Проектирование волоконно-оптических линий передач

 

Новый, полностью автоматический сварочный  аппарат Fujikura FSM–40S (Япония) сочетает в себе надежность с последними достижениями в области высоких технологий. FSM–40S обладает рекордным быстродействием, компактностью и точностью оценки потерь сварном соединении.

Программное обеспечение позволяет  проводить сварку всех применяемых  в ВОЛП на сегодняшний день типов  волокон. Автономное питание, возможность работы в диапазоне от –10 ⁰С до +50 ⁰С и усиленная защита от ветра гарантирует получение сверхнизких потерь в полевых условиях. FSM–40S имеет русифицированное меню экранных команд и поставляется с техническим описанием и инструкцией по эксплуатации на русском языке.

Сертификат соответствия Минсвязи РФ № ОС/1–ОК–253.

 

Таблица 4.1 – Технические характеристики Fujikura FSM40S

Типы свариваемых волокон	Кварцевые оптические волокна: одномодовые (SM), многомодовые (MM), со смещенной областью дисперсии (DS), со смещенной ненулевой дисперсией (NZDS), со сдвигом отсечки (CS), легированные эрбием (ED) и др.
Продолжение таблицы 4.1
Реальные средние потери на сварном соединении	0,02 дБ для SM, 0,01 дБ для ММ, 0,04 дБ для DS
Типичное время сварки	15 с
Коэффициент отражения  от сварного соединения	не более –60 дБ
Программы сварки	40 настраиваемых пользователем  программ сварки и 60 установленных  заводских режимов сварки
Функция внесения потерь в месте сварки	Преднамеренное внесение потерь в пределах от 0,1 до 15 дБ с шагом 0,1 дБ для создания затухания в линии
Сохранение параметров и результатов сварки	Внутренняя память позволяет  сохранять до 2000 результатов и параметров сварки
Оценка потерь сварки	Производится по смещению жил и несовпадению диаметров  модовых пятен свариваемых волокон. Для увеличения точности оценки потерь учитывается также угловое смещение жил
Длина зачищаемых волокон	От 8 до 16 мм для внешнего покрытия от 250 до 1000 мкм
Просмотр места сварки	Оси Х и Y одновременно или раздельно с помощью двух телекамер на 5 дюймовом цветном ЖК дисплее (отсутствует подъёмное зеркало)
Увеличение места сварки	В 264 или 132 раза
Автоматическая подстройка мощности дуги, компенсирующая изменения  давления, температуры и влажности	По давлению соответствует  изменению высоты от 0 до 3500 м над  уровнем моря; по относительной влажности 0 до 95% и температуре от –10° С до +50° С
Проверка механической прочности места сварки	Растягивающее усилие 200 г и дополнительный тест 440 г
Термоусадка	Встроенный нагреватель  с 30 режимами нагрева
Типы применяемых термоусадочных трубок	Стандартные длиной 60 мм или 40 мм, а также типа FPSO1–250
Окончание таблицы 4.1
Количество сварок при  питании от аккумуляторной батареи		Около 40 сварок с термоусадкой от полностью заряженной батареи BTR–05
Электропитание		От сети переменного (от 100 до 240 В) или постоянного (от 10,5 до 14 В) тока, а также от съёмной аккумуляторной батареи 12 В
Защита от ветра		Максимально допустимая скорость ветра 15 м/с
Размеры		172 мм х 186 мм х 180 мм (ширина, длина, высота)
Масса		4,4 кг (4,9 кг с ADC–07, 5,2 кг c BTR–05)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Измерения, выполняемые в процессе монтажа ОК

 

 

Измерения в процессе монтажа ОК на участке г. Павлодар – р. Лебяжье будет производится с целью оценки качества выполнения неразъемных соединений ОВ при сращивании строительных длин. Измерения рекомендуется проводить оптическим рефлектометром методом обратного рассеяния.

В ряде устройств, для сварки ОВ предусмотрена возможность грубой пороговой оценки затухания стыка ОВ. Обычно она показывает, больше или меньше нормы контролируемое затухание. Если больше, то соединение должно быть выполнено заново, если меньше, то необходимо уточнить оценку с помощью оптического рефлектометра.

