Перспективы развития телефонной сети города Тобольска

 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 Fibrlok фирмы 3М (США). Потери в таком соединении не превышают 0,1 дБ.  

5.5.3. Измерения выполняемые  в процессе монтажа  ОК.  

       Измерения в процессе монтажа ОК производится с целью  оценки  качества выполнения неразъемных соединений ОВ при сращивании строительных длин. Измерения рекомендуется проводить оптическим рефлектометром методом обратного рассеяния.

       В   ряде  устройств,  для  сварки  ОВ  предусмотрена   возможность  грубой пороговой оценки затухания  стыка ОВ. Обычна она показывает, больше или меньше нормы контролируемое затухание. Если больше, то соединение должно быть выполнено заново, если меньше, то необходимо уточнить оценку с помощью оптического рефлектометра.

       Нормативно-техническая  документация регламентирует при оценке  затухания   проведение  измерений  с  двух  концов  кабеля  (А и Б) и  определение результатов измерений или среднеалгебраического значения результатов двух измерений в направлениях А – Б и Б – А по формуле:

где

a _С – результат измерения затухания ;

a _АБ , a _БА - результат измерения соответственно в направлении А – Б и Б – А .

       Значение a _С не должно превышать нормируемого для данного типа  ОК допустимого значения затухания стыка ОВ. Результаты измерений затухания стыков ОВ заносятся в паспорт на смонтированную муфту.  

5.5.4 Наложение защитного  покрытия и герметизация  ОВ.

       Места соединения ОВ  защищают  одним  из  способов: восстановлением защитного  покрытия, заливкой места стыка эпоксидным компаундом и с помощью специальных  гильз для защиты сростков с помощью специальных гильз: ГЗС (гильзы для защиты сростков, входящие в комплект поставки муфт) или КДЗС (комплект деталей для защиты сростка). ГЗС состоит из термоусаживаемой трубки (ТУТ) диаметром 3,5 мм, внутри которой находится трубка меньшего диаметра из сэвилена. Между трубками имеется армирующий стальной стержень диаметром 1 мм .

       Гильзу  перед сплавлением одевают на один  из  концов  волокна,  а  после сварки надвигают на место  сростка и нагревают. Под действием  температуры сэвилен расплавляется и приклеивается к краям защитного покрытия оптического волокна. При этом наружная трубка ТУТ, нагреваясь и уменьшаясь в диаметре, плотно обжимает весь защищаемый сросток, предохраняя его от внешних воздействий.

       Для монтажа  оптического  кабеля  наибольшее   распространение  получили сборные муфты ММЗОК – 2 сб, которые можно использовать многократно. Герметичность таких муфт обеспечивается с помощью специальных прокладок, резьбовых и болтовых соединений. Корпус муфты имеет круглую и плоскую форму с двумя кабельными вводами. Сборная муфта состоит из основания и крышки,   которые   имеют   болтовое   соединение.   Внутри   основного    корпуса расположена металлическая камера, в которую помещена круглая пластмассовая кассета для укладки запаса оптического волокна и фиксации защитных гильз. В крышке корпуса имеется отверстие с резьбой, закрываемое болтом с уплотнительной прокладкой. Отверстие предназначено для проверки герметичности смонтированной муфты избыточным воздушным давлением и заливки внутренней камеры гидрофобным заполнителем. Корпус муфты герметизируется двумя круглыми резиновыми прокладками. Кабельные вводы герметизируются поджимаемыми резиновыми сальниками и трубкой ТУТ. Ввод сердечника кабеля в металлическую камеру герметизируется фигурным резиновым сальником. Бронепокровы кабеля располагаются вокруг внутренней камеры. Пространство между внутренней камерой и основным корпусом заливается эпоксидным компаундом.

       Важным  этапом является выкладка волокон в  кассете и  фиксация  защитных гильз. Для предотвращения выпадения гильз между фиксаторами вводят небольшое количество липкого компаунда. Кассету закрывают крышкой и скрепляют липкой лентой, затем прикрепляют паспорт на муфту. Силовой элемент из стеклопластикового стержня соединяют между собой в середине муфты в стык клеем ВК – 9 и перфорированной металлической гильзой. Поверх гильзы надевают трубку ТУТ. Герметизация стыков отдельных деталей муфты и полиэтиленовой оболочки кабеля производится с помощью горелки и усадки ТУТ. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

6.ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ И МОНТАЖНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ

   ПАРАМЕТРОВ ВОЛП.     

