|
|||
СЦБИСТ - железнодорожный форум, блоги, фотогалерея, социальная сеть: www/scbisct.com 1 страницаСтр 1 из 5Следующая ⇒
ВВЕДЕНИЕ
В наше время требования к передаче данных очень высока из-за большого потока информации со всего мира. Отличным решением проблемы является волоконно-оптический кабель (ВОК). Оптический кабель (ОК), основой которого являются оптические волокна (ОВ), считается в настоящее время самой совершенной направляющей системой как для телекоммуникационных магистралей большой протяженности, так и для локальных сетей передачи данных. Преимущества цифровых потоков в их относительно лёгкой обрабатываемости с помощью ЭВМ, возможности повышения отношения сигнал/шум и увеличения плотности потока информации. Преимущества оптических систем передачи (СП) перед СП, работающими по металлическому кабелю, заключается в: возможности получения световодов с малым затуханием и дисперсией, а значит увеличение дальности связи и уменьшение потерь; широкая полоса пропускания, значит большая информационная ёмкость; ОК не обладает электропроводностью и индуктивностью, то есть кабели не подвергаются электромагнитным воздействиям; пренебрежимо малые перекрестные помехи; низкая стоимость материала ОК, его малый диаметр и масса; высокая скрытность связи; возможность усовершенствования системы при полном сохранении совместимости с другими СП. Ширина полосы пропускания связана со скоростью передачи информации. Потери (затухание) определяют расстояние, на которое может передаваться сигнал. По мере того, как сигнал перемещается по передающей линии, его амплитуда уменьшается. Это уменьшение амплитуды называется затуханием. В оптическом кабеле затухание не зависит от частоты и остается постоянным в определенном диапазоне частот, вплоть до очень высоких и, как правило, неиспользуемых частот. В данной работе мы выясним, как происходит организация связи с использованием волоконно-оптического кабеля, подготовительные работы при прокладке волоконно-оптического кабеля. Какие бывают способы прокладки волоконно-оптического кабеля (ВОК). Как происходит прокладка волоконно-оптического кабеля в грунте, в кабельной канализации, при пересечении водных преград, а также подвеска волоконно-оптического кабеля на опорах контактной сети. Следовательно, какие меры безопасности бывают при прокладке волоконно-оптических кабелей связи. В завершении мы изучим, что такое прогонное затухание и проанализируем расчеты данного затухания. В целом процесс прокладки оптоволоконного кабеля, в соответствии с правилами прокладки ВОЛС, состоит из подготовительного и основного этапов. В рамках первого из них осуществляется входной контроль строительных длин: внешний осмотр кабеля и измерение его оптических характеристик. В ходе внешнего осмотра проверяется целостность кабельного барабана, наличие видимых повреждений изоляции кабеля. В комплекте с кабельной катушкой обязательно должен быть заводской паспорт на кабель. На этом этапе следует проверить соответствие маркировки строительной длины, указанной в паспорте, маркировке, указанной на барабане. При измерении оптических характеристик в первую очередь нужно определить погонное затухание оптоволоконного кабеля и сравнить результаты с паспортными данными. При работе с одномодовыми кабелями, чаще всего проверяются километрическое затухания в каждом волокне на двух длинах волн: 1550 и 1310нм. Заодно проверяется целостность оптических волокон (ОВ). Сегодня оборудование для монтажа ВОЛС предоставлено достаточно обширной линейкой, позволяющей возводить оптоволоконные системы самых различных масштабов, конфигурации, мощности и назначения. Во главе данного списка стоит кабель ВОЛС. Он состоит из стеклянных под землей (в грунте), подвешиваться на опорах или проходить в кабельных канализациях, а также внутри зданий и между этажами. Тип волоконно-оптического кабеля подбирается в зависимости от поставленных задач и области применения. При прокладке кабеля внутри помещений применяется более мягкий и легкий оптоволоконный кабель (универсальный). Для прокладки ВОЛС в кабельной канализации применим более тяжелый и надежный кабель с элементами для защиты от отрицательного воздействия внешней среды. - рыхление грунта, рытьё и засыпка траншей и котлованов для прокладки и монтажа кабелей; - рытьё котлованов для размещения