Линия передачи SDH Нижний Новгород-Казань

Для выполнения операций сращивания оптических волокон в ходе реализации данного проекта предлагается использовать сварочный аппарат типа Fujikura FSM – 50S, так как он позволяет сваривать почти все типы выпускаемых ОВ, даже такие как одномодовые волокна с двухслойными оболочками, имеющие W-профиль показателя преломления.
Для автоматической юстировки волокна применяется метод видео диагностики. Который на основе автоматического расчета геометрических параметров соединяемых волокон оценивает качество сростка. После сварки волокон данный прибор обеспечивает измерение затухания в сростке, механическую прочность незащищенного сростка, а также выполнение процедур по защите места сварки.
Муфта для оптического подбирается на основе ее предназначения. Требования к муфте предъявляются прежде всего с точки зрения монтажа, возможности доступа для уже смонтированного элемента, удобство укладки и сварки ОВ.
На рынке наиболее востребованы муфты отечественного производства – МОГ/МОГр, ММЗОК, МОГу,МТОК, МОМЗ, выпускаемые АО "Связьстройдеталь", и зарубежного происхводства – FSCO-CB производства Fujikura, R30208 фирмы Reichle&De-MassariuFOSC 400 компании Raychem.
При оборудовании сростков в ходе строительства данной трассы предполагается использовать муфту МТОК-К6/108-1КТ3645-К.



6.3 Сварка оптических волокон

Для построения волоконно-оптических линий из отдельных строительных длинн кабеля неизбежно применение сварки ОВ, которая обеспечивает прямое прохождение сигнала из одного кабеля в другой.
Для качественного выполнения данного процесса, необходимо последовательно пройти все этапы подготовки и выполнения сварки ОВ.
В общем случае: берется конец одного ОК и с использованием стриппера выполняется надрез буферного слоя. Далее аккуратно, так чтобы не коснуться ОВ снимается оболочка. Предлагаемый в данном проекте инструмент может обрабатывать ОВ диаметром 250 и 900 мкм, и рассчитан для всех типов волокон.
После зачистки концов волокон они обезжириваются с помощью безворсовой салфетки, увлажненной в дегидрированном спирте. При проведении данной обработки важно, как не касаться оголенных участков ОВ. Далее кончики ОВ необходимо сколоть.

Рис. 6.7 – Скалыватель Fujikura CT-30

В настоящее время на рынке страны предлагается несколько видов скалывателей, которые выполняют эту процедуру с задаваемыми пользователем параметрами: длина скола и угол скола, что весьма удобно, поскольку операция требует высокой точности. Скалыватели используются для одномодовых и многомодовых волокон. При этом на конец одного ОВ надевают термоусаживающую гильзу, которая позже понадобится для защиты места соединения.
Кроме ручных приборов разработаны и активно применяются автоматические сварочные аппараты, однако во всех случаях необходимо оператору самому устанавливать в них концы волокон. После установки ОВ на дисплее выполняется их юстировка (их точное позиционирование друг с другом), чтобы сварное соединение вносило минимальные потерями. Так как если расположение ОВ будет неправильным, сигнал просто не пройдет из одного отрезка ОК в другой.

Рис. 6.8 – Сварочный аппарат Fujikura FSM-50S

После размещения и юстировки концов волокон, в автоматических аппаратах процесс сваривания выполняется одним нажатием кнопки, а в ручных потребуется самостоятельное выполнение несколько операций. Волокна нагреваются и расплавляются электрической дугой, а затем соединяются друг с другом. После этого точка сплавления прогревается для снятия механического напряжения.
Для оценки качества сваривание волокон, с помощью того же прибора анализируются тепловые изображения и вычисляют градиент деформации сердцевины, профиль показателя преломления сердцевины, и диаметр модового пятна. Если хоть один из параметров не соответствуют нормам (требованиям), сварку необходимо подкорректировать или переделать.
Если параметры находятся в границах установленных норм, то термоусадочная гильза, сдвигается на место сварки и нагревается до 90-150 градусов во встроенной в сварочный аппарат печке, гильза садится и плотно обжимает ОВ. Такая защита исключает изгиб волокна в месте соединения, а следовательно и его случайный разрыв. После охлаждения стык помещают в сплайс-пластины муфты для дополнительной защиты, затем укладывают волокна вокруг гильзы.
Сварка оптических волокон – это наиболее ответственный момент, так как любая случайная и даже небольшая ошибка может вывести из строя всю линию, поэтому сварка оптических волокон проводится квалифицированными специалистами с применением повереного, исправного оборудования и инструментов.

