Проектирование волоконно-оптических линий передач

Содержание

 

 

	Введение	4
1	Выбор способа организации  связи	6
1.1	Краткая характеристика оконечных пунктов	6
1.2	Выбор трассы прокладки  оптического кабеля ВОЛП на участке Павлодар – Лебяжье	8
2	Выбор системы передачи и типа оптического кабеля	11
2.1	Расчет числа каналов	11
2.2	Выбор ОК и трассы прокладки	16
3	Расчет параметров Оптического  кабеля	17
3.1	Основы теории передачи по световодам	17
3.2	Затухание	22
3.3	Дисперсия	23
4	Строительство ВОЛП	29
4.1	Организация и особенности  строительства ВОЛП	29
4.2	Подготовительные работы по строительству	29
4.3	Прокладка оптического  кабеля в грунт	31
4.4	Прокладка ОК кабелеукладчиком	32
4.5	Прокладка в ОК в кабельной  канализации	34
4.6	Ввод кабеля в здание	38
4.7	Прокладка ОК внутри помещений	39
4.8	Монтаж оптического  кабеля	39
4.9	Сварка оптических волокон	40
5	Измерения, выполняемые в процессе монтажа ОК	45
5.1	Наложение защитного  покрытия и герметизация ОВ	46
6	Характеристика транспортной системы	47
7	Надёжность ВОЛП	48
8	Расчет технико-экономических показателей эффективности проектируемой ВОЛП на проектируемый объект	53
8.1	Расчет капитальных затрат	53
8.2	Расчет доходов от услуг связи	56
8.3	Расчет численности работников	61
8.4	Расчет затрат на производство услуг  связи	62
8.5	Оценка экономической эффективности капитальных вложений	65
8.6	Оценка экономической  эффективности инвестиционного проекта	66
9	Охрана труда	71
9.1	Государственная политика ОТ и безопасности	71
9.2	Разработка инструкций	71
9.3	Содержание инструкций	74
9.4	Требования производственной санитарии	74
9.5	Требования безопасности к сварочному аппарату Fujikura FSM-50S	76
10	Пожарно-профилактическая работа	79
10.1	Требования к инструкциям  о мерах пожарной безопасности	79
10.2	Противопожарный инструктаж	80
10.3	Охрана окружающей природной  среды	82
	Заключение	83
	Список использованной литературы	84

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

 

За последние годы достигнут значительный прогресс в  создании новых перспективных средств  связи, повышающих качество и эффективность передачи информации различного вида, расширяющих услуги связи, снижающих труд и материалоемкость отрасли. В числе таких средств Волоконно-Оптические Системы Передачи (ВОСП) и Волоконно-Оптические Линии Связи (ВОЛС). Область применения Волоконной оптики весьма широка, от линий связи международной, междугородней, городской, сельской до бортовых комплексов самолетов, ракет, кораблей, при этом имеется высокая информационная емкость.

Оптоэлектронная связь  сегодня является одним из главных  направлений научно-технического прогресса. Такое внимание к ВОСП и ВОЛС вызвано следующими качествами:

- широкополостностью (10¹⁴ - 10¹⁵) и высокой пропускной способностью;

- малым значением коэффициента затухания в широкой полосе частот, что позволяет обеспечивать большие длины регенерационных участков;

- высокой защищенностью от внешних электромагнитных помех;

- малогабаритностью и легкостью (масса ОК в 10…12 раз меньше, чем электрических);

- пригодностью прокладки по реальным трассам;

- малой металлоемкостью и отсутствием дефицитных материалов (медь, свинец) в кабеле;

- неограниченными запасами сырья для производства ОК (кварц);

- отсутствие коротких замыканий, возможность использования в опасных зонах;

- большой строительной  длинной ОК, что увеличивает надежность связи за счет уменьшения числа соединений;

- потенциально низкой стоимостью одного канала километра линии связи.

Все эти достоинства  стимулировали повышенный интерес  к волоконной оптике и привели  к интенсивному развитию этой отрасли.

В настоящее время концепции ВОСП в основном созданы. Уже сформулированы рекомендации Международной электротехнической комиссии (МЭК) и Международного консультативного комитета по телеграфии и телефонии (МККТТ). Концепция развития ВОСП на сетях связи Казахстана органически связана с развитием ЦСП и кабельных линий, предусмотрена постепенная цифровизация сетей и замена кабелей с металлическими жилами на волоконно-оптические кабели. Для ближней связи широкое применение получили системы с рабочими длинами волн 0,85…0,9 мкм и относительно недорогим многомодовым оптическим кабелем со ступенчатым профилем показателя преломления. В качестве источников излучения используют лазеры и светодиоды. Как правило, эти ВОСП представляют собой цифровые системы передачи с их известными преимуществами. На линиях средней (до 50 км) и большой (до 120 км) протяженности целесообразно использовать аппаратуру работающую на длинах волн 1,3 и 1,55 мкм, и ОК с градиентным профилем показателя преломления и одномодовые оптические кабели.