муфт и запаса кабелей на кабельных линиях, проложенных в грунте; - устройство бестраншейным способом горизонтальных скважин через автомобильные, железные дороги и другие коммуникации для прокладки кабелей; - планировка трассы перед рытьем траншей механизмами и прокладкой кабелей кабелеукладочной техникой; - рекультивация нарушенного слоя грунта. Работы по погрузке и отвозке оставшегося грунта, подвозке песка или мягкого грунта, вскрытие и восстановление уличных покровов являются сопутствующими при выполнении земляных работ. Выполнение земляных работ может производиться только при наличии утверждённой проектной документации. При строительстве линейных сооружений сетей связи земляные работы должны быть максимально механизированы. Разработка грунта вручную допускается в случаях, когда применение механизмов по местным условиям невозможно (например, при прокладке кабеля в районах городов, насыщенных подземными коммуникациями) или экономически нецелесообразно из-за малых объёмов работ. Прокладке оптоволоконных линий под водой предшествуют работы по исследованию геологии и метрологии, замеру глубин, выбору оптимальных маршрутов и наилучшего типа оптоволоконного кабеля, тестирование и монтаж энергоснабжающего оборудования и усилителей, закапывание кабеля и его пуск в работу. Прокладка оптоволокна под водой — дорогостоящая технология, где стоимость километра кабеля достигает 2, 5 млн. рублей и более. Строительство трансатлантического кабеля длиной 3 тысячи километров будет стоить порядка 7,5 млрд. рублей. Прогрессивные технологии меняют методы передачи данных по оптоволокну: если раньше для восстановления и усиления сигнала на определенных промежутках использовались регенераторы, то сегодня применяются мощные усилители сигнала. А для большей безопасности и увеличения срока эксплуатации кабель закапывается. Условия пролегания сети (береговая это линия или глубина) и другие ее особенности будут диктовать и применяемые решения по прокладке магистральных линий. В экономической части я сделал расчет капитальных вложений, которые включают все затраты, связанные со строительством или использованием объекта, определил стоимость оборудования, так же капитальные затраты. Сделан расчет численности работников при строительстве волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) при прокладке волоконно-оптических кабелей (ВОК) в грунте и рассчитана годовая заработная плата рабочих.
1 ТЕХНИКО-ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ ЧАСТЬ 1.1 Принципы организации связи с использованием волоконно- оптического кабеля
Волоконно-оптические сети связи в общем случае являются двухуровневыми и состоят из транспортной или магистральной сети, и сетей абонентского доступа. В транспортной сети циркулируют крупные цифровые потоки с максимально высокой скоростью передачи между узлами, в которых осуществляется доступ к этим потокам, их разделение на более мелкие цифровые потоки и распределение последних в сети абонентского доступа. Понятие сети абонентского доступа связано с тем, какой цифровой поток требуется абоненту или группе абонентов. Сеть связи железнодорожного транспорта представляет собой совокупность первичной и вторичных сетей. Первичная сеть связи железнодорожного транспорта представляет собой совокупность типовых физических цепей, типовых каналов передачи и сетевых трактов, образованную на базе сетевых узлов, сетевых станций, оконечных устройств первичной сети и соединяющих их линий передачи. В первичной сети федерального железнодорожного транспорта три уровня: дорожный, отделенческий и местный. По одной и той же линии передачи, проложенной вдоль полотна железной дороги, могут быть организованы каналы и тракты различных уровней первичной сети. Одна система передачи может также совмещать разные уровни, например магистральный и дорожный, дорожный и отделенческий. Аппаратура передачи осуществляет преобразование цифрового сигнала с цикловой структурой в модулированный электрический сигнал, передаваемый затем по среде передачи. Тип модуляции зависит от используемой аппаратуры и среды передачи. Современные системы передачи используют в качестве среды передачи сигналов электрический и оптический кабель, а также радиочастотные средства (радиорелейные и спутниковые системы передачи) показанные на рисунке 1.
