Основные технические направления при проектировании ВОЛС.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВОЛС

 

Лекция ПВОЛС - 1.

 

Общие положения по проектированию

 

По определению из БСЭ слово “проектирование” – это процесс создания проекта (по латыни “progectus” - брошенный вперёд). Из словаря Ожегова С.И. “проект” - это разработанный план сооружений, а “проектировать” – это чертить, производить проекцию, составлять проект. Проект – это система чертежей, изображающих будущее здание, сооружение или отдельных частей. Проект – это предварительно подготовленное, обоснованное техническими и экономическими расчётами и выраженное в чертежах решение по строительству предприятия, здания, сооружения. Проект – это комплексный технико-экономический (ТЭ) документ, определяющий архитектуру сооружения, его мощность и потребные материальные ресурсы.

Вообще слово “проектирование” означает процесс, заключающийся в преобразовании исходного описания объекта строительства в окончательное описание на основе выполнения комплекса работ исследовательского, расчётного и конструктивного характера. В нашем случае объектом строительства является волоконно-оптическая линия связи (ВОЛС), являющаяся элементом волоконно-оптической системы передачи (ВОСП). ВОСП – это совокупность аппаратуры, оптических устройств и линий связи на оптическом кабеле (ОК). На этой основе создаются, передаются и обрабатываются оптические сигналы (ОС). Задача проектирования ВОЛС состоит в обеспечении удлиненных регенерационных участков (РУ), увеличении скорости передачи информации, обеспечении качества передачи сигналов. Для этого, прежде всего надо получить некоторые сведения о конструкциях и характеристиках оптических волокон (ОВ) и ОК, о каналообразующей аппаратуре и устройствах ВОСП. Надо ознакомиться со справочными материалами по ОВ и ОК, с методикой выбора типов ОВ и ОК и расчётом их передаточных параметров для обеспечения минимальных потерь и искажений (дисперсии) сигнала. Предусмотреть организацию защиты ВОЛС от опасных и мешающих влияний

из-за действия внешних электромагнитных помех для ОК с металлическими элементами (ОКм). Надо проверить механические нагрузки на ОК и его прочность, т.к. растягивающие усилия при прокладке ОК могут привести к его деформации и увеличению затухания (росту коэффициента затухания α дб/км). На основе справочных данных надо определить объём необходимого оборудования для проектируемой ВОЛС, составить ведомость объёма работ и сделать сметно-финансовый расчёт (капитальные затраты, эксплуатационные расходы, стоимость одного канало-километра, прибыль, срок окупаемости). Рассмотреть вопросы по технике безопасности (ТБ), экологии и безопасности жизнедеятельности (ЭБЖ).

 

Общие требования к проектам

 

Проектирование является первым этапом строительства сооружений связи, а так же расширения и реконструкции уже действующих предприятий связи. Беспроектное строительство запрещено. Новое строительство не может быть начато без предварительной разработки и утверждения проектов. В 03.09.1934г. Постановлением СНК СССР был избран документ “О прекращении беспроектного и бессметного строительства”.

Задачи, стоящие перед строителями:

-повышение эффективности капитальных вложений,

-сокращение сроков строительства,

-ускорение освоения проектных мощностей,

-повышение качества и снижение стоимости строительства,

реконструкция и техническое перевооружение уже действующих предприятий на базе использования последних достижений науки и техники (инновация).

Решение этих задач зависит от проектного дела.

Лекция ПВОЛС - 2.

Блок №2

 

Общие требования к проектам

Основные требования это:

- должны создаваться в короткие сроки,

- высокое качество,

- обеспечить экономический эффект,

- высокий технический уровень проектных решений,

- снижение стоимости строительства,

- учёт новых и перспективных направлений техники.

Анализ показывает, что при создании сети связи основные затраты связаны с проектно-изыскательными и строительно-монтажными работами.

 

Исходные данные для проектирования:

- схема организации связи,

- технические характеристики на аппаратуру и кабели различных производителей, включая надёжность и стоимость,

- протяжённость участков регенерации,

- требуемая пропускная способность ВОЛС, в том числе и на перспективу,

- требуемые показатели надёжности на ВОЛС в зоне действия оператора связи.

В проекте строительства ВОЛС должно быть:

- технико-экономические требования согласно задания на проектирование,

- решение по размещению трассы и пунктов линий связи,

- решение о месте размещения линий связи на первой сети ВСС РФ, мощности линий связи (тип и ёмкость кабеля и система передачи). Учёт схемы перспективного развития первичной сети,

- решения по схеме организаций связи, применению аппаратуры и оборудования, отвечающих современным тре6бованиям в технике связи,

- вывод марки кабеля, применение современных технологий и высокий уровень механизации,

- решение по защите кабеля от коррозии, ударов молнии и от внешних источников (ЛЭП, ЭЖД).

- Требования по надёжности, меры по ТБ и ЭБЖ.

На первом этапе проектирования выполняют технико-экономическое обоснование (ТЭО) различных вариантов реализации схемы организации связи (проекта); для чего может потребоваться:

- определение состава оборудования и протяжённость кабеля, задействованных в проекте,

- расчёт длины РУ,

- расчёт и проектирование показателей надёжности,

- расчёт запасов ЗИП и их распределения,

- оценка технико-экономической эффективности реализации различных вариантов проекта.

При проектировании в схеме организации связи рекомендуется с учётом особенностей и возможностей современных ВОСП ориентироваться на:

- организацию однопролётных (без промежуточных пунктов) соединительных линий на местных первичных сетях,

- организацию однопролётного участка линейного тракта между двумя соседними обслуживаемыми регенерационными пунктами (ОРП) на внутризоновых и магистральных первичных сетях, применяя для этого, при необходимости, оптические усилители (ОУ),

- гибкое использование, в зависимости от назначения, возможностей и эффективности различных способов уплотнения информации (временной, пространственной, спектральной),

Рекомендуется для повышения надёжности, уменьшения эксплуатационных расходов и капитальных затрат, связанных с развитием в перспективе, ориентироваться на:

- использование только ОК с одномодовым ОВ (ООВ) даже на участках сети с малой пропускной способностью,

- применение ОК с резервным ОВ,

- применение более высокоскоростной аппаратуры линейного тракта. На одну или две ступени иерархии для ЦСП (цифровых систем передачи) типа ПЦИ (плезиохронных цифровых иерархий) – PDH (Plesio Digital Hierarchy) и на один уровень синхронного транспортного модуля (СТМ) – STM (Synchronous Transported Modul) в ЦСП типа СЦИ (синхронных цифровых иерархий) – SDH (Synchronous Digital Hierarchy), по сравнению с исходными данными в части пропускной способности.

Рекомендуется с целью сохранения капитальных затрат на местности с грунтами высокой категории, проектировать прокладку ОК на опорах ЛЭП в соответствии с основами проектирования ВОЛС-ВЛ (“Основные положения по проектированию, строительству и эксплуатации ВОЛС-ВЛ”. Утверждено Госкомсвязь России, 1997).

 

Стадийность проектирования

 

Проектная документация на строительство сложных объектов разрабатывается в две стадии:

1- разработка ТЭО,

2- разработка рабочей документации.

Для несложных объектов документация разрабатывается одностадийно в виде рабочего проекта (РП). Для простейших проектов может быть только рабочая документация (РД). Проекты подлежат экспертизе и принимаются заказчиком на конкурсной основе через тендер-торг.

 

Литература:

 

1. Корнейчук В.И., Марков Т.В., Панфилов И.П., Проживальский О.П. “Проектирование волоконно-оптических систем передачи” Учебное пособие. Одесса. 1991г.

2. Алексеев Е.Б. “Основы технической эксплуатации волоконно-оптических систем передачи” Учебное пособие для ИПК. Москва. 1998г.

