Проектирование волоконно-оптических линий связи

Таблица 3.2

По ГОСТ 26793-85	В соответствии с публикуемой МЭК 794-1 (50)
Магистральный	Для прокладки в земле
Зоновый	-
Городской	Для прокладки в коллекторах или трубах
Полевой	Полевой
Подводный грузонесущий	-
Подводный негрузонесущий	Подводный
-	Подводный для относительно коротких водных преград
Для стационарных объектов и сооружений	Внутриобъектовый
Для подвижных объектов	-
-	Для воздушной прокладки
Специальный для дистанционного управления	Специальный
Монтажный	Монтажный
Шнур	-

 

 

По условиям применения кабели делятся на подвесные, подземные и подводные. Самый распространенный вид прокладки оптических кабелей - подземный (рис.1 ). Способы прокладки подвесных и подводных оптических кабелей представлены соответственно на рис. 4 и 5.

Рисунок 1. Механизированный способ укладки подземного ОВ кабеля.

Рис. 2. Монтажный ролик (а) и фрагмент раскатки провода (б); 
а): 1 - диск; 2 - откидная щека для укладки провода; 3 - подвеска для крепления; 
б): 1 - анкерная опора; 2, 3 - промежуточные опоры; 4 - барабан с проводом; 5 - провод; 6 - тяговый механизм (трактор); 7 - монтажный ролик.

Рисунок 3. Прокладка кабеля под водой. Заводка кабеля с понтона в береговой колодец. 
1 — понтон с кабелем; 2— проволочный чулок; 3 — водолазный бот; 4 — металлическая труба; 5 — береговой колодец; 6 — деревянная пробка на конце трубы; 7 — трос, при помощи которого протаскивается кабель.

После выбора марки оптического кабеля на рисунке в пояснительной записке представляем его конструкцию и технические характеристики (приложение 5).

 

5. Прокладка и  монтаж кабеля

 

В процессе организации и осуществления строительства ВОЛС, как правило, выполняются следующие мероприятия:

• организация и проведение подготовительных работ;

• прокладка или подвеска ОК;

• монтаж ВОЛС;

• проведение приемосдаточных измерений и сдача ВОЛС в эксплуатацию.

Территория вдоль трассы, вдоль которой будет проложен ОК, имеет в основном равнинный рельеф с незначительными оврагами. Наиболее экономически выгодным и удобным для прокладки в грунт ОК является прокладка кабелеукладчиком (бестраншейная прокладка), обеспечивающая наиболее высокую степень механизации и скорость прокладки. При этом способе ножом кабелеукладчика в грунте прорезается узкая щель, и кабель укладывается на ее дно, на глубину 0,9-1,2 м. В целом бестраншейная прокладка кабеля - процесс динамичный, кабель испытывает механические нагрузки. Особенностью прокладки ОК является необходимость осуществления постоянного оптического контроля за целостностью и состоянием оптических волокон и кабеля в процессе прокладки. С этой целью все оптические волокна соединяются шлейфом и включаются в измерительный прибор.

В начале прокладки кабеля в местах расположения сростков отрывают котлованы размером 3 1,5 1,2 м. Кабель заправляют в кассету с запасом 5 м. перед прокладкой трассу планируют бульдозером. Подъем и уклоны не должны превышать 30%. Характер данной местности и почвы отвечают необходимым требованиям.

При выборе соответствующего кабелеукладочного оборудования особое внимание было обращено на конструкцию кассеты для подачи оптического кабеля. Полезная мощность на маховике двигателя базового трактора при минимальной глубине прокладки должна быть равна: 75 - 110 кВт при 0,9 м и 160 - 240 кВт при 1,2 м. При выборе базового трактора тип ОВ и его относительно малый диаметр и масса не являются определяющими факторами. Используем способ, при котором кабельный барабан монтируется спереди трактора и кабель проходит над кабиной трактора через квадратную конструкцию с роликами или направляющими трубками, а затем через блок с гидроприводом, обеспечивающий размотку кабеля с барабана и подачу его в кассету. Кабель должен сделать один полный виток вокруг блока, скорость вращения которого должна превышать линейную скорость перемещения базового трактора.

Эта система прокладки (рисунок 1) состоит из опорной конструкции, на которой устанавливаются барабаны, роликов или направляющих трубок, блока и направляющей кассеты, располагаемой сзади на кабелеукладчике. Радиус изгиба направляющей кассеты должен отвечать требования минимального радиуса изгиба ОК. Все ролики или направляющие приспособления в системе, вызывающие изменения направления похождения кабеля, должны соответствовать минимально допустимому радиусу изгиба кабеля. Он должен в 20 раз превышать диаметр кабеля. В моем случае кабель ОКЛК-01 имеет диаметр 28 мм, следовательно, минимально допустимый радиус изгиба должен превышать 560 мм. Допустимый радиус изгиба ОК должен оставаться постоянным, при повороте трассы с радиусом более крутым, чем допускает кабелеукладочная техника, должна отрываться траншея для выполнения маневра. Выглубление и заглубление ножа кабелеукладчика производятся только в предварительно отрытом котловане, размер которого должен быть больше наибольшей ширины ножа. Выше уровня прокладки ОК на 10.15 см одновременно с ОК прокладывается сигнальная лента, а на поворотах трассы и участках пересечений с подземными сооружениями устанавливаются электронные маркеры.

Во избежание защемления кабеля в направляющих роликах сделаны зазоры. Кабель подается на верхнюю часть кассеты. Между отверстием в кабельном барабане и осью, вставляемой в барабан, должен быть зазор 1,6…3,2 мм, при этом во избежание бокового соскальзывания барабана в осевом направлении на оси устанавливаются зажимные втулки.

