ВОЛС. Курсовая работа дисциплина Волоконнооптические линии связи

• Название: Курсовая работа дисциплина Волоконнооптические линии связи
• Дата: 09.12.2022
• Размер: 408 Kb.
• Имя файла: ВОЛС.doc
• Тип: Курсовая; #836164
• страница: 2 из 3

ХХХХ - тип кабеля;

а - характеристика центрального силового элемента (ЦСЭ);

01- не металлический ЦСЭ;

02- стальной ЦСЭ в пластмассовой оболочке;

б - количество элементов в повиве сердечника кабеля;

в - количество оптических волокон в кабеле ;

Характеристики волокна:

г/д – тип оптоволокна : г- диаметр сердцевины ОВ(мкм); д- диаметр отражающей оболочки (мкм);

е/ж – значение максимального коэффициента затухания Дб/км: е - на длине волны 1,31 мкм;

ж- на длине волны 1,55 мкм.

з/и- значение хроматической дисперсии, пс/(нм·км): з- на длине волны 1,31 мкм; и- на длине волны 1,55 мкм;

к- значение допустимой растягивающей нагрузки,кН;

(ХХ)- дополнительная информация, например, (нг) –кабель с негорючей оболочкой; (АП) – кабель, содержащий алюмополиэтиленовую оболочку и т.д.

3.3. Организация связи и цепей автоматики на кабельной магистрали.

3.4. Выбор трассы кабельной линии и устройство переходов через преграды.

Данный выбор трассы кабельной линии обусловлен тем, что наибольшее количество станций находится на левой стороне по счету километров, что предполагает наименьшее число переходов кабеля через железную дорогу.

Обеспечивается наиболее полная механизация всего комплекса строительно-монтажных работ. Расстояние от ближнего рельса до проектируемой трассы равно минимальному расчетному Lр=10м., что удовлетворяет минимальным требованиям, при величине индуктированного напряжения 200В.
3.5. Выбор способа прокладки оптических и электрических кабелей связи.

В данном курсовом проекте на участке А-К выбран способ прокладки кабелей в поэтиленовых трубопроводах, на участке Д-Н прямо в грунт в полосе отвода. Через реку ( ее ширина не превышает 300м) кабель проложен в швеллере сбоку на конструкциях моста.

Данный способ прокладки оптического и электрического кабеля обусловлен общепринятыми нормами и правилами прокладки кабелей.

Достоинства прокладки в пластмассовых трубопроводах:

• 
  Наибольший срок службы кабеля
  
• 
  Лучшая защита от механических повреждений
  
• 
  Возможность замены кабеля без выполнения земляных работ.
  
• 
  Возможность предоставления права прохода для кабельных линий других операторов.
  
• 
  Выполнение работ по прокладке кабеля при новом строительстве реконструкции связи по мере надобности и поступления кабелей.
  

Мировой опыт эксплуатации кабелей показал, что кабели в трубопроводах повреждаются значительно реже.

При проходе через реку переход кабеля осуществляется в специальных желобах, закрепленных на фермах. Переходы через магистральные шоссейные или железнодорожные пути должны выполняться способом скрытой горизонтальной прокладки.

3.6. Составление скелетной схемы кабельных линий связи на перегоне (А-Б).

В местах соединения двух строительных длин оптического кабеля используются пластмассовые или металлические муфты тупикового типа для прямого и развитвительного соединения оптических кабелей. В местах соединения двух строительных длин электрического кабеля используются прямые, симметрирующие или стыковые муфты.

При прокладке оптического кабеля в поэтиленовом трубопроводе муфты размещаются в пластиковых камерах, кроме случаев, когда муфты попали в колодец телефонной канализации.

Устройства ответвлений от магистрального кабеля выполнено кабелем типа ТЗПАБпШп.

В настоящее время при новом строительстве двухкабельной магистрали применяется низкочастотный кабель связи (ТЗ). Ответвления от магистрального низкочастотного кабеля выполняются кабелем типа ТЗ с диаметром 0,9 мм и числом четверок 4х4 или 7х4.
3.7. Составление монтажных схем ответвлений от магистрального оптического и электрического кабелей связи.

При монтаже железнодорожных кабелей связи, как правило, используются муфты, ТУ на которые согласованы с заказчиком ОАО «РЖД».