3. Бакланов В.Г., Воронцов А.С., Степанов Е.И. и др. “Кабельные линии связи. История развития в очерках и воспоминаниях” Москва. Радио и связь. 2002г.

 

 

Лекция ПВОЛС - 3.

Блок №3

Лекция ПВОЛС - 4.

Блок №4

Траншейный способ

 

Традиционная прежняя технология: прокладка кабеля с заглублением в дно в разработанную траншею: с использованием средств гидромеханизации: землечерпалки, землесосы, гидромониторы, экскаваторы.

Существует подводная прокладка кабеля (дюкера) с помощью подводного кабелеукладчика ПКУ-3. Это автоматизированный самоходный комплекс, за один проход делает траншею глубиной 2.2м и шириной 300мм. Укладывает в траншею кабель и замывает его грунтом. Скорость 10-300м/ч. В водоёмах глубиной до 100м. Рабочий орган - баровая цепь.

Ещё для бестраншейной прокладки в русле рек применяют гидравлический (струйный) кабелезаглубитель (кабелеукладчик) с фиксированной глубиной опускания ножа под контролем водолазов (СК “эпрон-8”).

В общей стоимости кабельного перехода подводные работы составляют 70-80%.

Охранные зоны кабелей на судоходных путях ограждаются по ГОСТ-26600-85 “Знаки и огни навигационные внутренних водных путей ” Запрещающие знаки “Подводный переход” устанавливают в 100м выше по течению и в 100м ниже по течению от створа для предупреждения судоводителей о запрещении отдачи якорей. Знаки располагаются попарно, на обоих берегах, так, чтобы каждая их пара образовала створ, направленный поперёк реки – границу охранной зоны.

 

Рис 1. Технологическая схема перехода через водную преграду методом горизонтально-направленного бурения.

1 – буровая установка;

2 – буровая головка;

3 – кривой переходник и датчик управления;

4 – буровая колонна для бурения направляющей (пилотной) скважины – совокупность всех свинчивающихся вместе буровых шахт (3-6м);

5 - расчётная траектория прохода пилотной буровой скважины;

6 – расширитель скважины с шарниром;

7 – труба;

h – расчётная глубина заложения труб.

 

 

 

Рис 2. Выполнение речного перехода методом ГНБ.

1 – буровая труба,

2 – расширитель,

3 – серога,

4 – трубопровод.

 

 

 

Рис 3. Схема резервирования ВОЛС при переходе через реки.

L=50…1000м.

 

Лекция ПВОЛС - 5.

Блок №5

 

Стадийность проектирования.

Разработку проектно-сметной документации (ПСД) осуществляют в 2 стадии.

1стадия. Разработка технического проекта (ТП).

2стадия. Разработка рабочей документации (РД), содержащей рабочие чертежи и схему расходов. Схема документации имеет важную роль в составе проектных материалов, так как одной из основных задач проектирования является определение стоимости возводимого объекта.

Практика показывает, что для составления в полном объёме ТП, его согласования, утверждения и экспертиза требует около 3 лет. Такой долгий срок увеличивает стоимость и морально устаревают проектные решения. РД – рабочие чертежи и смета разрабатываются только после утверждения ТП.

Практика показывает, что свыше 80% строек делать в указанные две стадии нецелесообразно, особенно для технически несложных сооружений и при наличии уже готовых проектов. Поэтому сейчас большинство сооружений проектируется в одну стадию – разрабатывается технико-рабочий проект (ТРП). Одновременно с проектной документацией разрабатываются рабочие чертежи на первый год строительства. Если сроки рассчитаны на 2 года, то сразу на эти два года делают проект. ТП разрабатываются только для крупных и сложных сооружений и при особо трудных условий строительства. Практически таких сооружений только 20 % от числа всех строек. ТП должен состоять из тех же частей, что и ТРП, но с уточнениями:

- в части ТЭО

- в целесообразности строительства новой ВОЛС, сравнению с реконструкцией действующей линии связи,

- потребность в сырье, энергии, воде, материалах.

Если с строительство будет по типовым проектам, то в ТП надо указать паспорт этих типовых проектов.