Монтаж ВОЛС

Монтаж оптических кабелей - наиболее ответственная операция, предопределяющая качество и дальность связи по ВОЛС. Соединение волокон и монтаж кабелей производятся как в процессе производства, так и при строительстве и эксплуатации кабельных линий.

Оптические кабели производятся определенной длины, которая называется строительной. В моем случае она составляет 4км. Длина оптической линии превышает строительную, поэтому ОК, проложенные в канализации, грунте, необходимо соединять, то есть сращивать между собой. Для этого оптические волокна на концах ОК освобождают от модуля на длине до 0,5…1,0 м и соединяют между собой "торец-торец" путем сварки. Что бы осуществить сварку или склеивание, оптическое волокно на длине примерно 1 мм от конца освобождают от защитной оболочки, после чего с помощью специального устройства - скалывателя производят скалывание волокна. Далее производят сварку ОВ. Соединенные таким образом оптические волокна размещают в специальных кассетах, а они в свою очередь внутри специального контейнера, в котором закрепляются концы ОК в тех участках, на которых не снята его защитная оболочка. Такой контейнер называется муфтой.

 

6. Устройство переходов через преграды

 

Прокладка оптического кабеля на переходах через подземные коммуникации.

На участке пересечения с автомобильными и железными дорогами ОК укладывают в защитные полиэтиленовые трубы, прокладываемые преимущественно закрытым способом. Проектируемая трасса имеет 2 перехода через железную и автодорогу. Используем для перехода метод горизонтального прокола.

Метод горизонтального прокола является достаточно простым и основан на образовании скважины за счет уплотнения массива грунта. Вначале вырывают два котлована - стартовый и приемный, они имеют требуемую глубину. В стартовом котловане устанавливают раму с домкратами. Затем труба с наконечником с постоянно добавляемыми секциями пронзает массив грунта. В конце труба должна выйти в приемном котловане. Схематично этот процесс изображен на рисунке .

Рисунок 4. Схема метода горизонтального прокола.

Проталкивание трубы, осуществляется домкратами. Через наголовник сменными нажимными удлинительными патрубками, шомполами или зажимными хомутами передается давление. Затем трубу циклически вдавливают, путем попеременного переключения домкратов на прямой и обратный ход, при этом прилагаемое усилие достигает 3000 кН.

Применение полиэтиленовой трубы оптического кабеля большой обеспечивает защиту кабеля от возможных повреждений, трубы ПНД не подвержены коррозии, экологически чисты, гигиеничны и безопасны. Срок службы таких труб оценивается в 5 - 100 лет, то есть гарантированный срок безаварийной эксплуатации трубопроводов увеличивается в 2 - 3 раза. Снижается риск аварий.

 

 

 

 

 

 

 

7. Расчет надежности  проектируемой линии

 

Надежность является одной из важнейших характеристик современных магистралей и сетей связи. Основными показателями надежности являются:

• интенсивность отказов Х, часов;

• вероятность безотказной работы для заданного интервала времени Р(t0);

• средняя наработка на отказ Т0, час;

• среднее время восстановления Тв, час;

• коэффициент готовности Кг;

• интенсивность восстановления М, 1/час;

Расчет показателей надежности магистрали проводится при следующих допусках: отказы элементов магистрали являются внезапными, независимыми друг от друга, их интенсивность постоянна в течение всего периода эксплуатации.

Интенсивность отказов определяется по формуле:

                                   ;                                                     (7)

где,

 n – число оконечных пунктов (1);

L – длина линии (км);

Х1 – интенсивность отказов оконечного пункта, 1/час (10-7);

Х2 – интенсивность отказов одного километра линейно-кабельных сооружений, 1/км (5*10-8).

 

                                                                                 (7.1)

 

Средняя наработка на отказ определяется выражением:

                                        ;                                                            (7.2)

 

Среднее время восстановления приводится в справочных данных на аппаратуру.

Коэффициент готовности системы определяется по формуле:

                                                ;                                                   (7.3)

 

Коэффициент простоя системы будет составлять:

                                                ;                                               (7.4)

 

Интенсивность восстановления определяется выражением:

                                                     ;                                                   (7.5)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Охрана труда и техника безопасности при строительстве КЛС.

 

На основе Правил по охране труда должны быть разработаны и утверждены руководителем организации инструкции по охране труда для работников, технологические и эксплуатационные документы на соответствующие процессы (работы). Правила содержат требования по охране труда, которые следует выполнять при работе на кабельных линиях связи. Правила являются обязательными для всех организаций, выполняющих работы на кабельных линиях связи.

При работах на кабельных линиях связи (КЛС) возможны воздействия следующих опасных и вредных производственных факторов:

• движущиеся машины и механизмы;
• повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны;
• повышенная скорость движения воздуха;
• повышенная влажность воздуха;
• повышенный уровень шума на рабочем месте;
• повышенный уровень локальной вибрации;
• повышенное значения напряжения в электрической цепи, замыкание которой может пройти через тело человека;
• недостаточная освещенность рабочей зоны;
• повышенная яркость света;
• воздействие вспышки комплекта сварки световодов на зрение оператора;
• воздействие лазерного излучения;
• появление в зоне работы взрывоопасных, пожароопасных и ядовитых сред;
• попадание мельчайших остатков оптического волокна на кожу работника;
• физические перегрузки;
• эмоциональные перегрузки.

Организационные и технические мероприятия, обеспечивающие безопасность работ.

Для выполнения организационных и технических мероприятий, обеспечивающих безопасность работ на КЛС, руководители цехов, отделов, смен, участков, мастера и другие должностные лица, возглавляющие участки работ, обязаны: