Проект волоконно-оптической линии для передачи данных

для прямолинейного участка

Т_п=Р₀*l*К_т, (6.3)

Зная величины Р₀ = 450 кг/км, l = 4км, К_т = 0,29 (для полиэтиленовых труб), рассчитаем величину Т_п по формуле (7.3)

Т_п = 450*4*0.29 = 522

Затягивание кабеля в канал кабельной канализации неизбежно связано с его изгибами. При этом на изгибах имеет место поперечное сжатие ОК. Малые радиусы изгиба ведут к возникновению и развитию дефектов ОВ, которые в свою очередь могут вызвать увеличение потерь в волокне и разрушение его как при прокладке в кабельной канализации, так и в дальнейшем при эксплуатации. При изгибах трассы кабельной канализации растягивающее усилие, прикладываемое к кабелю, возрастает. Увеличение тягового усилия на изгибе трассы на угол б рассчитывается по формуле

Т_изг = Т_п*exp(б*К_т), (5.4)

где б - угол изгиба, б = 90⁰ (б = 1,57 рад)

тогда

Т_изг = 522*exp(1.57*0.29) = 823

Рассчитанные величины тяговых усилий меньше чем, заданные в технических характеристиках кабеля. Поэтому существует очень маленькая вероятность того, что кабель получит механические повреждения.

Если не применять специальные меры, то при затягивании ОК возникает его осевое закручивание. Кроме того, кабель, проложенный в канализации, в процессе его эксплуатации также может подвергаться механическим воздействиям. В частности, таким воздействиям подвергаются уже проложенные в каналах кабели при заготовке канала для прокладки другого кабеля (особенно заготовке металлическими палками в заиленных каналах и т. д.), докладке тяжелых массивных кабелей, вытяжке уже проложенных кабелей из канала.

Меры по снижению коэффициента трения применяются во всех случаях прокладки ОК в канализации. В основном они сводятся к использованию: 1) механизма вращения барабана и тягового каната (троса) оптимальных конструкций; 2) вспомогательных (защитных) трубопроводов (субканалов).

В качестве защитных трубопроводов применяются полимерные трубы, проложенные в канале кабельной канализации. Они фактически разделяют канал, позволяют оставлять место для последующей прокладки новых кабелей и обеспечивают защиту проложенных в них ОК в процессе эксплуатации при производстве работ в данном канале кабельной канализации. В одном канале кабельной канализации (диаметром 100 мм) располагают не более трех-четырех вспомогательных трубопроводов из полиэтиленовых труб диаметром 32 мм.

Применение вспомогательных трубопроводов позволяет существенно снизить коэффициент трения кабеля (троса) при затягивании кабеля и создает условия для прокладки ОК большой длины. Наиболее распространены вспомогательные трубопроводы из гладких пластмассовых труб. Более эффективны с точки зрения уменьшения трения гофрированные вспомогательные трубопроводы. Известно также применение вспомогательных трубопроводов ребристой конструкции, которые обладают более высоким пределом прочности на растяжение по сравнению с гофрированными и меньшим коэффициентом трения по сравнению с гладкими трубопроводами. Кроме того, наружные ребра трубопровода обеспечивают линейность прокладки их в главном канале.

В данном дипломном проекте при прокладке в кабельной канализации связи применяются полимерные трубопроводы из гладких пластмассовых труб ПНД-32, предварительно проложенных в каналах канализации.

Для предотвращения повреждения кабеля и получения требуемого радиуса изгиба на входе и выходе канала кабельной канализации, а также в угловых колодцах будем применять специальное оборудование, включающее направляющие устройства и обеспечивающее плавный поворот прокладываемого кабеля. Для предотвращения осевого закручивания ОК предусматривается использование компенсаторов кручения.

Механические нагрузки на кабель в процессе его прокладки в канализации во многом определяются случайными факторами. Поэтому при прокладке ОК обязательным является использование устройств, обеспечивающих измерение и ограничение (управление) силы натяжения, фактически действующей в кабеле. Измерение тягового усилия будем производить на лебедке, поскольку именно в этой точке сила натяжения, действующая на кабель, максимальна.

Процесс прокладки ОК в телефонной канализации состоит из двух этапов: подготовительного и собственно прокладки. Подготовительный этап включает входной контроль кабеля, группирование строительных длин и подготовку телефонной канализации. Входной контроль заключается в общем, осмотре кабеля, простейшем просвечивании и измерении затухания световодов.

Подготовка кабельной канализации к прокладке ОК включает устройство ограждений, подготовку колодцев, подготовку каналов кабельной канализации, прокладку полиэтиленовой трубы (вспомогательного трубопровода) в канале, заготовку вспомогательного трубопровода.

Ограждения устанавливают по обе стороны от колодца. На проезжей части улицы ограждения устраивают со стороны движения транспорта на расстоянии не менее 2м от люка колодца.

Перед началом работ по прокладке кабеля проводятся подготовительные работы, состоящие в очистке кабельных колодцев от воды и грязи, вентиляции для очистки их от светильного и болотного газов, которые могут скапливаться в колодцах, а также в подготовке канала канализации к протягиванию кабеля.

Прокладка кабеля по свободным каналам должна осуществляться только при условии, что в этих каналах не будут в дальнейшем докладываться другие кабели связи с металлическими проводниками. Если же докладка предвидится, то это должны быть только однотипные ОК в количестве 5-6 и прокладываться они должны в свободном канале в полиэтиленовой трубе.

