Курсовой Проект-Проектирование, строительство и эксплуатация ВОЛС (Чита- Ингода). КП-Проектирование, строительство и эксплуатация ВОЛС (Чита- Инго. Курсовой проект По дисциплине Проектирование, строительство и эксплуатация волс студента Группы ткз18 Попов Роман Михайлович
 Скачать 1.95 Mb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Забайкальский государственный университет» (ФГБОУ ВО «ЗабГУ») Факультет: Энергетический Кафедра: Физики и техники связи К защите проекта допущен зав. кафедрой ФиТС к.ф.-м.н., доцент _________ И.В. Свешников «___» _____________2023 г. К УРС ОВ ОЙ П РО ЕК Т по дисциплине: «Проектирование, строительство и эксплуатация ВОЛС» на тему: « Проектирование внутризоновой ВОЛС на участке г. Чита – п. Ингода» Выполнил студент группы ТКз-18 Попов Роман Михайлович ______________________ (группа, фамилия, имя, отчество) (подпись) Члены комиссии: Заведующий кафедрой ФиТС: Свешников Игорь Вадимович ______________________ (подпись) Руководитель проекта: Свешников Игорь Вадимович ______________________ (подпись) Чита 2023 2 МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Забайкальский государственный университет» (ФГБОУ ВО «ЗабГУ») Факультет: энергетический Кафедра: физики и техники связи ЗАДАНИЕ на курсовой проект По дисциплине: Проектирование, строительство и эксплуатация ВОЛС Студента: Группы ТКз-18 Попов Роман Михайлович Специальности: Инфокоммуникационные технологии и системы связи Тема курсового проекта: Проектирование первичной сети на участке г. Чита – п. Ингода. Срок подачи студентом законченной работы ___________ Исходные данные к проекту: Линия связи от г. Чита до п. Ингода. Перечень подлежащих разработке в курсовом проекте вопросов: 1. Выбрать и обосновать трассу прокладки ВОЛС между пунктами г. Чита – п. Ингода. 2. Рассчитать необходимое число каналов. 3. Выбрать систему передачи и определить требуемое число оптических волокон в оптическом кабеле. 4. Выбрать тип оптического кабеля, произвести выбор оборудования. 5. Рассчитать параметры оптического кабеля. 6. Определить длину регенерационного участка. Дата выдачи задания: ___________________г. Руководитель курсового проекта: (подпись, расшифровка подписи) Задание принял к исполнению « » 20 г. Подпись студента / 3 МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Забайкальский государственный университет» (ФГБОУ ВО «ЗабГУ») Факультет: энергетический Кафедра: физики и техники связи ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к курсовому проекту по дисциплине: «Проектирование, строительство и эксплуатация ВОЛС» на тему: «Проектирование внутризоновой ВОЛС на участке г. Чита – п. Ингода» Выполнил ст. гр. ТКз-18 (группа) Попов Р. М. (фамилия, инициалы) Проверил зав. кафедрой ФиТС к.ф.-м.н., доцент Свешников И.В. (должность, ученая степень, звание, фамилия, инициалы) Чита 2023 4 СОДЕРЖАНИЕ Введение ..................................................................................................................... 6 1 Сеть связи на участке г. Чита – п. Ингода ............................................................. 8 2 Выбор трассы для прокладки оптического кабеля .............................................. 10 2.1 Обоснование необходимости строительства волоконно-оптической линии связи ............................................................................................................... 10 2.2 Выбор трассы для прокладки ВОК .......................................................... 11 3 Выбор системы передачи и типа оптического кабеля......................................... 14 3.1 Расчет числа телефонных каналов........................................................... 14 3.2 Выбор волоконно-оптической системы передачи .................................. 18 Транспорт-S1 обеспечивает следующие технические характеристики: ..... 21 3.3 Выбор коммутатора .................................................................................. 24 3.4Выбор АТС ................................................................................................ 28 3.5 Выбор DSLAM оборудования.................................................................. 30 3.6 Выбор и характеристика кабеля .............................................................. 32 4 Расчет параметров передачи оптического волокна ............................................. 39 4.1 Числовая апертура и количество мод волоконного световода .............. 39 4.2 Расчет затухания оптического волокна ................................................... 