 при про = 1,298 мкм.

2.1.1 Розрахунок вторинних параметрів оптичного волокна

В одномодових світловодах відсутній модова дисперсія й у цілому дисперсія виявляється істотно менше. У даному випадку можливий прояв хвилевідної й матеріальної дисперсії, але при довжинах хвиль  = 1,2...1,6 мкм відбувається їхня компенсація, тобто мат  вв.

При взаємодії усіх факторів форма сигналу на прийомі не відома. Тому як міру дисперсії використовується среднеквадратична дисперсія в оптоволокні:

н, пс/км,

де = 5нм - ширина смуги довжин хвиль оптичного випромінювання;

н = 3,5 пс/км - номінальне значення среднеквадратичної дисперсії для ОК типу ОКЛ.

=5∙ 3,5 = 17,5 , пс/км.

Отже,  = 17,5 пс/км, що істотно менше модової дисперсії багатомодового ОК.

2.2 Розрахунок швидкодії ВОСП

Вибір типу ОК може бути оцінений розрахунком швидкодії системи і порівнянням його з припустимим значенням.

Швидкодія системи визначається інертністю її елементів і дисперсійних властивостей ОК.

ІІовна припустима швидкодія системи визначається швидкістю передачі В', біт/з, способом модуляції оптичного випромінювання, типом лінійного коду і визначається по формулі:

, нс

де  - коефіцієнт, що враховує характер лінійного сигналу (вид лінійного коду). =0,7 для коду NRZ.

Відповідно до рекомендацій МСЭ-Т лінійним кодом транспортних систем SDH є код NRZ.

(нс)

Загальна очікувана швидкодія ВОСП визначається по формулі:

, нс,

де tпер - швидкодія передавального оптичного модуля (ПОМ), що залежить від швидкості передачі інформації й типу джерела випромінювання; tпер = 1 не (для швидкості 155 М біт/с);

tпр - швидкодія прийомного оптичного модуля (ПРОМ), обумовлене швидкістю

передачі інформації і типом фотодетектора (ФД), tnp = 0,8 , нс;

tов - розширення імпульсу на довжині РУ.

, нс,

де  - дисперсія, обумовлена в залежності від типу волокна.

tсв=17,5∙ 77=1,45 нс

 (нс),

Тому що =1.69 нс < =4.52 нс те вибір типу кабелю і довжини РУ зроблений вірно.

Величина

, нс

називається запасом по швидкодії.

При < станційне і лінійне устаткування ВОЛП будуть забезпечувати безпомилкову передачу лінійного сигналу.

2.3 Розрахунок порога чутливості ПРОМ

Однієї з основних характеристик приймача оптичного випромінювання є його чутливість, тобто мінімальне значення що виявляється (детектуємою) потужності оптичного сигналу, при якій забезпечуються задані значення відносини сигнал/шум або імовірність помилок.

В умовах ідеального прийому, тобто при відсутності і шуму перекручувань для забезпечення імовірності помилок не гірше 10-9 потрібна генерація 21 фотона на кожен прийомний імпульс. Це є фундаментальною межею, що властивий будь-якому фізично реалізованому фотоприймачеві і називається квантовою межею детектування.

Відповідній зазначеній межі мінімальна середня потужність оптичного сигналу тривалістю

 с/біт,

= =6,45∙ 10-9 (з/біт)

називається мінімально детектуємою потужністю (МДМ).

Мінімальна середня потужність оптичного сигналу на вході ПРОМ, при якій забезпечується задане відношення сигнал/шум або імовірність помилок, називається порогом чутливості.

2.4 Розрахунок розподілу енергетичного потенціалу

Рівень оптичної потужності сигналу, що падає на вхід ПРОМ, залежить від енергетичного потенціалу ВОСП, утрат потужності в ОВ, утрат потужності в рознімних з'єднувачах, втрат у нероз'ємних з'єднувачах.

Вихідні дані для розрахунку розподілу енергетичного потенціалу помістимо в таблицю 2.1.

Таблиця 2.1 Енергетичний потенціал

Рівень передачі оптичного сигналу Рпср = - 4 дБм. Рівень сигналу після першого рознімного з'єднувача:

Ррl = Рпeр - Ар = - 4 - 0,5 = - 4,5 дБм

Рівень сигналу після першого нероз'ємного з'єднувача станційного ОК і лінійного ОК

Рнl = Ррl - Ан = - 4,5 - 0,1 = - 4,6 дБм

Рівень сигналу після нероз'ємного з'єднувача на позиції 2 км

Рн2 = Рнl - Lс ? - Ан = - 4,6 - 2 0,3- 0,1 = - 5,3 дбм

Рівень сигналу після нероз'ємного з'єднувача на позиції 4 км

Рнз = Рн2 - lс ? - Ан = -5,3 - 2 0,3 - 0,1 = - 6 дбм

Таким чином, розрахуємо рівні сигналу після всіх нероз'ємних з'єднувачів. Наприклад:

