Проектирование оптической системы связи Кемерово - Новокузнецк

Поэтому добавим еще STM -1 Общий трафик будет W = 777+155 = 932 МбитСоставим схему оборудования для г. Ленинск-Кузнецк без учета ТВ.Рисунок 10. Схема оборудования Ленинск-КузнецкС учетом резервирования количество оптоволокон равно 12 в каждую сторону.Определим оборудование г. Кемерово без учета потребностей г Ленинск-НовокузнецкТаблица 12. Информационная нагрузка (Мбит) без учета ТВ.№№П/ПНаправления передачиИнформационная нагрузкаTEth 10Eth 1001Кемерово1123500020000Общий трафик W = 112 +35000 + 20000= 56112Мбит = 55.2 ГбитДля удовлетворения данных потребностей выберем оборудование:6 - STM-64, 3 - STM -16 и одно STM-1 для телефонного канала.Хотя телефонный канал занимает небольшое количество от трафика, но все равно выберем его в отдельную линию, для связи с населенными пунктами проходящими в вдоль маршрута.Общий трафик будет W = 0.155 +6*10 + 3*2.5= 67.7 ГбитСхема оборудования для г. Кемерово представлена ниже без учета ТВ. Подсоединим к этой схеме линию г. Кемерово-Ленинск-Кузнецк Рисунок 11. Схема оборудования г. КемеровоКоличество оптоволокон 26. С учетом рекомендации по резервированию необходимо 52 оптоволокна. С учетом ТВ трафика добавляется еще12 оптоволокон.Итого 64 оптоволокна в кабеле.Соответствующая схема оборудования для г. НовокузнецкРисунок 12. Схема оборудования г. Новокузнецк.Составим общую структурную схему сети. Как мы уже определили необходимо разделить трассу прокладки кабеля на 5 участков. На стыках участков необходимо проводить усиление сигнала или провести ответвление сигнала для подключения абонентов к ВОЛС. В черте г. Кемерево и г. Новокузнецк наиболее приемлемо применить стандарт G652 длиной волны сигнала 1310 нм. Дальность связи около 40 км. Оборудование по стандарту G652 для 1310 нм приблизительно в два раза дешевле стандарта чем для длины волны 1550 нм.. Вне города применить стандарт оборудования G652 с длиной волны 1550 нм.. Дальность связи 80 км. Для перевода перехода сигнала с длины волны 1310 нм на 1550 нм применим транспондеры. Транспондеры переводят сигнал с одной частоты на другую и усиливают его. Структурная схема ВОЛС с учетом ТВ трафика будет иметь вид: Рисунок 12. Схема Рисунок13. Структурная схема сети..6. ВыбортипакабелейКабели оптические самонесущие типа ДС-, ДС(т)- (модульной конструкции)ТУ 3587-004-51702873-00 1Наружная оболочка2Силовой элемент (арамидные нити)3Внутренняя оболочка4Оптический модуль5Кордель заполнения6Центральный элемент7Оптическое волокно8Заполнитель оптического модуля9Рипкорд Кабели могут подвешиваться на опорах линий связи, электрифицированных железных дорог и линий электропередачи, между зданиями и сооружениями, прокладываться по стенам зданий, мостам и эстакадам. Количество оптических волокон в кабеле2 - 144Допустимая растягивающая нагрузка (статическая), кН3 - 50Допустимая растягивающая нагрузка (динамическая), кН4 - 65Допустимая раздавливающая нагрузка, кН/см0,2 - 0.4Максимальный наружный диаметр кабеля, мм12,44- 20,7Максимальная масса 1 км кабеля, кг126 - 326Температура эксплуатации, °С-60...+70Температура хранения, °С-60...