ТП представляется заказчику на утверждение.

При 2-х стадийном проектировании на первой стадии разрабатывается технический проект, содержащий разделы ТЭО и свободный сметный расчёт стоимости строительства. После утверждения технического проекта разрабатывается рабочая документация, содержащая рабочие чертежи и схемы.

ТПР сооружений связи решает следующие вопросы:

- схема организации связи,

- выбор оптимального варианта трассы ВОЛС,

- размещение оконечных и промежуточных пунктов,

- выбор оборудования с учётом последних достижений науки и техники,

- конструктивные решения сооружения,

- номенклатура стройматериалов, конструкций и изделий,

- обеспечение электроэнергией, водой и прочим,

- использование территории, выбор оптимального варианта,

- обеспечение кадрами,

- обеспечение жилищно-бытовыми условиями персонала,

- организация строительства и его сроки,

- стоимость строительства,

- технико-экономические показатели (себестоимость, рентабельность, экономическая эффективность капитальных вложений).

ТПР представляется заказчику на рассмотрение и утверждение. После утверждения расчётная стоимость строительства (сделанная по ТЭО) не должна быть превышена в дальнейшем при строительстве ВОЛС.

 

 

Лекция ПВОЛС - 6.

Блок №6

 

Лекция ПВОЛС - 7.

Блок №7

 

Лекция ПВОЛС – 8.

Блок №8

 

Техническое задание на проектирование.

Проектирование ВОЛС производится на основании технического задания (ТЗ), которое выдаёт предприятие – заказчик проектируемой организации. Задание согласовывается с заинтересованными организациями и утверждается вышестоящими инстанциями. Задание должно быть ясным, кратким и должно содержать следующие данные:

- основание для проектирования,

- назначение объекта, условия эксплуатации, эксплуатационные нагрузки,

- условия присоединения или использование сети общего пользования,

- требования по резервированию, возможности расширения в будущем,

- сроки строительства и очерёдность ввода мощностей,

- количество стадий проектирования.

Кроме этого в задание включаются:

- наличие ВОЛС с указанием оконечных и важнейших промежуточных пунктов,

- указание о необходимости связки оконечных и промежуточных пунктов с ТВ-центрами, ретрансляционными ТВ станциями, вещательными станциями и другими сооружениями,

- виды и объёмы передаваемой информации,

- указания о системе передачи,

- требования к схеме организации связи и указания об обеспечении каналами связи пунктов, расположенных на трассе ВОЛС,

- требования о необходимости проектирования коммутационных узлов,

- требования к выделению каналов связи,

- исходные данные и мощность ВОЛС, о перспективах её развития, увязку с существующей сетью связи,

- рекомендации по типу ОК,

- требования по проектированию.

При составлении проектного ТЗ проводится технико-экономическое обоснование (ТЭО) или технико-экономический расчёт (ТЭР). Расчётная стоимость строительства, утвержденная и согласованная с подрядной организацией, не должна быть потом превышена при проектировании и строительстве ВОЛС.

Состав сметного расчета стоимости строительства:

- Подготовка территории.

- Основные объекты строительства.

- Объекты подсобного и обслуживающего назначения.

- Объекты энергетического хозяйства.

- Объекты транспортного хозяйства и связи.

- Наружные сети и сооружения водоснабжения, электро-газо-теплоснабжения, канализации.

- Благоустройство и озеленение территории.

- Временные здания и сооружения.

- Прочие расходы и затраты.

- Содержание дирекции строительства и авторский надзор строящегося объекта.

- Подготовка эксплуатационных кадров.

- Проектно-изыскательские работы.

Кроме этого перечисленного в сметный расчёт могут входить средства по освоению территории строительства по сносу и переносу зданий.

 

Лекция ПВОЛС – 9.

Блок №9

 

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВОЛС

 

Лекция ПВОЛС - 1.