Рн4 = - 6,7 дБм

Рн5 = - 7,4 дбм

І так далі, до

Рн49 = - 38,2 дБм

Рівень сигналу після 49-го нероз'ємного з'єднувача дорівнює -38,2 дбм. Рівень сигналу після 2-го рознімного з'єднувача

Рр2 = Рн49 – Ар= - 38,2 - 0,1 = - 38,3 дбм

Рівень сигналу після 2-го рознімного з'єднувача є рівнем прийому

Рпр = Рр2 = - 38,3 дБм

Загальне загасання на оптичній сполучній лінії складає

Арові = Рпер- Рпр = - 4 - (- 38,3) = 34,3 дБм

За результатами розрахунків можна зробити висновок, що загасання на оптичної сполучної лини менше енергетичного потенціалу ВОСП, рівного Э =36 дБ.

Експлуатаційний запас системи можна прийняти аз = 4 дБм,

Для транспортних систем SDH у технічних даних приводиться максимальний рівень прийому. Розрахований рівень прийому не повинний бути більше максимально можливого рівня прийому, але і не повинний бути нижче мінімально можливого рівня прийому:

Рпр min  Рпр  Рпр max

- 40 дБм  - 38,3 дБм  - 4 Дб.

Відповідно до технічного завдання до дипломного проекту потрібно спроектувати високошвидкісну волоконно-оптичну лінію внутрішньозонового зв'язку, що повинна з'єднати за кільцевою схемою міста: Одеса, Біляївка,Б.Дністровський,Татарбунари,Кілія,Ізмаїл,Рені,Болград,Арциз,ТарутинеСарата( Одеської області) Схема представлена на малюнку 2.4.

Частина території одеської області, по якій буде проходити проектуєма траса, має рівнинний рельєф. Це землевласницькі освоєні рівнини з чорноземними ґрунтами, тому, щоб уникнути відчуження земель сільськогосподарського, значення буде правильним проектувати трасу уздовж автомобільних доріг. Крім того, прокладка траси уздовж автомобільних доріг полегшить експлуатацію ВОЛП.

Загальна довжина траси складає 480 км.

2.6 Будівництво BOJIЗ. Рекомендації з прокладки і монтажу

2.6.1 Підготовчі роботи

При будівництві ВОЛЗ передбачається 100%-ный вхідний контроль ОК на кабельній площадці. Усі барабани з кабелем у міру надходження від заказника па кабельну площадку повинні бути зареєстровані в спеціальному журналі. Вивозити барабани на трасу, робити прокладку без проведення вихідного контролю не дозволяється. Барабани з ОК піддаються зовнішньому оглядові на відсутність механічних ушкоджень. Після зняття обшивання з барабана перевіряють зовнішній стан кабелю, наявність заводських паспортів.

У паспорті повинні бути зазначені наступні дані:

- марка кабелю;

- відповідність Дст;

- довжина кабелю;

- матеріал покриття 0В;

- киллометричне загасання і гранична смуга пропущення на заданій довжині кожного ОВ;

- величина хроматичної дисперсії на заданій довжині хвилі;

- результати електричних вимірів металевих елементів кабелю при наявності мідних жил;

- штамп В'ГК заводу виготовлювача;

- дата виготовлення.

При використанні ОК закордонного виробництва вищевказані дані, зазначені в паспорті, можуть відрізнятися й узгоджуватися між замовником і постачальником кабелю.

У випадку відсутності заводського паспорта на кабель потрібно запросити його дублікат у заводу виготовлювача.

При наявності заводських паспортів проводять контрольні виміри оптичних параметрів ОВ і електричних вимірів металевих елементів кабелю мідні жили для організації дистанційного харчування. Результати вхідного контролю повинні фіксуватися в протоколах. У випадку виявлення значних дефектів, що знижують якість і надійність кабелю; повинний , бути складений акт при участі представників підрядчика, замовника й інших зацікавлені організації. При цьому треба дотримувати інструкцій з, прийомові продукції виробничо - технічного призначення і товарів народного споживання по кількості і якості, підтвердженими 1 постановою Держарбітражу України, а також спеціальними пунктами договору або контракту між замовником постачальником ОК.

2.7 Прокладка оптичного кабелю (OK)

2.7.1 Прокладка кабелю у відриту траншею

Розмотування і прокладка кабелю у відриту траншею виконуються зі спеціально обладнаної машини або з кабельного візка, що переміщають по трасі уздовж траншів. При цьому кабель опускається або па брівку, або в траншею. Якщо рельєф місцевості не дозволяє використовувати технікові; прокладка здійснюється вручну, при цьому не допускається, щоб кабель тягся по землі.

