Основы проектирования линейных сооружений связи (ДВ 3.1) 1 вариант курсовой проект

1 ЧАСТЬ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
Выбор трассы ВОЛП
1 Цель работы:
1.1  Изучить:
- теоретические основы измерений вносимых затуханий методом светопропусканий;
- особенности измерений методом светопропусканий;
1.2 Получить навыки расчета измеряемых параметров.

2  Литература:
а) основная литература
1. Портнов Э.Л. Оптические кабели связи и пассивные компоненты волоконно-оптических линий связи : учеб. пособие для вузов. -М. Горячая линия – Телеком, 2007.-464 с.: ил.
2. Родина О.В. Волоконно-оптические линии связи. Практическое руководство. -М. Горячая линия – Телеком, 2009.-400 с.: ил.
3. Портнов Э.Л. Принципы построения первичных сетей и оптические кабельные линии связи: учеб. пособие для вузов. -М. Горячая линия – Телеком, 2009.-367 с.: ил.
4. Горлов Н.И., Богачков И.В., Первушина Л.В. Проектирование, строительство и техническая эксплуатация волоконно-оптических линий передачи: в 2-х. Т.1. Проектирование волоконно-оптических линий передачи: учеб. пособие. – Новосибирск: Изд-во «Веди», 2011. - 394 с.: ил.

б) дополнительная литература
1. Горлов Н.И., Минина Е.А. Методы и аппаратура измерения параметров систем и устройств связи оптического диапазона. Новосибирск, 2005.-310 с.: ил.
2. Субботин Е.А., Минина Е.А., Горлов Н.И. Измерения передаточных параметров волоконно-оптических линий передачи. Екатеринбург: Изд-во УрТИСИ ГОУ ВПО «СибГУТИ», 2007.-223с.
3. Гринфилд Д. Оптические сети.(перевод с английского), К.: ООО «ТИД «ДС», 2002.
4. Бейли Д., Райт Э. Волоконная оптика: теория и практика, (перевод с английского). – М.: КУДИЦ-ОБРАЗ, 2006.
5. Сенявский А.Л. Метрология в оптических телекоммуникационных системах. Электронный курс для специальности 210401. 2009 г.
6. Фриман Р. Волоконно-оптические системы связи, (перевод с английского) М.: Техносфера, 2003.
7. Семенов А.Б. Волоконно-оптические подсистемы современных СКС. –М.: Академия АйТи; ДМК Пресс, 2007.


3 Подготовка к работе:
3.1.Определить свой вариант (последняя цифра пароля) и на основании его, выбрать трассу прокладки кабеля из таблицы 3.1.
3.2.Изучить теоретический материал, относящийся к данной работе по литературе.
3.3.Ответить на контрольные вопросы.

Таблица 3.1 Выбор трассы
Последняя цифра пароля 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Трасса прокладки Новосибирск – Барнаул Новосибирск – Кемерово Томск – Кемерово Барнаул – Бийск Бийск – Горно–алтайск Новокузнецк – Белово Белово – Кемерово Кемерово – Томск Кемерово – Ленинск–Кузнецкий Новосибирск –Юрга

4. Выбор трассы

При выборе оптимального варианта трассы прокладки волоконно- оптического кабеля (ВОК) исходят из того, что линейные сооружения являются наиболее дорогой и сложной частью сети связи, поэтому при проектировании особое внимание должно быть обращено на уменьшение удельного веса расходов по строительству и эксплуатации линий связи, эффективную и надежную ее работу.