 

Общие положения по проектированию

 

По определению из БСЭ слово “проектирование” – это процесс создания проекта (по латыни “progectus” - брошенный вперёд). Из словаря Ожегова С.И. “проект” - это разработанный план сооружений, а “проектировать” – это чертить, производить проекцию, составлять проект. Проект – это система чертежей, изображающих будущее здание, сооружение или отдельных частей. Проект – это предварительно подготовленное, обоснованное техническими и экономическими расчётами и выраженное в чертежах решение по строительству предприятия, здания, сооружения. Проект – это комплексный технико-экономический (ТЭ) документ, определяющий архитектуру сооружения, его мощность и потребные материальные ресурсы.

Вообще слово “проектирование” означает процесс, заключающийся в преобразовании исходного описания объекта строительства в окончательное описание на основе выполнения комплекса работ исследовательского, расчётного и конструктивного характера. В нашем случае объектом строительства является волоконно-оптическая линия связи (ВОЛС), являющаяся элементом волоконно-оптической системы передачи (ВОСП). ВОСП – это совокупность аппаратуры, оптических устройств и линий связи на оптическом кабеле (ОК). На этой основе создаются, передаются и обрабатываются оптические сигналы (ОС). Задача проектирования ВОЛС состоит в обеспечении удлиненных регенерационных участков (РУ), увеличении скорости передачи информации, обеспечении качества передачи сигналов. Для этого, прежде всего надо получить некоторые сведения о конструкциях и характеристиках оптических волокон (ОВ) и ОК, о каналообразующей аппаратуре и устройствах ВОСП. Надо ознакомиться со справочными материалами по ОВ и ОК, с методикой выбора типов ОВ и ОК и расчётом их передаточных параметров для обеспечения минимальных потерь и искажений (дисперсии) сигнала. Предусмотреть организацию защиты ВОЛС от опасных и мешающих влияний

из-за действия внешних электромагнитных помех для ОК с металлическими элементами (ОКм). Надо проверить механические нагрузки на ОК и его прочность, т.к. растягивающие усилия при прокладке ОК могут привести к его деформации и увеличению затухания (росту коэффициента затухания α дб/км). На основе справочных данных надо определить объём необходимого оборудования для проектируемой ВОЛС, составить ведомость объёма работ и сделать сметно-финансовый расчёт (капитальные затраты, эксплуатационные расходы, стоимость одного канало-километра, прибыль, срок окупаемости). Рассмотреть вопросы по технике безопасности (ТБ), экологии и безопасности жизнедеятельности (ЭБЖ).

 

Общие требования к проектам

 

Проектирование является первым этапом строительства сооружений связи, а так же расширения и реконструкции уже действующих предприятий связи. Беспроектное строительство запрещено. Новое строительство не может быть начато без предварительной разработки и утверждения проектов. В 03.09.1934г. Постановлением СНК СССР был избран документ “О прекращении беспроектного и бессметного строительства”.

Задачи, стоящие перед строителями:

-повышение эффективности капитальных вложений,

-сокращение сроков строительства,

-ускорение освоения проектных мощностей,

-повышение качества и снижение стоимости строительства,

реконструкция и техническое перевооружение уже действующих предприятий на базе использования последних достижений науки и техники (инновация).

Решение этих задач зависит от проектного дела.

Лекция ПВОЛС - 2.

Блок №2

 

Общие требования к проектам

Основные требования это:

- должны создаваться в короткие сроки,

- высокое качество,

- обеспечить экономический эффект,

- высокий технический уровень проектных решений,

- снижение стоимости строительства,

- учёт новых и перспективных направлений техники.

Анализ показывает, что при создании сети связи основные затраты связаны с проектно-изыскательными и строительно-монтажными работами.

 

Исходные данные для проектирования:

- схема организации связи,

- технические характеристики на аппаратуру и кабели различных производителей, включая надёжность и стоимость,

- протяжённость участков регенерации,

- требуемая пропускная способность ВОЛС, в том числе и на перспективу,

- требуемые показатели надёжности на ВОЛС в зоне действия оператора связи.

