Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
05-11-2013_22-47-45 / диплом ПЗ.doc
Скачиваний:
87
Добавлен:
22.02.2016
Размер:
5.45 Mб
Скачать

3.5 Выбор типа кабеля для проектируемого участка

Оптическое волокно. Тогда как в электрических кабелях связи основным элементом являются изолированные медные жилы, то в ВОК основным элементом являются оптические волокна (ОВ). От типа ОВ зависит величина потерь и дисперсии передаваемых сигналов, величина регенерационного участка, а следовательно, надежность работы и экономичность ВОЛС в целом.

Нaвнутризоновых и магистральных сетях предъявляются очень жесткие требования к параметрамOВ, на ГТС могут быть использованы ВОК с ОВ, к параметрам которых предъявляются менее жесткие требования.

Высокая чувствительность OВ к механическим воздействиям, возникающим в процессе изготовления, прокладки и эксплуатации ВОК, требует особого подхода к их конструированию. При разработке конструкции ВОК необходимо, прежде всего, учитывать узкий диапазон допустимых упругих растяжений (0,1 – 1 %) и малую механическую прочность основного элемента кабеля – оптического волокна.

В этой связи необходимо предусмотреть:

– предохранение OВ от растяжений и изгибов, которые могут вызвать ухудшение параметров передачи;

– упрочнение кабеля силовыми (упрочняющими) элементами, ограничивающими его растяжение при одновременном обеспечении допустимых радиусов изгиба;

– защиту от механических, температурных и электромагнитных воздействий.

Правильно разработанные конструкции ВОК должны обеспечивать их прокладку такими же методами, как и обычные электрические кабели.

Оптическое волокно (ОВ) – диэлектрический волновод оптического диапазона частот. ОВ представляет собой цилиндрические нити или тонкие узкие прозрачные полоски, изготовленные из материала, прозрачного для применяемого излучения. Цилиндрические ОВ применяются в основном как волноводы волоконно-оптических систем передачи для линий связи протяженностью от сантиметров до сотен и тысяч километров, а ОВ в виде полосок (планарные) – как соединительные элементы в оптических и оптоэлектронных микросхемах. Цилиндрические ОВ нашли широкое применение в волоконно-оптических линиях связи. Их и будем рассматривать.

Оптическое волокно (рисунке 3.6) состоит из сердцевины, по которой происходит распространение световых волн, и оболочки, предназначенной, с одной стороны, для создания лучших условий отражения на границе раздела «сердцевина - оболочка», а с другой - для снижения излучения энергии в окружающее пространство. С целью повышения прочности и тем самым надежности волокна поверх оболочки, как правило, накладываются защитные упрочняющие покрытия.

Общий вид типового ОВ представлен на рисунке 3.6.

Рисунок 3.6Общий вид типового ОВ

Такая конструкция ОВ используется в большинстве оптических кабелей (ОК) в качестве базовой. Сердцевина изготавливается из оптически более

плотного материала. Оптические волокна отличаются диаметром сердцевины и оболочки, а также профилем показателя преломления сердцевины, т. е. зависимостью показателя преломления от расстояния от оси ОВ.

Рассмотрим несколько волоконно-оптических кабелей для сравнения.

Кабель ОКБ-М4П-16А-11,0

Кабель волоконно-оптический с одномодовым или многомодовым волокном и броней из стальной оцинкованной проволоки.

Кабель предназначен для прокладки ручным или механизированным способом в грунтах всех категорий, кроме подверженных мерзлотным деформациям, в кабельной канализации, в трубах, блоках, коллекторах, в воде при пересечении рек и болот.

Основные технические характеристики кабеля:

Количество оптических волокон, шт……………………………..…2-144

Коэффициент затухания, дБ/к… G.652-1550нм-0,22;G.651-1310нм-0,7

Допустимое растягивающее усилие, кН…...…………………….….7,0-80

Температурный диапазон, °С………………………………..от -40 до +60

Наружный диаметр, мм……………………………………………….. 7-20

Масса 1 км кабеля, кг………………………………………..от 13,7до 350

Максимальное количество оптических волокон в одном модуле, шт 12

Типы оптических волокон по рекомендациям ITU-T…...G.651, G.652, G.655

Номинальный диаметр кабеля, мм…………………………..…14,1 - 29,0

Температура эксплуатации, °С…………………………………...-40...+70

Температура монтажа °С……………………………..………….…... -10

Строительная длина, км…………………………………………….…...4,0

Расчетная масса кабеля, кг/км……………………………….…325 – 2460

Допустимое раздавливающее усилие, кН/см………………………….1,0

Минимальный допустимый радиус изгиба, мм…………………..….20 D

Бронированный кабель типа ОКЛК -3-ДА6-4х4Е-0,36ф3,5-16/0

Кабель типа ОКЛК предназначен для использования при повышенных требованиях к устойчивости к механическим воздействиям при прокладке ручным и/или механизированными способами непосредственно в грунтах всех категорий, в том числе в районах с высокой коррозийной агрессивностью и территориях, заражённых грызунами, в районах сыпучих грунтов и грунтовых сдвигов, кроме подвергаемых мерзлотным деформациям, через болота, озёра, сплавные и судоходные реки глубиной до 50 м.

Таблица 3.7Основные характеристики кабеля ОКЛК

Передаточные

Диапазон коэффициента затухания на опорных длинах волн, не более, дБ/км:

ООВ – 1310 нм

1550 нм

МОВ – 850 нм

1300 нм

0,36

0,25

3,0

1,0

Массогаборитные

Масса кабеля, кг/км

350…800

Количество ОВ в кабеле, шт.

2…72

Диаметр кабеля, мм

14,5…25

Механические и климатические

Минимальный радиус изгиба, мм

20 диаметров кабеля

Допустимое растягивающее усилие, кН

7…15

Допустимое раздавливающее усилие, не более, Н/100 мм

5000

Стойкость к ударам с начальной энергией, Дж

20 (25 ударов)

Диапазон рабочих температур, °С

-40 °С - +60 °С

Температура хранения, °С

-50 °С - +60 °С

Температура монтажа, °С

-10 °С - +60 °С

Строительная длина, км

2,5…4,5

Бронированный кабель типа ОКЛК приведен в «Приложении В»

Кабель ОМЗКГМ-10-01-0,22-20/4(8,0)

Этот кабель содержит 24 волокна, расположенных по 4 в модуле, так же имеется 2 свободных модуля для дозадувки волокон в случае необходимости. Кабель предназначен для прокладки в грунтах всех категорий, кроме подверженных мерзлотным деформациям, в кабельной канализации, трубах, блоках, коллекторах, тоннелях на мостах и в шахтах, через неглубокие болота и несудоходные реки. Центральный силовой элемент ― стеклопластиковый стержень или стальной трос. Модули с оптическими волокнами производства Fujikura, Corning, Draka. Гидрофобный заполнитель в модулях и между модулями и оболочкой. Промежуточная оболочка из полиэтилена. Броня из круглых стальных оцинкованных проволок. Защитный шланг из полиэтилена. Температурный диапазон эксплуатации от минус 40 ºС до плюс 70 ºС. Кабели предназначены для монтажа и прокладки ручным и механизированным способами при температуре не ниже минус 10 ºС. Допустимый радиус изгиба при эксплуатации не менее 20 номинальных диаметров кабеля и не менее 250 мм при прокладке и монтаже. Срок службы кабелей, не менее 25 лет. Он достаточно стойкий к воздействию плесневых грибов, росы, дождя, инея, соляного тумана, солнечного излучения, к повреждению грызунами. Кабель поставляется на деревянных барабанах в соответствии с ГОСТ 18690.

Наружный диаметр кабеля 13,7 – 17,6 (мм). Номинальный вес – 319 – 351 (кг/км). Кабель устойчив к растягивающим усилиям, – от 7,0 до 20,0 (кН.) Коэффициент затухания, на длине волны 1550 нм – 0,21 дБ/км. Количество волокон в модуле - 4. Общее количество волокон 24, 16, так как мы будем использовать два вида кабелей (магистраль и для вводов в связевые). Электрическое сопротивление наружной оболочки не менее 2000 МОм/км.

Обозначение кабеля ОМЗКГМ-10-01-0,22-20/4(8,0) ― кабель оптический, магистральный и внутризоновый:

О― оптический;

М― магистральный;

З― зоновый;

К― канализация;

Г― грунт;

М― многомодульный;

10― диаметр модового поля;

01― центральный силовой элемент из стеклопластика;

0,22― коэффициент затухания;

24/4 ― количество волокон;

8,0― допустимое растягивающее усилие.