В состав комплекта для прокладки ОК в канализации в обязательном порядке должны входить следующие основные устройства и приспособления, которые обеспечивают качественную прокладку:

- лебедка проволочная ручная или лебедка универсальная для заготовки каналов, прокладки полиэтиленовой трубы с помощью проволоки (троса), затягивания кабеля;

- устройство для размотки кабеля с барабанов;

- труба направляющая гибкая для ввода кабеля через люк колодца от барабана до канала канализации;

- комплект люкоогибных роликов для направления прохождения заготовки (троса, проволоки) и кабеля через люк последнего колодца;

- горизонтальная распорка внутренняя и блок кабельный для внутреннего поворота кабеля в угловом колодце;

- воронки, направляющие на трубу кабельной канализации и на полиэтиленовую трубу, проложенную в канале для предотвращения повреждений кабеля и обеспечения требуемого радиуса изгиба на входе и выходе канала (по 2 штуки в колодец);

- противоугон для предотвращения смещения вспомогательного трубопровода при его заготовке проволокой или тросом и прокладке кабеля;

- компенсатор кручения для исключения осевого скручивания прокладываемого кабеля;

- чулок кабельный ЧСК-12К с наконечником, чулок кабельный ЧСК-12 и наконечник ИКС для тяжения кабеля за центральный силовой элемент и полиэтиленовую оболочку.

На рисунке 7.1 приведена схема кабельной канализации связи. В данном дипломном проекте прокладка кабеля осуществляется в существующей кабельной канализации.



Рисунок 5.1 - Схема кабельной канализации связи

Прокладку кабеля в кабельной канализации следует выполнять при температуре окружающего воздуха не ниже -10° С. В зависимости от рельефа трассы определяют первый колодец, с которого начинают прокладку кабеля. Если трасса прямолинейна, имеет не более одного - двух угловых колодцев, на ней отсутствуют изгибы и снижения, то за одну протяжку можно затянуть в одном направлении всю строительную длину кабеля. Если трасса не прямолинейна, имеет больше двух угловых колодцев и т. д., необходимо определить первый колодец и произвести прокладку кабеля от этого колодца в двух направлениях. Желательно, чтобы это был угловой колодец.

Барабан с удаленной обшивкой устанавливают со стороны трассы прокладки так, чтобы смотка шла сверху. Барабан должен свободно вращаться от руки. Конец кабеля освобождают от крепления к барабану, а также от защитного колпачка. Конец кабеля, с которого начинают прокладку, очищают, заделывая в одном из приспособлений: ЧСК-12; ЧСК-12К: ИКС. В каждом случае тяжение кабеля производится за центральный элемент и оболочку. Соединение компенсатора кручения с заготовочной проволокой осуществляют обычной скруткой. Скрутка не должна выступать за габариты наконечника и компенсатора кручения. Прокладку кабеля производят с помощью лебедки с ограничителем тяжения, вращая ее равномерно без рывков. С противоположной стороны кабель разматывают с барабана вручную. Размотка барабана тяжением кабеля недопустима. Во время прокладки необходимо следить за прохождением кабеля через угловые колодцы. Кабель должен проходить по центру поворотного колеса и фиксироваться прижимными роликами.

Если из-за сложного рельефа трассы тяговое усилие лебедки превышает допустимое значение, в транзитных колодцах производят подтяжку ОК. Подтяжка производится вручную в промежуточных точках.

Если прокладка кабеля производится в двух направлениях, то вначале прокладывают одну большую длину в одну сторону. Оставшийся на барабане кабель разматывают, укладывают восьмеркой и прокладывают в другую сторону.

По окончании прокладки кабеля его конец возле наконечника (чулка) обрезают и герметизируют полиэтиленовым колпачком. Оптические кабели выкладывают по форме транзитных колодцев, укладывают их на консоли соответствующего ряда в ближайших к кронштейну ручьях (желательно на первое консольное место) и закрепляют перевязкой. Выкладываемый кабель не должен перекрещиваться с другими кабелями, идущими в том же ряду, и заслонять собой отверстия каналов. Запас кабеля, оставляемый в колодце для монтажа муфты, сворачивают кольцами диаметром 1000... 1200 мм, укладывают к стене и прикрепляют к кронштейнам. При последующем монтаже муфты в монтажно-измерительной машине запас кабеля после выкладки составляет 8 м, а при монтаже муфты в колодце (в зависимости от типа колодца) -- 3... 5 м.

После выкладки кабеля снимают все противоугоны, направляющие воронки, другие устройства и устанавливают их на следующем участке трассы. Затем производят контрольные измерения затухания ОВ, которое должно быть в пределах установленной километрической нормы. После проверки проложенной длины кабеля полиэтиленовые колпачки на его концах должны быть восстановлены.

На пересечениях с шоссейными, железными дорогами, продуктопроводами и другими коммуникациями ОК затягивают в асбоцементные или пластмассовые трубы, которые прокладываются закрытым (горизонтальным проколом, бурением) или отрытым способом. Прокладка труб под препятствиями, как правило, проводится до начала прокладки кабеля в районе пересечения.