+70По требованию заказчика в кабеле могут быть применены различные виды ОВПараметры передачи - в соответствии со спецификацией на оптическое волокно ТУ 3587-001-51702873-00 1Наружная оболочка2Броня (1 или 2 повива стальных проволок)3Внутренняя оболочка4Оптический модуль5Кордель заполнения6Центральный элемент7Оптическое волокно8Заполнитель оптического модуля9Рипкорд   Марка кабеля  Особенности конструкцииРекомендуемые условия прокладкиДКПДиэлектрический ЦЭВ грунтах, в кабельной канализации, трубах, блоках, коллекторахСКПСтальной ЦЭТе же, исключая условия с высоким уровнем внешних электромагнитных воздействийДКН, СКНВ оболочке из материала, не распространяющего горениеТе же, при наличии требований пожарной безопасностиДКПа, СКПа,ДКНа, СКНаС дополнительной оболочкой из алюминиевой лентыДля условий повышенной влажности, заболоченных грунтов, затопляемых канализаций и водных преград Количество оптических волокон в кабеле 2 - 144Допустимая растягивающая нагрузка (статическая), кН3 - 80Допустимая растягивающая нагрузка (динамическая), кН3,5 - 92,0Допустимая раздавливающая нагрузка, кН/см0,4 - 1,0Максимальный наружный диаметр кабеля, мм10,6 - 30,5Максимальная масса 1 км кабеля, кг 194 - 2400Температура эксплуатации, °С-40...+50Температура хранения, °С-50...+50По требованию заказчика в кабеле могут быть применены различные виды ОВПараметры передачи - в соответствии со спецификацией на оптическое волокноРасчет натяжения кабеля при подвесеТак как при подвесе кабеля на него действует сила растягивания, а кабель имеет предельную прочность, то необходимо определить предельное расстояние между опорами, на которых можно закрепить кабель.Рисунок 1.3 Сила натяжения, действующая на кабель определяется по формуле:где p – линейный вес кабеля Н/м, L – расстояние между опорами, f – стрела провеса кабеля.Наиболее опасная нагрузка появляется при обледенении кабелей. Линейный вес может увеличиться в 3 раза.В этом случае сила натяжения равна 564 кг. Кабель ОКПЦ выдерживает натяжение более 2 тонн, поэтому предел запаса большой. Монтаж стыков Основное назначение оптических муфт - соединение оптических кабелей, а так же соединение оптических кабелей различного типа. Устройства вводов и крепления брони в муфтах позволяют обеспечить надежную фиксацию проволочной брони ОК и продольную герметизацию вводов кабелей в муфту “холодным” способом. После сварки всех волокон, они устанавливаются в муфту, и ее корпус закрывается. Собранная муфта вместе с запасом кабеля подвешивается на осветительном столбе. Рисунок 10 – Внешний вид муфты МТОК 96-01-IV.Рисунок 11 – Муфта МТОК 96-01-IV в разобранном виде.Например, муфта МТОК 96-01-IV состоит из: 1. кожух 2. кассета для модулей 3. кронштейн 4. оголовник 5. патрубок для ввода проводов заземления КИП 6. штуцер для ввода ОК и крепления брони 7. штуцер для ввода ОК в разобранном виде 8. гайки для закрепления штуцера ввода ОК внутри муфты 9. узел крепления провода заземления КИП 10. металлическая контактная пластина 11. изолирующая пластина 12. обечайка 13. пластмассовый хомут из 2-х половин 14. кассета КУ для выкладки ОВ 15. крышка кассеты 16. винт для крепления кассетыТаблица 13 – Технические характеристики муфты МТОК 96-01-IVНаименованиеПараметрМаксимальное число соединяемых оптических волокон96Максимальный наружный диаметр ОК22Число вводимых кабелей, шт3Температура эксплуатации, оСот -60 до +70Относительная влажность, %80Усилие сдавливания, кН/см (кгс/см)1,0 (100)Удар, Н/м (кгс/см)25 (2,5)Допустимое усилие растяжения узла крепления кабеля %80Габаритные размеры: Диаметр / Длина159/422Масса муфты, кг2,67. Стоимость оборудованияСредняя стоимость оборудования и материалаНаименованиематериала, оборудованияЕдиница измеренияКоличество, длинаПогонная цена Суммарная