Различие в структуре этих двух типов кабелей только в наличии во втором типе двух пустых заполнителей оптического модуля.

Волоконно-оптический кабель может быть проложен по трассе различными путями: подвешен на опорах линии электропередач (ЛЭП) или опорах контактной сети (КС) или проложен в грунте с применением бронированных кабелей или различного рода труб.

Применение бронированного круглой проволокой кабеля является традиционным способом прокладки кабеля в грунт. К основным недостаткам технологии можно отнести следующие:

  • необходимость перемотки кабеля с барабана на барабан при каждом пересечении;

  • связанная с необходимостью перемотки температура прокладки кабеля, как правило, не ниже – 10 °С, что ограничивает продолжительность строительного сезона;

  • высокая стоимость добавления новых волокон – приходится прокладывать новый кабель.

Достоинства технологии:

  • распространенность – широкое предложение различных типов кабеля

  • отечественными производителями, а также большое количество организаций, способных выполнить подобный тип работ;

  • существенно меньший ассортимент аксессуаров и запасных частей, нежели в других технологиях.

Технология защитных пластмассовых трубопроводов является основной альтернативой прокладке бронированного кабеля. Технология пластмассового трубопровода имеет следующие основные преимущества:

  • возможность относительно легкой прокладки второго кабеля или замены кабеля на более совершенный;

  • простота прохода пересечений: в месте пересечения труба режется и соединяется муфтой (отсутствие перемоток);

  • увеличение строительного сезона, так как практически возможна работа при более низких температурах;

  • наращивание числа волокон в данной технологии, как правило, возможно без проведения масштабных земляных работ.

Основные недостатки технологии:

  • увеличение общей стоимости объекта, связанной с тем, что материалы (труба, легкий кабель) стоят дороже, нежели бронированный кабель;

  • возможна не герметичность трубы;

  • низкая ремонтопригодность линии в случае попадания в трубу песка или воды.

Трасса для прокладки оптического кабеля (ОК) выбирается исходя из следующих условий:

  • выполнение наименьшего объема работ при строительстве;

  • наименьшая протяженность трассы;

  • возможности максимального применения наиболее эффективных средств индустриализации и механизации строительных работ;

  • наименьшее число препятствий, усложняющих и удорожающих стоимость строительства, (реки, карьеры, автомобильные и железные дороги, подземные сооружения и прочие препятствия);

  • удобства эксплуатации сооружений и надежности их работы.

Кабель оптический марки ОМЗКГМ-10-01-0,22-20/4(8,0) (рисунок 3.7).

1 Наружная оболочка;

2 Броня (1 или 2 повива стальных проволок);

3 Внутренняя оболочка;

4 Оптический модуль;

5 Кордель заполнения;

6 Центральный элемент;

7 Оптическое волокно;

8 Заполнитель оптического модуля;

9 Рипкорд.

Рисунок 3.7Кабель оптический марки ОМЗКГМ-10-01-0,22-20/4(8,0)

Применение бронированного круглой проволокой кабеля является традиционным способом прокладки кабеля в грунт. К основным недостаткам технологии можно отнести следующие:

  • необходимость перемотки кабеля с барабана на барабан при каждом пересечении;

  • связанная с необходимостью перемотки температура прокладки кабеля, как правило, не ниже – 10 оС, что ограничивает продолжительность строительного сезона;

  • высокая стоимость добавления новых волокон – приходится прокладывать новый кабель.

Достоинства технологии:

  • распространенность – широкое предложение различных типов кабеля

  • отечественными производителями, а также большое количество организаций, способных выполнить подобный тип работ;

  • существенно меньший ассортимент аксессуаров и запасных частей, нежели в других технологиях.

Технология защитных пластмассовых трубопроводов является основной альтернативой прокладке бронированного кабеля. Технология пластмассового трубопровода имеет следующие основные преимущества:

  • возможность относительно легкой прокладки второго кабеля или замены кабеля на более совершенный;

  • простота прохода пересечений: в месте пересечения труба режется и соединяется муфтой (отсутствие перемоток);

  • увеличение строительного сезона, так как практически возможна работа при более низких температурах;

  • наращивание числа волокон в данной технологии, как правило, возможно без проведения масштабных земляных работ.

