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.