Рисунок 1 - Физические среды передачи информации
Дорожная сеть включает в себя дорожные и отделенческие узлы связи и соединяющие их линии передачи. По каналам и трактам дорожной первичной сети осуществляется передача информации между управлением железной дороги и отделениями дороги, а также между отделениями железной дороги. Отделенческая сеть связи имеет ряд специфических особенностей в построении ее первичной и вторичных сетей, которые заставляют считать целесообразным выделение отделенческих связей в отдельный уровень иерархии сети. Отделенческая сеть включает в себя отделенческий узел связи, узлы связи участковых, промежуточных и оконечных станций и линии передачи, их соединяющие. По каналам отделенческой сети осуществляется передача информации между отделением железной дороги и станциями, а также между железнодорожными станциями. Местную сеть связи организуют в пределах крупных железнодорожных узлов и станций. Она включает в себя местные узлы, оконечные станции, соединительные и абонентские линии передачи. Структура создаваемых волоконно-оптических сетей, сохраняя иерархическую преемственность, позволяет более гибко и эффективно решить задачи обмена информации между различными категориями пользователей железнодорожного транспорта благодаря применению синхронной волоконно-оптической системы передачи SDH, встроенной в нее системы управления оборудованием сети, созданию кольцевых топологий. Вторичные сети связи железнодорожного транспорта предназначены для организации процессов управления движением поездов, осуществления эксплуатационной и коммерческой работы структурных подразделений, на рисунке 2 показаны принципы деления вторичных сетей связи. В зависимости от назначения, вида передаваемой информации и воздействия на управление процессом перевозок организуются вторичные сети оперативно-технологической связи (ОТС), общетехнологической сети связи (ОбТС) и сети передачи данных (СПД). Они служат для удовлетворения потребностей подразделений железнодорожного транспорта в передаче различного вида информации.
Рисунок 2 – Принципы деления вторичных сетей связи
1.2 Подготовительные работы при прокладке волоконно-оптического кабеля
Строительство линейных сооружений ВОЛС начинается с проектирования и завершается приемосдаточными испытаниями. После этого сеть или линию сдают в эксплуатацию. В дальнейшем сеть может изменяться или расширяться. План строительных работ составляют на основании изучения проектно-сметной документации, исследования на местности трассы и условий работ, районов размещения узловых и оконечных пунктов (ОП), обслуживаемых и необслуживаемых регенерационных пунктов (ОРП, НРП), а также расположения и состояния дорог, складов линейных и строительных материалов, выбора способа строительства на сложных участках трассы (горы, болота, водные преграды и т.д.). Должны быть подготовлены необходимые строительные механизмы, автотранспорт, измерительное оборудование, решены вопросы размещения строительно-монтажных подразделений и организации служебной связи. На подготовительном этапе к строительству выполняют входной контроль оптических кабелей (ОК) и группирование строительных длин. Входной контроль заключается в общем осмотре всех барабанов с ОК, простейшем просвечивании ОВ и измерении их оптических параметров. Осмотр ведется на кабельной площадке, а измерения - в сухих отпиливаемых помещениях, имеющих достаточное освещение и возможность подключения приборов. При входном контроле проверяют соответствие строительных длин и параметров передачи паспортным данным. Группирование строительных длин проводится из соображений прокладки на одном регенерационном участке ОК одной конструкции с одним типом оптических волокон (ОВ) и защитного покрытия, изготовленных одним заводом-изготовителем. Исключение - случаи соединения ОК разных типов для подводных и воздушных переходов. При группировании строительных длин одномодовых ОК дополнительно учитываются параметры передачи: затухания отдельных строительных длиy складываются арифметически, а дисперсии - алгебраически, т.е. с учетом знака. Законы сложения параметров передачи строительных длин многомодовых ОВ имеют сложный характер, что вызывает значительные трудности при их практической реализации. По результатам группирования строительных длин ОК по все регенерационным участкам составляют укладочную ведомость, развозят кабель по трассе и приступают к его прокладке. Общие требования и специфические особенности ОК привели к тому, что их прокладку могут выполнять не только традиционными методами и оборудованием, которые применяют для электрических кабелей аналогично назначения, но и принципиально новыми методами, которые уже се час или в ближайшей перспективе способны резко сократить срок строительно-монтажных работ и снизить их стоимость. Нечувствительность ОК к электромагнитным влияниям и ударам молний позволяет прокладывать их в таких местах и условия., где использование электрических кабелей невозможно, например совместно с линиями электропередачи (ЛЭП) или силовыми электрическими кабелями. Малые габариты, масса и большая гибкость позволяют разместить на одном барабане ОК большой длины. Значительное увеличение строительной длины особенно важно потому, что малое затухание ОВ делает неразъемные соединители ОВ основным источником потерь линейного тракта.
1.3 Способы прокладки волоконно-оптических кабелей (ВОК)
При строительстве линейных сооружений ВОЛС применяют следующие методы прокладки ВОК: - непосредственно в грунте; - в специальных защитных пластмассовых трубах; - в кабельной канализации; - под водой; - воздушная подвеска. Выбор метода прокладки зависит от многих факторов. Основными способами являются: 1.Прокладка кабеля в грунте: - в траншею (рисунок 3); - бестраншейный способ, с помощью ножевых кабелеукладчиков; - в полиэтиленовых трубах, проложенных в грунте.