В сложных условиях подземной прокладки кабелей под шоссейными и железными дорогами, промышленными и гражданскими объектами в населенных пунктах, когда и бестраншейная прокладка ножевым кабелеукладчиком, и прокладка в открытую траншею недопустима или неэффективна, применяется закрытая прокладка кабелей путем горизонтального прокола грунта домкратами и пробойниками ударного действия. Способом прокола создается скважина без удаления грунта путем его уплотнения. В образовавшуюся скважину вводятся трубы малого диаметра, а затем затягиваются кабели.

Основной объем по проколу горизонтальных скважин производится с помощью гидравлического пресса БГ-3, представленного на рисунке 7.2, входящего в комплект машины КМ-170. Технические характеристики БГ-3 следующие:

1) давление в цилиндре - 30 Мпа;

2) скорость продавливания отверстий - 1,2 м/мин;

3) усилие, развиваемое прессом - 300 кН;

4) максимальная длина прокола - 30 м;

5) размеры котлована под пресс, мм:

– длина - 2000

– ширина - 1600

– глубина - глубина заложения кабеля +500

Рисунок 5.2 - Гидравлический пресс БГ-3 для горизонтальных проколов: 1 - пресс; 2 - силовая установка; 3 - опорная плита; 4 - рукав.

Работы по устройству горизонтальных скважин способом прокола выполняются обычно в летнее время. В зимний период работы ведутся под промерзшим грунтом. Для выполнения работ отрывают котлованы для установки гидравлического пресса и траншею для отыскивания места выхода наконечника штанги, рисунок 7.3. Дно рабочего котлована должно располагаться на 0,5 м ниже оси прокладываемых трубопроводов. Стенки котлована крепятся с помощью щитов или отдельных досок толщиной 40…50 мм. При проколе влагонасыщенных слабосвязных грунтов котлованы обшиваются изнутри шпунтовыми досками, которые обеспечивают при набухании защиту от чрезмерного натекания воды в котлованы и осыпания их стенок.

Рисунок 5.3 - Схема установки гидропресса БГ-3: 1 - масляный насос высокого давления; 2 - бензодвигатель; 3 - двухцилиндровый гидравлический пресс; 4 - задний упор; 5 - передний упор; 6 - штанга 70 мм; 7 - стакан расширитель; 8 - асбоцементная труба; 9 - муфта металлическая; 10 - упорный фланец.

При прокладке асбоцементных труб скважины расширяются до необходимого диаметра с помощью расширителей. В приготовленную скважину вводятся асбоцементные трубы, которые соединяются между собой стальными или полиэтиленовыми муфтами с буртиками для упора стыкуемых труб. После окончания всех работ по затягиванию асбоцементных труб концы их плотно закрываются пробками. Продолжительность работ по устройству скрытого перехода зависит от его длины, емкости блока и состояния грунта.

В данном дипломном проекте не предусмотрено использование пробойников, так как проектируемая трасса прокладывается в существующей кабельной канализации связи.

5.4 Монтаж оптических кабелей

Одной из самых важных операций является монтаж оптических кабелей. Эта операция предопределяет качество и дальность связи по ВОЛП. Монтаж ОК должен обеспечивать малые потери мощности сигнала в сростке, высокую влагостойкость и герметичность соединительной муфты, надежные механические параметры сростка на разрыв, сжатие, вибрацию и требуемые нормами ограничения радиусов изгиба ОВ, а также работоспособность сростка в условиях длительного нахождения земле (или в телефонной канализации).

В настоящее время для сращивания ОК в основном применяются два способа: сварка оптических волокон и механическое соединение.

Важнейшей технологической операцией при монтаже ОК является сращивание ОВ, которое должно удовлетворять требованиям эксплуатации ВОЛП. Необходимо, чтобы эксплуатационная надежность стыков ОВ была не ниже, чем самих ОВ. Соответственно соединение ОВ должно обладать достаточной механической прочностью, возможность возникновения дефектов в волокнах при подготовке концов ОВ к соединению и при их сращивании должна быть сведена к минимуму. Дефекты, практически не ухудшающие оптические характеристики ОВ на период монтажа линии, в дальнейшем из-за усталостного разрушения волокон в процессе эксплуатации ВОЛП могут развиться и привести к повреждению в месте стыка ОВ.

Качество соединения ОВ определяется вносимым затуханием (потерями мощности оптического излучения). Известно, что величина потерь в месте стыка ОВ зависит от параметров соединяемых волокон и уровня технологии, выбранной для сращивания. В частности, потери определяются геометрическими размерами ОВ (диаметром сердцевины), числовой апертурой и их отклонениями, а также профилем показателя преломления. Кроме того, потери обусловлены наличием зазора между торцами соединяемых волокон, осевым и угловым смещениями осей сращиваемых ОВ, деформацией сердцевины при сварке, загрязнением сердцевины, образованием пузырька газа, качеством подготовки торцов соединяемых ОВ.

Процесс подготовки ОВ к сращиванию включает в себя операции снятия первичного защитно-упрочняющего покрытия волокна и скалывания для получения хорошо обработанной торцевой поверхности волокна, а также обтирку зачищенных концов мягким материалом, пропитанным растворителем (спиртом).

Для снятия покрытия с волокна на сегодняшний день основным методом является механический способ. При этом необходимо обеспечить сохранность поверхности оптического волокна, поскольку поверхностные эффекты критическим образом снижают прочность волокна.

Основное требование к поверхности скола ОВ состоит в обеспечении его перпендикулярности к оси волокна. Имеющиеся в настоящее время на рынке устройства скола позволяют стабильно получать значения этого угла в пределах 0,5⁰.