       В процессе строительства и технической  эксплуатации  ВОЛС  проводится комплекс измерений для определения состояния  кабелей, линейных сооружений, качества функционирования аппаратуры линейного  тракта, предупреждения повреждений. Параметры и характеристики ОК и аппаратуры ВОСП, измеряемые в условиях их производства, оформляются в виде паспортных данных, которые должны соответствовать действующим нормативам ГОСТов и ТУ. Проверка на указанное соответствие выполняется при входном контроле. На этапе строительства ВОЛС в целях контроля качества строительства и связи измеряют следующие параметры:  затухание  ОВ на строительных длинах и смонтированных участках регенерации; затухание, вносимое соединениями ОВ; уровни мощности оптического излучения на выходных передающих оптоэлектронных модулях; коэффициенты ошибок. При необходимости устанавливают места повреждения. 

5.1 Измерение затухания  

       Измерение   затухания   осуществляется   на   всех   стадиях производства  оптического кабеля, строительства и эксплуатации ВОЛС. В общем виде затухание сигнала между точками 1 и 2 направляющей системы определяются как

a = 10 lg(P ₁ / P ₂) = p ₁ –p ₂ ,  

где                         

a - затухание, дБм ;

Р ₁ – мощность сигнала в точке 1, Вт ;

Р ₂ – мощность сигнала в точке 2, Вт ;

P ₁ , P ₂ – абсолютные уровни сигнала по мощности в точках 1 и 2

соответственно, дБм.

Абсолютный  уровень сигнала по мощности в  некоторой точке k определяется как

p _k = 10 lg (P _k / P _н),                                                                    

где   

p _k - абсолютный уровень сигнала по мощности в точке k ;  

Р _k  - мощность сигнала в точке k , мВт ; 

P _н – мощность нормального генератора, равная 1 мВт.

       Таким образом, для оценки затухания ОВ необходимо измерить мощности оптического  сигнала на входе и выходе ОВ. 

6.1.1. Метод обрыва  

       Метод обрыва отличается достаточно высокой  точностью. Он  позволяет выполнить  измерения в пределах до 10 дБ с абсолютной погрешностью не более 0,03 дБм. Основной недостаток метода обрыва – при каждом измерении теряется 1…5 м волокна, так как приходится обрезать  концы ОВ.

       Метод обрыва основан на сравнении мощностей  оптического излучения, измеренных при неизменных условиях ввода на выходе измеряемого образца ОВ длиной L (Р _вых) и на входе короткого участка (Р _вх), образованного за счет обрыва кабеля в начале измеряемого образца (L » 1м). После регистрации мощностей Р _вх и Р _вых  затухание определяется по формуле .

       В силу своих особенностей данный метод  наиболее широко применяется при  входном контроле. 
 

6.1.2. Измерение вносимого  затухания 

       В процессе  эксплуатации, при приемосдаточных  измерениях ВОЛС применяют метод  измерения вносимого затухания.

       При измерении вносимого затухания определяют разность уровней мощности, воспринимаемой приемником излучения при его непосредственном подключении к источнику излучения, и мощности, поступающей на приемник при его включении на выходе измеряемого волокна, концы которого армированы оптическими соединителями. .

       По  схеме   ,    измеряется  уровень   мощности  оптического  излучения на выходе «эквивалентного  источника излучения, который представляет собой источник 1 с подключенным к нему армированным по концам коротким отрезком ОВ. Уровень мощности p _вх  измеряется на выходе данного отрезка ОВ. Затем , уровень мощности p _вых на выходе измеряемого ОВ. При этом оптическое излучение вводится в измеряемое оптическое волокно с выхода «эквивалентного источника излучения» путем соединения через проходную розетку армированных концов короткого отрезка волокна и измеряемого ОВ. Вносимое затухание определяется как разность уровней по формуле . 
 

               6.1.3. Метод обратного рассеяния. 