4.1. Выбор трассы на загородном участке

В зависимости от конкретных условий на загородном участке трасса прокладки ВОК выбирается на различных земельных участках, в том числе в полосах отвода автомобильных и железных дорог, охранных и запретных зонах, в коллекторах и тоннелях автомобильных и железных дорог.
Трассы магистральных и внутризоновых BОK выбираются, как правило, вдоль автодорог общегосударственного или республиканского характера, а при их отсутствии — вдоль автодорог областного и местного значений.
При отсутствии дорог трассы ВОК, при соответствующем обосновании, должны проходить по землям несельскохозяйственного назначения или по сельскохозяйственным угодьям худшего качества. При этом необходимо обходить места возможных затоплений, обвалов, промоин почвы, с большой плотностью поселения грызунов.
Если возникает необходимость в выборе трассы по пахотным землям, то в проекте организации строительства следует учитывать ограничение времени производства строительно-монтажных работ на период между посевом и уборкой сельскохозяйственных культур.
В проекте должны быть предусмотрены мероприятия по предотвращению повреждений пересекаемых подземных коммуникаций при строительстве.
В условиях Сибири, Дальнего Востока и Севера, где дорожная сеть развита слабо, оптические кабели допускается прокладывать в отдалении от дорог.
Выбор трассы прокладки магистрального и внутризонового ВОК на загородном участке следует проводить в следующей последовательности:
• по географическим картам или атласу автомобильных дорог--- необходимо наметить возможные варианты трассы;
• нанести на кальку чертеж вариантов трассы с указанием масштаба, наиболее крупных и важных коммуникаций (автомобильные и железнодорожные дороги, населенные пункты, реки и др.};
• сравнить варианты по следующим показателям: длина, количество переходов через препятствия, удобство строительства и эксплуатации.
К проекту прилагается ситуационный чертеж трассы, на котором наносятся все возможные варианты трассы, а в пояснительной записке (ПЗ) приводятся их сравнение и обоснование выбранного варианта. Основные показатели сравниваемых вариантов рекомендуется свести в таблицу 4.1.
Данные для заполнения таблицы 4.1 определяются на основании изучения картографического материала и природных условий районов прохождения трассы. Ориентировочный объем прокладки кабеля в канализации в пределах 3-4 км на каждый областной центр с населением примерно 500 тыс. жителей, расположенный по трассе. При более крупных и менее крупных населенных пунктах соответственно изменяется и протяженность канализации.
Из общей протяженности канализации (40-50) % принимается как существующая.
Из остальной протяженности трассы (5-10) % предусматривается на прокладку кабеля вручную, а остальная часть прокладывается кабелеукладчиком.

Таблица 4.1 Характеристика вариантов трассы
Характеристика трассы Ед.
Измер. Количество единиц
1.0бшая протяженность
трассы:
• вдоль автомобильных дорог;
• вдоль грунтовых дорог, бездорожье. Км 
2.Способы прокладки кабеля:
• кабелеукладчиком;
• вручную;
• в канализации. Км 
3. Количество переходов:
• через судоходные реки; через несудоходные реки;
через железные дороги; через автомобильные дороги. 1 пер 
4. Число обслуживаемых регенерационных пунктов 1 пункт 


При расчете необходимого количества прокладываемого ВОК необходимо предусмотреть запас с учетом неровности местности, выкладки кабеля в котлованах, колодцах и др. Норма расхода BОK на 1 км трассы приведена в таблице 4.2.

Таблица 4.2 Нормы расхода волоконно-оптического кабеля
 Количество кабеля на 1 км трассы, км
В грунт
Через водные преграды
В кабельной канализации 1,04
1,14
1,057
Глубина прокладки подземных ВОК в грунте 1...4 группы должна быть не менее 1,2 м. При пересечениях автомобильных и железных дорог прокладка ВОК проектируется в асбестоцементных----- трубах с выводом по обе стороны от подошвы насыпи или полевой бровки на длину не менее 1 м.

4.2. Выбор трассы в населенных пунктах

В городах и крупных населенных пунктах ВОК, как правило, прокладывается в телефонной кабельной канализации или в коллекторах. При наличии метро кабели могут прокладываться в его тоннелях.
При отсутствии в канализации свободных каналов в проектах нужно предусмотреть строительство новой или докладку каналов в существующей кабельной канализации.
При выборе трассы кабельной канализации нужно стремиться к сокращению числа пересечений с уличными проездами, с автомобильными и железными дорогами. Трасса кабельной канализации должна проектироваться на уличных и внутриквартальных проездах с усовершенствованным покрытием.
Минимально допустимое заглубление трубопроводов кабельной канализации в середине пролета представлено в таблице 3.3.