Нормативно–техническая документация регламентирует при оценке затухания проведение измерений с двух концов кабеля (А и Б) и определение результатов измерений или средне алгебраического значения результатов двух измерений в направлениях А – Б и Б – А по формуле

 

                                               (4.1)

 

где a _С – результат измерения затухания;

 a _АБ , a _БА – результат измерения соответственно в направлении А – Б и Б – А

Значение a С не должно превышать нормируемого для данного типа ОК допустимого значения затухания стыка ОВ. Результаты измерения затухания стыков ОВ заносятся в паспорт на смонтированную муфту.

 

 

Рисунок 4.9 – Рефлектометр малогабаритный универсальный ANDO AQ7250

5.1 Наложение защитного покрытия и герметизация ОВ

 

Места соединения ОВ защищают одним из способов: восстановлением защитного покрытия, заливкой места стыка эпоксидным компаундом и с помощью специальных гильз для защиты сростков с помощью специальных гильз: ГЗС (гильзы для защиты сростков, входящие в комплект поставки муфт) или КДЗС (комплект деталей для защиты сростка). ГЗС состоит из термоусаживаемой трубки (ТУТ) диаметром 3,5 миллиметра, внутри которой находится трубка меньшего диаметра из сэвилена. Между трубками имеется армирующий стальной стержень диаметром 1 миллиметр.

Гильзу перед сплавлением одевают на один из концов волокна, а после сварки надвигают на место сростка и нагревают. Под действием температуры сэвилен расплавляется и приклеивается к краям защитного покрытия оптического волокна. При этом наружная трубка ТУТ, нагреваясь и уменьшаясь в диаметре, плотно обжимает весь защищаемый сросток, предохраняя его от внешних воздействий.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 Характеристика транспортной системы

 

 

Достижения современной  техники коммутации и передачи привели  к тому, что возникла необходимость  в создании современной цифровой транспортной сети или системы. Транспортная система (ТС) – это инфраструктура, объединяющая ресурсы сети, выполняющие функции транспортирования. При транспортировании выполняются не только перемещение информации, но и автоматизированное и программное управление сложными конфигурациями (кольцевыми и разветвлёнными), контроль, оперативное переключение и другие сетевые функции. ТС является базой для всех существующих и планируемых служб, для интеллектуальных, персональных и других перспективных сетей, в которых могут использоваться синхронный или асинхронный способы переноса информации.

Транспортная система  СЦИ – органическое соединение информационной сети и системы контроля и управления SDH. Нагрузкой информационной сети СЦИ  могут быть сигналы существующих сетей ПЦИ, а также сигналы новых служб и сетей связи. Аналоговые сигналы предварительно преобразовываются в цифровую форму с помощью имеющегося на сети оборудования.

В информационной сети СЦИ  четко выдерживается деление  по функциональным слоям. Сеть содержит три топологически независимых слоя (каналы, тракты и среда сигналы нагрузки обретают исходную форму. Поэтому транспортная система SDH является прозрачной.

Создание сетевых конфигураций, контроль и управление отдельными станциями и всей информационной сетью осуществляется программно и дистанционно с помощью системе обслуживания SDH.

В слое среды передачи самыми крупными структурами SDH являются синхронные транспортные модули (STM), представляющие собой форматы линейных сигналов. Для создания высокоскоростных линейных сигналов используется синхронное мультиплексирование. передачи), которые подразделяются на более специализированные слои. Каждый слой выполняет определённые функции и имеет точки доступа. Они оснащены собственными средствами контроля и управления, что минимизирует усилия при ликвидации аварий и снижает их влияние на другие слои. Функции слоя зависят от физической реализации нижнего обслуживающего слоя. Каждый слой может создаваться и совершенствоваться независимо.

В информационной сети используются принципы контейнерных перевозок. Благодаря этому сеть SDH достигает универсальных возможностей транспортирования разнородных сигналов. В транспортной системе SDH перемещаются не сами сигналы нагрузки, а новые цифровые структуры – виртуальные контейнеры, в которых размещаются сигналы нагрузки, подлежащие транспортировке. Сетевые операции с контейнерами выполняются независимо от содержания. После доставки на место и выгрузки.