       В  основе   метода   лежит   явление   обратного   рэлеевского  рассеяния. При реализации этого метода измеряемое волокно зондируют оптическими импульсами, вводимыми в оптическое волокно через оптический направленный ответвитель. Из-за флуктуаций показателя преломления сердцевины вдоль волокна, отраженный от рассеянных и локальных неоднородностей, распределенных по всей длине волокна, возникает обратнорассеянный поток. Мощность этого потока, измеренная   в   точке   ввода   оптических   зондирующих  импульсов  в  волокно  с некоторой задержкой t относительно момента посылки зондирующего импульса, пропорциональна мощности, обратнорассеянной в точке кабеля, расположенной на расстоянии L _х = t n / 2 от места измерения, где n - групповая скорость распространения оптического модуля.

       Для   реализации  данного  метода  разработаны   специальные   приборы –  оптические рефлектометры. Они обеспечивают одновременное определение целого ряда важнейших параметров: степени регулярности кабеля, мест неоднородностей и повреждений, потерь в местах соединений, затухания.

       Зондирующие импульсы поступают от источника  излучения  через направленный ответвитель  в оптическое волокно . Поток обратного  рассеяния регистрируется в чувствительном фотоприемником устройстве  и преобразуется  в электрический сигнал, который  после специальной обработки подается на вход устройства отображения .

       Одной из основных операций  при  работе  с   оптическим  рефлектометром  является операция идентификации характеристики обратного рассеяния ОВ.  
 
 
 

6.2 Измерение уровней  оптической мощности  
 
 

       Измерение   уровней   оптической   мощности   производится   в 

 процессе  строительства и эксплуатации  ВОЛС. Для измерения уровня оптической  мощности используют ваттметры  поглощаемой оптической мощности. В них оптическое излучение  с помощью метрологически аттестованного первичного преобразователя в электрический сигнал, по уровню которого  и  оценивают  искомую  величину.

       При измерениях мощности важно обеспечить попадание  всего  поперечного  сечения измеряемого потока оптического  излучения на рабочую площадку фотоприемника. 
 

6.3 Измерение коэффициента  ошибок  

       Коэффициент  ошибок –  важнейшая  характеристика  линейного  тракта.

       Он  измеряется как для отдельных  участков регенерации, так и для  тракта в целом. Для измерения  коэффициента ошибок  разработаны  специальные приборы , включающие генераторы псевдослучайных или регулярных последовательностей символов в коде как линии, так и стыка, а также приемное оборудование, осуществляющее собственно измерение коэффициента ошибок.

       Измерение   коэффициента   ошибок    достигается    путем   посимвольного сравнения принимаемой и исходной последовательностей кодовых комбинаций . Такой способ выделения ошибок используется при организации измерений «по шлейфу». В этом случае коэффициент ошибок тракта измеряют с одной оконечной станции, а на противоположном конце устанавливают шлейф. Измеренное значение коэффициент ошибок оценивает качество при прохождении цифрового сигнала в обоих направлениях.

       Другой  метод выделения ошибок  основан  на  свойствах,  используемых для  передачи в линии кодов, которые за счет избыточности позволяют обнаружить ошибку. В этом случае коэффициент ошибок может быть измерен «по направлению», когда выделение и фиксацию числа ошибок производят на приемном конце тракта (участка регенерации). Комплексы приборов размещают на противоположных концах линейного тракта или регенерационного участка. Оценка коэффициент ошибок производится для каждого направления отдельно.  

6.4 Измерение энергетического  потенциала и чувствительности  приемного оптического  модуля  

       Энергетический  потенциал  –  это  разность  между  уровнем оптического сигнала  на выходе передающего оптического  модуля (ПОМ) и чувствительности приемного  оптического модуля (ПрОМ). Чувствительность приемного оптического модуля –  это минимальный уровень оптического сигнала на входе ПрОМ, при котором обеспечивается требуемый коэффициент ошибок.

       Для измерения энергетического потенциала необходимо иметь  линию  с регулируемым затуханием. В качестве такой линии  обычно используют оптический аттенюатор. При проведении измерений он контролирует коэффициент ошибок.

       Аттенюатор  может быть включен между ПОМ  и  ПрОМ  одного  пункта, если при  этом используется калиброванный аттенюатор, то нет необходимости измерять указанные  мощности на выходе передающего и  входе приемного модулей, так как энергетический потенциал в данном случае будет равен затуханию, вносимому аттенюатором.