Таблица 4.3 Минимальные значения заглубления трубопроводов
Материал труб Под пешеходной частью улиц, м Под проезжей частью улиц, м Под электр., железнодорожными, трамвайными путями, от подошвы рельс, м
Асбоцемент
Полиэтилен
Сталь 0,4
0,4
0,2 0,6
0,6
0,4 1,0
1,0
-

Смотровые устройства (колодцы) кабельной канализации проектируются;
• проходные — на прямолинейных участках трасс, в местах поворота трассы не более чем на 15 градусов, а также при изменении глубины заложения трубопровода;
• угловые — в местах поворота трасс более чем на 15 градусов; разветвительные — в местах разветвления трассы на два (три) направления;
• станционные — в местах ввода кабелей в здания телефонной станции.

Типы смотровых устройств (колодцев) определяются емкостью вводимых труб или блоков с учетом перспективы развития сети. Расстояние между колодцами не должно превышать 150 м. В проектах рекомендуется предусматривать типовые железобетонные колодцы.
При необходимости размещения контейнеров НРП в проекте нужно предусмотреть дополнительные колодцы для НРП в непосредственной близости от кабельной канализации (не далее 10 м от существующих колодцев). Прокладка ВОК в кабельной канализации проектируется в свободном канале, причем общее число кабелей в одном канале не должно превышать трех.
Практикуется также прокладка кабелей в полиэтиленовых трубках марки ПНД-32-Т, которые предварительно прокладываются в свободный канал. Допускается проектирование прокладки ВОК в занятом электрическими кабелями канале в трубке ПНД-32-Т, которую следует затягивать в канал каждого пролета.


5 Содержание отчета:
5.1 Цель работы.
5.2 Варианты трасс.
5.3 Выводы по результатам выбора трассы.
5.4 Ответы на контрольные работы.

6  Контрольные вопросы:

1. Какими нормативными документами следует руководствоваться при проектировании строительства ВОЛП?
2. В соответствии с какими кодексами и законами РФ должно производиться размещение трасс (площадок) для строительства ВОЛП?
3. Что входит в состав камеральных работ по выбору трассы ВОЛП?
4. По каким основным показателям должна производиться технико-экономическая оценка выбора оптимального варианта трассы ВОЛП?
5. Какова ширина полосы отвода земли для ВОЛП?
6. Перечислите основные минимальные расстояния от ВОЛП до других подземных и наземных сооружений.
7. В каких организациях следует получить технические условия для оформления акта выбора трассы ВОЛП?
8. Каковы размеры земельных участков для линейных сооружений?
9. От каких факторов зависит ширина траншеи по верху при ручном способе прокладки?
10. Какие технологические запасы ОК и предупредительной (сигнальной) ленты следует предусматривать на 1 км трассы ВОЛП?
11. Каковы минимально допустимые расстояния между ОК и ближайшим электродам заземляющего контура опоры ВЛ?
12. Зачем необходимо обозначение трассы ВОЛП?
13. В каких случаях для обозначения трассы ВОЛП применяют электронные маркеры?
14. Каковы нормы аварийного запаса кабельных изделий на первый год эксплуатации ВОЛП?
2 ЧАСТЬ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Определение числа каналов на внутризоновых и магистральных линиях
6 Контрольные вопросы:
6.1 От чего зависит число каналов?.
6.2 Что такое год перспективного планирования?
6.3 По какой формуле рассчитывается число телефонных каналов ?
6.4 В каком соотношении находятся число каналов для телеграфной связи и общее число каналов?
6.5 В каких единицах измеряется средняя нагрузка, создаваемая одним абонентом?
6.6 Как рассчитывается общее число каналов?

3 ЧАСТЬ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
Расчет параметров оптического волокна
1 Цель работы:
-изучить теоретические основы передачи сигналов по оптическому волокну;
- получить практические навыки расчета основных параметров оптического волокна.
6 Контрольные вопросы:

1.  Каковы темпы роста скорости передачи в сетях связи за последние десятилетия?
2. Из каких основных элементов состоит волоконно-оптическая система передачи?
3. Какие длины волн используются в волоконно-оптических системах передачи?
4. Какие длины волн используются в волоконно-оптических системах передачи?
5. В чем заключаются преимущества и недостатки использования оптических волокон в системах связи?
6. Почему на практике применяется волоконный световод, состоящий из сердцевины и оболочки?
7. Что такое «профиль показателя преломления волоконного световода»?
8. Какой волоконный световод (оптическое волокно) называется ступенчатым и какой градиентным?
9. Дайте определение числовой апертуры волоконного световода; чем она отличается от действительной числовой апертуры?
10. Какие материалы используются для изготовления волоконных световодов?
11. Что понимают под «оптимальным профилем показателя преломления градиентного световода?
12. Где скорость света больше: в воздухе или в стекле?
13. Как называется волокно с переменным показателем преломления сердцевины?
14. Какой режим работы волоконного световода называется одномодовым, какой многомодовым?
15. Как определить границу одномодового режима?
16. Каково соотношение между диаметрами оболочки и сердевины многомодового ступенчатого и одномодового световода? Чем оно определяется?
17. Что такое характеристическая (нормированная) частота?
18. Какой тип волн распространяется в одномодовом оптическом волокне?
19. Чем обусловлено затухание сигналов в влоконных световодах?
20. Почему длины волн излучения =1,3 мкм, и особенно =1,55 мкм считаются наиболее перспективными в волоконно-оптических системах передачи?
21. Сколько милливатт имеет сигнал, мощность которого в относительных единицах составляет 0 дБм?
22. Увеличиваются, уменьшаются или остаются неизменными потери в оптическом волокне по мере увеличения частоты сигнала?
23. На какой длине волны затухание минимально: 850, 1300 или 1500нм?
24. Дайте определение коэффициента затухания ОВ. В каких единицах измеряют?
25. Как можно классифицировать виды потерь в оптических кабелях?
26. Каковы причины возникновения модовой и хроматической дисперсии?
27. Чем обусловлено уширение сигналов в многомодовых ВС, в градиентных ВС, в одномодовых ВС?
28. Какое влияние на передачу световых сигналов оказывают значение параметров профиля оптического волокна?
29. Какие виды дисперсии не существуют в одномодовом волокне?
30. Какие причины ограничения ширины полосы пропускания оптического волокна?

4 ЧАСТЬ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
Выбор конструкции оптического кабеля
1 Цель работы:
-изучить конструкции оптических кабелей;
-получить практические навыки выбора оптических кабелей.
6 Контрольные вопросы:

1. Как классифицируются оптические кабели связи по назначению?
2. Почему не классифицируются линейные ОК на магистральные, зоновые, городские и сельские?
3. Что является определяющим фактором применения ОК на сетях связи?
4. Перечислите на какие группы по условиям применения классифицируются линейные и внутриобъектовые ОК.
5. Какими рекомендациями Международного Союза Электросвязи регламентируются параметры и методы испытаний оптических волокон и оптических кабелей?
6. Назовите характеристики оптического волокна, регламентируемые Рекомендациями G.650.
7. Из каких основных конструктивных элементов может состоять оптический кабель связи?
8. Какова норма на электрическое сопротивление между металлическими элементами ОК и землей (водой)?
9. Какое напряжение должна выдерживать внешняя оболочка ОК?
10. Каким образом пронормированы передаточные параметры оптических волокон?
11. Перечислите нормы на допустимые растягивающие усилия в зависимости от назначения ОКС?
12. Назовите ведущие российские предприятия по производству ОКС. ?
13. Чем отличается кодовая буквенно-цифровая маркировка от непосредственной?
14. Какие предприятия по производству ОКС используют кодовую буквенно-цифровую маркировку, а какие – непосредственную?
15. Что такое номенклатура оптических волокон и кабелей по условиям применения?
16. Как классифицируются подземные ОКС?
17. Какие предприятия производят подвесные ОКС для протяжки по опорам ЛЭП?
18. Какова область применения стандартных одномодовых волокон (SМ)?
19. Назовите системы целесообразного применения оптических волокон со смещенной ненулевой (положительной) дисперсией (+D NZDS)?
20. Какой тип оптических волокон рекомендуется для подводных систем дальней связи?
21. Каково максимальное количество ОВ в отечественных ОКС?
22. Какими нормативными документами регламентируются основные характеристики ОКС?
23. Какой тип ОКС Вы рекомендуете для прокладки по дну Татарского пролива?