Сварка волокон может осуществляться как по одиночке, так и по несколько волокон одновременно. В первом случае находят применение сварочные аппараты, использующие принцип автоматического или ручного сведения волокон либо по максимуму оптического сигнала, проходящего через стык перед стыком, либо по профилю показателя преломления волокна.

В настоящее время для соединения ОВ кабелей связи применяются следующие способы: сварка ОВ; соединение с помощью механических сростков; склеивание ОВ.

После того, как волокна состыкованы, начинается процесс их сварки. В качестве первого шага часто используется отчистка от загрязнений с помощью вспомогательных дуговых разрядов. Следующий шаг состоит в предварительном нагреве концов волокон до состояния размягчения, что позволяет волокнам сплавляться в месте контакта.

Оптимальная температура в момент сварки зависит от температуры предварительного нагрева, тока дуги и времени разряда в момент сварки и отрезком времени между предварительным нагревом и моментом сведения волокон. Применяемые в разных аппаратах методы предварительного нагрева могут быть разделены на продолжительный и импульсный нагрев. В первом случае достигается равномерный прогрев торцевой поверхности волокна, во втором - тепло концентрируется на периферии торца. Высокое качество сварки может быть достигнуто в обоих методах, но при импульсном нагреве сварное соединение внешне может иметь утоньшение.

Как правило, потери на стыках одномодовых ОВ, выполненных методом сварки, не превышают 0,1 дБм.

Проблемы сварки одномодовых ОВ активизировали поиск альтернативных способов соединений волокон. Наиболее успешно со сваркой конкурирует способ соединения ОВ с помощью специальных соединителей -- механических сростков. Это простые и эффективные механические устройства для выполнения неразъемных соединений в полевых условиях. Для механического сростка концы подготовленных волокон поочередно укладывают в каналы, образованные выравнивающими элементами устройства, после чего обе половины устройства соединяют, фиксируя ОВ. Под действием давления выравнивающих элементов соединяемые волокна юстируются. Наиболее известны механические сростки типа Fiber-lock фирмы 3М (США). Потери в таком соединении не превышают 0,1 дБм.

Наибольшее распространение механические сростки находят на одномодовых ВОЛП.

Основным фактором, сдерживающим внедрение метода склеивания оптических волокон, является отсутствие клея-заполнителя с оптическими характеристиками, близкими к кварцу, и способного за короткое время (до 10 мин) обеспечить жесткое фиксирование ОВ в конструкции соединителя. Применяемые в большинстве случаев клеи на основе эпоксидных компаундов, обладающие хорошими оптическими и прочностными характеристиками, имеют время полимеризации 2...24 ч. При повышенной влажности, что характерно для полевых условий, этот процесс еще более замедляется.

В проекте предусматривается использование сварочного аппарата Fujikura FSM - 40S, краткие характеристики которого приведены в приложении А, так как он позволяет сваривать почти все выпускаемые ОВ, в том числе и одномодовые с двухслойными оболочками, имеющие W-профиль показателя преломления. Для автоматической юстировки ОВ в этом аппарате используется метод видеодиагностики. Этот метод позволяет также на основе автоматического расчета геометрических размеров соединяемых ОВ оценить качество сростка.

После сварки оптических волокон необходимо провести измерение затухания в сростке, механическую прочность незащищенного сростка, а также произвести защиту места сварки.

Оценка или измерение затухания в сростке. Современные высококачественные сварочные аппараты обеспечивают эту функцию для того, чтобы затухание в сростке можно было оценить непосредственно после сварки. В аппаратах с автоматической юстировкой концов световодов затухание в сростке оценивается настолько достоверно, что повторение измерения на отдельных сростках даже при самых высоких требованиях не требуются.

Испытание на растяжение проводятся с целью проверки механической прочности незащищенного сростка для того, чтобы при эксплуатации кабельной сети обеспечить отсутствие повреждений из-за излома световодов в защитной оболочке сростка. В этой связи во многих сварочных аппаратах имеется специальный встроенный динамометр.

На практике наиболее широкое применение нашел способ защиты сростков ОВ с помощью специальных гильз: ГЗС (гильзы для защиты сростков) или КДЗС (комплект деталей для защиты сростков). Конструкция ГЗС содержит термоусаживаемую трубку, внутри которой находится несущий металлический стержень диаметром 1,0 мм, и трубку из материала высокой текучести -- сэвилена.

Перед сваркой волокон гильзу надевают на один из сращиваемых концов ОВ. Затем после сварки ее надвигают на место сварки и нагревают. В процессе нагрева и усаживания трубки сэвилен расплавляется и уплотняется вокруг ОВ. Несущий металлический элемент надежно защищает ОВ от изгиба внутри термоусаживаемой трубки.

Защищенный сросток укладывается в гребенке для сростков внутри соединительной кассеты. При укладке защищенных сростков и резервной длины световодов следует соблюдать радиус изгиба - максимум 45 мм. При меньших радиусах изгиба могут возникнуть дополнительные потери и разлом оптоволокна.

Как и для всех кабелей связи, вообще, муфты ОК различают по назначению: для магистральных, внутризоновых и местных сетей связи; для кабелей, прокладываемых в канализации, в грунт и под водой; прямые и разветвительные муфты (перчатки). Конструкции муфт зависят от их назначения.

Одной из важнейших операций, определяющих параметры и качество ВОЛП, является сращивание ОК. На трассе сращивание кабеля производится с использованием оптических муфт. Монтаж муфты проводится после завершения прокладки двух строительных длин ОК.