       Аттенюатор  может   быть   включен   между  станционным  и  линейным кабелем. Энергетический потенциал  при этом измеряется по направлению  от одного пункта к другому. Аналогично   измеряют   чувствительность   ПрОМ.   С   помощью   оптического аттенюатора на входе ПрОМ устанавливают такой минимальный уровень мощности, при котором коэффициент ошибок равен требуемому. После этого измеряют этот уровень мощности и находят чувствительность ПрОМ. 

  6.5.Измерение  дисперсии. 

  Под  дисперсией понимают рассеяние во времени составляющих сигнала (частот, типов волн), прошедшего оптический кабель связи. Дисперсия  вызывает фазовые искажения, и ее оценивают по различию времени распространения составляющих спектра или уширению передаваемых импульсов. Это приводит к ограничению пропускной способности линии

  Наибольший  вклад в уширения вносит модовая  дисперсия. Разные методы имеют различную  скорость распространения. Соответствующие модам лучи идут под разными углами, проходят разный путь в сердцевине волокна и, следовательно, поступают на выход с разной задержкой. Схема измерения приведена на рисунке 29.

  Модулированный  сигнал от световода вводится через  оптическую систему в кабель. Пройдя оптический кабель, сигнал попадает на интерференционный фильтр, с помощью которого осуществляется частотная фильтрация сигнала. Далее сигнал поступает на фотодетектор. Полученный электрический сигнал подается на фильтр нижних частот, с помощью которого подавляются паразитные гармоники основного сигнала, образующиеся за счет нелинейности амплитудной характеристики световода. С помощью фазометра фаза огибающей сигнала, полученного с фотодиода, измеряется и сравнивается с фазой исходного сигнала.

  Схема измерения  уширения импульсов предоставлена  на рисунке 30. В качестве источника  излучения используют импульсный полупроводниковый  лазер. Управляет лазером задающий генератор. На входном и выходном концах кабеля помещены полупрозрачные зеркала 1и 2. Световые импульсы проходят через входное зеркало в кабель и циркулируют между концами кабеля (что как бы увеличивает длину оптического кабеля). Дисперсию определяют, сравнивая на экране осциллографа ширину импульсов, которые потерпели неоднократную циркуляцию в кабеле, с шириной исходного импульса. Совмещение импульсов на экране осциллографа достигается путем применения регулируемой линии задержки.

   Данный  метод измерения позволяет с  помощью сравнительно короткого  отрезка кабеля имитировать условия  прохождения сигнала оп линии  большой длины.

   Уширением импульсов  называется длительность импульса оптического  сигнала на выходе кабеля при подаче на вход единого (короткого) импульса. Длительность выходного импульса измеряют на уровне 0,5. Величина дисперсии определяется по формуле:

       Где t_вых и t_вх – длительность выходного и входного импульсов.

        Рисунок 29 – Метод измерения дисперсии.

                      Рисунок 30 – Метод измерения  уширения сигнала.

7.ОЦЕНКА  НАДЕЖНОСТИ МЕЖСТАНЦИОННОЙ       

   ВОЛОКОННО - ОПТИЧЕСКОЙ  ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ  НА  

   УЧАСТКЕ АТС-5 - АТС-6 ГОРОДА ТОБОЛЬСКА. 

  Качество  работы системы передачи зависит  от надежности работы линии связи.

  На надежность кабельных линий влияют следующие  факторы: дефекты производства кабеля, строительства и эксплуатации, механические воздействия при земляных работах  в кабельных колодцах, сдвиг и давление почвы, особенно в районах вечной мерзлоты, сотрясения (вибрации), особенно при прокладке кабелей по мостам, пробой высоким напряжением, в том числе и от токов молний, коррозия влагозащитных металлических оболочек. Интенсивность каждого фактора зависит от местных условий.

  Ниже приведены  данные удельного веса повреждений  с перерывом связи оп различным  причинам в процентах от общего числа  повреждений:

• механические повреждения от земляных работ 54,8%;
• дефекты производства, строительства и эксплуатации 9,4%;
• грозовое электричество 18,2%;
• перемещение грунта (обвалы, пучения, вибрация и т. п.) 6,7%;
• стихийные бедствия (наводнение и другое) 7,7 %;
• коррозия 0,7 %;
• прочие причины 2,4 %.