7 Расчет показателей надежности

Высокоскоростные системы и средства передачи информации необходимы для обеспечения высокого качества работы телекоммуникационной сети на всех уровнях: линии связи, предприятия связи и отдельные технические средства.
Надежность – это способность объектов выполнять свои функции с требуемыми качеством, определяемыми системой нормативно-технической документации в заданных условиях эксплуатации и в указанное время.
Надежность – это интегральный показатель качества работы системы связи.
Надежность описывается и характеризуется такими явлениями как: отказ техники, старение аппаратуры, ошибки персонала, дефекты изготовления и т.д.

Надежность кабельных линий связи – это интегральный параметр, который определяется различными факторами, в том числе эксплуатацией и возможными рисками повреждения. По характеру действия все факторы разделены на эксплуатационные и конструктивно – производственные.
К эксплуатационным относятся факторы, определяющие такие параметры как надежность кабеля при эксплуатации, влияние среды, окружающей кабель и оборудование, техобслуживание, уровень квалификации персонала, измерительная деятельность

.


Среднее количество отказов ОК на 100 км кабеля в течение года (по данным эксплуатации на сети магистрального уровня РФ) равно ( = 0,34, тогда интенсивность отказов оптического кабеля в течение одного часа на длине трассы ВОЛС:
(7.1)
где L – протяженность трассы;
8760 – количество часов в году.


При существующей на эксплуатации стратегии восстановления, начинающегося с момента обнаружения отказа (аварии), коэффициент простоя (неготовности) определятся по формуле:
(7.2)
Для проектируемой ВОЛС:


Коэффициент готовности:
(7.3)
0,999

Значение коэффициента готовности больше заданного, тем самым обеспечивается необходимая норма по надежности проектируемой волоконно-оптической линии связи.


8 Безопасность жизнедеятельности

8.1 Техника безопасности при работе с оптическим волокном

В основе ОВ лежат материалы сходные по свойствам со стеклом. Поэтому при работе с ОВ следует избегать попадания частей волокна на одежду и открытые участки тела. Для этого работу необходимо выполнять в защитном фартуке из прорезиненной ткани.
Отходы ОВ собираются в отдельной коробке, а после окончания работ закапываются в грунт или сдаются в специально отведенные места.
При разделке концов ОК необходимо избегать попадания гидрофобного заполнителя на слизистую оболочку глаз. После окончания работ протереть руки чистым бензином марки Б-70 и вымыть руки с мылом теплой водой.
При выполнении измерений и коммутации ОВ следует избегать прямого попадания лазерного излучения на сетчатку глаза.

8.2 Перечень опасных и вредных производственных факторов

При строительстве проектируемой линии передачи возможны воздействия следующих опасных и вредных производственных факторов:
– движущиеся механизмы и машины;
– повышенный уровень шума;
– повышенный уровень вибрации;
– повышенная влажность;
– повышенная или пониженная температура воздуха;
– недостаточная освещенность или повышенная яркость света;
– острые кромки, заусеницы, шероховатости на поверхности инструмента, оборудования, заготовок;
– попадание мельчайших частиц оптических волокон на кожу работника;
– воздействие излучения лазера;
– физические и эмоциональные перегрузки.
В технологическую документацию должны быть внесены требования по охране труда и окружающей среды, в том числе:
– организационно-технические мероприятия по обеспечению безопасности производства работ;
– необходимые средства защиты;
– противопожарные мероприятия;
– санитарно-гигиеническое обеспечение работников.
В технологических картах кроме порядка организации и производства работ необходимо указать производственные факторы при выполнении работ, и предусмотреть предупреждающие мероприятия.
При составлении проекта производства работ, устанавливается такая технологическая последовательность операций, чтобы предыдущие действие не являлось источником опасности при выполнении следующих [7].

8.3 Погрузочно-разгрузочные работы

Выполняются в строгом соответствии с разработанными технологическими картами, проектами производства работ, инструкциями и другими нормативными документам. Данные виды работ осуществляются под руководством специально назначенного инженерно-технического работника, ответственного за соблюдение правил безопасности.
Предельные нормы переноски грузов вручную на одного человека не должно превышать 30 кг. Для грузов массой более 30 кг, а также при подъеме на высоту более 3 м, работы должны выполняться механизированным способом. Погрузка барабанов с кабелем должна производиться только механизированным способом.
Транспортные средства, стоящие под погрузкой-разгрузкой должны быть заторможены с использованием штатной тормозной системы и противооткатных устройств.
Все работы необходимо производить в рукавицах, а при работе с помощью грузоподъемных механизмов – в касках.
Покаты для скатывания барабанов должны быть без трещин, иметь стальные наконечники, осматриваться и проверяться перед каждой разгрузкой.
При транспортировании грузы должны быть хорошо установлены и закреплены.
Запрещается:
разгрузка барабанов путем свободного скатывания;
совместная перевозка людей и барабанов в кузове автомобиля.