В данном курсовом проекте применяются муфты:

Соединительные тройниковые МАТ-38; МАП -38.

Газонепроницаемые – изолирующие ГМВИ 9х4;

Для оконечной разделки магистральных кабелей связи и кабелей ответвления применяют боксы БМ.
3.8. Расчет влияний тяговой сети переменного тока на симметричные цепи кабельной линии связи.

Кабельные линии связи подвергаются опасным и мешающим магнитным влияниям тяговой сети переменного тока.

В целях сокращения расчетов выполняем расчет опасных влияний для вынужденного режима, когда тяговая подстанция , расположенная на станции Д, отключена, а тяговая подстанция А питает все плечо тяговой сети протяженностью А-Д равно 40 км.

Цель расчета заключается в определении ширины сближения кабельной линии с тяговой сетью, при которой опасное напряжение индуктируемое в жилах кабеля, не превышало бы допустимых значений 36 или 200 В (в зависимости от принятой системы эксплуатации кабельной магистрали) при вынужденном режиме работы контактной сети.

Величина индуктируемых напряжений принимаем .

Расчет индуктируемого в жилах кабеля напряжения при ширине сближения 10м.




где круговая частота влияющего тока

М взаимная индуктивность между тяговой сетью и жилой кабеля при частоте 50 Гц

( Г/км) определенная по формуле:


a - ширина сближения, м
проводимость грунта (30), См/м

коэффициент экранирования рельсов (0,45)

коэф. Защитного действия оболочки кабеля на частоте 50 Гц (0,1)

расчетная длина сближения (17), км

эквивалентный влияющий ток частотой 50 Гц, определяемый при вынужденном режиме работы тяговой сети:



где - результирующий нагрузочный ток расчетного плеча питания при вынужденном режиме работы тяговой сети, А.

максимальная потеря напряжения в тяговой сети, при L > 30

длина плеча питания тяговой сети при вынужденном режиме работы, км (40).

и активное и реактивное сопротивление тяговой сети, Ом/км равны 0,12 и 0,48 ,соответственно.

коэффициент мощности электровоза- 0,8

m число поездов, одновременно находящихся в пределах плеч питания тяговой сети при вынужденном режиме ( принимаем равным 4).

коэффициент, характеризующий уменьшение влияющего тока по сравнению с нагрузочным ( ).


расстояние от тяговой подстанции до начала цепи связи, км ( соответствует расстоянию между тяговой подстанцией ст. Л и ОУП) (0,3).

Вывод: величина опасного напряжения не превышает допустимого значения значит ширина сближения 10м.
3.9. Расчет параметров оптического кабеля.

Исходные данные таблица №4.

Оптическое волокно характеризуется следующими параметрами:

• 
  Абсолютной разностью показателей преломления сердцевины и отражающей оболочки
  

• 
  Относительной разностью показателей преломления
  

• 
  Числовой апертурой световода со ступенчатым профилем
  

• 
  Нормированной частотой
  

• 
  Критической частотой f кр , определяемой по формуле:
  

с- скорость света 300000000 м/с.

где d диаметр сердцевины оптического волокна

значение корней функций Бесселя для различных Мод

• 
  Критической длинно волны
  

• 
  Коэффициентом затухания
  

Затухание оптических кабелей:



Собственные потери оптических волокон равны:

=0,22 для кабеля ОКЛ






Фазовая скорость распространения светового импульса по оптическим волокнам:

Максимальная

Минимальная

Дисперсия:
Материальная дисперсия:

Где удельная волновая дисперсия, /(нм·км)



Хроматической:



Результирующее уширение:



3.10. Источники и приемники оптических излучений.

Максимальная и минимальная длины волн излучения составят:



Соответствующие этим длинам волн частоты:




Ширина спектральной линии равна:




Энергия фотона:


где h постоянная Планка.

Требуемое число фотонов (n) на входе фотоприёмника для обеспечения



Требуемый уровень мощности на входе фотоприемника:


3.11. Расчет длины регенерационного участка на ВОЛС.

Длина регенерационного участка определяется энергетическим потенциалом системы передачи (W).


