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.
|
|
6 Строительство волоконно-оптической линии связи 6.1 Прокладка кабеля в кабельную канализацию При прокладке и монтаже оптические кабели наиболее подвержены механическим нагрузкам: растяжению, изгибу, кручению, поперечному сдавливанию, вибрациям. Кроме механических воздействий вызывают изменения физических параметров ВОК температурные изменения среды, окружающей кабель. Одна из наиболее важных характеристик конструкции кабеля – допустимое усилие на растяжение. При прокладке в телефонную канализацию кабель испытывает наибольшие растягивающие усилия. Поэтому во время затягивания кабеля в канал необходимо контролировать силу тяжести и в случае необходимости (при случайных рывках) ограничивать. В одном трубопроводе допускается прокладка нескольких ВОК. Общее число кабелей в одном канале не должно превышать трех, суммарная площадь их сечения не должна превышать 20-25% площади сечения канала. В кабельных колодцах и коллекторах, примыкающих к телефонным станциям, ВОК прокладывается в защитных желобах прямоугольного сечения (30х33мм), выполненных из твердого полиэтилена и снабженных крышками. Перед монтажом производится приемка проложенного кабеля, в процессе которой проверяется герметичность оболочки от проникновения влаги, правильности размещения и глубины залегания кабелей в траншее и канализации, а также целостность оптических волокон с помощью источника света. 50 6.2 Прокладка ВОК кабеля в грунт Прокладка оптического кабеля в разработанную траншею. Траншейный способ прокладки ОК в грунт аналогичен прокладке электрических кабелей. Кабель укладывается в заранее открытую траншею. Ширина траншеи наверху 0,3 м, на дне 0,1…0,2 м. Глубина прокладки кабеля 1,2 м. Сравнивая траншейный способ прокладки с бестраншейным с помощью кабелеукладчика, следует отдать предпочтение последнему. Прокладка кабеля с помощью кабелеукладчика более производительна и сокращает трудоемкость в 10-20 раз. При использовании кабелеукладчика практически одновременно производится образование траншеи, размотка и укладка кабеля. Поэтому траншейный способ применяется лишь там, где использование кабелеукладчика невозможно по условиям местности (населенные пункты, сложная трасса, тяжелые грунты и т. д.). Прокладка кабеля бестраншейным способом. Прокладка кабеля с помощью кабелеукладчика (бестраншейная прокладка) является наиболее распространенным способом и широко применяется на трассах в различных условиях местности. В этом случае ножом кабелеукладчика в грунте прорезается узкая щель, и кабель укладывается на ее дно. При этом механические нагрузки на кабель достаточно высоки и могут изменяться в зависимости от рельефа местности и характера грунтов, конструкции и технического состояния кабелеукладчика, и режимов. Каждый участок трассы от сростка к сростку (расстояние равно примерно 1…3 км) должен быть предварительно подготовлен. В местах устройства сростков следует оставлять достаточный запас кабеля для последующего сращивания. Особенностью прокладки ОК является необходимость осуществления постоянного оптического контроля над 51 целостностью и состоянием оптических волокон и кабеля в процессе прокладки. С этой целью все оптические волокна соединяются шлейфом и включаются в измерительный прибор. В начале прокладки кабеля в местах расположения сростков отрывают котловины размером 3х1,5х1,2м. Кабель в кассету заправляют с запасом 5 м. Известны два варианта системы прокладки оптических кабелей. - Традиционная система прокладки с размещением кабельных барабанов сзади трактора, при этом кабель подается прямо с барабана в кассету без какого-либо изгиба и без необходимости прохождения через ролики или направляющие трубки. Устройство системы удобно в работе и позволяет водителю одновременно управлять кабелеукладчиком и барабаном. - Специализированная система прокладки (созданная специально для ОК), в которой кабельный барабан монтируется спереди трактора и кабель проходит над кабиной трактора через квадратную конструкцию с роликами или направляющими трубками, а затем через блок с гидропроводом, обеспечивающий размотку кабеля с барабана и подачу его в кассету. Кабель должен сделать один полный виток вокруг блока, скорость вращения которого должна превышать линейную скорость перемещения базового трактора. 6.3 Прокладка ВОК через водные преграды Водные преграды кабель будет подвешиваться к опорам мостов, которые прикрепляются к имеющимся воздушным линиям тросом. Для подвески оптического кабеля используется стальной трос, несущий основную нагрузку от воздействия ветра и гололеда. Несущий трос должен обеспечивать минимальный радиус изгиба оптического кабеля и ограничивать оказывающую на него нагрузку. 52 6.4 Строительство кабельных переходов через шоссейные, железные дороги методом горизонтального бурения Чтобы не прекращать движения транспорта во время строительства кабельной линии, на пересечении трассы с шоссейными и железными дорогами кабели, как правило, укладываются в предварительно заложенные под проезжей частью трубы. Число труб определяется проектом. Концы труб должны выходить не менее чем на 1 метр от края кювета и лежать на глубине не менее 0,8 м от его дна. 6.5 Монтаж оптического кабеля Монтаж оптического кабеля подразделяется на постоянный (стационарный) и временный (разъемный). Постоянный монтаж выполняется на стационарных кабельных линиях, прокладываемых на длительное время, а временный – на мобильных линиях, где приходится неоднократно соединять и разъединять строительные длины кабелей. Сварка оптического волокна. Сварка является наиболее распространенным методом соединения волокон. Сварка заключается в местном нагреве границ раздела двух состыкованных и предварительно отцентрованных торцов волокон, в результате которого волокна сплавливаются друг с другом. В качестве источника энергии используется электрическая дуга, поскольку она позволяет довольно просто регулировать нагрев и работать в полевых условиях. Сварка оптических волокон осуществляется с помощью так называемых сварочных аппаратов. Сварочный аппарат предусматривает следующие операции: скругление торцов волокон (предварительное оплавление), маломощной дугой до сплавления, что необходимо во избежание образования пузырьков; 53 регулируемое встречное перемещение волокон в процессе сплавления для предотвращения горловины в месте сращивания; оптическое наблюдение для упрощения предварительной центровки волокон; изготовление защитного покрытия после сплавления волокон. Средние потери на сварочном стыке составляют 0,1…0,3 дб, прочность на разрыв стыка не менее 70% первоначальной прочности волокна. 6.6 Измерения, выполняемые в процессе монтажа ВОК Измерения в процессе монтажа ВОК производится с целью оценки качества выполнения неразъемных соединений ОВ при сращивании строительных длин. Измерения рекомендуется проводить оптическим рефлектометром методом обратного рассеяния. В ряде устройств, для сварки ОВ предусмотрена возможность грубой пороговой оценки затухания стыка ОВ. Обычно она показывает, больше или меньше нормы контролируемое затухание. Если больше, то соединение должно быть выполнено заново, если меньше, то необходимо уточнить оценку с помощью оптического рефлектометра. Нормативно-техническая документация регламентирует при оценке затухания проведение измерений с двух концов кабеля (А и Б) и определение результатов измерений или средне-алгебраического значения результатов двух измерений в направлениях А–Б и Б–А по формуле. 6.7 Особенности монтажа КИП на линиях оптоволоконной связи Монтаж контрольно-измерительного пункта (КИП) на ВОЛС, а также контура заземления определяется проектной документацией и зависит от назначения КИПа. Оптоволоконный кабель не чувствителен к грозовым разрядам, необходимо заземление только металлических частей кабельной трассы, которое делается при вводе оптического кабеля в стационарные сооружения или в технические помещения. 