Проектирование цифровой первичной сети связи

Модулированное оптическое излучение в одноволоконном станционном кабеле вводится через специальные оптические соединители, потери на котором составляют до 1 дБ.

Одноволоконный станционный оптический кабель соединяется с линейным кабелем методом сварки, что уменьшает потери мощности, сварные соединения размещаются и фиксируются в специальных устройствах, стыка станционных и линейных кабелей (УССЛК) эти устройства обеспечивают защиту соединений и каждого волокна от повреждений а также здесь хранится технический запас оптического волокна, необходимый для выполнения операций по сварке.

Соединители линейного кабеля выполнены также методом сварки, места соединения располагают в герметизированных муфтах, вносимые потери в сварных соединениях не должны превышать 0,04 дБ - для многомодового волокна и 0,01 дБ для одномодового волокна.

Длина ЭКУ зависит в основном от параметров аппаратурно-кабельного комплекса ВОЛС на участках регенерации. Зависимость определяется типом изучаемой длины волны (λ) и уровнем средней мощности на выходе передатчика (Рпер). Шириной спектра оптического излучения (∆λ) суммарным затуханием в ОК, включает собственные потери в ОВ, по потерям при вводе и выводе а1 и а2, потери в разъемном соединении, а также в сварном соединении линейного кабеля типа фотоприемного устройства, минимальным допустимым уровнем оптического сигнала на его входе (Pmin). По скольку параметры элементов ЭКУ не являются стабильными а также необходимо учесть деградацию и старение оптического волокна, предусматривают запас уровня оптического сигнала а0. Такой же запас уровня мощности ак предусмотрен для случая в возможном увеличении затухания в следствие влияния факторов окружающей среды, появления сростков увеличения длины кабелей при проведении ремонтных работ ак = 3дБ. С учетом изложенного выше максимальная длина ЭКУ в км определяется по формуле:

 

L = W - а1 - а2 - n Ч анc - аo - ак/а (20)

 

где а - коэфицент затухания оптического волокна (дБ/км) на рабочей длине волны ВОСП (λ)

n - число сварных соединений в оптической цепи регенерационного участка

ас - среднее значение потерь в сварных соединениях (дБ) на рабочей длине ВОСП

W - энергетический потенциал, является основной из основных характеристик аппаратуры линейного тракта, определяется как разность между уровнями средней мощности оптического сигнала на выходе передающего (передающие и линейные допустимы на входе приемного оптического модуля) значение примерно = 20 - 50 дБ.

Подставляя числовые значения в формулу (20), определяем энергетический потенциал кабельного участка:

 

L = 50 - 15 Ч 0,2 - 15 Ч 0,2 - 78 Ч 0,02 - 3 - 3/0,2291 = 26,34 (дБ)

 

9. Составление сметы на строительство и монтаж ВОЛС

 

Смета на строительство объекта является основным документом, на основании которого осуществляется планирование капитальных вложений, финансирование строительства и расчет за выполнение строительно-монтажных работ между подрядчиком и заказчиком. В курсовом проекте производится определение капитальных затрат только на строительно-монтажные работы линейных сооружений, для чего должны быть составлены локальная и объектная сметы. Стоимость, определяемая локальными сметами, включает в себя прямые затраты, накладные расходы и плановые накопления. Прямые затраты учитывают основную заработную плату рабочих, стоимость эксплуатации строительных машин и строительных материалов. Накладные расходы учитывают затраты на организацию, управление и обслуживание строительства.

Чтобы составить смету, необходимо рассчитать длину кабеля, необходимую для обеспечения связи между Новосибирском и Новокузнецком.

Для этого необходимо учесть кабель, который используется для прокладки в канализации, при пересечении с шоссейными и железнодорожными трассами.

Дополнительную длину кабеля определим следующим образом:

 

Lдоп = 3 + 3 + 0,02 + 0,03 = 6,05 км

 

Тогда общая длина кабеля рассчитывается по формуле

 

Lобщ = Lд + Lдоп (21)

 

Подставляя числовые значения в формулу (21), определяем:

 

L = 155 + 6,05 = 161,05 км

 

Рассчитаем общее число муфт, используемых при прокладке кабеля на трассе по формуле:

 

Nм=L/2-1 (22)

 

Подставив найденные значения в формулу (22), находим количество муфт:

 

Nм = 161,05/2 - 1 = 79

 

Число строительных длин определяем по формуле

 

nуч = L/2 (23)

 

Подставив числовые значения в формулу (23) найдем количество строительных длин:

 

nуч = 161,05/2 = 80

 

Локальная смета на строительство ВОЛС представлена в таблице 3.