При розмотуванні кабелю з барабана, барабан повинний обертатися руками робочих укладальників, не під дією кабелю, що укладається.

Покладений у траншеї кабель спочатку засипається піском або м'яким ґрунтом, тобто створюється над кабелем ґрунтова подушка що запобігає мех. ушкодження ОК при засипанні його раніше викопаним ґрунтом.

2.7.2 Прокладка кабелю через залізниці.

На перетинанні з залізними, шосейними дорогами ОК прокладається в заздалегідь прокладену поліетиленову трубку. Кінець трубки повинний знаходитися не менш чим 1м від краю насипу і не менш 0,8м під її підставою

У місцях перетинання траси прокладки ОК із ґрунтовими дорогами або з з'їздами від автодоріг прокладка ОК допускається без поліетиленової трубки. Прокладений у траншеї кабель засипається шаром (100-150мм) м'якого ґрунту, на якому викладається захист із цегельної кладки або залізобетонних плит.

На перетинанні з польовими дорогами захист кабелю не використовується. На перетинанні з брущатими дорогами кабель укладається безпосередньо в ґрунт із відновленням дорожнього покриття.

Для прокладки кабелю використовуються спеціалізовані кабелеукладачі.

2.7.3 Прокладка кабелю кабелеукладачем на перетинаннях з підземними комунікаціями

У місці перетинання кабелю з трубопроводом, кабелем зв'язку, силовим кабелем, водопроводом або мс іншими підземними комунікаціями (спорудженнями) риється котлован. Барабан з кабелем знімається з кабелеукладача і переноситься до відкритого котловану. Кабелеукладач переганяється за місце перетинання. Кабель петлею пропускається під перешкодою, закладається в касету кабелеукладача, після цього продовжується прокладка кабелю в ґрунт.

При прокладці кабелю на перетинанні з іншими підземними спорудженнями повинні бути прийняті міри, що виключають можливість ушкодження цих споруджень.

2.7.4 Прокладка кабелю в кабельній каналізації

Прокладка кабелю в кабельній каналізації може здійснюватися як ручним, так і механізованим способом з використанням пристосувань для прокладки ОК.

За узгодженням із заказником прокладка кабелю може здійснюватися як по вільним, так і по зайнятих каналах кабельної каналізації. Прокладка кабелю по зайнятих каналах повинна здійснюватися в поліетиленових трубах ГП-1Т-32,11НТ-40 заздалегідь прокладених у цих каналах. Застосування поліетиленової трубки захищає кабель від ушкоджень при прокладці інших кабелів. Прокладка кабелю по вільних каналах здійснюється без поліетиленової трубки, за умови, що в цих каналах прокладки інших кабелів не буде, якщо докладка кабелю з металевими проводами передбачається, те прокладка повинна виконуватися в поліетиленових трубах.

Прокладка в поліетиленові трубки проводиться безпосередньо вручну, з бухти, установлених біля колодязя па пересувному тамбурі.

Кінець поліетиленової трубки, оснащений концовиком у виді кулі, що вводять у канал кабельної каналізації. У транзитних колодязях і на поворотах, робітники проводять додаткову підтяжку трубки. При необхідності трубку потрібно прокручувати навколо осі, з одночасним проштовхуванням. У колодязях поліетиленову трубку обрізають ножівкою, залишаючи запас трубки рівний 200-250 мм. від капала. Після цього в кожнім колодязі, па вході і на виході, тимчасово на період прокладки залишають по одній утулці. Втулка захищає трубку, при заготівлі і прокладці кабелю. Допускається зрощування коротких довжин поліетиленової трубки з метою використання її для прокладки в проектах довжиною до 80м. Зрощування виконується за допомогою манжета з оцинкованого заліза, довгої 150 мм, товщиною 1.5-2 мм, що вставляються в стик труби. Поверх манжета встановлюють термоусаживаемую трубку довгої 250 мм.

При будівництві ВОЛС виникає потреба зрощування окремих будівельних довжин ОК і його підключення до приймально-передавальної апаратури. Послідовність монтажу на кабелях імпортного виробництва передає заказник, що стежить за виконання через свого представника, що веде контроль за виконанням схованих робіт. Монтажні роботи необхідно здійснювати відразу ж після прокладки всіх СД на регенераційній ділянці, після контрольних вимірів. Зрощуючи СД ОК на трасі виконується за допомогою сполучних захисних муфт. Захисні будівельні муфти можуть бути, прохідного або тупикового типу.