54 Установка контрольно-измерительного оборудования на оптоволоконной трассе не является обязательной, но её по своему усмотрению может осуществить организация-подрядчик. Проверка и тестирование кабельных линий ВОЛС иногда необходимы. Оптоволоконные линии часто прокладываются параллельно с силовыми электрическими линиями или в общих инженерных подземных коммуникациях, что повышает риск деформации, обрыва, механических повреждений. Стандартная плановая проверка не позволяет оперативно выявить и устранить неисправность оптоволоконной линии, проводить мониторинг состояния сети нужно в режиме реального времени. Отраслевые стандарты требуют при составлении исполнительной документации указывать только результаты тестовых испытаний на затухание сигнала и рефлектометрию на рабочей длине волны на 1300 – 1310 Нм. Применение высокоточного современного измерительного оборудования позволяет существенно улучшить тестирование сети и ускорить ввод линии в эксплуатацию в полном соответствии с международными и отечественными стандартами. Для бесперебойного функционирования волоконной оптической линии связи обязательному тестированию и плановой проверке подлежит следующий перечень устройств, оборудования и комплектующих ВОЛС: коннекторы – частые нарушения качества связи наблюдаются при некачественных или загрязненных коннекторах. Проверка качества коннектора может проводится при помощи специализированного микроскопа (увеличение до 400Х), подключаемого к ПК или оборудованного дисплеем. Лучшие модели - EXFO FIP-400B и VIAVI FBP- P500i; 55 прямые потери – легко измерить оптическим тестером, который позволяет проводить замеры в двух направлениях, от источника излучения к приемнику и обратно. обратное отражение - количество светового потока, отраженного обратно к источнику излучения от коннекторов, мест сварки оптических волокон, неоднородностей волокна и др. Измеряется в децибелах и имеет отрицательное значение, причём, чем меньше этот коэффициент, тем лучше. То есть значение -60 дБ лучше, чем -55 дБ; оптические обратные потери (optical return loss) – измеряются в положительных децибелах. Более высокие значения ORL говорят о меньшем значении потерь на отражение, то есть о более высоком качестве линии. Многофункциональные тестовые устройства, совмещающие замеры ORL в двух направлениях и потери по всей длине трассы: EXFO FOT-930 и MaxTester 940/945. Кроме определения технических параметров оптического кабеля и активных устройств сетей ВОЛС, необходимо проводить регулярную проверку сети на наличие повреждений и потерь скорости сигнала на отдельных участках кабельной трассы ВОЛС. При помощи рефлектометра можно выявить участок кабельной оптоволоконной трассы, на котором наблюдаются потери, точно определить расположение повреждений и дефектов волокна (зажимов, сжатий, изгиба), выявить проблемные участки сварки волокон, неточности совмещения модового диаметра. Важно проводить измерения рефлектометром в двух направлениях, так как несовпадения диаметра сердцевин кабеля могут выдавать разные показатели потерь. Наблюдается зависимость показателей потери от направления излучения. 56 57 7 Техника безопасности при работе с оптическим кабелем 7.1 Общие правила техники безопасности при работе с оптоволокном Если в здании, где вы работаете, установлено активное сетевое оборудование, удостоверьтесь, подлежащее тестированию оптоволокно отсоединено от него. Для защиты глаз используйте специальные защитные очки с покрытием, блокирующим проходящее по оптоволокну излучение светодиодов и лазеров, которые используются в оптических трансиверах. Лазеры класса 1 не могут повредить глаза, поскольку обладают невысокой мощностью, однако лазеры более высоких гласов уже достаточно опасны для глаз. Обеспечьте надежную связь между работниками, тестирующими оптоволокно – это необходимо для координации действий и обеспечения должной безопасности. Большинство химикатов, которые используются для очистки оптоволокна – вредны для здоровья. Поэтому следует стараться не вдыхать их – избегать работы в замкнутых пространствах и хорошо проветривать помещения. Что делать в случаях, если это невозможно, описано в стандартах. Рабочее место должно быть организовано таким образом, чтобы было просторно – хорошо оборудованное место позволит должным образом и без травматизма подготовить оптоволоконный кабель к монтажу разъемов, и смонтировать разъемы. Если терминирование кабелей происходит в тесном пространстве, можно использовать небольшой раскладной стол. Изучите правильные методики подготовки кабеля к монтажу разъемов – большинство травм при работе с кабелем связано с использованием ручных инструментов. Поэтому надо четко знать, как безопасно удалять внешнюю оболочку кабеля и его броню. 