 

Таблица 3 - Локальная смета на строительство ВОЛС

Наименование работ и материалов	Ед. изм.	Кол - во	Стоимость работ и материалов		Зарплата
			На единицу измерения	На всю линию	На единицу измерения	На всю линию
Оптический кабель	км	161, 05	18250	2939162	-	-
Прокладка кабеля кабелеукладчиком	км	120	660	79200	517,1	62052
Вывод кабеля из города в канализации	км	8	-	-	1300	10400
Прокладка кабеля	км	25	1230	30750	1580	39500
Переход через реки до 100 м	-	2	2280,6	4561,2	4136	8272
Переход через шоссейные и железные дороги	-	6	1275	7650	1139	6834
Монтаж и герметизация	шт	79	1288	101752	1102	87058
Ввод кабеля в НРП	-	1	-	-	-	975
Измерение ОК на кабельной площадке	-	80	-	-	3308,4	264672
Испытание электрической прочности на кабельной площадке, до прокладки после прокладки	-	80	-	-	160	12800
Измерение затухания на смонтированном участке	-	80	-	-	6266,2	501296
Измерение оптических параметров при монтаже прямой муфты	-	-	-	-	-	-
Итого	3163075,2	993859
Заработная плата	993859
Накладные расходы	450926, 99
Итого	4607861, 19
Плановые накопления	273591.11
Всего	4881452,3

 

Таблица 4 - Объектная смета

№п/п	Наименование затрат	Сметная стоимость,
1	Прокладка и монтаж кабеля	4881452,3
2	Временные здания и сооружения
3	Зимнее удорожание 11%	536959,75
4	Непредвиденные расходы 15%	732217,85
5	Всего	6150629,9
6	Всего с учетом 20% НДС	7380755,88

 

10. Меры безопасности и типовые  инструкции по охране труда

 

1. Источники излучения и меры предосторожности

В результате развития отрасли в течение многих лет мы имеем несколько типов источников излучения различной мощности, работающих на вполне определенных длинах волн (см. таблицу). В оптоволоконных системах используются три их типа: светодиоды, обычные лазеры и лазеры поверхностного излучения с вертикальным резонатором (Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser - VCSEL). Имеются и несколько вариантов этих трех видов устройств: лазеры с резонатором Фабри - Перо и распределенной обратной связью, а также светодиоды поверхностного и торцевого излучения. Кроме того, для усиления оптических сигналов широко используются усилители, в том числе полупроводниковые (Semiconductor Optical Amplifier - SOA) и более распространенные усилители на основе обогащенных эрбием волокон (Erbium-Doped Fiber Amplifier-EDFA).

2. Детектирование излучения.

Среди приборов, используемых для обнаружения излучения, наиболее распространенными являются измерители оптической мощности. Они содержат фотодетекторы, с помощью которых измеряется мощность излучения различных длин волн. Кроме того, применяются и другие устройства - фотосенсорные карты, реагирующие на падающее на них инфракрасное излучение при соответствующей электронной активизации, и приборы инфракрасного видения, преобразующие инфракрасное излучение с длинами волн 800 и 1300 нм в видимый свет. С помощью последних обычно определяют мощностные характеристики источников излучения.

Специалисты, имеющие дело с оптической техникой передачи данных, обязательно должны руководствоваться правилом, что любое волокно может оказаться активным. Поэтому никогда не следует заглядывать в выходное отверстие передатчика или в торец коннектора.

Для осмотра элементов оптических кабельных систем самым привычным прибором является микроскоп. Понятно, что он позволяет исследовать поверхность торца волокна, но не способен обнаружить исходящее из него инфракрасное излучение. Для контроля за качеством обработки поверхности волокна подходят микроскопы с увеличением в 200-400 раз. Обычно для защиты глаз в них встраивают лазерный фильтр,

ослабляющий уровень излучения на 2-35 дБ в зависимости от длины волны. Микроскопы с фильтрами несколько дороже обычных, но безопаснее. В своей работе всегда используйте именно такие микроскопы и, перед тем как заказать их, изучите спецификацию каждого из них.

Более дешевые микроскопы, с увеличением в 30-100 раз, которыми комплектуют многие наборы для инсталляции оптических кабельных систем, часто совсем не имеют фильтров. При работе с ними высока вероятность случайного повреждения глаз. Поэтому такие приборы не рекомендуется использовать ни для контроля качества обработки волокон, ни для проверки выполнения требований техники безопасности. Во всяком случае, работая с таким микроскопом, пользователь должен всегда надевать очки, предохраняющие глаза от излучения лазера.

3. Обработка волокна.