Оптические муфты предназначены для защиты сварных соединений ОВ при сращивании (прямом и разветвленном) оптических кабелей. На сегодня широкое применение имеют муфты отечественного производства - ММЗОК, МОГ/МОГр, МТОК, МОГу, МОМЗ, выпускаемые АО "Связьстройдеталь", и импортные - FSCO-CB производства Fujikura, R30208 фирмы Reichle& De-Massari u FOSC 400 компании Raychem.

После монтажа муфт составляются, в соответствии с РД45.156-2000, паспорта на смонтированные соединительные и разветвительные муфты, а также акт на скрытые работы по монтажу муфт. Выше перечисленные документы представлены в приложении В.

В данном дипломном проекте не предусмотрено использование муфт, так как длина прокладки трассы не превышает длины строительной длины кабеля.

6. Расчет показателей надежности

Требуемая быстрота и точность передачи информации средствами электросвязи обеспечиваются высоким качеством работы всех звеньев сети электросвязи: предприятий, линий связи, технических средств. Обобщающим показателем качества работы средств связи является надёжность.

Надёжностью называется свойство объектов выполнять свои функции с требуемыми показателями качества, определяемыми системой нормативно-технической документации, в заданных условиях работы и в заданное время. Надёжность отражает влияние главным образом внутрисистемных факторов - случайных отказов техники, вызываемых физико-химическими процессами старения аппаратуры, дефектами её изготовления или ошибками обслуживающего персонала.

Исходя из общей теории надежности, применяемой в народном хозяйстве, разработана методика расчета надежности кабельных линий связи.

Анализ характера и причин повреждений кабельных линий связи показывает, что надежность их работы зависит от многочисленных факторов, влияющих на исправную работу линии. По характеру действия все факторы можно разделить на конструктивно - производственные и эксплутационные.

К конструктивно - производственным относятся факторы, связанные с разработкой, проектированием и изготовлением отдельных изделий и устройств, составляющих кабельную линию.

К эксплутационным относятся факторы, влияющие на надежность кабельной линии в процессе её эксплуатации, обусловленные влиянием среды, в которой находится кабель, системой технического обслуживания, квалификацией технического персонала, наличием измерительной аппаратуры и т. п.

Для оценки надежности междугородних кабельных линий используются следующие основные характеристики:

Коэффициент готовности К_г - это вероятность того, что объект технической эксплуатации (ОТЭ) окажется работоспособным в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течении которых использование объекта по назначению не предусматривается.

Коэффициент простоя К_п - это вероятность того, что в произвольный момент времени система окажется в неработоспособном состоянии, кроме планируемых периодов.

Время восстановления Т_в - это математическое ожидание времени восстановления работоспособности состояния ОТЭ после отказа.

Интенсивность отказов _ок - это условная плотность вероятности возникновения отказа ОТЭ определенная при условии, что до рассматриваемого момента времени отказ не возникал.

Требуемые показатели качества и надежности в соответствии с РД 45.047-99 для местной сети передачи (МСП) с максимальной протяженностью 200 км приведены в таблице .1.

Таблица 7.1

Показатели надежности для МСП, L_M = 200 км

Показатели надежности	Канал ТЧ или ОЦК	Канал ОЦК на перспективной цифровой сети	Аппаратура линейного тракта
Коэффициент готовности (Кг)	>0,997	>0,9994	0,9987
Среднее время между отказами, час (Т0)	>400	>7000	>2500
Время восстновления, час (Тв)	<1,1	<4,24	Смотри примечание

Примечание:

Время восстановления НРП менее 2,5 часа, в том числе время подъезда 2часа.

Время восстановления ОРП и ОП менее 0,5 часа.

Время восстановления ОК менее 10 часов, в том числе время подъезда менее 3,5 часа.

Учитывая высокую надежность современной аппаратуры цифровых систем передачи, целесообразно принять значение коэффициента готовности кабельной линии 0,985, а аппаратуры 0,995. Тогда на подземной кабельной линии связи должны обеспечиваться следующие показатели:

- коэффициент готовности - не менее 0,985;

- среднее время между отказами не менее 320 часов;

- среднее время восстановления - не более 5,2 часов;

- плотность повреждений - не более 0,1823.

Среднее число (плотность) отказов ОК за счет внешних повреждений на 100 км кабеля в год (по статистике на коаксиальных кабелях из опыта эксплуатации на магистральной сети первичной связи) равно = 0,34, тогда интенсивность отказов ОК за 1 час на длине трассы ВОЛП определится как

(6.1)

где L - протяженность трассы; 8760 - количество часов в году.

Для кабеля проложенного на трассе АТС1-АТС2-АТС3, протяженность которой 1,792 км данный коэффициент будет равен

При существующей на эксплуатации стратегии восстановления, начинающегося с момента обнаружения отказа (аварии), коэффициент простоя (неготовности) определятся по широко известной формуле:

(6.2)

а коэффициент готовности

(6.3)

Для проектируемой ВОЛП это составит

,

.

При длине линии L не равной L_м = 200 км, среднее время между отказами определится как

(7.4)

где L_м - нормированное расстояние трассы. Таким образом, реальное время между отказами для нашей трассы будет составлять

Сравнивания заданный и рассчитанный коэффициент готовности (0,999993>0,9994) видно, что полученное значение больше заданного, что обеспечивает необходимые нормы по надежности проектируемой волоконно-оптической линии связи.