40 4.3 Дисперсия оптического волокна .............................................................. 42 5 Расчет длины регенерационного участка и размещение НРП ............................ 44 5.1 Определение длины регенерационного участка ..................................... 44 5.2 Размещение регенерационных пунктов и организация электропитания ......................................................................................................... 45 5.3 Расчет бюджета оптической мощности ................................................... 46 6 Строительство волоконно-оптической линии связи ........................................... 49 6.1 Прокладка кабеля в кабельную канализацию ......................................... 49 6.2 Прокладка ВОК кабеля в грунт ............................................................... 50 6.3 Прокладка ВОК через водные преграды ................................................. 51 5 6.4 Строительство кабельных переходов через шоссейные, железные дороги методом горизонтального бурения ............................................................. 52 6.5 Монтаж оптического кабеля .................................................................... 52 6.6 Измерения, выполняемые в процессе монтажа ВОК ............................. 53 6.7 Особенности монтажа КИП на линиях оптоволоконной связи ............. 53 7 Техника безопасности при работе с оптическим кабелем .................................. 57 7.1 Общие правила техники безопасности при работе с оптоволокном ..... 57 7.2 Источники излучения и меры предосторожности .................................. 59 7.3 Детектирование излучения ...................................................................... 63 7.4 Обработка волокна ................................................................................... 64 7.5 Защитные очки .......................................................................................... 65 7.6 Утилизация осколков ............................................................................... 66 7.7 Химикаты на рабочем месте .................................................................... 67 Заключение ............................................................................................................... 69 Список используемых источников .......................................................................... 71 Приложение А .......................................................................................................... 72 Приложение Б ........................................................................................................... 73 Приложение В .......................................................................................................... 74 6 ВВЕДЕНИЕ Основной тенденцией развития телекоммуникаций во всем мире является цифровизация сетей связи, предусматривающая построение сети на базе цифровых методов передачи и коммутации с помощью цифровых систем передачи (ЦСП) и цифровых систем коммутации. Это объясняется, следующими существенными преимуществами цифровых методов передачи перед аналоговыми. Цифровые системы передачи в сочетании с цифровыми системами коммутации являются основой цифровой сети связи, в которой передача, транзит и коммутация сигналов осуществляются в цифровой форме. При этом параметры каналов практически не зависят от структуры сети, что обеспечивает возможность построения гибкой разветвленной сети, обладающей высокими надежными и качественными показателями. Высокие технико-экономические показатели, передача и коммутация сигналов в цифровой форме позволяют реализовывать оборудование на единых аппаратных платформах. Это позволяет резко снизить трудоемкость изготовления оборудования, значительно уменьшить его стоимость, потребляемую энергию и габариты. Кроме того, существенно упрощается эксплуатация систем и повышается их надежность. Ввод в эксплуатацию новых скоростных и сверхскоростных магистральных и зоновых каналов связи с использованием волоконно- оптических линий связи и цифровых систем передачи, решает проблему организации мощных телекоммуникационных сетей, которые обеспечивают качественную связь, отвечающую мировым стандартам Целью данного курсового проекта является спроектировать волоконно- оптической линии связи на участке г. Чита – п. Ингода. Задачами данного курсового проектирования являются: 1. Выбор маршрута и способа его прокладки ВОЛС; 7 2. Провести расчет абонентов, оборудования и числа каналов на