Основные недостатки технологии:

  • увеличение общей стоимости объекта, связанной с тем, что материалы (труба, легкий кабель) стоят дороже, нежели бронированный кабель;

  • возможна не герметичность трубы;

  • низкая ремонтопригодность линии в случае попадания в трубу песка или воды.

Трасса для прокладки оптического кабеля (ОК) выбирается исходя из следующих условий:

  • выполнение наименьшего объема работ при строительстве;

  • наименьшая протяженность трассы;

  • возможности максимального применения наиболее эффективных средств индустриализации и механизации строительных работ;

  • наименьшее число препятствий, усложняющих и удорожающих стоимость строительства, (реки, карьеры, автомобильные и железные дороги, подземные сооружения и прочие препятствия);

  • удобства эксплуатации сооружений и надежности их работы.

Проектируемая трасса волоконно-оптической системы передачи будет проходить по территории участка Полоцк - Бигосово Витебского отделения. Анализируя топографическую карту участка, можно сделать вывод, что прокладка проектируемой линии связи, расположенная между пунктами ст. Полоцк и ст. Бигосово может быть выбрана только в одном варианте в грунт вдоль железной дороги, так как участок не электрифицирован.

Согласно технических решений мной предусматривается прокладка одномодового 24-волоконного оптического кабеля на участке дом связи Полоцк ― Бигосово.

Кабель прокладывается по трассе вдоль железнодорожного полотна в полосе отвода, выбранной с наименьшим пересечением искусственных и естественных преград. Общая протяженность составляет ВОК-24-85,725 км, ВОК-16- 1,615 км. Эксплуатационный запас ВОК-24- 1,3 км.

Для прокладки кабеля по ст. Полоцк и ст. Бигосово используется существующая кабельная канализация.

На других станциях и перегонах кабель ВОЛС прокладывается в грунт, в основном, кабелеукладчиком на глубине 1,2 м. В стеснённых условиях, при пересечении подземных коммуникаций и ж/д путей кабель прокладывается вручную. Переходы через небольшие речушки и заболоченные места осуществляются кабелеукладчиком на выброшенных тросах. Пересечение кабелями усовершенствованных дорог осуществляется скрытым способом в полиэтиленовых трубах.

При определении общей длины ВОК мной учитывались протяжённость трассы кабеля и запасы кабеля при устройстве муфт и при переходе через искусственные сооружения:

  • на монтаж разветвительных муфт в котловане – по 15 м с каждой стороны;

  • на монтаж прямых муфт в котловане – по 10 м с каждой стороны;

  • при прокладке ВОК в канализации – по 8 м с каждой стороны для монтажа соединительной муфты в колодце.

Ввод ВОК-24 в ст. Бигосово выполняется шлейфом. На остальных станциях участка от магистрального кабеля ВОК-24 предусматриваются ответвления 16-ти волокон с вводом их шлейфом в связевые и релейные. Предусматривается также прокладка 16-ти волоконного кабеля между постом ЭЦ и объектом ГО на ст. Верхнедвинск.

Для выполнения требований пожарной безопасности при прокладке ВОК внутри служебно-технических зданий кабель прокладывается в трубке из поливинилхлоридного пластиката ТВ-40 ГОСТ 19034-82.

В качестве оконечных устройств для ВОК используются оптические кроссы стоечного типа 19 на 16 и 24 волокна, устанавливаемые в связевых. И оптические кроссы настенного типа 19 на 16 волокон, для расшивки ВОК, заводимых в релейные (рисунок 3.8).

Выбор оптического кабеля будем производить исходя из того, что требуется одномодовый ОК со смещенной нулевой дисперсией (тип G.653) и с длиной волны 1,31 … 1,55 мкм для прокладки в грунт. Для зоновой связи можно применять кабель марки ОМЗКГМ, так как этот кабель является приоритетным для Полоцкой дистанцией сигнализации и связи.

Как наиболее подходящий и удовлетворяющий требованиям дипломного проектирования, выберем кабель марки ОМЗКГМ 10-01-0,22-20/4(8,0) выпускаемый ОАО «Белтелекабель».

Соседние файлы в папке 05-11-2013_22-47-45