Проектирование транспортной сети на базе ВОЛС для сотовых операторов стандарта GSM вдоль автотрассы

Проектирование транспортной сети на базе ВОЛС для сотовых операторов стандарта GSM вдоль автотрассы Шардара-Арысь
Содержание
Введение
1. Анализ существующего положения
1.1 Постановка задачи проекта
1.2 Краткая характеристика региона и сети связи
1.3Описание системы GSM
1.3.1 Аспекты сотового планирования
1.4 Способы организации транспортной сети
1.4.1 Спутниковые линий связи
1.4.2 Проводные линий связи
1.4.3 Волоконно-оптические линии связи
1.4.4 Радиорелейные линий связи
1.5 Выбор оптимального варианта линии связи
2. Техническая часть
2.1 Классификация оптических кабелей связи
2.2 Характеристика и расчет основных параметров оптического кабеля
2.3 Расчет длины регенерационного участка
2.4 Расчет и построение диаграммы уровней передачи
3. Рабочая документация
3.1 Общие вопросы по строительству, монтажу и измерению ВОЛС
4. Безопасность жизнедеятельности
4.1 Анализ условий труда при эксплуатации лазера
5. Технико-экономическое обоснование проекта
5.1 Расчет капитальных затрат
5.2 Расчет численности производственных работников
5.3 Расчет технико-экономических показателей
5.3.1 Расчет эксплуатационных расходов
5.3.2 Расчет доходов от услуг связи
Заключение
Введение
Создание современной динамичной рыночной экономики с механизмом саморегуляции невозможно без надежной системы связи и телекоммуникаций, которая является важным фактором инвестиционного климата и непременным условием развития бизнеса. Современное состояние мирового рынка услуг связи характеризуется глубокими структурными сдвигами.
Компьютеризация телекоммуникационного оборудования идет параллельно с процессами приватизации национальных систем связи, появлением на рынке крупных фирм – операторов, что приводит к усилению конкурентной борьбы. В результате снижаются расценки на телекоммуникационные услуги, расширяется их ассортимент, а пользователи имеют возможность выбора.
Большинство промышленно развитых стран интенсивно переходит на цифровой стандарт связи, который позволяет мгновенно передавать колоссальные объемы информации с высокой степенью защиты ее содержания. В мировых телекоммуникациях отчетливо проявляется тенденция развития полносервисных сетей, построенных на базе технологии коммутации пакетов услуг.
В настоящее время в первую десятку стран, которые имеют наиболее развитые системы связи и телекоммуникаций, отвечающие мировым стандартам, входят Сингапур, Швеция, Новая Зеландия, Финляндия, Дания, США, Гонконг, Турция, Норвегия и Канада. Казахстан в рейтинге стран по уровню развития телекоммуникационных систем уступает не только промышленно развитым, но и многим развивающимся государствам.
Спрос на информационные технологии, современные компьютеры и офисное оборудование в последние годы оказывает существенное влияние на динамику и структуру мировой экономики. Настоящей революцией в сфере информационных технологий стало появление и бурное развитие системы Интернет, сформировавшийся к началу третьего тысячелетия в одну из ведущих отраслей мировой экономики.
В каждой стране управление телекоммуникационной отраслью имеет свою специфику. Однако появление цифровых технологий и массовое внедрение услуг по предоставлению доступа в сеть Интернет привели к тому, что сегодня практически любой оператор связи работает не только на локальном (региональном или общенациональном), но и на мировом рынке телекоммуникационных услуг.
Появление цифровых технологий способствовало радикальным изменениям в телекоммуникационной отрасли. Услуги традиционной голосовой связи начали вытесняться интерактивными услугами, такими как Интернет, передача данных, мобильная связь.
Телекоммуникация, наиболее динамично развивающаяся и обладающая потенциалом долгосрочного экономического роста отраслей. По оценкам Агентства по информатизации и связи, для того, чтобы обеспечить 1% экономического роста в современном Казахстане, необходимо достичь 3% роста в телекоммуникационной индустрии. В этом случае телекоммуникации не только будут способствовать развитию общества и укреплению безопасности страны, но и станут важнейшим источником стабильного экономического роста.
После упрощения механизмов (1999-2000 гг.) лицензирования, сертификации и выделения частного ресурса новым операторам связи, увеличилось число альтернативных операторов, предоставляющих услуги связи. Практически все традиционные операторы проводной связи, также оказывают услуги сотовой и пейджинговой связи и предоставляют доступ в Интернет.
Но, несмотря на перемены, отечественный рынок услуг связи остается достаточно замкнутым. С одной стороны это обусловлено огромными масштабами территории страны, благодаря которым формируются основные доходы операторов связи. С другой – Казахстан пока находится вне мирового рынка международного трафика, что до сих пор было следствием недостаточно высокого уровня цифровизации основных каналов и более низкого качества связи по сравнению с мировыми стандартами. возрастать.
Несмотря на высокие темпы внедрения современных технологий, процент охвата населения РК новыми видами связи, такими как сотовая связь, пейджинг, Интернет остается низким.
Наиболее динамично развивается сотовая связь. Только за один 1999 г. число абонентов возросло почти на 80%. Это обусловлено постепенным ростом платежеспособного спроса населения, а также политикой снижения тарифов, проводимой крупнейшими компаниями сотовой связи. По прогнозам западных экспертов к концу первой декады XXI века пользователей услуг мобильной связи буде столько же, сколько абонентов телефонных сетей общего пользования.
В данном дипломном проекте рассматриваются вопросы по организации (проектированию) транспортной сети на базе ВОЛС для сотовых операторов стандарта GSM вдоль автотрассы областного подчинения Шардара -Арысь. Внедрения данного проекта в реальную жизнь позволить улучшить качество связи, повысить количества абонентов сотовых операторов в удаленных районах области.
1. Анализ существующего положения
1.1 Постановка задачи проекта
Отечественный рынок услуг связи несмотря на перемены, остается достаточно замкнутым. С одной стороны это обусловлено огромными масштабами территории страны, благодаря которым формируются основные доходы операторов связи. С другой – Казахстан пока находится вне мирового рынка международного трафика, что до сих пор было следствием недостаточно высокого уровня цифровизации основных каналов и более низкого качества связи по сравнению с мировыми стандартами.
Несмотря на высокие темпы внедрения современных технологий, процент охвата населения Республики Казахстан новыми видами связи, такими как сотовая связь, пейджинг, Интернет остается низким.--PAGE_BREAK--
Среди новых видов связи наиболее динамично развивается сотовая связь. Только за один 1999 г. число абонентов возросло почти на 80%. Это обусловлено постепенным ростом платежеспособного спроса населения, а также политикой снижения тарифов, проводимой крупнейшими компаниями сотовой связи. По прогнозам западных экспертов к концу первой декады XXI века пользователей услуг мобильной связи буде столько же, сколько абонентов телефонных сетей общего пользования.
Основной целью данного проекта является: повышение качества связи; увеличение доходов по исходящему трафику; расширение и укрепление позиций сотовых операторов на рынке услуг связи; избежание потери потенциальных потребителей услуг связи; увеличение денежного потока операторов и т. д. Для достижения цели в проекте рассматриваются вопросы по организации (проектированию) транспортной сети на базе ВОЛС для сотовых операторов стандарта GSM вдоль автотрассы областного подчинения Шардара -Арысь, что позволит значительно повысить качество предоставляемых услуг и соответственно увеличить исходящий трафик.
Базисом стратегии проекта является удовлетворение спроса на улучшение качества связи, завоевание лидерской позиции по предоставлению услуг телекоммуникаций, расширение рынка, предоставляя потребителям двух районов (Арысского и Шардаринского) самые современные, качественные услуги связи.
Актуальность проекта заключается в первую очередь в том, что существующая система связи (транспортная сеть сотовых операторов- разнородная, т.е. частично аналогово-цифровые РРЛ и уплотненные с помощью ИКМ электрические кабели), эксплуатация которой на протяжении последних лет оставалась без внимания, не удовлетворяет запросы населения, как в качестве связи, так и в своевременных установках.
Планируемое проектирование транспортной сети на базе ВОЛС создает предпосылки стабильного роста трафика, предоставления высокоскоростных услуг передачи данных, а также предоставление в аренду цифровых каналов сторонним операторам.
В связи с тем, данный проект необходим для устранения всех недостатков работы сети телекоммуникаций, что повлияет на увеличение количества абонентов, каналов и принесет оператору стабильный финансовый рост, дополнительно позволит увеличить рынки по предоставлению услуг телекоммуникаций, и соответственно увеличит денежный поток.
Следовательно, своевременное внедрение данного проекта позволить расширение рынка по предоставлению услуг телекоммуникаций, обеспечит существенное превосходство в конкурентной борьбе с компаниями, которые в настоящее время предоставляют аналогичные услуги [8].
1.2 Краткая характеристика региона и сети связи
Южно-Казахстанская область является одним из крупных регионов республики и граничит на востоке с Жамбылской областью, на севере с Жезказганской, на западе Кызылординской областью и на юге с Узбекистаном. Ее территория — 117,3 тыс.кв.км, здесь проживает около 2 млн.человек. В административно-территориальную структуру области входят 4 города, 11 сельских районов.
Регион богат месторождениями полезных ископаемых, таких как барит, уголь, железные и полиметаллические руды, бентонитовые глины, вермикулит, тальк, известняк, гранит, мрамор, гипс, кварцевые пески. По запасам урана область занимает первое место, фосфоритов и железных руд — третье место в Казахстане.
Южно-Казахстанская область располагает значительным производственно-экономическим потенциалом. Это один из самых трудоизбыточных регионов Казахстана.
Область является крупным производителем и поставщиком хлопка, каракуля, кожевенного сырья, растительного масла, фруктов, овощей, винограда, бахчевых, кондитерских, макаронных, табачных изделий, пивобезалкогольной продукции. В области производятся также свинец, цемент, желтый фосфор, нефтепродукты, кислота серная, шифер, автотракторные шины, экскаваторы, трансформаторы силовые, масляные выключатели, хлопчатобумажные ткани, чулочно-носочные, швейные изделия, мебель.
Область располагает двумя направлениями железных дорог, общей протяженностью 444,6 км, автомобильными дорогами общего пользования 5,2 тыс.километров, в т.ч. с твердым покрытием — 5,1 тыс. километров.Гражданская авиация работает на линиях, протяженностью 18,3 тыс.км.
Областной центр расположен на оси международной магистрали Оренбург — Ташкент и Туркестано-Сибирской магистрали. Кроме того, имеет удобные связи по автомагистралям: Ташкент — Шымкент — Тараз — Алматы и Ташкент — Шымкент — Туркестан — Самара.
Основными направлениями социально-экономического развития области являются подчинение региональной политики приоритетам устойчивого экономического развития реального сектора экономики, особенно тех отраслей, которые обеспечивают занятость путем повышения емкости внутреннего рынка и расширения платежеспособного спроса, формирование привлекательного инвестиционного климата, активизация деятельности по привлечению прямых отечественных и иностранных инвестиций в приоритетные секторы экономики. В социальной сфере — реализация комплексной программы социальной защиты населения, построение системы адресной социальной защиты на местном уровне и обеспечение эффективных мер по борьбе с бедностью и безработицей.
Развитие промышленности определяет нефтеперерабатывающая и металлургическая промышленность. В металлургии произойдет стабилизация производства по свинцу рафинированному, золоту, серебру. В легкой и пищевой промышленности предусматривается рост производства почти в два раза, однако это не окажет существенного влияния на структуру промышленного производства.
Приоритетное развитие получили субъекты производственного сектора малого бизнеса, занимающиеся переработкой продукции сельского хозяйства. Развитие животноводства повлечет за собой создание новых предприятий по переработке кожи, шерсти, мяса и молока. Особое внимание будет уделено созданию малых предприятий с законченным циклом переработки хлопка-сырца, развитию рисоводства и виноградарства.
Стратегия развития сельского хозяйства основана на поддержку эффективных хозяйствующих субъектов, производящих конкурентоспособную продукцию и расширении емкости внутреннего и внешнего рынков сбыта отечественной сельхозпродукции, формировании общеэкономических условий для стабилизации отрасли.
Наблюдаются увеличение объемов работ предприятий транспортно-коммуникационного комплекса. Отправление грузов всеми видами транспорта общего пользования за 2000-2008 гг. увеличился на 29,6%, в том числе железнодорожным транспортом на 23,1%, автомобильным на 38,6%, воздушным в 2,5 раза. На автомобильных дорогах работа будет в основном направлена на улучшение их технического состояния и реконструкцию для обеспечения пропуска большегрузных автомобилей.
Южно-Казахстанская область располагает значительным производственно-экономическим потенциалом. Основу его составляют огромные природные запасы, высокий промышленный потенциал и достаточные трудовые ресурсы.
Область является крупным производителем и поставщиком хлопка, кожевенного сырья, растительного масла, фруктов, овощей, винограда, бахчевых, макаронных, табачных изделий, пивобезалкогольной продукции, свинца, цемента, нефтепродуктов, серной кислоты, шифера, автотракторных шин, экскаваторов, силовых трансформаторов, масляных выключателей, чулочно-носочных, швейных изделий, мебели.
На сегодняшний день Южный Казахстан – один из самых динамично развивающихся промышленных регионов республики. На лучших предприятиях региона наблюдается устойчивый рост экономических показателей. Другим свидетельством успешного развития экономики стало появление новых предприятий и создание новых рабочих мест, прежде всего в сфере переработки хлопка. Запущена в эксплуатацию хлопкопрядильная фабрика. Развитие крупного производства сопровождается ростом числа предприятий малого и среднего бизнеса.
Крупнейшая узловая станция ЮКО с тремя направлениями – станция Арысь. Она основана в 1900 году как железнодорожная станция во время строительства железнодорожной линии Оренбург-Ташкент. Станцию Арысь называют «фабрикой маршрутов» и «воротами в Среднюю Азию», поскольку она является главным диспетчером южной магистрали Казахстана.
В области предоставляют услуг связи населению и организациям несколько операторов. Среди них можно отметить следующих: "Kaзахтелеком", «Казтранском», «Транстелеком», «Нурсат», «Аstel», Golden Telecom", «КCeel», «Билайн», «Dalacom», транкинговые компании и др.
Важную роль в развитии экономики области играет Южно-Казахстанская областная дирекция телекоммуникаций — филиал АО "Kaзахтелеком". Данная организация предоставляет услуги местной, междугородной и международной телефонной связи, передачи данных и телеграфной связи, подвижной радиотелефонной связи, услуг по трансляции телевизионных и звуковых программ.
С 1998 года действует Транснациональная Азиатско-Европейская Волоконно-Оптическая Линия Связи (ТАЕ BOЛС), проходящая по территории области. В конце 2000 года сдан в эксплуатацию участок Шымкент — Актобе Западной ветки Национальной информационной супермагистрали (НИСМ), с 2005 г. восточная ветка Шымкент-Тараз.
Активно ведется работы по цифровизации местных сетей (ГТС, СТС), а также зоновой сети. В городе Шымкенте заканчиваются работы по строительству сети NGN. Внедряются станции спутниковой связи ДАМА, обеспечивающие связью отдаленные участки. В области возрос интерес к Интернету.
Но, существуют и проблемы, например в сфере связи и телекоммуникаций необходимо удовлетворение спроса населения на услуги. Необходимо дальнейшее развитие работы по модернизации систем связи путем замены аналогового оборудования на цифровое, а также по внедрению новых современных стандартов сотовой, мобильной и других видов связи. Активизировать работ по строительству вторичных сегментов (внутризоновый и местный) национальной информационной супермагистрали, по расширению спутниковой сети, а также по обеспечению сотовой связи отдаленные районы и аулы.
Ниже в разделе 1.3 данного дипломного проектирования приведены основные аспекты сотового планирования, так как цель проекта – создание транспортной сети для операторов стандарта GSM вдоль автотрассы Шардара- Арысь на базе ВОЛС.
1.3 Описание системы GSM
Общие характеристики системы. В соответствии с рекомендацией СЕРТ 1980 г, касающейся использования спектра частот подвижной связи в диапазоне частот 862-960МГц, стандарт GSMна цифровую общеевропейскую (глобальную) сотовую систему наземной подвижной связи предусматривает работу передатчиков в двух диапазонах частот: 890-915МГц (для передатчиков подвижных станций – MS), 935-960МГц (для передатчиков базовых станций- BTS) [22].    продолжение
--PAGE_BREAK--
В стандарте GSM используется узкополосный многостанционный доступ с временным разделением каналов (NB TDMA).В структуре TDMA кадра содержится 8 временных позиций на каждой из 124 несущих.
Для защиты от ошибок в радиоканалах при передачи информационных сообщений применяется блочное и сверточное кодирование с перемежением. Повышение эффективности кодирования и перемежения при малой скорости перемещения подвижных станций достигается медленным переключением рабочих частот (SFH) в процессе сеанса связи со скоростью 217 скачков в секунду.