Рисунок 3 – Прокладка ВОК в грунте
2. Прокладка ВОК в кабельной канализации (рисунок 4): - в канале кабельной канализации; - по защитным трубам, проложенным в канале кабельной канализации.
Рисунок 4 – Прокладка ВОК в кабельной канализации
3.Подвеска оптического кабеля (ОК) с силовыми элементами опорах контактной сети железнодорожного транспорта, на опорах линий электропередачи (ЛЭП), опорах линий освещения и городского транспорта. 4. Внутриобъектовая прокладка – это прокладка ВОК внутри зданий и помещений. 5. Прокладка через водные преграды.
2 ПРОКЛАДКА ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО КАБЕЛЯ В ГРУНТЕ
Перед тем как приступать к прокладке кабеля в грунт, необходимо провести ряд изысканий на трассе, которые помогут выбрать оптимальную конструкцию оптического кабеля и технологию для прокладки: в траншею, кабелеукладчиком, при помощи взрывных работ или наклонного бурения. При выборе учитывают, имеются ли на пути трассы подземные сооружения: силовые кабели, кабели связи, трубопроводы и др. Также проверяют, имеются ли наземные препятствия: железные и шоссейные дороги, леса, реки, овраги, болота, ЛЭП и др. Кроме того, при изысканиях определяют, где будут расположены регенерационные пункты, пункты доступа к ОК, оптические муфты.
Рисунок 5 - Прокладка кабеля кабелеукладчиком.
Укладка кабеля непосредственно в грунт при помощи кабелеукладчика должна обеспечиваться плавным проходом оптического кабеля сквозь кассету кабельного ножа при соблюдении разрешенного радиуса изгиба кабеля, и с соблюдением глубины укладки (1,2м). Кабелеукладчики применяют на протяженных и спрямленных участках трассы, если нет частых пересечений с любыми подземными коммуникации. Прокладка оптического кабеля проводится равномерно – без снижения или увеличения скорости, дно прорези должно ровно заглаживаться кабельным ножом, для исключения возможного механического повреждения оптического камнями или другими выступающими предметами. Также следует исключить резкие перегибы оптического кабеля. Угол наклона ножа кабелеукладчика не должен меняться. Необходим постоянный контроль над глубиной прокладки волоконно-оптического кабеля. При прокладке недопустимо превышение допустимого усилия на растяжение оптического кабеля. При прокладке оптического кабеля в местах пересечения с кабелями, трубопроводами и прочие следует принять меры, которые исключат повреждение имеющихся сооружений. В местах, где будут стыковаться строительные длины, необходимо предусмотреть технологический запас по длине, который позволит провести монтаж оптического кабеля в монтажной специализированной автомашине (запас должен быть не мене 10 м). После того, как кабель будет смонтирован, запас по длине (сворачивается, не нарушая разрешенный радиус изгиба) и смонтированную кабельную муфту укладывают на глубину прокладки в грунт, защитив от механических воздействий. Для обеспечения защиты кабель и муфту, перед тем как засыпать грунтом, накрывают прочными материалами (возможно размещение муфты и запаса оптического кабеля в малогабаритном пункте доступа). Траншеи могут разрабатываться одноковшовыми и цепными экскаваторами, траншеекопателями, а при стесненных условиях шанцевым инструментом (вручную). При разработке траншеи следует учесть, что полученная глубина уменьшится на 50 – 100 мм за счет подсыпки рыхлого грунта или песка, что обеспечивает выравнивание дна и позволяет организовать плавный переход через включения, которые невозможно извлечь. После прокладки в траншею оптического кабеля, его засыпают слоем (100 – 150 мм) песка или рыхлого грунта, поверх которого укладывается сигнальная лента. В случае если трасса пересекает железную или автомобильную дороги, то оптический кабель прокладывают методом управляемого бурения или горизонтального прокола, с использованием защитных труб. Прокладка ОК в грунт осуществляется ручным способом в открытую траншею или бестраншейным способом с применением ножевых кабелеукладчиков в соответствии с «Руководством по прокладке, монтажу и сдаче в эксплуатацию волоконно-оптических линий связи внутризоновых сетей» и «Технологической картой на прокладку оптических кабелей связи внутризоновых сетей». Прокладка волоконно-оптического кабеля (ВОК) осуществляется в грунтах всех категорий, за исключением грунтов, подверженных мерзлотным деформациям. ВОК может укладываться в заранее выкопанную траншею или с помощью ножевых кабелеукладчиков. Если используются защитные