Расчет и размещение линейных регенераторов

В курсовом проекте отсутствует привязка к конкретной трассе прокладки кабеля, что не вызывает необходимости учета топологии трассы

Для расчета длины регенерационного участка руководствуются двумя параметрами: суммарным затуханием регенерационного участка и дисперсией оптического волокна (ОВ).

Если исходить из затухания с учетом всех потерь, имеющих место в линейном тракте, то расчетная формула длины регенерационного участка выглядит следующим образом:

L_py ≤ (Э_п – α_рс·n_рс – α_нс·n_нс ) / (α + α_нс/L_c),

где:

Э_п – энергетический потенциал ВОСП, дБ, определяемый как разность

Э_п = Р_вых – Р_вх,

α – коэффициент затухания оптического волокна, дБ/,

n_рс – число разъемных соединителей,

n_нс – число неразъемных соединителей на участке регенерации,

а_рс – потери в разъемном соединителе, дБ

а_нс – потери в неразъемном соединителе, дБ

 

α=0.22 дБ/км

Э_п= 0-(-28)=28дБ

а_рс=0,4дб

а_нс=0,1дб

 

Расчет проводится для всего тракта передачи. Сначала определяется число строительных длин на рассматриваемом участке:

n_{с =} L/ l_с

где l_с = 4км – строительная длина кабеля.

n_{с =} 320/ 4 = 80

Общее число строительных длин для участка передачи определяет число неразъемных соединителей:

n_с= n_с-1

n_с= 80-1 = 79

Потери в неразъемных соединителях одномодового волокна 0,1дБ

Потери в разъемных соединителях с типом разъема FC/APC 0,5дБ

L_py ≤ (Э_п – α_рс·n_рс – α_нс·n_нс ) / (α + α_нс/L_c)

L_py ≤ (28 – 0,4·4 – 0,1· 79) / (0,22 + 0,1/4)

L_py ≤ = 29,84 км

В моем случае - длинна тракта передачи L>L_ру, следовательно необходимо применение регенераторов или оптических усилителей.

Для определения количества регенераторов, которые необходимо установить на линии, используем формулу:

N_рег = L / L_ру – 1,

где:

L – длина линии,

L_ру – максимальная длина регенерационного участка для выбранной аппаратуры, км.

N_рег = L / L_ру – 1,

N_рег = 320 / 29,84 – 1 = 10

Далее, необходимо рассчитать длину регенерационного участка одного РП L_рп

L – L_ру = 320 – 29,84 = 290, 16 км

Выходная оптическая мощность наиболее распространенных оптических усилителей (EDFA) составляет:

Р_вых.оу = 12..24дБм

Для определения количества оптических усилителей n_ОУ необходимо рассчитать длину регенерационного участка одного ОУ l_оу по формуле

Lоу ≤ (Рвых.оу – αрс·nрс – αнс·nнс – αз)/(α + αнс/Lc)

Здесь значение энергетического потенциала заменено на значение выходной мощности оптического усилителя, так же используется коэффициент запаса, который принимается равным а_з = 2 дБ.

Расчет количества оптических усилителей произвести для максимального и для минимального значений выходной мощности, т.е, сначала рассчитать для Р_вых.оу = 12дБм, а затем для Р_вых.оу = 24дБм/

 

Рассчитываем для Р_вых.оу = 12дБм,

Lоу min ≤ (12 – 0,4·0 – 0,1·69 – 2)/(0,22 + 0,1/4)

Lоу min ≤ 12,65 км

Рассчитываем для Р_вых.оу = 24дБм,

Lоу max ≤ (24 – 0,4·0 – 0,1·69 – 2)/(0,22 + 0,1/4)

Lоу max ≤61,63 км

В данной формуле был взят участок L-Lру, следовательно количество неразъемных соединений изменено в соответствии с длинной полученного участка.

 

требуемое число ОУ определится приближенно по формуле

N_оу = int ((L – l_ру)/ l_оу)

N_{оу min} = int ((320 – 29,84)/ 12,65) = 22

N_{оу max} = int ((320 – 29,84)/ 61,63) = 4

где

int(x) – целая часть числа х.

Выбираем N_{оу max} т.к. это обеспечивает большую эффективность построения линии и требует меньшего количества усилительных участков.

Эквивалентное значение энергетического потенциала Э_е

Э_е = Э_п + Р_вых.оу · N_оу

Э_е = 24 + 12 · 22 = 292

Э_е = 24 + 24 · 4 = 120

Выбираем Pвых.оу=24 дБмт.к. это обеспечивает большую эффективность построения линии и требует меньшего количества усилительных участков.

 

Расчет энергетического баланса заданного участка

Энергетический баланс участка показывает, как изменяется уровень сигнала на всем участке.