8.4 Требования безопасности при выполнении работ на высоте

Работы на высоте связаны с высокими рисками безопасности сотрудника, поэтому к производству работ, выполняемых верхолазами, предъявляются более жесткие требования по технике безопасности.
Выполнение работ, при которых исполнитель размещается на высоте до 5 м от поверхности грунта, рабочего настила или перекрытия, выполняются сотрудниками прошедшими предварительный медицинский осмотр перед поступлением на работу, и своевременно проходящими периодические осмотры при условии обслуживания действующих электроустановок, выполнения электросварочных работ и т.д.
К работам на высотах свыше 5 м (так называемым, верхолазным работам) допускают сотрудников, прошедших медицинский осмотр перед поступлением на работу и ежегодный осмотр, в возрасте не моложе 18 и не старше 60 лет, имеющих квалификацию не ниже 3-го разряда, обученных правилам безопасного выполнения верхолазных работ и прошедших соответствующую тренировку.
Основным средством, предохраняющим верхолазов от падения с высоты на всех этапах работы и передвижения, служит предохранительный пояс.
Перед началом работы на высоте все рабочие проходят инструктаж на рабочем месте, на котором доводятся сведения:
о характере работ и безопасных методах её выполнения;
о состоянии рабочего места, а также подходов к нему;
об особенностях пользования предохранительными приспособлениями.
Важным моментом является защита и ограждение опасной зоны. Под этой зоной понимается пространство, в котором имеют место действующие или возникающие при определенных условиях опасные для работающего сотрудника производственные факторы, способные причинить травму или повлечь гибель.
При выполнении работ на высоте, опасной зоной является пространство, которое определяется как горизонтальная проекция рабочей площади S, увеличенной на безопасное расстояние р во все стороны.

8.5 Техника безопасности при работе со сварочным аппаратом

При работе со сварочным аппаратом (СА) запрещается:
– работать со СА, если в окружающей среде присутствуют огнеопасные жидкости либо пары;
– использовать СА возле горячих устройств либо в местах с высокой температурой;
– прикасаться к СА, кабелю питания либо разъему питания влажными руками;
– работать со СА, если на его поверхности присутствует конденсат;
– подвергать СА механическим воздействиям, т.к СА точно настроен и центрирован.
Кроме того, с целью обеспечения безопасной работы и сохранения работоспособности прибора необходимо:
– располагать СА только на стабильной и уравновешенной поверхности;
– хранить СА в защищенных от грязи, песка, смазочных материалов и других загрязняющих веществ местах;
– для очистки линзы объектива, V-образного паза, ЖК монитора, и т. д. СА использовать только спирт;
– исключить использование сжатых газы для очистки СА;
– обязательно проводить осмотр наплечного ремня переносного ящика перед использованием СА;
– использовать только 85 – 260 В переменного тока, 47 – 63 Гц / 12 В постоянного тока, 14 Ампер-часов.
–использовать только кабель питания, поставляемый в комплекте;
– необходимо надлежащим образом подсоединить кабель питания к СА и к розетке. При подсоединении вилки необходимо убедиться, что на выводах нет пыли или грязи;
–использовать для СА только утвержденные аккумуляторные батареи. Только предоставленный в комплекте узел батарей может использоваться в качестве утвержденного узла батареи;
– использовать только установленный техническими условиями кабель зарядки для перезарядки батареи;
– производить замену электродов должным образом.
– использовать только электроды, определенные в технических условиях;
– устанавливать новые электроды в правильной позиции;
– заменять электроды парой.