  Исходя  из общей теории надежности, применяемой в народном хозяйстве, разработана методика расчета кабельных линий связи и приняты следующие термины и определения надежности.

  Надежность  – свойство кабельной линии выполнять  заданные функции, то есть обеспечивать возможность передачи требуемой  информации с установленным качеством характеристики в установленных нормами  

  пределах  в течении требуемого промежутка времени.

  Отказ –  повреждение с перерывом связи, то есть повреждение, вызвавшее прекращение  действия связи по группе каналов  или одному каналу, являющемуся единственным на данной связи. Такое повреждение оп обычно используемой терминологии считается аварией. По любому отказу принимаются меры по немедленному его устранению.

  Неисправность – повреждение без перерыва связи, то есть такое состояние линии, при котором она не удовлетворяет хотя бы одному из предъявляемых к ней требований. В качестве примеров неисправностей можно привести ухудшение электрических характеристик, неблагоприятно 

влияющих на качество передач , нарушение герметичности  оболочки и верхних защитных покровов кабеля и тому подобное.

  Среднее время между отказами (наработка  на отказ) – среднее время между  соседними отказами, выраженное в  часах.

  Среднее время восстановления связей – среднее  время простоя связей, считая от начала возникновения отказа до момента восстановления связей, выраженное в часах.

  Интенсивность отказов – среднее число отказов  в единицу времени (час) на 1 км трассы линии при однокабельной и  двухкабельной системах.

  Параметр  потока отказов – среднее число  отказов в единицу времени (час) на всю длину трассы.

  Вероятность безотказной работы – вероятность  того, что в заданный интервал на линии не возникает отказа.

  Коэффициент простоя – вероятность нахождения линии в произвольно выбранный  момент времени в состоянии отказа.

  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 эксплуатационные.

  К конструктивно-производственным относятся факторы, связанные с  разработкой, проектированием и  изготовлением отдельных изделий  и устройств, составляющих кабельную  линию (кабель, соединительные муфты  и тому подобное).

  К эксплуатационным относятся факторы, влияющие на надежность кабельной линии в процессе ее эксплуатации, обусловленные влиянием среды, в которой находится кабель, системой технического обслуживания, квалификацией обслуживающего персонала, наличием измерительной аппаратуры и тому подобное.

  Интенсивность воздействия каждого фактора  значительно зависит от местных  условий.

  Наибольшее  число повреждений приходится на весенне-летний период, что объясняется  большим их числом в это время  года в следствие земляных работ, воздействия токов молний, размыва почвы и другого.

   Среднее время  между отказами (наработка на отказ) представляет среднее число часов  исправной работы линии между  двумя средними отказами, взятыми  за определенный календарный срок эксплуатации:

  где 8760 –  число часов в течении года;

  100 – нормированная  длина трассы;

L – длина трассы, L= 6,2 км;

  t_в – время восстановления.

  В соответствии с принятыми на сети нормами на время восстановления для оптического  кабеля t_в £ 10 час.  

  Подставляя, получим:

  T₀ = 125132. Час 
 

   Коэффициент готовности определяется как отношение суммарного времени исправной ( безотказной) работы к общему суммарному времени исправной работы и времени восстановления за один и тот же период эксплуатации:

   Подставляя, получим:

   Коэффициент готовности не хуже нормируемого значения

Эксплуатация  ВОЛП длится в течение десятилетий, поэтому даже незначительное повышение  её эффективности приводит в конечном итоге к существенному улучшению  технико-экономических показателей  работы сети связи в целом. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

8.ОЦЕНКА ТЕХНИКО ЭКОНОМИЧЕСКОЙ

ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЕКТИРУЕМОЙ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОЙ ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ. 

  8.1. Описание вариантов  организации межстанционной  связи

  На проектируемой  межстанционной соединительной линии  между АТС-6 – АТС-5 предусмотрена  организация связи по оптическому кабелю марки ОКС-М6Т-10-0,4-6 с использованием цифровой системы передачи SDH STM – 1. В соответствии с расчетом, для организации связи между АТС-6 – АТС-5 требуется 827 соединительные линии и одна система передачи SDH STM-1.