5 ЧАСТЬ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Компоненты волоконно-оптических систем передачи

1 Цель работы:
-изучить пассивные компоненты ВОСП;
-получить практические навыки выбора пассивных комронентов.
6 Контрольные вопросы:
1. Какие существуют способы соединения ОВ?
2. Какие типы разъемных оптических соединений вы знаете?
3. Какова цель использования разъемных и не разъемных соединителей?
4. Чем обусловлены вносимые потери разъемных соединителей?
5. Какой тип соединения обеспечивает наилучшие характеристики по вносимым и обратным потерям?
6. Что предпочтительнее для организации соединения оптического кабеля с аппаратурой ВОСП: разъемные или не разъемные соединители? Почему?
7. Где применяются разъемные и не разъемные соединители?
8. Какой эффект лежит в основе работы изолятора?
9. Поясните принцип действия оптического изолятора?
10. Назначение и классификация оптического изолятора?
11. Какими параметрами характеризуется оптический вентиль?
12. Для чего предназначен аттенюатор?
13. Какие типы аттенюаторов вы знаете?
14. На каком принципе основана работа переменного оптического аттенюатора?
15. Чем обусловлено первоначальное остаточное затухание переменного оптического аттенюатора?
16. Как классифицируются оптические разветвители?
17. Назовите основные виды оптических разветвителей?
18. Типы оптических вентилей?
19. Какие параметры разветвителей Вы знаете?
20. В чем различие использования волоконно-оптического коммутатора и пассивного разветвителя?
21. На каком физическом эффекте основана работа электрооптического коммутатора?
22. На каких принципах основана работа термооптических коммутаторов?
23. Назовите типы оптических коммутаторов?
24. Опишите принцип работы оптического коммутатора?
25. Каково назначение оптического коммутатора?
26. Принцип работы и технические характеристики механических оптических коммутаторов?
27. Назначение и классификация соединительных муфт?
28. Конструкции соединительных муфт?
29. Какие вы знаете муфты отечественных производителей?
30. Каким образом классифицируются соединительные муфты?

6 ЧАСТЬ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
Расчеты длин участков регенерации
1 Цель работы:
Изучить методику расчета длин участков регенерации.
6 Контрольные вопросы:
1. Что такое участок регенерации?
2. От каких параметров зависит длина регенерационного участка?
3. Какие функции выполняет регенератор?
4. В чем заключаются принципиальные различия между линейным регенератором и оптическим усилителем?
5. В соответствии с каким нормативным документом отрасли «Связь» следует проводить расчет длины регенерационного участка ВОСП?
6. Какие параметры оптических кабелей используются при расчете длины регенерационного участка?
7. Что такое максимальное и минимальное значение перекрываемого затухания аппаратуры ВОСП?
8. Что является критерием окончательного выбора типа аппаратуры и кабеля?
9. Какой системный запас принимается при расчетах длины участка регенерации?
10. Назовите методы увеличения длины регенерационного участка.

7 ЧАСТЬ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
Составление сметы на строительство ВОЛП
1 Цель работы:
Изучить методику составления сметы на строительство ВОЛП.
6 Контрольные вопросы:
1. Какова стоимость оптического кабеля ОЗКГ – 1

2. По каким формулам рассчитывается количество оптических муфт.

3. Сколько процентов составляют временные здания и сооружения.

4. Как составляется объектная смета на строительство линейных сооружений.

5. Что такое локальная смета на прокладку и монтаж оптического кабеля.

8 ЧАСТЬ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
Расчет параметров надежности ВОЛП
1 Цель работы:
Изучить методику показателей надежности ВОЛП.
7 Контрольные вопросы:

1. Какие показатели надежности рассчитываются для ВОЛП?
2. Что такое коэффициент готовности?
3. Какое количество часов в году?
4. Каково среднее число повреждений на 100 км. кабеля в год?
5. По какой формуле рассчитывается среднее время между отказами?
6. Что такое коэффициент простоя (неготовности) ВОЛП?
7. Как определяется интенсивность отказов ОК за 1 час на длине трассы ВОЛП (L)?