Для борьбы с интерференционными замираниями принимаемых сигналов, вызванных многолучевым распространением радиоволн в условиях города, в аппаратуре связи используются эквалайзеры, обеспечивающие выравнивание импульсных сигналов со среднеквадратическим отклонением времени задержки до 16 мкс.
Система синхронизации рассчитана на компенсацию абсолютного времени задержки сигналов до 233мкс, что соответствует максимальной дальности связи или максимальному радиусу ячейки (соты) 35 км.
В стандарте GSM выбрана гауссовская частотная манипуляция с минимальным частотным сдвигом (GMSK). Обработка речи осуществляется в рамках принятой системы прерывистой передачи речи (DTX), которая обеспечивает включение передатчика только при наличии речевого сигнала и отключение передатчика в паузах и конце разговора. В качестве речепреобразующего устройства выбран речевой кодек с регулярным импульсным возбуждением/долговременным предсказанием и линейным предикативным кодированием с предсказанием (RPE/LTR-LTP-кодек). Общая скорость преобразования речевого сигнала – 13 кбит/с [8].
В стандарте GSMдостигается высокая степень безопасности передачи сообщений; осуществляется шифрование сообщений по алгоритму шифрования с открытым ключом (RSA).
В целом система связи, действующая в стандарте GSM, рассчитана на ее использование в различных сферах. Она предоставляет пользователям широкий диапазон услуг и возможность применять разнообразное оборудование для передачи речевых сообщений и данных, вызывных и аварийных сигналов; подключаться к телефонным сетям общего пользования (PSTN), сетям передачи данных (PDN) и цифровым сетям с интеграцией служб (ISDN). Характеристика стандарта GSMприведена в конце пояснительной записки [П.А.].
Структура системы. Сеть GSMделится на две системы. Каждая из этих систем включает в себя ряд функциональных устройств, которые в свою очередь, являются компонентами сети мобильной радиосвязи. Данными системами являются:
— коммутационная система — SwitchingSystem(SS);
— система базовых станций — BaseStationSystem(BSS).
Каждая из этих систем контролируется компьютерным центром управления.
Система SSвыполняет функции обслуживания вызовов и установления соединений, а также отвечает за реализацию всех назначенных абоненту услуг. SSвключает в себя следующие функциональные устройства:
Центр коммутации мобильной связи (MSC).
Опорный регистр местоположения (HLR).
Визитный регистр (VLR).
Центр аутентификации (AUC).
Регистр идентификация оборудования (EIR).
Система BSSотвечает за все функции, относящиеся к радиоинтерфейсу, и включает в себя следующие функциональные блоки:
Контроллер базовых станций (BSC).
Базовую станцию (BTS).
Центр технического обслуживания (ОМС) выполняет все задачи по эксплуатационно-техническому обслуживанию для сети, например, из него проводится наблюдение за сетевым трафиком, за аварийными сигналами от всех сетевых элементов.
Из ОМС доступ осуществляется как к системе SS, так и к системе BSS.
MSне принадлежит ни к одной из этих систем, но рассматривается как элемент сети.
Состав системы коммутации SS. Центр коммутации мобильной связи. Центр коммутации мобильной связи (MSC) выполняет функции коммутации для мобильной связи. Этот центр контролирует все входящие и исходящие вызовы, поступающие из других телефонных сетей и сетей передачи данных. К таким сетям можно отнести PSTN, ISDN, сети данных общего пользования, корпоративные сети, а также сети мобильной связи других операторов. Функции проверки подлинности абонентов также выполняются в MSC. MSCобеспечивает маршрутизацию вызовов и функции управления вызовами. На MSCвозлагаются функции коммутации радиоканалов. К ним относятся «эстафетная передача», в процессе которой достигается непрерывность связи при перемещении мобильной станции из соты в соту, и переключение рабочих каналов в соте при появлении помех или неисправностях.    продолжение
--PAGE_BREAK--
MSCформирует данные, необходимые для выписки счетов за предоставленные сетью услуги связи, накапливает данные по состоявшимся разговорам и передаёт их в центр расчётов (биллинг-центр). MSCсоставляет также статистические данные, необходимые для контроля работы и оптимизации сети.
MSCне только участвует в управлении вызовами, но также управляет процедурами регистрации местоположения и передачи управления.
Центр коммутации осуществляет постоянное слежение за мобильными станциями, используя регистры местоположения (HLR) и перемещения (VLR).