полиэтиленовые трубы, сначала укладывают трубы одним из вышеперечисленных способов, а затем в них укладывается кабель. Также возможна укладка труб с уложенным в них заранее кабелем. Непосредственно в грунт прокладываются ОК, имеющие ленточную броню или броню из стальных проволок. Например, ОбгП, ОАрБгП, ОАрБП, ОБП, ОКП, ОСпП, LBg. Прокладка оптического кабеля в грунт осуществляться при температуре окружающего воздуха не ниже -10 С. При более низких температурах (но не ниже -30 С) кабель необходимо выдержать в течение двух суток в отапливаемом помещении и обеспечить прогрев его на барабане непосредственно перед прокладкой. При любом способе прокладки кабеля непосредственно в грунт в местах стыковки строительных длин отрываются котлованы для размещения оптических муфт и запаса оптики. Запас должен обеспечивать возможность подачи муфты в зону удобную для организации рабочего места монтажников. Для соединения строительных длин используются оптические муфты в основном тупиковые отечественного и иностранного производства. Для обеспечения возможности измерения сопротивления изоляции наружных оболочек на каждой строительной длине или на участках из нескольких строительных длин из муфт в контейнер проводов заземления выводятся провода заземления, соединенные с броней. В контейнер с помощью перемычек можно соединять броню волоконно - оптического кабеля, а при необходимости снимать перемычки и проводить измерения сопротивления изоляции. В зонах пересечений с транспортными магистралями кабели помещают в защитные трубы, прокладывание которых производится закрытым способом. При наличии водных преград сооружаются два переходных участка, удаленных друг от друга на 300 метров. Если через реку имеется мост, то один из створов ОК пролегает по нему. В местах переходов от суши к воде формируются муфтовые соединения, а также оставляются запасные длины оптического кабеля. Чтобы дальнейший доступ к ним был более удобным, рекомендуется размещать данные устройства внутрь пункта доступа. Технология бурения горизонтально-наклонного типа практикуется при прокладывании оптического кабеля в следующих случаях: - наличие крупных оврагов; - естественное препятствие в виде широких судоходных рек;\ - большое число подземных сооружений на маршруте. Посредством данной методики выполняются высокоточные, скрытые от глаз переходы, имеющие возможности залегания до 30 метров, и протяженность до 1 км. Бурильная техника сначала выполняет пробную, пилотную скважину, которая должна выходить на заданный пункт с противоположной стороны. Затем канал последовательно расширяется до нужного диаметра, при помощи особого бурового раствора туда затягиваются трубы, в которые в дальнейшем помещается оптический кабель. Трассы залегания оптических кабелей маркируются посредством специальных предупредительных знаков или пикетажных столбиков. В рабочей документации в обязательном порядке помечаются места привязки маршрутов залегания к различным объектам стационарного типа.
3 ПРОКЛАДКА ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО КАБЕЛЯ В КАБЕЛЬНОЙ КАНАЛИЗАЦИИ
Прокладку оптических кабелей связи в кабельной канализации, показанный на рисунке 6, производят как ручным, так и механизированными способами с использованием типовых механизмов и приспособлений. При этом всегда необходимо строго соблюдать следующее требование: усилие тяжения и радиус изгиба должны соответствовать требованиям технических условий на прокладываемый кабель. Перед прокладкой кабеля в кабельной канализации производится проверка на проходимость ее каналов и, если требуется, ремонт канализации, а также ремонт и дооснащение кабельных колодцев. Для более эффективного использования каналов кабельной канализации и возможности прокладки оптики в одном канале с медными кабелями в них прокладываются ЗПТ. На сложных участках трассы и при наличии больших строительных длин кабеля, его прокладку производят в два направления с одного из транзитных колодцев (желательно углового), расположенного примерно на трети длины трассы. Вначале целесообразно проложить большую длину кабеля, затем оставшийся на барабане размотать, уложить восьмеркой возле колодца и далее проложить в другую сторону. Строительные длины оптического кабеля соединяются с помощью проходных или тупиковых оптических муфт, различных конструкций. Конкретный тип муфт определяется исходя, из условий размещения в колодце и указывается в проектной документации.
|
|||
|