58 Помните, что в процессе терминирования кабеля оптоволокно вставляют в наконечник разъема, и небольшая часть кабеля без буферного покрытия выступает оттуда. Обнаженное оптоволокно может поранить человека. Производя зачистку оптоволокна, направляйте инструмент от себя, чтобы, если он соскользнет, избежать ранения. Снимая буфер, обрезайте его небольшими кусочками, чтобы избежать поломки кабеля. Также очень важно оставлять место монтажа в порядке после проведения работ – если на месте работы остались осколки волокна, то может пораниться другой человек, не знающий специфики работы с оптоволокном. Если техник работает с оптоволокном без защитных очков, осколки могут попасть ему в глаза, и даже очень опытному врачу будет трудно извлечь их, так как на фоне глазного яблока стекло практически не видно. Впрочем, и очки не гарантируют полной безопасности для глаз. Осколки могут прилипнуть к грязным рукам техника, и он занесет их в глаза, когда потрет их руками. Не помыв руки перед едой, техник может проглотить осколки вместе с пищей. Осколки могут вонзиться в одежду техника, вместе с ней попасть к нему домой и причинить вред членам его семьи или домашним животным. Если на рабочем месте хранятся пища и питье, то оказавшиеся на продуктах осколки вместе с ними попадут в желудок. Чаще всего осколки волокна вонзаются в кожу, как обычные деревянные занозы; при этом в рану может быть занесена инфекция. Оборудование и приборы, содержащие лазерный генератор должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.040-83. На кожухе лазерного генератора должен быть неанесен знак лазерной опасности. Лазерный генератор должен быть закрытого типа. При работе оборудования оптической выходе блоков, если к ним не присоединен оптический кабель, 59 должны быть закрыты заглушками. Установку и смену блоков, содержащих лазерный генератор, необходимо производить только при снятом напряжении. На оборудовании (блоке), где устанавливается лазерный генератор, должен быть указан класс лазера по ГОСТ 12.1.040-83. В зависимости от класса должен быть определен порядок его обслуживания. Обслуживающему персоналу запрещается: -визуально наблюдать за лазерным лучом для исключения травмы глаз; -направлять излучение лазера на человека. 7.2 Источники излучения и меры предосторожности В результате развития отрасли в течение многих лет мы имеем несколько типов источников излучения различной мощности, работающих на вполне определенных длинах волн (см. таблицу). В оптоволоконных системах используются три их типа: светодиоды, обычные лазеры и лазеры поверхностного излучения с вертикальным резонатором (Vertical- CavitySurface-EmittingLaser — VCSEL). Имеются и несколько вариантов этих трех видов устройств: лазеры с резонатором Фабри — Перо и распределенной обратной связью, а также светодиоды поверхностного и торцевого излучения. Кроме того, для усиления оптических сигналов широко используются усилители, в том числе полупроводниковые (SemiconductorOpticalAmplifier — SOA) и более распространенные усилители на основе обогащенных эрбием волокон (Erbium- DopedFiberAmplifier — EDFA). Таблица 5- Источники излучения, используемые в телекоммуникациях. Длина волны (спектр), нм Применение Класс (обычно) От 632 до 670 С полимерными волокнами и в 2 и 3А 60 (видимый красный) оптоволоконных трассировщиках 850 (инфракрасный) В многомодовых приложениях, светодиоды 1 В многомодовых приложениях, лазеры 1 В многомодовых приложениях, Лазеры VCSEL 1 и 3В 980 (инфракрасный) В лазерах накачки для волоконных усилителей,обогащенных эрбием 1 и 3В 1300 (инфракрасный) В многомодовых приложениях 1 1310 (инфракрасный) В одномодовых приложениях 1 В полупроводниковых оптических усилителях 1 и 3В 1480 (инфракрасный) В лазерах накачки для волоконных усилителей,обогащенных эрбием 1 и 3В 1550 (инфракрасный) В одномодовых приложениях 1 В волоконных усилителях, допированных эрбием 3В В системах кабельного телевидения 3В 1625(инфракрасный) В одномодовых приложениях 1 Примечание. Некоторые лазеры, в том числе типа VCSEL, перечислены с указанием сразу двух классов, поскольку существует в вариантах с различной мощностью и для разных применений. В случае сомнений выбирайте более мощный лазер класса 3. Класс безопасности I (лазеры сверхмалой мощности). Лазеры этого класса считаются полностью безопасными для человека. К этому классу относятся лазеры и лазерные системы, которые ни при каких условиях облучения, присущих данному лазерному прибору, не могут излучать 61 световой поток c уровнем, превышающим предельные величины облучения для глаз, т.