Р_вх.оп1 = Р_вых.оп – α· L_ру - α_рс·n_рс – α_нс·n_нс

 

ОП_1вых=0

ОРП_1вх=0-0,22 · 72,24-0,1 · 18-2 ·0,5=-18,6928

ОРП1_вых=24+(-18,6928)=5,3072

ОРП2_вх=5,3072-0,22 · 61,63-0,1 · 15-0 ·0,5=-9,7514

ОРП2_вых=24+(-9,7514)=14,2486

ОРП3_вх=14,2486-0,22 · 61,63-0,1 · 15-0 ·0,5=-0,81

ОРП3_вых=24+(-0,81)=23,19

ОРП4_вх=23,19-0,22 · 61,63-0,1 · 15-0 ·0,5=8,1314

ОРП4_вых=24+8,1314=32,1314

ОРП5_вх=32,1314-0,22 · 61,63-0,1 · 15-0 ·0,5=17,0728

ОРП5_вых=24+17,0728=41,0728

ОП2_вх=41,0728-0,22 · 31,24-0,1 · 15-2 ·0,5=32,5

 

Экономический раздел

 

Стоимость кабеля при строительстве магистрали:

Наименование оборудования	Единицы измерения	Количество	Стоимость у.е.
единичная	общая
Кабель “ТРАНСВОК” ОКБ	км
Наценки ГУМТО	%
Транспортные расходы	%
Итого: 364000
Заготовительно-складские работы	%	1.5
Итого: 369250

 

Сметный расчет на оборудование:

Наименования оборудования	Единица измерения	Кол-во ед. измерения	Стоимость у.е
Единичная	Общая
ZPAS WZ Открытая стойка 19", 24U, высота 1197 мм, двухрамная	шт
Оптический мультиплексор FlexGain A155	блок
Оптический усилитель	блок
Электрический мультиплексор РоТеК Т-130	блок
Шкаф кроссовый оптический ШКОН	шт
Муфта	кассета
Патчкорд	шт
Итого: 539210
Наценки ГУМТО	%			5392,1
Транспортные расходы	%			16176,3
Итого: 560778,4
Заготовительно-складские работы	%	1,5		8088,15
Итого: 568866,55

 

Сметный расчет на строительство магистрали:

Наименование оборудования	Единица измерения	Кол-во ед. измерения	Стоимость
единичная	общая
Раздел А: Строительные работы
Прокладка кабеля	км
Монтаж кабеля	км
Стоимость кабеля 210000
Стоимость материалов не учтенных от стоимости кабеля	%
Итого: 226800
Накладные расходы	%
Итого: 265356
Плановые накопления	%			21228,48
Итого по разделу А: 286584,48
Раздел Б: монтажные работы от стоимости оборудования	%	7,5		40440,75
Стоимость материалов, неучтенных ценниками	%	7,5		40440,75
Стоимость оборудования: 539210
Итог по разделу Б: 620091,5
Итог по разделу А и Б:846891,5
Прочие расходы	%			25406,745
Итого по смете: 872298,245
Общая сметная стоимость: 872298,245
Непредвиденные расходы	%			26168,94735
ВСЕГО:				898467,19235

 

На основании выполненного сметно-финансового расчета определим количество канало-километров (КК):

КК=NL,

где N-количество каналов

L-протяженность трассы км

КК=226 · 350=79100

 

Стоимость одного канала-километра = Q/КК

где Q-стоимость проекта

Стоимость канала-километра = 898467,19235/79100=11,35862442920354 у.е.

Мероприятия по ТБ и ОТ

 

Правила по охране труда при технической эксплуатации волоконно-оптических линий передачи в ОАО «РЖД» разработаны в соответствии с Межотраслевыми правилами по охране труда (правилами безопасности) при эксплуатации электроустановок ПОТ РМ-016-2001 РД 153-34.0-03.150-00, утвержденными постановлением Министерства труда и социального развития Российской Федерации от 5 января 2001г. И устанавливают основные требования по охране труда при организации и выполнении работ по технической эксплуатации волоконно-оптических линий передачи (ВОЛП ЖТ) в ОАО «РЖД».

Настоящие Правила распространяются на руководителей и работников структурных подразделений, железных дорог, на которых возложены функции по организации работ по технической эксплуатации (техническому обслуживанию, ремонту и аварийному восстановлению) ВОЛП ЖТ и проводной связи.

Руководитель подразделения ОАО «РЖД» должен обеспечивать работникам режимы рабочего времени и времени отдыха в соответствии с законодательством Российской Федерации, а также конкретные условия труда с учетом выполнения различных видов работ и характера производственной деятельности работников.

Руководитель подразделения ОАО «РЖД» должен утверждать перечень опасных для технической эксплуатации ВОЛП ЖТ мест.