- средняя мощность оптического сигнала (-6)

-требуемый уровень мощности на входе приёмника

Максимальная длина регенерационного участка

-коэффициент затухания ОВ на эксплуатационной длине волны, Дб/км;

- строительная длина оптического кабеля (5 км)

=8 =6

средние потери на сварку путём плавления (0,05) дБ;

средние потери на оптическом разъёме

энергетический запас системы (6).

Расчет длины регенерационного участка, исходя из ограничений по дисперсии.

Оптическая полоса пропускания


где к – коэффициент, учитывающий форму оптического сигнала.


- ширина спектральной линии источника излучения (0,8) нм;

Вывод: расчетная ширина оптической полосы пропускания световода 0,86ГГц

Больше требуемой полосы частот 0,14 ГГц для работы системы передачи 140 Мбит/с. Следовательно, ограничение длины регенерационного участка, исходя из потерь в линии, является более строгим, чем ограничение по дисперсии и максимальная длина регенерационного участка равна 201 км.
3.12. Расчет разрывного усилия оптических волокон.

Поверхностная энергия кварцевого стекла ( ).


длина связи (0,16) нм

теоретическая плотность 18000 МПа

Е- модуль Юнга.

Разрывное усилие:
С=18 нм; Y=


Относительное удлинение волокна ( ) при разрыве:



Уменьшение разрывного усилия по сравнению с волокном, не имеющим трещин, равно:


Элептическая трещина глубиной c=18 нм уменьшает разрывное усилие оптического волокна в 6,7 раза по сравнению с бездефектным ОВ.
3.13. Расчет усилий тяжения оптического кабеля при его прокладке в кабельной канализации.

W, кГ/м	μ	L1,м	θ1 и β0,рад	L2,м	β1,рад	L3,м	β2,рад	L4,м	θ2,рад	L5,м	θ3,рад	L6,м	Fдоп,кН
0,24	0,2	600	0,12	250	1	60	1	200	0,2	60	0,2	90	3

Расчет выполняется последовательным суммированием тяговых усилий, необходимых для протягивания кабеля на однородных участках трассы и преодоления искривлений на их стыках, начиная от места установки барабана с кабелем в направлении тяжения по формулам:
Участок с наклоном
Прямой горизонтальный участок
Вертикальный участок
Участок с искривлением

- суммарное тяжение на концах участка, кН;

- тяжение в начале участка, кН;

- коэффициент трения;

- масса кабеля, кГ/м;

- угол наклона ( берётся со знаком плюс при направлении вверх и минус-вниз), рад;

- угол поворота в горизонтальной плоскости, рад;

- длина участка, м;

g=9, 81 м/с2
Участок «А-С»:

Участок «С»:

Участок «С-D»:

Участок «D»:

Участок «D-E»:

Участок «E»:

Участок «E-F»:

Участок «F»:

Участок «F-G»:

Участок «G»:

Участок «G-B»

Результаты расчетов сведем в таблицу №5.
Таблица №5

Участок; Место поворота	Длина м	Горизон- Тальный Участок Тяжения, кН	Наклонный участок		Поворот		Суммарное Тяжение, кН
			Наклон, рад	Тяжение, кН	Угол, рад	Тяжение, кН
А-С	600			0.449			0.449
С					0.12	0.462	0.462
С-D	250	0.117					0.117
D					1	0.707	0.707
D-E	60	0.028					0.028
E					1	0.897	0.897
E-F	200	0.094					0.094
F					0.2	1.031	1.031
F-G	60		0.2	0.055			0.055
G					0.2	1.130	1.130
G-B	90		0.2	0.083			1.213

Вывод: Расчетное усилие тяжения равное 1,213 кН не превышает допустимое значение (3,0 кН).
3.14. Охрана труда при строительстве и техническом обслуживании ВОЛС.

Работа по охране труда на ж/д транспорте должна быть направлена на создание наиболее благоприятных условий для высокопроизводительного труда, максимальное сокращение ручного, малоквалифицированного и тяжелого физического труда, улучшения техники безопасности, предупреждения производственного травматизма и профессиональных заболеваний, строгое соблюдение законодательства о труде.

К работам по строительству и монтажу кабельных линий связи допускаются лица не моложе 18-ти лет, прошедшие медицинское освидетельствование, вводный инструктаж и обучение на рабочем месте, проверку знаний правил по охране труда и имеющие квалификационную группу по электробезопасности не ниже 3-ей группы.