В большинстве оптических кабельных систем используется стеклянное волокно, покрытое оболочкой. Последняя обеспечивает необходимую прочность, упрощает обращение с волокном и позволяет

производителю маркировать волокна различными цветами с целью их визуальной идентификации. В процессе монтажа коннекторов или сращивания кабелей оболочка удаляется, что позволяет совмещать волокна с требуемой точностью. В момент снятия оболочки возникает ряд вопросов, касающихся правильного обращения с инструментами и химикатами, обработки волокна и утилизации его осколков. Как только внешняя оболочка удаляется, волокно становится незащищенным и легко ломается. Вероятность попадания осколков волокна под кожу в этот момент наибольшая. Поэтому желательно оборудовать рабочее место так, чтобы онобылобезопасно.

Подходящие для этого коврики и столы выпускают многие производители.

Поверхность стола должна иметь покрытие, контрастирующее по цвету с подвергаемым обработке волокном, а это как раз и является одним из условий более удобной и безопасной работы. Для лабораторных и производственных помещений подходит черная, не отражающая свет и устойчивая к воздействию химических препаратов рабочая поверхность, которая легко очищается; конструкция стола должна быть такой, чтобы в его швах и по краям не скапливались осколки волокна.

Для полевых условий рекомендуются черные коврики с матовой поверхностью; главное их качество - малая масса и транспортабельность (они легко скатываются и хранятся в ящике с инструментами). Альтернативой могут служить рабочие столики трех видов. Для телекоммуникационных помещений лучше всего подходит маленький легкий стол. Безопасная рабочая среда предполагает наличие у него неотражающей рабочей поверхности и контейнера для обрезков волокна. Для тех, кто занимается сращиванием кабелей, лучше всего подходят более длинные столы с регулировкой высоты. Желательно также наличие хорошего освещения, увеличительных очков и устройств для крепления кабелей, предохраняющих их от повреждений.

Хорошо освещают рабочее место лампы с "гусиной шеей", которые очень хороши как в лабораторных, так и в полевых условиях.

4. Защитные очки.

При работе с лазерами класса 3 персоналу следует надевать защитные очки с соответствующими фильтрами. Специалисты, имеющие дело с компонентами на основе лазеров типа VCSEL, должны носить защитные очки, рассчитанные на длину волны 850 нм. Кроме того, оснащать их следует фильтрами с оптической плотностью (optical density - O. D.), соответствующей конкретной прикладной задаче. Например, при O. D., равной единице, затухание проходящего оптического излучения составляет 10 дБ; при O. D., равной 2, - 100 дБ и т.д. Зная выходную оптическую мощность источника излучения, можно определить необходимое значение O. D., снижающее мощность проходящего излучения до безопасного уровня.

При обработке волокон, особенно при монтаже коннекторов и сращивании кабелей, вполне пригодны обычные защитные очки. При нормальном ходе работы они предотвращают попадание фрагментов волокна в глаза. Однако предположим, что вам вдруг захотелось тереть глаза. Если при этом к рукам прилипли кусочки волокна, такое, безобидное на первый взгляд, желание может свести на нет предохранительную функцию защитных очков: осколки волокна малы и прозрачны, они легко могут прилипнуть к коже, оставаясь незаметными.

По этой же причине рекомендуется чаще мыть руки, и это будет еще одним средством защиты глаз. Раз уж работа в очках необходима и в них придется проводить длительное время и в лабораторных, и в полевых условиях, особое внимание следует обратить на их конструкцию и удобство.

ТИПОВАЯ ИНСТРУКЦИЯ ПО ОХРАНЕ ТРУДА ПРИ РАБОТАХ НА ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ КАБЕЛЯХ СВЯЗИ ТОИ Р-45-071-97

1. Общие требования безопасности

1.1 К выполнению работ на волоконно - оптических кабелях связи допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинское освидетельствование, обучение методам и приемам безопасной работы, проверку знаний по охране труда в соответствии с Положением о порядке обучения и проверки знаний по охране труда руководителей специалистов и рабочих предприятий, учреждений и организаций связи, имеющие соответствующую квалификацию и группу по электробезопасности не ниже III.

1.2 Работа на волоконно-оптических кабелях связи производится бригадой в составе не менее двух человек.

1.3 Работы проводятся по наряду, по распоряжению.

1.4 Каждый работник должен быть обеспечен специальной одеждой и специальной обувью и средствами индивидуальной защиты в соответствии с Типовыми отраслевыми нормами бесплатной выдачи специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты работникам связи согласно его профессии и должности.

Дополнительно работнику, выполняющему монтаж волоконно - оптического кабеля, необходимо пользоваться клеенчатым фартуком по ГОСТ 12.4.029-76 (тип А НмВн) и иметь защитные очки по ГОСТ 12.4.013-86 типа ЗН5-72Г1 для наблюдения за сваркой.