Конструкції з'єднання муфт, для монтажу ОК повинні задовольняти наступним вимогам:

- Захист місця з'єднання від механічних навантажень;

- Практичність;

- Можливість викладення технології запасу 0В 800-1000 м; (для виконання ремонтних робіт) по припустимому радіусі не міні 40 мм із фіксацією місця з'єднання волокон;

- Виключення можливості витаскування кабелю з муфт під дією механічних навантажень;

- Забезпечення легкого доступу до місця з'єднання ПРО при проведень ремонтно-профілактичних робіт;

- Можливість повторного використання муфт.

ОВ, особливо місця їхнього з'єднання мають високу чутливість на усі види механічних навантажень: розтягання, вигин, стиск і т.д.

Захист ОВ, у місцях їхнього з'єднання від дії таких видів навантажень здійснюється шляхом вільного викладення ОВ у муфті, а механічні навантаження, що діють на кабель повинний закінчуватися на корпусі муфт, без передачі зусилля на волокно.

При великій кількості ОВ, на проміжних і кінцевих пунктах, технологічних приміщеннях, монтується розподільна муфта, або розподільна шафа, у який дожитися кабель, що поширюється на кілька станційних кабелів меншої ємності в непальній оболонці.

2.7.5 Прокладка кабелю через р. Дністер

В даному дипломному проекті планується перехід через р. Дністер в районі смт. Біляївка. Середня глибина р. Дністер=6-8м, ширина=350м., швидкість течії=15-20 м/с. Для прокладки кабелю застосовується безтраншейна технологія прокладки через водні перегороди. Застосуємо буровий пристрій “Grundodnill”, який забезпечує горизонтально-направлене буріння. Технологія горизонтально-направленого буріння під руслом рік (рис. 2.4) включає:

·  Розміщення бурової установки на одному з берегів річки в проектній зоні заглиблення та придання її каретці розраховуємого кута заглиблення (5-20 градусів);

·  Підготовчі роботи (установка та монтаж допоміжного устаткування);

·  Буріння скважини до виходу бурової головки в розрахованій точці на протилежному березі річки;

·  Пофазне розширення пробуреної скважини зворотнім ходом (по необхідності);

·  Протяжка труб (металевих, поліетиленових) в розширену скважину;

·  Демонтаж бурової установки.

Використовуємі будівельними організаціями бурові установки забезпечують довжину переходу в границях в бурових робіт до 800 м, заглиблення кабелю (труби) до 10 м (від відмітки робочого горизонту води)

Рисунок 2.5- Технологія горизонтального направленого буріння

Здійснення переходу через водну перегороду (р. Дністер) методом горизонтального направленого буріння: 1-бурова установка; 2- бурова головка; 3- кривий переходник та датчик управління; 4- бурова колона для буріння направляючої скважини- сукупність всіх звинчивающихся разом бурових штанг (3-6 м); 5- розрахована траекторія переходу бурової скважини; 6-розширювач скважини з шарниром; 7- робочий трубопровід; h- розрахункова глибина заложення трубопроводу.

3. Техніко-екомичне обґрунтування

У даній главі дипломного проекту приводиться розрахунок технико-зкономических показників для проектованої ВОЛС.

Лінія зв'язку створюється на базі устаткування SDH, має топологію побудови «кільце». Довжина траси складає 480 км. Лінія забезпечує 111 ПЦП.

Споживачами міжміського зв'язку будуть підприємства, населення, також частина каналів буде надаватися для передачі данньїх й здаватися в оренду.

Розміщення проектованого устаткування СП SDH передбачається здійснювати на свободньїх площах ЛАЦ існуючих будинків, кабель буде прокладьіваться в існуючій кабельній каналізації. Прийом нового штату не передбачається.

Таким чином, поставлена задача відноситься до технічного переозброєння.

3.1 Розрахунок капітальних витрат

Капітальні вкладення - це витрати на розширення відтворення основних виробничих фондів.

Капітальні вкладення є найважливішим економічним показником, тому що безпосередньо характеризують, у що обходиться створення нових споруджень техніки зв'язку.

Капітальні вкладення містять у собі витрати на будівельно-монтажні роботи, придбання устаткування, транспортних засобів і інвентарю та інші види підготовчих робіт, зв'язаних з будівництвом, тобто капітальні витрати приймаються рівними кошторисної вартості будівельного об'єкта.

Тому що розміщення устаткування виробляється на існуючих площах, то витрати на будівництво будинків не передбачені.

Усі зроблені розрахунки представлені нижче в табличній формі (таблиця 3.1) Таким чином, з розрахунку кошторисів одержимо, що сума капітальних вкладень складає 3012363 гривень.

Таблиця 3.1 - Кошторис витрат на устаткування

Таблиця 3.2 - Відомість обсягу робіт на будівництво ВОЛП

Страницы: 1, 2, 3, 4