В проекте строительства ВОЛС должно быть:

- технико-экономические требования согласно задания на проектирование,

- решение по размещению трассы и пунктов линий связи,

- решение о месте размещения линий связи на первой сети ВСС РФ, мощности линий связи (тип и ёмкость кабеля и система передачи). Учёт схемы перспективного развития первичной сети,

- решения по схеме организаций связи, применению аппаратуры и оборудования, отвечающих современным тре6бованиям в технике связи,

- вывод марки кабеля, применение современных технологий и высокий уровень механизации,

- решение по защите кабеля от коррозии, ударов молнии и от внешних источников (ЛЭП, ЭЖД).

- Требования по надёжности, меры по ТБ и ЭБЖ.

На первом этапе проектирования выполняют технико-экономическое обоснование (ТЭО) различных вариантов реализации схемы организации связи (проекта); для чего может потребоваться:

- определение состава оборудования и протяжённость кабеля, задействованных в проекте,

- расчёт длины РУ,

- расчёт и проектирование показателей надёжности,

- расчёт запасов ЗИП и их распределения,

- оценка технико-экономической эффективности реализации различных вариантов проекта.

При проектировании в схеме организации связи рекомендуется с учётом особенностей и возможностей современных ВОСП ориентироваться на:

- организацию однопролётных (без промежуточных пунктов) соединительных линий на местных первичных сетях,

- организацию однопролётного участка линейного тракта между двумя соседними обслуживаемыми регенерационными пунктами (ОРП) на внутризоновых и магистральных первичных сетях, применяя для этого, при необходимости, оптические усилители (ОУ),

- гибкое использование, в зависимости от назначения, возможностей и эффективности различных способов уплотнения информации (временной, пространственной, спектральной),

Рекомендуется для повышения надёжности, уменьшения эксплуатационных расходов и капитальных затрат, связанных с развитием в перспективе, ориентироваться на:

- использование только ОК с одномодовым ОВ (ООВ) даже на участках сети с малой пропускной способностью,

- применение ОК с резервным ОВ,

- применение более высокоскоростной аппаратуры линейного тракта. На одну или две ступени иерархии для ЦСП (цифровых систем передачи) типа ПЦИ (плезиохронных цифровых иерархий) – PDH (Plesio Digital Hierarchy) и на один уровень синхронного транспортного модуля (СТМ) – STM (Synchronous Transported Modul) в ЦСП типа СЦИ (синхронных цифровых иерархий) – SDH (Synchronous Digital Hierarchy), по сравнению с исходными данными в части пропускной способности.

Рекомендуется с целью сохранения капитальных затрат на местности с грунтами высокой категории, проектировать прокладку ОК на опорах ЛЭП в соответствии с основами проектирования ВОЛС-ВЛ (“Основные положения по проектированию, строительству и эксплуатации ВОЛС-ВЛ”. Утверждено Госкомсвязь России, 1997).

 

Стадийность проектирования

 

Проектная документация на строительство сложных объектов разрабатывается в две стадии:

1- разработка ТЭО,

2- разработка рабочей документации.

Для несложных объектов документация разрабатывается одностадийно в виде рабочего проекта (РП). Для простейших проектов может быть только рабочая документация (РД). Проекты подлежат экспертизе и принимаются заказчиком на конкурсной основе через тендер-торг.

 

Литература:

 

1. Корнейчук В.И., Марков Т.В., Панфилов И.П., Проживальский О.П. “Проектирование волоконно-оптических систем передачи” Учебное пособие. Одесса. 1991г.

2. Алексеев Е.Б. “Основы технической эксплуатации волоконно-оптических систем передачи” Учебное пособие для ИПК. Москва. 1998г.

3. Бакланов В.Г., Воронцов А.С., Степанов Е.И. и др. “Кабельные линии связи. История развития в очерках и воспоминаниях” Москва. Радио и связь. 2002г.

 

 

Лекция ПВОЛС - 3.

Блок №3

Основные технические направления при проектировании ВОЛС.