участке; 3. Выбор технологии и топологии; 4. Выбор оборудование и ВОК; 5. Расчет оптических параметров и параметров РУ; 6. Провести расчет дисперсии, пропускной способности и длину РУ; 7. Провести расчет затухания ВОК и уровней мощности на входе мультиплексоров; 8. Прокладка и монтаж ВОК в грунт; 9. Характеристика проектируемой сети связи 8 1 Сеть связи на участке г. Чита – п. Ингода В наше время трудно переоценить значимость и востребованность оперативной и качественной связи. Работу в этом направлении Администрация п. Ингода ведет планомерно. Совместная работа органов государственной власти округа и операторов связи дает положительные результаты для населения округа. Почти 95 % населения п. Ингода обеспечены сотовой связью. Основными сотовыми операторами является компании МТС и Мегафон, а также присутствует связь Билайн, Йота. Органы местной власти оказывают содействие операторам связи по выделению земельных участков для размещения мачт и оборудования станций, строительство электролиний, что позволяет значительно расширить зоны покрытия, улучшить качество и объем предоставляемых услуг. Построенные в предыдущие годы за счет федеральных средств и средств п. Ингода волоконно – оптические линии связи (ВОЛС), смогли обеспечить высокоскоростной Интернет и IP – телефонию для всех организаций бюджетной сферы, экономики и населения. В настоящее время связь в нашем округе представлена разными видами и формами организаций и видов связи. Традиционные виды услуг предоставляют подразделения ФГУ «Почта России» и ПАО «Ростелеком». Так, в 2019 году продолжили функционировать 40 стационарных отделений почтовой связи, 13 пунктов почтовой связи и 1 передвижное отделение почтовой связи, обслуживающее 36 населенных пунктов. С целью выполнения требований по нормативам частоты сбора из почтовых ящиков, обмена, перевозки и доставки письменной корреспонденции утверждены 31 почтовых маршрутов, общая протяженность которых составляет 5526 км. 9 Услуги стационарной телефонной связи предоставляют подразделения Читинского филиала ПАО «Ростелеком», которое ведет строительство сетей широкополосного доступа по технологии GPON (Gigabit-capablePassiveOpticalNetworks, гигабитная пассивная оптическая сеть) для клиентов в п. Ингода. В 2019 году по технологии GPON подключено 28 новых абонентов к услугам Интернет и 16 абонентов к услугам интерактивного телевидения. Сотовая связь в современной жизни населения поселка стала неотъемлемой частью. Жители поселка имеют возможность воспользоваться услугами сотовой связи компаний «МТС», «Мегафон», «Билайн», «Йота». Все операторы сотовой связи направлено работают над улучшением качества связи за счет повышения скорости и объема передачи данных. 10 2 Выбор трассы для прокладки оптического кабеля 2.1 Обоснование необходимости строительства волоконно- оптической линии связи В 2009 году в Российской Федерации стартовала программа портал государственных услуг Российской Федерации. «Портал государственных услуг Российской Федерации» — справочно-информационный интернет-портал (сайт).Обеспечиваетдоступ физических и юридических лиц к сведениям о государственных и муниципальных услугах в Российской Федерации, государственных функциях по контролю и надзору, об услугах государственных и муниципальных учреждений, об услугах организаций, участвующих в предоставлении государственных и муниципальных услуг, а также предоставление в электронной форме государственных и муниципальных услуг. Все услуги, размещенные на портале, соотнесены с конкретным регионом Российской Федерации: место получения услуги определяет, как наличие самой услуги, так и условия её предоставления. В связи с тем, что территория Российской Федерации огромна, а малые населенные пункты находятся на большом удалении от районных центров, возможность пользоваться государственными услугами практически невозможно. Возник вопрос устранения цифрового неравенства. В рамках проекта "Устранение цифрового неравенства" до 2018 года в населенные пункты Забайкальского края будут проведены волоконно- оптические линии связи (ВОЛС) и организован широкополосный доступ к сети "Интернет" со скоростью не менее 10 Мб/сек, на основе установленных точек доступа Wi-Fi. В перечень населенных пунктов, участвующих в 11 проекте, вошли населенные пункты с численностью населения от 250 до 500 человек, а также свыше 500 человек. График строительства со сроками находится на утверждении в Федеральном агентстве связи. Реализация проекта проходит в рамках выполнения требований