е. лазерные системы класса I не могут причинить вреда человеку. К этому классу относятся лазеры мощностью менее 0.39 мВт. Но стоит обратить внимание на то, что приборам класса безопасности I могут соответствовать изделия, в которых используются лазеры с большей мощностью. В этом случае более опасный лазер размещают в защитном корпусе, который проектируется таким образом, что опасное излучение ни при каких условиях не должно выйти за пределы этого корпуса. Так, например, если просмотреть руководство пользователя или технические характеристики лазерных принтеров, можно найти ссылку, что данное изделие (лазерный принтер) относится к устройствам класса I. В то же самое время при описании характеристик блока лазера указывается, что данное изделии соответствует классу IIIB. Сам лазер относится в группе IIIB, а весь блок лазера к группе I. Это возможно, так как лазер находится внутри модуля и закрыт различными блокировочными крышками. Однако во время проведения ремонтных работ крышки блока лазера могут быть удалены, что приводит к возможности облучения сервисного инженера лазером класса IIIB, что может привести к определенным травмам. Подавляющее большинство разработчиков устройств на основе лазеров проектируют свои изделия таким образом, чтобы они относились к классу I. Но при ремонте, когда специалисты, производящие работы получают доступ непосредственно к лазеру, вся безопасность системы нарушается, и устройство смело можно относить уже к другой, более опасной, группе. Класс безопасности II (лазеры малой мощности). Лазеры и лазерные системы этого класса должны генерировать видимый лазерный луч, слишком яркий для того, чтобы можно было смотреть на него (пусть даже короткий период времени). Не считается опасным мгновенный взгляд на луч. Если луч лазера этого класса попадает в глаз, то, быстро закрыв глаз, можно избежать любого, даже малейшего повреждения зрения. Мощность лазеров этого класса составляет менее 1 мВт. Как правило, при попадании 62 лазерного луча в глаз человек инстинктивно стремится закрыть глаза, что в случае лазеров класса II защитит от травм. Однако если намеренно продолжать смотреть на лазер, то луч класса безопасности II может вызвать повреждение зрения (обычно временное). Большинство лазерных указок, свободно продаваемых на прилавках детских игрушек относится именно к лазерам этого класса. Класс безопасности III (лазеры средней мощности). Лазеры и лазерные системы этого класса могут излучать любые длины волн, но не могут создавать опасное рассеянное отражение (отражение во многих направлениях), если только они не сфокусированы или их действие не наблюдается в течение продолжительного времени в ограниченной области. Эти лазеры и лазерные системы не считаются пожароопасными и не опасны для кожного покрова человека. Мощность лазеров класса III составляет менее 0.5 Вт. Смотреть прямо на луч опасно. Класс безопасности III разделяется на два подкласса: IIIA IIIB. К подклассу IIIA относятся лазеры и лазерные системы, которые при обычных условиях не представляют опасности, если смотреть на них без защиты только мгновенно. Они могут представлять опасность, если смотреть не них через оптические фокусирующие системы. К подклассу IIIB относятся лазеры и лазерные системы, которые могут вызвать травмирование зрения при прямом взгляде на луч. Травму может вызвать и направленное отражение луча, например от зеркала. Класс безопасности IV(лазеры большой мощности). Лазеры этого класса создают прямую опасность здоровью человека как при направленном, так и при рассеянном отражении луча. Кроме того, лазеры этого класса могут быть пожароопасными и могут вызывать ожоги кожного покрова человека. Таблица 6 - Мощность лазеров каждого класса представлена в итоговой. Класс безопасности Мощность лазера |