Особое внимание у нас и за рубежом уделяется созданию и внедрению одномодовых систем передач по ОК, которое рассматривается как наиболее перспективное направление развития техники связи. Достоинством одномодовых систем передачи является возможность передачи большого потока информации на требуемое расстояние при большой длине регенерационного участка. Это позволяет исключить потребность в дистанционном питании (ДП) и упростить конструкцию оптического кабеля (не нужны медные жилы для ДП).

В настоящее время  волоконно-оптические кабели (ВОК) и системы передач для ВОЛС выпускаются многими странами. Широкое распространение получили отечественные ВОК. Это кабели типа ОК-50-2-5, ОК-50-2-3, для ГТС; ОЗКГ-21 для зоновых сетей и ОМЗКГ-10 для магистральных сетей.

Применение ОК целесообразно и экономически эффективно на всех участков взаимоувязанной сети связи (ВСС) Казахстана. Это позволяет повышать технико-экономические показатели СП, обеспечивается поэтапный переход к цифровым сетям интегрального обслуживания (сети ISDN). Широкое внедрение ВОЛС необходимо так же и потому что во всем мире ощущается острая нехватка цветных металлов (медь, свинец). В результате этого стоимость электрических кабелей возрастает, а стоимость ОК имеет тенденцию к снижению.

В мире ведутся работы по совершенствованию волоконно-оптической техники связи. Темпы развития ВОСП и ВОЛС в промышленно развитых странах впечатляюще высокие, капиталовложения в оптическую связь возрастают ежегодно в среднем на 20…30 %.

Так как дальнейшее развитие телекоммуникационных технологий будет идти в направлении увеличения скорости передачи информации, очень актуальна замена физических линий передачи на высокоскоростные оптические линии. В связи с этим в данном проекте рассматривается прокладка оптического кабеля между областным центром Павлодаром и районным центром Лебяжье, что будет способствовать развитию средств связи в этом районе.

 

 

 

 

 

 

 

1 Выбор способа организации связи

1.1 Краткая характеристика оконечных пунктов

 

  Павлодар- город в северо-восточном Казахстане, в 450 км к северо- востоку от столицы страны города Астана, и в 405 км к юго-востоку от российского города Омск на реке Иртыш, административный центр Павлодарской области. В состав города входят поселок Ленинский, села Мойылды, Павлодарское и Кенжекольский сельский округ.

Территория Павлодара  равна примерно 267 кв. км. Город вытянулся  вдоль Иртыша почти на 16 км. Население  по переписи 2009 года составляло 742 тыс. 500 жителей.

Павлодарская область расположена  на крайнем северо-востоке Республики Казахстан. На севере она граничит с Омской областью, на северо-востоке – с Новосибирской областью, на юго-востоке – Алтайским краем Российской федерации, на юге – с Восточно-Казахстанской и Карагандинской областями, на западе - с Акмолинской и Северо-Казахстанской областями Республики Казахстан. Протяженность области с севера на юг достигает 500 км, с запада на восток более 400 км. Поверхность Павлодарской области по своему происхождению подразделяются на две ясно выраженные части: северо-восточную и юго-западную.

Северо-восточная часть – это типичная равнина с глубокими и многочисленными озерными котлованами, пологими холмами и гривами. На крайнем юго-востоке области выделяются древние эоловые формы рельефа. В целом вся эта часть области образует Прииртышскую равнину, абсолютные высоты, которой колеблются в основном от 100 до 120-150 метров над уровнем моря. 

Юго-западная часть области относится  к Казахстанскому мелкосопочнику возвышающемуся над уровнем моря от 200-250 до 300-350 метров. В пределах этой части территории выделяются предсопочные равнины, сопочные низкогорья, обширные межгорные понижения. На территории области широко распространены рыхлые отложения континентального происхождения. Климат Павлодарской области:

а) Термический режим  и влажность воздуха. Средняя годовая температура воздуха за многолетний период изменяется в пределах 0,5⁰С на севере, до 2,3 ⁰С на юге области. Зима характеризуется устойчивой морозной погодой. Наиболее холодный месяц – январь, его средняя температура - 13,2⁰С - 19,6 ⁰С, абсолютный минимум - 48 ⁰С. Летом преобладают высокие температуры воздуха, самым теплым месяцем является – июль. Температура его в лесостепной зоне составляет +19,8⁰С ÷ +20,8⁰С. Относительная влажность воздуха за год ровна 73% в лесостепной зоне и около 72% в степной.