Федерального закона N 9-ФЗ от 03.02.2014 "О внесении изменений в Федеральный закон "О связи". Единым оператором универсальных услуг связи назначен ОАО "Ростелеком". Проектирование современной ВОЛС между г. Чита и п. Ингода поможет настроить информационный поток между двумя населенными пунктами. С каждым годом многократно возрастает информационный объем, как между федеральными, так и областными структурами. Назрела необходимость создания таких видов связи как Интернет с большой скоростью обмена информацией и видеотелефонами. Будем считать, что прокладка оптического кабеля на участке Чита- Ингода приоритетный проект, соединяющий инфокоммуникационную структуру двух районов. 2.2 Выбор трассы для прокладки ВОК Выбор оптимального варианта трассы кабельной линии и его оценку следует осуществлять исходя из следующих условий: - минимальной длины трассы; - размещение трассы, как правило, в обход населенных пунктов; - наименьшего числа пересечений с автомобильными, железными дорогами, с подземными сооружениями и с водными преградами; - выполнения наименьшего объема работ по строительству линейно- кабельных сооружений; 12 - возможности максимального применения при строительстве линии машин, механизмов и кабелеукладочной техники; - минимальных затрат по защите кабелей от ударов молниями, всех видов опасных мешающих электромагнитных влияний и коррозии; - обеспечение лучших условий эксплуатации линейных сооружений и надежной их работы. Трассы магистральных и внутризоновых ВОК проектируются, как правило, вдоль автомобильных дорог, а при их отсутствии – вдоль железных дорог и продуктопроводов. Исходя из поставленных требований дешевле и удобнее проложить ВОК вдоль автомобильной дороги, соединяющей Читу и Ингоду. Общая протяженность трассы равна 35 км. Водные преграды, кабель связи будет преодолевать по действующим автомобильным мостам, т.е. подвешивается к опорам мостов. Для воздушной подвески используются оптические кабели, предназначенные для прокладки в земле, которые прикрепляются к имеющимся воздушным линиям связи тросом. При подвеске следует учитывать прочность оптических кабелей при растяжении, длину пролета, стрелу подвеса, механическую нагрузку (статическую и динамическую), колебания температуры, конструкцию опоры, способ натяжения оптического кабеля, конструкцию крепления к несущему тросу (если трос не встроен в кабель). Несущий трос (отдельный или встроенный в кабель) должен обеспечивать минимальный радиус изгиба оптического кабеля и ограничивать оказывающую на него нагрузку. Выбор кабельной трассы г. Чита - п. Ингода основывается на всех вышеперечисленных требованиях, поэтому прокладку кабеля будем осуществлять вдоль автомобильной трассы федерального значения Чита- Ингода. Структурно кабельная линия волоконно-оптической системы передачи состоит из оконечных пунктов (ОП), обслуживаемых и необслуживаемых регенерационных пунктов (ОРП и НРП) и соединяющих 13 их участков кабеля, называемых регенерационными участками (РУ). В результате, проектируемая кабельная линия состоит из участка: АМТС Чита–п. Ингода, протяженностью 35км.Норма расходов кабеля на 1 км трассы с учетом запаса на неровности местности, укладки кабеля в грунт, выкладки его по форме котлованов, колодцев и расхода на разделку концов кабеля при проведении измерений, испытаний и сращивания строительных длин для оптических кабелей составляет 1,02 км. Следовательно, расход кабеля на регенерационный участок 1 составляет 35,7 км. Выбранная трасса и разработанная структура проектируемой ВОЛП представлена на рис. 1. Рисунок 1- Трасса проектируемой ВОЛС. Трасса ВОЛС 14 3 Выбор системы передачи и типа оптического кабеля 3.1 Расчет числа телефонных каналов Число каналов, связывающих п. Ингода и г. Читу, зависит от численности населения в этих пунктах и от степени заинтересованности отдельных групп населения во взаимосвязи. Численность населения в любом областном центре и в области в целом может быть определена на основании статистических данных последней переписи населения в 2017 году. Забайкальский край – 1390 тысяч человек, в том числе в г. Чите 335760человек, п. Ингода 1040 человек. Количество населения в заданном пункте и его окрестностях с учётом среднего прироста населения определим по формуле: H t = H 0 ) 100 1 ( P t , чел., (3.1) где H 0 –народонаселение в период проведения переписи, чел; P–среднегодовой прирост населения в данной местности (2-3%); t – период, определяемый как разность между назначенным годом проектирования и годом проведения переписи населения. Среднегодовой прирост населения высчитывается по формуле: П = К р −К у К в ∗ 1000 = 14936−12486 1117030 ∗ 1000 = 2,19%, где К р – число родившихся за последний год; К у – число умерших за последний год; К в – население в Забайкальском крае. Прирост населения в Забайкальском крае чуть выше двух процентов. t = 5 + (t m – t 0 ), (3.2) гдеt m – год составления проекта; t 0 – год, к которому относятся данные Н 0 ; t = 5 + (2020 - 2013) = 12 15 По формуле (3.1) определим численность населения в г.