Проектування кабельних ліній зв'язку на залізницях

 

Таблиця 2.2

Ордината встановлення арматури	Тип кабельної арматури по позиціях схеми кабельної лінії
	31 (51)	32 (52)	33 (53)	34 (54)	З’єднувальна муфта	81	82	83	84
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
ПЗ 79000	БМ2-3	МС-30 (×2)	ГМСМ-60	МСТ 14×14
		С-50	С-55	Т-65
79833					МСП-14
					С-50
ТП 79900	БМ1-1	МС-20	ГМС-4	МСТ 14×7
		С-35	С-50	Т-65
РШ-Вх 80500	БМШ-1	МС-30	ГМС-4	МСТ 14×12
		С-50	С-50	Т-65
81333					МСП-14
					С-50
РШ-С 82000	БМШ-2	МС-30	ГМС-4	МСТ 14×12
		С-50	С-50	Т-65
ОП 82800	БМ1-1	МС-30	ГМС-4	МСТ 14×7
		С-50	С-50	Т-65
РШ-С 83000	БМШ-2	МС-30	ГМС-4	МСТ 14×12
		С-50	С-50	Т-65
83833					МСП-14
					С-50
РШ-С 84300									БМШ1
РШ-АПС 84310							БМШ1	БМШ1
ПБ 84320	БМ2-3	МС-30	ГМС-7М	МСТ 14×12		БМ2-3
		С-50	С-50	Т-65
85153					МСП-14
					С-50
РШ-С 85400	БМШ-2	МС-30	ГМС-4	МСТ 14×12
		С-50	С-50	Т-65
86233					МСП-14
					С-50

 

 

Продовження таблиці 2.2

 

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
РШ-Вх 86800	БМШ-2	МС-30	ГМС-4	МСТ 14×12
		С-50	С-50	Т-65
87633					МСП-14
					С-50
ЭЦ 88000	БМ2-3	МС-30 (×2)	ГМСМ-60	МСТ 14×14
		С-50	С-55	Т-65

 

 

Рисунок 2.3 Схема розгалужувальної муфти

 

2.6 Утримання кабелю під надлишковим тиском

 

Утримання кабелю під  постійним надлишковим газовим (повітряним) тиском дозволяє контролювати герметичність оболонки кабелю і запобігати проникненню вологи в кабель при незначних пошкодженнях. Для надлишкового тиску в кабель безперервно подасться осушене повітря .

Обов’язковою умовою утримання кабелю під тиском є  попередня герметизація оболонки по всій довжині кабелю, а також на вводах в підсилювальні і кінцеві пункти.

Герметизована ділянка  кабелю утворює газову секцію. Практично  довжину газової секції приймають  рівною довжині підсилювальної ділянки, тому нагнітальні установки монтують в усіх підсилювальних і кінцевих пунктах, а всі відгалуження ізолюють газопроникними муфтами.

Встановлюємо:

1 на ст. А;

2 через 24 км після  ст. А;

3 на ст. Д;

4 через 23 км після  ст. Д;

5 на ст. К.

 

3. Проектування магістральної кабельної лінії зв'язку на основі оптичного кабелю.

 

3.1. Вибір типу і ємності оптичного кабелю.

 

Вибір типу оптичного  кабелю і його ємності здійснюється в залежності від умов прокладання  на місцевості і від необхідної кількості  проектованих каналів магістрального і дорожнього зв'язку, та систем передачі, що застосовуються.

Необхідна ємність кабелю, число оптичних волокон (п_ов), визначається числом магістральних та дорожніх каналів (п_тр), застосовуваною апаратурою передачі, (числом каналів п_к, ідо організуються з її допомогою) і потребою у резервних оптичних волокнах – п_рез.

     (3.1)

Визначаючи потрібну ємність оптичного кабелю, необхідно  мати на увазі, що канали дорожнього і  магістрального зв'язку не об'єднуються, вони організуються по окремих ланцюгах з використанням окремих комплектів апаратури.

При використанні двох комплектів апаратури "Сопка-3", здатна організувати по 480 каналів кожна, число необхідних волокон буде дорівнювати:

Загальна кількість  оптичних волокон дорівнює 8.

Таким чином для нормальної роботи магістральній й дорожній лінії зв'язку, можна використовувати кабель ОМЗКГ-10-2-0,4-8.

Характеристика конструкції  кабелю: кабель магістрального зв'язку з одномодовими ОВ з профільованим  осердям з центральним силовим  елементом із склопластикового стержня з бронею з круглого стального дроту з ПЕ подушкою, та ПЕ захисним покриттям.

Технічні характеристики:

• кількість оптичних волокон: 8;
• коефіцієнт згасання: 0,4;
• максимальний зовнішній діаметр: 20 мм;
• розрахункова вага кабелю: 304 кг/км;
• допустиме розтягуюче зусилля: 2500 Н;
• дисперсія: 6 пс/нм км;
• довжина хвилі:
• 1,3 мкм;
• Будівельна довжина: 2000 м.