б) Ветровой режим. Ветреная погода является характерной чертой Павлодарской области (95% числа дней в году). Преобладание направление ветра – юго-западное. Средняя скорость – 4-5 м/сек.

в) Осадки. Годовая сумма осадков в северо-восточной части области составляет 381 - 441 мм, в степной части – 326-350 мм, в горном лесостепном поясе – 401 мм. Зимние осадки незначительны (86-144) мм. Устойчивый снежный покров устанавливается в период с 9-го по 19-ое ноября.

В агроклиматическом  отношении Павлодарская область  подразделяется на три зоны: умеренно-засушливую, засушливую и сухую.

Гидрография. В связи  с засушливостью климата и  преобладанием равнинного рельефа  речная сеть развита слабо и представлена преимущественно временными водотоками.

Основной водной магистралью  в пределах области является судоходный участок реки Иртыш длиной 720 км. Долина реки в верхней части обычно не более 2-3 км, ниже расширяется до 10-15 км. Глубина Иртыша на плесах в межень 6-9 м., на перекатах – 1,7-2,0 м. в период нормальной эксплуатации реки расход воды составляет 550-600 куб.м./сек.

Большое значение имеет  канал Иртыш-Караганда, протяженностью около 300 км. Кроме Иртыша и канала Иртыш-Караганда, территория области  пересекается рядом мелких рек и  ручьев, большей частью пересыхающих летом. Питание рек и ручьев в основном снеговое, поэтому весной они отличаются бурными паводками.

 В Павлодарской  области находится 3164 озера, в  том числе свыше 1 кв.км. – 422. Многие небольшие озера летом  высыхают, превращаясь в соры  и солончаки. Большинство озер  засолено. Пресные озера главным образом распространены на севере области, а также пойме Иртыша. Они являются важным источником водоснабжения хозяйств, рыбного и охотничьего промысла.

Сегодня Павлодарская область  – индустриально-развитый регион Казахстана, представленный крупными предприятиями металлургии, машиностроения, энергетики и горнодобывающей промышленности. В их числе Аксуский завод ферросплавов, ОАО «Алюминий Казахстана», «Электролизный», Екибастузский угольный бассейн и крупнейшие в республике ГРЭС-1 и ГРЭС-2, объединение «Казахстантрактор», комбинат «Майкаинзолото», Павлодарский нефтехимический завод, Павлодарский сольтрест и другие предприятия составляющие стержень индустрии региона. Население области составляет 742 тысяч 500 человек.

Образовательная система города – это 260 учреждений, школы и гимназии, лицеи и колледжи, 3 высших учебных заведения – Павлодарский государственный педагогический институт, Павлодарский Государственный университет имени С. Торайгырова и Павлодарский Инновационный Евразийский университет.

Лебяжинский район был  образован 1964 году. Административный центр  – с. Лебяжье. Расстояние до областного центра г.Павлодара 120 км. Территория района составляет 8,1 тыс. кв.м. Район расположен на юге-востоке Павлодарской области. Население района до начало 2009 года составляло 14 тыс.600 человек. На территории района доминируют такие виды деятельности, как «сельское хозяйство», «лесной промысел», «бахчеводство».

 

          1.2 Выбор трассы прокладки оптического кабеля ВОЛП на участке Павлодар-Лебяжье

 

В процессе проектирования трассы кабельных линий должны обеспечиваться минимальные значения: протяженности трассы, объема строительных работ, числа наземных и подземных препятствий на трассе строительства, стоимости строительства и эксплуатации, объема ручных (немеханизированных) работ, затрат на защиту линии связи от опасных и мешающих влияний, от коррозии. При выборе трассы необходимо также учитывать вопросы удобства эксплуатации кабельной магистрали. Для этого трасса, как правило, должна проходить вдоль магистральных автомобильных дорог. Допускается спрямление трассы кабеля, если прокладка вдоль автомобильной дороги значительно ее удлиняет, а проход по прямой заметно сокращает длину кабеля и удешевляет стоимость строительства без существенного усложнения эксплуатации магистрали. Минимальное допустимое расстояние трассы кабелей связи от края насыпи автомобильных дорог -5м. При пересечении водных преград кабельные переходы оборудуются в тех местах, где река имеет наименьшую ширину, нет скальных и каменистых грунтов, обрывистых или заболоченных берегов. Минимальное удаление трассы кабелей от мостов, автомобильных и железных дорог магистрального назначения должна быть на судоходных реках не менее 1км; на сплавных - не менее 0,3 км; на остальных реках - не менее 50 - 100 м .