Чита: Н t = 335760* ) 100 2 1 ( 12 = 389378 чел. Определим численность населения в п Ингода: Н t = 1040 * ) 100 2 1 ( 12 = 1206 чел. Степень заинтересованности отдельных групп населения во взаимосвязи, зависит от политических, экономических, культурных и социально-бытовых отношений между группами населения, районами и областью. Взаимосвязь между заданными оконечными и промежуточными пунктами определяется на основании статистических данных, полученных предприятием связи за предшествующие проектированию годы. Практически эти взаимосвязи выражаются через коэффициент тяготения, который, как показывают исследования, колеблется в широких пределах (0,1 до 11%). В нашем курсовом проекте примем среднее значение. Учитывая выше перечисленное, а также то обстоятельство, что телефонные каналы в междугородней имеют преобладающее значение, необходимо определить сначала количество телефонных каналов между заданными оконечными пунктами. Рассчитаем количество телефонных каналов: b a b a тф m m m m y f n (3.3) где и -постоянные коэффициенты, соответствующие фиксированной доступности и заданным потерям, = 1,3; = 5,6 f - коэффициент тяготения, f = 5% y - удельная нагрузка, y = 0,05 Эрл a m и b m –количества абонентов, обслуживаемых оконечными станциями 16 АМТС соответственно в пунктах А и Б. Определим количество абонентов в зоне АМТС : t H m 3 , 0 , (3.4) тогда: для Читы 116813 389378 * 3 , 0 m чел.; для п.Ингода 241 1206 * 3 , 0 m чел.; По формуле (3.3) получаем количество каналов между пунктами: Чита - Ингода 6 6 , 5 241 116813 241 * 116813 05 , 0 05 , 0 3 , 1 тф n каналов; Рассчитаем общее число каналов: пг пд пв тг тф аб n n n n n n , (3.5) где тф n – число двухсторонних каналов для телефонной связи; тг n – то же для телеграфной связи; пв n – то же для передачи проводного вещания; пд n – то же для передачи данных; пг n – то же для передачи газет; Общее число каналов можно рассчитать по упрощённой формуле: тф аб n n 2 (3.6) Получаем количество телефонных каналов между пунктами: Чита – Ингода 12 6 2 аб n кан.; Кроме телефонных каналов между заданными пунктами организуются каналы и других видов связи, а также и транзитные каналы. Общее число каналов n ab между двумя заданными пунктами определяется суммой: n ab = n tp + n tg + n pw + n pd + n pg + n tr + n tv , Где, n tp – число двухсторонних каналов для телефонной связи; n tg – то же для телеграфной связи; n pw - то же для проводного вещания; n pd – то же для передачи данных; n pg - то же для передачи газет; n tv - то же для передачи телевидения; n tr – транзитные каналы. Поскольку число каналов для организации связи различного назначения может быть выражено через число телефонных каналов 17 (например, 1 канал проводного вещания равен 3 телефонным каналам), целесообразно общее число каналов между заданными пунктами выразить через телефонные каналы: n общ = 2 ∙ n тф +n int +n аренда +n транзит , где n транзит = n аб ∙ 0,4 = 12 ∙ 0,4 = 4.8 кан. n аренда = n аб ∙ 0,5 = 12 ∙ 0,5 = 6 кан. n int для местной линии вощьмем от 10 потоков E1, т.е. от 300 каналов. Возьмем для данного курсового проекта 300 каналов (n E1 =10). Тогда n общ = 2∙12+300+4.8+6 = 335 кан. Таким образом получаем, что количество потоков E1 будет равно: n E1 = n общ /30 = 335/30 = 12 Е1 12 ∙ Е1= 12 ∙ 2048 кбит/с=24576кбит/с= 24,576 Мбит/с Для данного курсового проекта в системе SDH выбираем 1-ый уровень (STM-1), т.к. в нем можно передать 63 пользовательских потоков E1, что удовлетворяет нашим условиям: n E1 = 11 E1. Таблица 1 – Уровни иерархии сети SDH Уровень STM – N Скорость передачи Мбит/с STM–0 51,84 Мбит/с STM–1 155,520 Мбит/с STM–4 622,080 Мбит/с STM – 16 2488,320 Мбит/с STM – 64 9953,280 Мбит/с STM – 256 39813,120 Мбит/с Для Internet требуются отдельные потоки. Примем количество потоков Е1, выделяемых для сети Internet, равным 40. Для транзита на 18 населенные пункты в связи с федеральной программой по социализации сел выделим 30 потоков E1 В итоге имеем: 30Е1 + 30Е1 + 12Е1 = 72*2048 кбит/с= 147,456 Мбит/с. |