Основні характеристики системи передачі по волоконно-оптичній лінії зв'язку типу "Сопка-3":

• кількість каналів ТЧ: 480;
• швидкість передачі: 34,368 Мбіт/с;
• швидкість передачі по оптичному волокну: 41,242 Мбіт/с;
• довжина хвилі: 1,3 мкм;
• енергетичний потенціал: 41 дБ;
• коефіцієнт помилок: ;
• лінійний код: 5В6В (NRZ - без повернення в нуль).

3.2 Вибір джерела та приймача випромінювання

Джерело і приймач  випромінювання повинні працювати  на довжині хвилі, що визначається вибраним типом ОК.

Необхідна потужність джерела випромінювання, Р_оп, визначається;

1. втратами в оптичному волокні. Р_ов;
2. оптичною чутливістю приймача випромінювання, Р_пр;

3) втратою  потужності, що визначається вибраним способом кодування лінійного сигналу, Р_код;

4) запасом потужності на компенсацію додаткових втрат, Р_іам- Втрати в оптичному волокні складаються з:

• втрат за рахунок згасання: – ,

де l – довжина ділянки, км;

а – коефіцієнт згасання, дБ/км;

• втрат в нероз'єднувальних сполученнях: — ,

де п – число будівельних довжин на ділянці, l

 – згасання в одному нероз'єднувальному сполученні, дБ;

• втрат в роз'єднувальних сполученнях: – ,

де  – згасання в одному роз'єднувальному сполученні, дБ;

• втрат при введенні та виведенні випромінювання з ОВ – дБ.

Фотоприймач вибирають з максимальною чутливістю в робочому діапазоні хвиль. Необхідну чутливість приймача, Р_пр. дБ, визначають виходячи із заданих швидкості передачі, R, біт/с і допустимої величини помилки.

Таким чином необхідна  потужність вибирається з слідуючої  умови:

. (3.2)

Враховуючи, що , де – будівельна довжина ОК, можна записати:

 (3.3)

Для здійснення проекту  візьмемо передавач HLP 5400 (Hitachi) й приймач C30986EQC-02. Параметри передавача:

• довжина хвилі: 1,3 мкм;
• вихідна потужність: >5 мВт;
• ширина спектру: 1 нм;
• час наростання імпульсу: 0,5 нс;
• модовий склад: одномодовий;
• матеріал і структура: InGaAs Р-ДГ;
• строк служби: 10⁵ років;
• порогів струм (струм накачки для СВД): 30 мА.

Параметри приймача:

• спектральний діапазон: 0,9-1,7 мкм;
• час наростання імпульсу: 1,5 нс;
• матеріал і структура: InGaAs, p-i-n, ФД:
• строк служби: 410⁵ років.

Для підстановки у  нерівність приймаємо:

• дБ;
• дБ
• дБ
• дБ
• км
• дБ
• (-36) (швидкість передачі дорівнює 41,242 Мбіт/с) дБ;
• Р_код=3 дБ (т.к. код NRZ):

 дБ

, дБ/км

       км.

Для задоволення нерівності приймаємо = 24 км, на котрій буде розташовуватися 12 будівельних довжин оптичного кабелю.

 

Рисунок 3.1 - Графік розрахунку енергетичного балансу.

 

3.3 Розрахунок  швидкодії системи

 

Розрахунок швидкодії  системи необхідно провести, щоб перевірити, чи зможуть вибрані компоненти забезпечити необхідну швидкість передачі.

Можливе обмеження  швидкості передачі зв'язане з  уширенням імпульсів на виході ОВ у порівнянні з їхньою тривалістю на вході, що зумовлене дисперсією у  ОВ. Тому кількісною характеристикою швидкодії прийнятий час наростання фронту імпульсу.

  (3.4)

де – швидкодія випромінювача, с;

 – швидкодія приймача, с:

 – результуюча дисперсія, с;

 – міжмодова дисперсія, с;

 – матеріальна дисперсія, с;

 – хвильоводна дисперсія, с;

;

 – дисперсія сигналу в ОВ, пс/нм км;

 – довжина ділянки, км;

 – ширина спектра випромінювання джерела, нм.

Якщо умова  не задовольняється необхідно використати  інші, більш швидкодіючі джерела приймачі випромінювання, ОК з меншим значенням дисперсії, знизити швидкість передачі зменшити довжину ділянки.

 нс.

 нс

Допустиме значення часу наростання:

Виконання цієї нерівності показує, що система, котра складається з вибраних елементів працездатна, а її якість й параметри задовольняють усім прийнятим нормам.

 

4. Вибір траси і прокладання підземного кабелю

 

Від правильного  вибору траси залежить складність спорудження  кабельної лінії. її довговічність, а також надійність і безперебійність дії. Тому траса кабельної лінії повинна задовольняти основним технічним умовам; що наведені нижче.