К числу мероприятий, направленных на повышение надежности кабельных линий связи, следует отнести: правильный выбор типа кабеля, трассы и глубины его прокладки, применение защитных устройств от механических повреждений, улучшение организации службы эксплуатации, повышение квалификации обслуживающего персонала, оснащение измерительной техникой, проведение технического надзора за состоянием трассы кабеля. Очень важное значение имеет анализ и выявление причин повреждений.

7. Охрана труда

7.1 Общие требования безопасности

В целях обеспечения соблюдения требований безопасности и охраны труда в производственных организациях с численностью более 50 работников работодатель обязан создать службу безопасности и охраны труда. По своему статусу служба безопасности охраны труда приравнивается к основным производственным службам.

Основные направления деятельности и организации работ служб безопасности и охраны труда определяются уполномоченным государственными органам по труду.

Работодатель с численностью работников до 50 человек вводят должность специалиста по безопасности и охране труда с учетом специфики деятельности либо обязанности по безопасности и охране труда возлагают на другого специалиста.

Нормативные правовые акты и нормативы в области безопасности и охраны труда устанавливают организационные, технические, технологические, санитарно-гигиенические, биологические, физические и иные нормы, правила, процедуры и критерии, направленные на сохранение жизни и здоровья работников в процессе их трудовой деятельности.

Разработка нормативов в области безопасности и охраны труда осуществляется соответствующими уполномоченными государственными органами в порядке, установленном Правительством Республики Казахстан.

Разработка и утверждение инструкции по безопасности и охране труда осуществляются работодателем в порядке, утвержденном уполномоченным государственным органом по труду, согласно приказу МТиСЗН РК от 2.12.2010 г. № 278-п.

Проектирование, строительство и реконструкция производственных зданий и сооружений, разработка и использование технологий, конструирование и изготовление машин, механизмов, оборудования и других изделий, не отвечающих требованиям государственных стандартов, правил и норм по охране труда, сантирно-эпидемиологических, строительных правил и норма, не допускаются.

Новые и реконструируемые производственные объекты, средства производства или другие виды продукции не могут быть приняты и введены в эксплуатацию, если они не соответствуют требованиям по безопасности и охране труда, а также требованиям санитарных и строительных правил и норм.

Производственные объекты подлежат обязательной периодической аттестации по условиям труда в порядке, установленном уполномоченным государственным органам по руду, согласно приказу МТиСЗН РК от 3.11.2010 г. №251-п.

Приемка в эксплуатацию объекта производственного назначения производится приемочной комиссией с обязательным участием государственного инспектора труда.

Служба безопасности и охраны труда осуществляет внутренний контроль в целях соблюдения установленных нормативов на рабочих местах и принятия незамедлительных мер по устранению выявляемых нарушений.

Внутренний контроль включает в себя организацию наблюдения за состоянием условий труд, проведение оперативного анализа данных производственного контроля, оценку рисков и принятие мер по ликвидации обнаруженных несоответствий.

7.2 Основы производственной санитарии

Производственная санитария - система санитарно-гигиенических, организационных мероприятий и технических средств, предотвращающих или уменьшающих воздействия на работников вредных производственных факторов.

Как правило, вопросы охраны труда рассматриваются и решаются на трех этапах:

-при проектировании любого вида деятельности или объекта;

-при производстве товаров работ или услуг;

-при эксплуатации движимого и недвижимого имущества.

В процессе труда на организм могут воздействовать различные факторы, неблагоприятно сказывающиеся на здоровье людей. Такие факторы, называются профессиональными вредностями. В результате их воздействия на людей возникают профессиональные заболевания, влекущие за собой потерю трудоспособности, а иногда приводящие к тяжелому исходу

Основными условиями производственной среды, особенно влияющими на здоровье работников, считаются:

- метеорологические условия, в т.ч.:

- температура;

- относительная влажность;

- подвижность воздуха;

- комфортность;

- запыленность воздуха;

- токсичность веществ, с которыми работает работник;

- производственный шум и вибрация;

- производственное освещение.

Основной особенностью лазерного излучения является его острая направленность (малая расходимость пучка излучения), что позволяет на сравнительно малой площади получать большее значение плотности энергии.

Воздействие лазерного излучения на организм человека носит сложный характер и обусловлено как непосредственным действием лазерного излучения на облучаемые ткани, так и вторичными явлениями, выражающимися в различных изменениях, возникающих в организме в результате облучения. Различают термическое и нетермическое действия лазерных излучений. Поражающее действие зависит от мощности (или плотности энергии), длины волны излучения, длительности импульса, частоты повторения импульсов, времени воздействия, биологических и физико-химических особенностей облучаемых тканей и органов. Наиболее биологически активно ультрафиолетовое излучение, которое вызывает фотохимические реакции в биологических средах. Особенно чувствительны к воздействиям лазерного излучения глаза человека. Повреждение глаз возникает от попадания как прямого, так и отраженного луча лазера, даже если отражающая поверхность не является зеркальной. Характер поражения зависит от длины волны. В ультрафиолетовой области, прежде всего, возникает повреждение белка роговой оболочки, ожог слизистой оболочки. При больших плотностях энергии это ведет к полной необратимой слепоте. В видимой области излучение воздействует, главным образом, на светочувствительные клетки сетчатки, вызывая или временную слепоту, или ожог с последующей потерей зрения в данной области зрительного пространства.