7 Надёжность ВОЛП

 

 

Проблема надёжности является одной из основных в современной технике, в том числе и технике связи. В современных цифровых сетях ВОЛП по протяжённости могут достигать многих тысяч километров. Конструктивный основной элемент ВОЛП – оптический кабель, главным компонентом которого является хрупкое кварцевое оптическое волокно, соизмеримое по диаметру с человеческим волосом. Выход из строя хотя бы одного ОВ и ОК приводит к нарушению передачи многих тысяч каналов связи. Поэтому вопросы надёжности ВОЛП необходимо учитывать и тщательно просчитывать на этапах планирования и проектирования.

Надёжность ВОЛП – комплексная проблема. Её решение требует применения соответствующих методик оценки, расчёта и контроля различных параметров ОК и показателей надёжности ВОЛП. Надёжность ВОЛП зависит от конструктивно–производственных и эксплуатационных факторов. К конструктивно–производственным относятся факторы, связанные с разработкой, проектированием и изготовлением ОК и других вспомогательных изделий и устройств, входящих в состав ВОЛП. К эксплуатационным относят все факторы, влияющие на надёжность ОК в процессе его прокладки, монтажа и последующей эксплуатации. Все указанные выше факторы подразделяют на внутренние и внешние. Это деление условно, так как чёткой грани между ними провести нельзя. Внутренние факторы зависят от причин, возникающих в процессе изготовления ОВ и ОК, проектирования ВОЛП, монтажа, эксплуатации и старения ОК, внешне практически от них не зависят. Их причинами являются, например, механические, электрические, климатические воздействия, токи КЗ и молний (при наличии металлических элементов в ОК) и т.д.

Рассмотрим подробнее  основные понятия и показатели надёжности ОК, так и требования к надёжности и коэффициенту готовности ВОЛП в  целом.

Учёт требований к  ОК по надёжности и учёт основных факторов, влияющих на надёжность ВОЛП, позволяют определять допустимые параметры надёжности составных частей и участков. Такой подход позволяет не только прогнозировать надёжность ВОЛС, но и находить оптимальные решения, обеспечивающие снижение повреждаем ости ВОЛС, то есть повышение надёжности. Определяющим в обеспечении требуемой надёжности и коэффициента готовности ВОЛП и цифровых систем связи в целом является надёжность ОК и ВОЛС.

Основные понятия и  показатели надёжности. Понятия надёжности регламентированы государственным стандартом ГОСТ 27.002–89 «Надёжность в технике. Термины и определения». Применительно к КЛС и ВОЛС основные понятия и показатели надёжности можно определить следующим образом.

Отказ кабеля или ОК –  событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния одной, нескольких или всех электрических цепей кабеля, одного, нескольких или всех ОВ ОК.

Повреждение кабеля –  событие, заключающееся в нарушении исправного состояния кабеля при сохранении работоспособного состояния его электрических цепей или оптических волокон.

Работоспособность кабеля – состояние, при котором значения всех   параметров, характеризующих способность передавать электрические или оптические сигналы с заданными показателями качества, соответствуют требованиям нормативно–технической документации.

Ремонтопригодность кабеля – свойство, заключающееся в приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путём технического обслуживания и ремонта.

Надёжность кабеля (КЛС, ВОЛП) – свойство и кабеля, и линейных сооружений сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортировки.

Надёжность – комплексное  свойство, которое в зависимости  от условий строительства и эксплуатации может включать долговечность, ремонтопригодность, и сохраняем ость, либо определённое сочетание этих параметров.

Вероятность безотказной  работы кабеля – вероятность того, что кабель окажется в работоспособном  состоянии в произвольный момент времени.

Готовность кабеля –  работоспособность в произвольный момент времени, кроме планируемых  периодов, в течение которых кабель подвергается профилактическому контролю.

Коэффициент готовности кабеля (ВОЛП) – вероятность того, что кабель (ВОЛП) окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых он подвергается профилактическому контролю.

Наработка на отказ кабеля (ВОЛП) средняя – среднее значение времени наработки между двумя последовательными отказами (от времени восстановления работоспособного состояния кабеля после отказа до времени следующего отказа с момент ввода в эксплуатацию кабельной линии).

Время восстановления кабеля – продолжительность восстановления работоспособного состояния двух или нескольких электрических цепей или двух или нескольких ОВ.

Среднее время восстановления кабеля (ВОЛП) – время восстановления, определённое с момента ввода в эксплуатацию КЛС (ВОЛП).

Время ремонта кабеля – время восстановления кабеля до исправного состояния.