Также запрещается:
– хранить СА в местах со слишком высокими значениями температуры (более 50°С) и влажности;
– прикасаться к электродам, когда СА включен и подключено питание к оборудованию;
– разбирать и модифицировать СА, адаптер переменного тока, узел батареи, либо адаптер постоянного тока;
– запрещается ставить тяжелые объекты на кабель питания.
– запрещается тянуть, нагревать и модифицировать кабель питания;
При работе со СА работник должен знать, что:
– входное отверстие СА используется для отсоединения кабеля питания в случае короткого замыкания;
– необходимо незамедлительно отсоединить кабель питания, если сварочный аппарат либо батарея начинает производить дым, неприятный запах, либо если они станут чрезмерно шумными или горячими;
– необходимо незамедлительно отсоединить кабель питания, если сварочный аппарат повреждается (например, при падении);
– необходимо незамедлительно отсоединить кабель питания, если жидкость, либо посторонние предметы попадают внутрь СА;
– необходимо быть предельно осторожным при извлечении термоусаживаемой гильзы (КДЗС) из термоусадочной печки после того, как будет закончен цикл термоусадки;
– ремонт и настройка оборудования могут производиться только квалифицированным техническим либо инженерным персоналом.

8.6 Правила безопасности при обслуживании оборудования ВОЛС

Во время выполнения работ по обслуживанию оборудования ВОЛС должны соблюдаться меры предосторожности и правила безопасности, которые в соответствии с действующим законодательством (ПОТ РО-45-009-2003) указаны в общих стандартах и правилах, а также в технической документации на каждый конкретный вид оборудования.
Основным риском для жизни и здоровья персонала при производстве работ с оборудованием оптических линий связи является наличие лазерного излучения на оптических выходах мультиплексоров и кабеля, подключенного к источникам оптического излучения, длиной волн 1,55 или 1,31 мкм, на таких длинах волн, оно невидимое и потенциально опасное для глаз человека.
Запрещается выполнять работы с ОК имеющим металлическую броню во время грозы. Особую осторожность необходимо соблюдать при работе с оптическим волокном. Необходимо принимать меры по качественной утилизации отходов оптических жил после их сварки, т.к недопустимо их попадания в живые организмы, это может повлечь их гибель.
При обслуживании, ремонте и эксплуатации оборудования необходимо его предохранять от воздействия статического электричества. С целью защиты персонала и оборудования от статического электричество необходимо:
– применять антистатические «коврики», заземляющие браслеты, халаты из хлопчатобумажной ткани.
– при работе с модулями не касаться металлических частей; не касаться выводов компонентов схемы блока и дорожкам печатных плат;
– все измерительные приборы и оборудование должно быть заземлено согласно действующим требованиям;
– при работе с модулями одевать на запястье антистатический браслет.