Под лазерной безопасностью понимают совокупность технических, санитарно-гигиенических и организационных мероприятий, обеспечивающих безопасные условия труда персонала при использовании лазеров.

Принятие тех или иных мер лазерной безопасности зависит прежде всего от класса лазера:

- 1 - не представляет опасности для глаз и кожи;

- 2 - представляет опасность при облучении глаз прямым или зеркально отраженным лучом;

- 3 - представляет опасность при облучении глаз прямым, зеркально отраженным, а также диффузно отраженным излучением на расстоянии 10 см от диффузно отражающей поверхности и при облучении кожи прямым или зеркально отраженным излучением;

- 4 - представляет опасность при облучении кожи диффузно отраженным излучением на расстоянии 10 см от диффузно отражающей поверхности.

Все лазеры должны быть маркированы знаком лазерной опасности.

Для предотвращения поражения лазерным лучом при случайном размыкании канала (например, при обрыве волоконно-оптического кабеля) каждое линейное оконечное устройство и линейный регенератор оборудованы схемой безопасности отсечки лазера.

При проведении рефлектометрических измерений волоконно-оптических кабелей следует производить запуск лазера только после подключения рефлектометра к измеряемой линии.

9.3 Меры безопасности при прокладке кабелей

При протягивании кабеля в кабельной канализации у колодцев, в которых производится работа, должны быть поставлены по обе стороны ограждения-барьеры. На проезжей части ограждение устанавливается со стороны движения транспорта на расстоянии не менее 2 метров от края люка, а при плохой видимости дополнительно - световые сигналы. До начала работы необходимо провентилировать колодец, в котором будут выполняться работы, а также смежные с ним колодцы по одному с каждой стороны. Присутствие посторонних людей в непосредственной близости около открытых люков, вращающихся барабанов, движущихся тросов и кабеля не разрешается. На поверхности земли у открытых люков должен находиться дежурный, который в случае необходимости может оказать помощь работающему в колодце.

9.4 Эксплуатация машин и механизмов

Работы на открытом воздухе в туман, грозу, гололедицу, при температурах воздуха ниже или скорости ветра выше пределов, указанных в паспортных данных машин или в правилах производства работ, не производятся. Осмотр машин и механизмов проводят при опущенном на грунт рабочем органе, включенном двигателе и отключенном его приводе, при осмотре машин под колеса подкладывают упоры. Средства малой механизации, применяемые при производстве строительно-монтажных работ, большинство имеют электрический и пневматический привод. Их использование возможно при соответствующем обучении, проведении инструктажей, допуске к работе. Ручные электрические машины должны подвергаться проверке каждые 50 часов работы, не реже одного раза в месяц; не допускается переносить машины с одного участка работ на другой с включенным двигателем, передавать их лицам, не имеющим специального удостоверения на пользование машиной; снимать с них средства виброзащиты, глушители шума и так далее.

9.5 Требования безопасности к выполнению погрузочно-разгрузочных работ и монтажно-измерительных работ

Обычно погрузка и выгрузка барабанов с кабелем производится механизированным способом; автокранами, лебедками. Особую опасность для людей представляет выгрузка кабеля вручную. В этом случае барабан с кабелем нужно опускать осторожно по наклонным плоскостям, применяя брусья, трубы, устанавливаемые под углом не более 15, оттягивая при этом барабан веревками в противоположную сторону от направления спуска.

Основные меры безопасности при раскатке и прокладке кабелей сводятся к предупреждению ушибов и ранения рабочих. При перекатывании барабанов с кабелем рабочим запрещается стоять на пути перемещаемого барабана во избежание его наезда на рабочих. Во избежание чрезмерно быстрого вращения барабана при раскатке кабеля его тормозят специальным тормозом, который устанавливают на раме одного из домкратов. Обычно раскрутку и растягивание кабеля с барабана производят с помощью лебедки, устанавливаемой на противоположном конце. Для облегчения усилия используют специальные ролики. При раскатке кабеля рабочим категорически запрещается руками оттягивать кабель на углах поворота.

При выполнении всех работ по монтажу и настройке аппаратуры необходимо выполнять требования безопасности. Запрещается работать с оборудованием лицам, не изучившим правила безопасности, установленные на данном объекте. Перед началом монтажа аппаратуры техническое помещение должно быть полностью подготовлено к работе, освобождено от остатков строительных материалов, должно быть проверено защитное заземление. Исправление повреждений, установку и замену блоков и плат, замену предохранителей разрешается проводить только при полном или частичном снятии напряжения.

Наиболее опасен для человека переменный ток промышленной частоты (50-60 Гц). В зависимости от категории опасности помещения, где происходит эксплуатация установок, питающихся током промышленной частоты, установлены следующие нормы:

– 220 В в помещениях без повышенной опасности;

– 42 В в помещениях с повышенной опасностью;

– 12 В в особо опасных помещениях.

Аппаратура питается напряжением величиной 60 В, следовательно, может использоваться только в помещениях без повышенной опасности. В таких помещениях не должно быть токопроводящих полов или пыли, сырости (при относительной влажности длительно превышающей 75%), температуры длительно превышающей плюс 30С, химически активной среды, должна быть исключена возможность одновременного прикосновения человека к заземленным металлоконструкциям и металлическим корпусам оборудования.