К опасным местам относятся:

места сближения линейно-кабельных сооружений КЛС, ВОЛП ЖТ менее 2 м с находящимися под напряжением оборудованием и проводами контактной сети и линий автоблокировки, а также с проводами, подвешенными на опорах контактной сети или опорах линий электропередачи;

охранные зоны воздушных линий электропередачи, в которых предполагается выполнение работ с применением строительных машин и механизмов;

места пересечения волоконно-оптическими кабелями, проложенных в грунте подземных коммуникаций (кабельных линий, газопроводов, теплопроводов);

колодцы, коллекторы, кабельные шахты;

места производства работ, когда имеется или может возникнуть производственная опасность, исходящая от действующего оборудования;

места выполнения работ на участках, где имеется или может возникнуть производственная опасность, исходящая от других видов работ, выполняемых на смежных участках. В зависимости от местных условий по решению руководителя подразделения ОАО «РЖД» могут устанавливаться и другие опасные места.

К самостоятельной работе по техническому обслуживанию, ремонту и восстановлению ВОЛП ЖТ и линиям проводной связи допускаются работники не моложе 18 лет, прошедшие профессиональный отбор, предусматривающий предварительные и периодические медицинские осмотры и установление профессиональной пригодности к безопасному выполнению работ. Предварительные, при поступлении на работу, и периодические медицинские освидетельствования работников должны производиться в соответствии с нормативными правовыми актами, устанавливающими требования к обязательным предварительным, при поступлении на работу, и периодическим медицинским осмотрам.

Все работники должны:

проходить профессионально-техническую подготовку в объеме требований квалификационной характеристики по специальности и в соответствии с программами профессионального обучения;

обучаться безопасным методам работы;

пройти проверку знаний по охране труда и стажировку, вводный и первичный инструктажи на рабочем месте;

иметь соответствующую квалификацию согласно тарифно-квалификационному справочнику и соответствующую группу по электробезопасности.

К обслуживанию электроустановок допускаются специально обученные работники, прошедшие проверку знаний нормативных правовых актов, содержащих требования по охране труда при эксплуатации электроустановок. Работники должны проходить обучение и специальный инструктаж по применению предохранительных приспособлений и средств индивидуальной защиты (далее - СИЗ) и способам проверки исправности этих средств.

Руководители подразделений ОАО «РЖД» и работники, осуществляющие организацию технической эксплуатации ВОЛП ЖТ и проводных линий связи, должны знать:

действующие на человека опасные и вредные производственные факторы, возникающие во время работы;

правила производственной санитарии;

правила нахождения на железнодорожных путях;

видимые и звуковые сигналы, обеспечивающие безопасность движения;

знаки безопасности;

безопасные приемы в работе;

места расположения аптечек первой помощи.

Работники, руководящие выполнением пуско-наладочных работ и технической эксплуатацией станционного оборудования ВОЛП ЖТ, должны знать:

требования безопасности, исключающие возможность воздействия опасного излучения, с учетом класса лазерного изделия (лазера) по степени опасности генерируемого излучения и уровня опасности ВОЛП ЖТ, указанном на оборудовании (блоке);

величины мощности оптического излучения, передающегося по оптическому волокну во всех местах возможного доступа к этому излучению и продолжительность срабатывания систем автоматического снижения мощности излучения;

места возможного доступа к оптическому излучению элементов ВОЛП ЖТ;

сигнальные знаки (таблички), предупреждающие об опасности;

условия, при которых может произойти отключение системы автоматического снижения мощности;

требования безопасности при испытании системы;

порядок действий, необходимых для предотвращения несанкционированного доступа к месту с опасным уровнем излучения;

Руководители подразделений ОАО «РЖД» и работники, осуществляющие организацию работ по технической эксплуатации ВОЛП ЖТ, должны обеспечивать выполнение работ по техническому обслуживанию, восстановлению или ремонту ВОЛП ЖТ работниками, имеющими следующие группы по электробезопасности для электротехнического персонала:

руководитель работ - не ниже IV;

работники, выполняющие восстановление или ремонт ЛКС ВОЛП ЖТ с ВОК, подвешенными на опорах контактной сети и линий автоблокировки - не ниже III;

работники, выполняющие восстановление или ремонт ВОК, проложенных непосредственно в грунте (не электротехнический персонал), и работники, выполняющие восстановление или ремонт станционного оборудования - не ниже II;

работники, выполняющие восстановление или ремонт ВОК и восстановление или ремонт трубопроводов с применением электросварных муфт - не ниже III.

 

 

Заключение

Целью моего курсового проекта было создание ВОСП, для организации 310 каналов на расстояние 320 км с использованием ЦПС. Задание выполнено. В процессе выполнения я изучил виды сетевых мультиплексоров, их основные характеристики; типы ВОК. Научился рассчитывать энергетический баланс и составлять смету на выполнение монтажно-строительных работ.

 

Графическая часть

 

Оптический кабель