8.7 Лазерное излучение, его действие на организм человека

Лазером является прибор, являющийся по своей сути генератором электромагнитного излучения оптического диапазона. В основе его функционирования лежит принцип использования вынужденного излучения.
Этот принцип вытекает из свойства атома излучать фотоны при переходе из возбужденного состояния (с высокой энергией) в основное (с меньшей энергией). В нормальных условиях число возбужденных атомов, находящихся в веществе, меньше числа атомов, находящихся на основном уровне энергии.
В лазерах используя специальные приемы и путем подачи на рабочее тело лазера (а это могут быть жидкость, кристалл, газ и т.п) энергии накачки в виде света, высокочастотного электромагнитного поля и др. увеличивают число атомов, находящихся в возбужденном состоянии, так что бы их стало значительно больше числа атомов на основном уровне энергии. Последующий лавинообразный переход атомов из возбужденного состояния в основное приводит к формированию лазерного излучения.
Основной особенностью сформированного лазерного излучения является его узкая направленность, что приводит к возникновению на сравнительно малой площади большого значения плотности энергии.
Воздействие лазерного излучения на ткани и органы человека носит сложный многогранный характер и связно как с непосредственным воздействием лазерного излучения на облучаемые ткани, так и вторичными явлениями, происходящими в организме в результате облучения. Различаются термическое и нетермическое воздействия. Поражающее действие зависит от мощности излучения (или плотности энергии), длины волны, длительности импульса, частоты повторения импульсов, времени воздействия, биологических и физико-химических особенностей облучаемых тканей и органов. Наибольшей биологической активностью обладает ультрафиолетовое излучение, воздействие которого вызывает фотохимические реакции в биологических средах.
Наиболее чувствительными к воздействиям лазерного излучения являются глаза человека.
Повреждение глаз вызывает попадания как прямого, так и отраженного луча, в том числе и в случаях, когда отражающая поверхность не является зеркальной. Характер поражения зависит от длины волны и мощности излучения. В диапазоне ультрафиолетового света, прежде всего, возникает фотохимическое повреждение белка роговой оболочки, ожог слизистой оболочки. При больших плотностях энергии приводит к полной и необратимой слепоте. В видимой области света излучение воздействует главным образом на светочувствительные клетки сетчатки, приводя или к временной слепоте или ожогом с последующей потерей зрения в ограниченной области зрительного пространства. В инфракрасных областях при больших плотностях энергии так же возможно возникновение необратимой слепоты, но уже вызванной помутнением хрусталика.
Для предотвращения поражения лазерным лучом при случайном размыкании канала каждое линейное оконечное устройство и линейный регенератор оборудованы схемой безопасности (схемой отсечки лазера).
При проведении рефлектометрических измерений ОВ в ОК запуск лазера производится только после подключения рефлектометра к измеряемой линии.
Работы, связанные с измерениями параметров ОК должны выполняться бригадой, состоящей минимум двух человек. При этом у одного из них должна быть группа допуска не ниже третьей.
Металлические корпуса приборов в обязательном порядке заземляются до начала работы, а снятие заземления должно быть выполнено только после окончания работы и выключения приборов.
Подключение и отключение переносных приборов, требующих разрыва электрических цепей, находящихся под напряжением должны выполняться при снятом напряжении.
Работники должны быть обучены методам оказания первой помощи при поражении лазерным излучением (может вызывать поражение кожи и глаз).
На корпусе переносного измерительного прибора, содержащего лазерный генератор в обязательном порядке, размещается знак об опасности лазерного излучения.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Постоянное растущая потребность абонентов в высокоскоростных линиях передачи обуславливает необходимость организации таких линий между различными населенными пунктами. Лидирующее положение в решении подобных задач занимают линии передачи SDH. Наиболее широкое применение в качестве среды распространения сигнала для этих линий получило оптическое волокно. Его большая пропускная способность отвечает требованиям данной технологии и постоянно растущих объемов информации требуемых к передаче на уровне сетевых магистральных линий связи. Непрерывное совершенствование данного типа кабельных линий гарантируют их долговременное использование.
Данная работа была посвящена проектированию линии передачи SDH Нижний Новгород – Казань.
Для достижения поставленной цели были рассмотрены вопросы по выбору трассы прохождения оптического кабеля, марки системы передачи, типа оптического волокна, марки оборудования. Были произведены расчеты энергетических параметров и пропускной способности системы передачи, а также максимальной длины регенерационного участка.
Так для проектируемой линии была выбрана трасса прокладки кабеля протяженностью 377 км. Необходимая скорость в 2214 Мбит/с будет обеспечиваться оборудованием синхронной иерархии уровня STM-16 со скоростью передачи 2,488 Гбит/с. Оборудование выбрано отечественного производителя – НТЦ «НАТЕКС», SDH-мультиплексор уровня STM-16 FlexGain A2500 eXtra.
Для прокладки в грунт вне населенных пунктов по основной трассе выбран кабель ОКБ-НГ(В)-4(2.0)Сп-16(2)"20кН", а для подвеса на опорах линий электропередач – ОКМС-ПТА-4/2(2.4)Сп-16(2) «8 кН» производства ЗАО «ТрансВОК».
В данной работе имеют научную новизну и практическую значимость выполненные для рассмотренной линии передачи:
1) Расчет количества каналов и выбор системы передачи.
2) Выбор типа оптического кабеля.
3) Расчет быстродействие волоконно-оптической линии передачи
4) Рассмотрены вопросы тактовой синхронизации и управления сетью.
5) Также даны рекомендации по строительству ВОЛП.
Полученные результаты могут быть применены при проектировании и строительстве линии передачи SDH Нижний Новгород-Казань.
Список использованных источников

13. Еремин, Ю.Л. Охрана труда в дипломных проектах [Текст] / Ю.Л. Еремин - Самара.: ИУНЛ ПГУТИ, 2002. 135 c.
14. Гаранин, М.В. Системы и сети передачи информации [Текст] / М.В. Гаранин - М.: Радио и связь, 2001. 396 c.
15. Орлова, Е.В. Оценка экономической эффективности технических решений в дипломных проектах [Текст] / Е.В. Орлова - Уфа.: УГАТУ, 2009. 452 c.


Приложение А
Магистральная трасса ВОЛП

Приложение Б
Содержание паспортов на кабель










Приложение В
Диаграмма распределения энергетического потенциала



Приложение Г


























20


21


80



S16 # S16
S16 S16

E1

S16 # S16
S16 S16

E1