При полном или частичном снятии напряжения должны быть приняты меры, исключающие возможную подачи питающего напряжения при производстве работ и вывешены плакаты "Не включать, работают люди!". Снять плакат имеет право только рабочий, повесивший его, или лицо, его замещающее.

Специалисты, имеющие дело с оптической техникой передачи данных, обязательно должны руководствоваться правилом, что любое волокно может оказаться активным. Поэтому никогда не следует заглядывать в выходное отверстие передатчика или в торец коннектора.

Для осмотра элементов оптических кабельных систем используется микроскоп, который позволяет исследовать поверхность торца волокна с увеличением в 200-400 раз. Для защиты глаз в микроскоп встраивают лазерный фильтр, ослабляющий уровень излучения на 2-35 дБ.

В процессе монтажа коннекторов или сращивания кабелей оболочка удаляется, волокно становится незащищенным и легко ломается. Вероятность попадания осколков волокна под кожу наибольшая. Поверхность стока должна иметь покрытие, контрастирующее по цвету с подвергаемым обработке волокном, а это как раз и является одним из условий более удобной и безопасной работы. Для лабораторных и производственных помещений подходит черная, не отражающая свет и устойчивая к воздействию химических препаратов рабочая поверхность, которая легко очищается. Осколки волокна собираются в специальные контейнеры типа маленьких закрывающихся бутылочек.

В монтажно-измерительной машине после каждой смены следует производить обработку пылесосом и мокрой тряпкой.

При работе со сварочными аппаратами необходимо соблюдать следующие правила:

– все отключения и подключения приборов, требующих разрыва электрических цепей или соединений с высоковольтными цепями устройств, проводить при полностью снятом напряжении;

– запрещается эксплуатация устройств со снятой крышкой кожуха электропроводов.

9.6 Пожарная безопасность

Пожарная безопасность на участках работ и рабочих местах должна обеспечиваться в соответствии с требованиями правил пожарной безопасности при производстве строительно-монтажных работ. Экскаваторы, краны и другие машины должны быть снабжены углекислыми огнетушителями ОУ-2. Служебно-бытовые помещения рабочих, закрытые склады оборудуются пенными огнетушителями. Если замечен пожар, необходимо сообщить о случившемся по радиостанции специальным службам и принять меры к его локализации.

Электрическая пожарная сигнализация служит для быстрого извещения службы пожарной охраны о возникшем пожаре, в каком - либо помещении или сооружении предприятия. При необходимости пожарная сигнализация может быть совмещена с охранной сигнализацией.

Система электрической пожарной сигнализации обнаруживает начальную стадию пожара и сообщает о месте его возникновения, а также автоматически включает стационарные установки тушения пожаров. Она состоит из извещателей - датчиков, устанавливаемых в защищаемом от пожара помещении, приемной станции, источников питания и электрической сети, связывающей извещатели с приемной станцией.

9.7 Охрана окружающей среды

При проектировании предприятий и сооружений связи необходимо предусмотреть экономное использование земли и эффективные средства защиты окружающей среды от загрязнения. Сооружения связи в отличие от химических, металлургических и других подобных предприятий по отрицательному воздействию на окружающую среду относятся к "чистым". Однако при строительстве объектов связи на незначительной площади поверхности земли экологический баланс может нарушиться.

Для линий связи существуют специальные нормы отвода земель, которые устанавливают ширину полосы отвода земель для линий и размещения сооружений на этих линиях. В обязательном порядке должна проводиться рекультивация земель. Техническая рекультивация земель при строительстве линий связи заключается в снятии плодородного слоя почвы до начала строительных работ, транспортировке его к месту временного хранения и нанесении его на прежнее место.

Приведение земельных участков в пригодное состояние производится в процессе выполнения работ. Все работы по снятию, транспортировке, организации хранения и нанесению плодородного слоя почвы производятся силами строительной организации. Снятие и перемещение плодородного слоя почвы, как правило, производится бульдозером вдоль оси траншеи с выездом к полосе отвала под углом 45. Полоса отвала снятого плодородного слоя почвы должна быть параллельна оси траншеи.

Cпиcoк иcпoльзoвaннoй литерaтуры:

1. Убaйдуллaев Р.Р. Вoлoкoннo-oптичеcкие cети - М., Экo - трендз, 2000 г. - С. 12-24.

2. Швецoв Э.A., М.Е. Белкин. Фотoприемные уcтрoйcтвa вoлoкoннo-oптичеcких cиcтем передaчи - М., Рaдиo и cвязь, 2002 г. - С. 56.

3. Чеo П.К. Вoлoкoннaя oптикa - М., Энергoиздaт, 2000 г. - С. 85.

4. Гaуэр Д. Oптичеcкие cиcтемы cвязи - М., Рaдиo и cвязь, 2002 г. - С. 69.

5. Грoднев Н.A., C.М. Верник. Линии cвязи - М., Рaдиo и cвязь, 2010 г. - С. 127.

6. Вoйшвиллo Г.В. Уcилительные уcтрoйcтвa - М., Рaдиo и cвязь, 2009 г. - С. 74

7. Метoдичеcкие укaзaния пo рaзрaбoтке вoпрocoв oхрaны трудa в диплoмных прoектaх, ЛЭИC, 2002 г. - С. 256.

8. Бaклaнoв Н.И. и др. Oхрaнa трудa нa предприятиях cвязи - М., Рaдиo и cвязь, 2003 г. - С. 128.

Размещено на Allbest.ru