стоимость Кабель ДСкм27500001350000Кабель ДКПкм2206000013200000Патч-кордшт.20015030000Муфташт.5400020000STM64шт.125000006000000STM16шт.63000001800000STM4шт.101200001200000STM1шт.1440000660000Транспондеры10 Гбитшт.18900001620000Транспондеры1.5 Гбитшт.637000222000Транспондеры155 Мбитшт.22300046000Усилители 10 Гбитшт.361300004680000Усилители 1.5 Гбит шт.1090000900000Повторители 155 Мбитшт.1116000176000Общая цена31904000Или 31.9 млн. рублей.8. Расчет надежности ВОЛСОбеспечение требуемой надежности ВОЛС является очень объемной и трудоёмкой задачей. При её выполнении требуется учесть довольно много факторов, влияющих на функционирование проектируемой линии связи. По данным статистики среднее число отказов ОК из-за внешних повреждений на 100 км кабеля в год M=0.34. Тогда интенсивность отказов за 1час на 1 км трассы ВОЛС определяется как:  G = N*240*M*10-9 =64*240*0.34*10-9 = 5.2*10-6 часПри существующей на эксплуатации стратегии восстановления, начинающегося с момента обнаружения отказа (аварии), коэффициент простоя (неготовности) определяется по формуле: T0=1 / G = 1/5.2*10-6=2*105 ч = 200 тыс. часов = 22 года где: Т0 – среднее время между отказами (или среднее время наработки на отказ), ч;  V – время восстановления, ч;   – интенсивность отказов, 1/ч. Для оборудования линейных трактов мультиплексеров, усилителей и т.д, время восстановления определяется временем замены и должно быть меньше Vнрп < 2.5 ч (в том числе время подъезда к месту аварии – 2 ч); Vорп < 0,5 ч;  Vок < 10 ч (в том числе время подъезда 3,5ч). Их должны заменять по истечении срока гарантийной службы.9 ЗаключениеВ курсовом проекте была спроектирована цифровая оптоволоконная линия связи Кемерово – Новокузнецк длиной 240 км, включающая в себя передачу данных, телефонную связь, передачу ТВ каналов, интернет 10 Мбит и 100 Мбит с подключением абонентов г. Ленинск-Кузнецк с учетом двухсторонней связи. Общее число каналов в одну сторону составило 64 оптоволокна, для передачи 56 Гбит/с. При этом использовали синхронные транспортные модули STM-64, STM-16, STM-4 и STM-1. Определено количество пунктов усиления и регенерации сигналов. Два участка трассы составлены в черте городов Кемерово и Новокузнецк, а три вдоль автотрассы. Количество Передача информации в черте города осуществлялась на длине волны 1310 нм. Вне черты города на длине волны 1550 нм для увеличения расстояния между участками регенерации сигнала. Прокладку оптического кабеля в черте города предполагается осуществлять на подвесных опорахосветительных столбов. Вне города при помощи прокладки кабеля в траншею в вдоль автотрассы.  Стабильность системы подтверждается средним временем между отказами для ВОЛС. Для удобства обслуживания оборудования предполагается использовать универсальные полки и шкафы..10 Список использованных источников 1. Конспект лекций по курсу «Оптические Линии Связи и Пассивные Компоненты ВОСП», Ефанов В. И. 2. Методическое пособие к выполнению курсового проекта по курсу «Оптические линии связи и пассивные компоненты ВОЛС», Томск,2006. 3. Оптические системы передачи / Б.В. Скворцов, В.И. Иванов, В.В. Крухмалёв; Под ред. В.И. Иванова. – М.: Радио и Связь, 1994. – 224 с. 4. Волоконно-оптические системы связи/ Р.Фриман под редакцией Н.Н. Слепова –М: Техносфера, 2003– 440с. 5. Научно-технический журнал «LightWave» №1 2003, М: Высокие технологии, 2003. 6. Научно-технический журнал «LightWave» №2 2003, М: Высокие технологии, 2003.