Опорный регистр местоположения. В системе GSMкаждый оператор располагает базой данных (HLR), содержащей информацию обо всех абонентах, принадлежащих своей PLMN. Эта база данных может быть организована в одном или более HLR. Информация об абоненте заносится в HLRв момент регистрации абонента (заключения абонентом контракта на обслуживание) и хранится до тех пор, пока абонент не расторгнет контракт и не будет удалён из регистра HLR.
Хранящаяся информация в HLRвключает в себя:
Идентификатор абонента.
Дополнительные услуги, закрепленные за абонентом.
Информацию о местоположении абонента.
Аутентификационную информацию абонента.
HLRможет быть выполнен как в собственном узле сети, так и отдельно. Если емкость HLRисчерпана, то может быть добавлен дополнительный HLR. И в случае организации нескольких HLRбаза данных остаётся единой — распределённой. Запись данных об абоненте всегда остаётся единственной. К данным, хранящихся в HLR, могут получить доступ MSCи VLR, относящиеся к другим сетям в рамках обеспечения межсетевого роуминга абонентов.
Визитный регистр (VLR). База данных VLRсодержит информацию о всех абонентах мобильной связи, расположенных в данный момент в зоне обслуживания MSC. Таким образом, для каждого MSCна сети существует свой VLR. В VLRвременно хранится информация об абонировании, и, благодаря этому, связанный с ним MSCможет обслуживать всех абонентов, находящихся в зоне обслуживания данного MSC. VLRможет рассматриваться как распределенный HLR, поскольку в VLRхранится копия информации об абоненте, хранящаяся в HLR.
Когда абонент перемещается в зону обслуживания нового MSC, VLR, подключенный к данному MSC, запрашивает информацию об абоненте из того HLR, в котором хранятся данные этого абонента. HLRпосылает копию информации в VLRи обновляет у себя информацию о местоположении абонента. Когда абонент звонит из новой зоны обслуживания, VLRуже располагает всей информацией, необходимой для обслуживания вызова. В случае роуминга абонента в зону действия другого MSC, VLRзапрашивает данные об абоненте из HLR, к которому принадлежит данный абонент. HLRв свою очередь передаёт копию данных об абоненте в запрашивающий VLRи, в свою очередь, обновляет информацию о новом местоположении абонента. После того как информация обновится, MSможет осуществлять исходящие/входящие соединения.    продолжение
--PAGE_BREAK--
Центр аутентификации (AUC). Для исключения несанкционированного использования ресурсов системы связи вводятся механизмы аутентификации -удостоверения подлинности абонента. AUC— центр проверки подлинности абонента состоит из нескольких блоков и формирует ключи и алгоритмы аутентификации (осуществляется генерация паролей). С его помощью проверяются полномочия абонента, и осуществляется его доступ к сети связи. AUCпринимает решения о параметра процесса аутентификации и определяет ключи шифрования абонентских станций на основе базы данных, сосредоточенной в регистре идентификации оборудования EIR.
Регистр идентификации оборудования абонента (EIR). EIR— это база данных, содержащая информацию о идентификационных номерах мобильных телефонов. Данная информация необходима для осуществления блокировки краденых телефонов. Данный регистр (EIR) предлагается операторам как опция, поэтому многие операторы не используют данный регистр.
Состав системы базовых станций BSS. Контроллер базовых станций (BSC).BSCуправляет всеми функциями, относящимися к работе радиоканалов в сети GSM. Это коммутатор большой емкости, который обеспечивает такие функции как хэндовер MS, назначение радиоканалов и сбор данных о конфигурации сот. Каждый MSCможет управлять несколькими BSC.
Базовая станция (BTS). BTSуправляет радиоинтерфейсом с MS. BTSвключает в себя такое радиооборудование как трансиверы (приемопередатчики) и антенны, которые необходимы для обслуживание каждой соты в сети. Контроллер BSCуправляет несколькими BTS.
Центры наблюдения за работой сети. Центр технического обслуживания (OMC/OSS). ОМС или OSSпредставляет собой компьютеризованный центр наблюдения за работой сети, подключенный через каналы передачи данных Х.25 к различным компонентам сети, таким, например, как MSCи BSC. Персонал центра обеспечивается информацией о состоянии сети и может наблюдать за различными системными параметрами и управлять ими. В одной сети может быть один или несколько центров — это зависит от размера сети.
Центр управления сетью (NMT). Централизованное управление сетью выполняется в Центре управления сетью (NMT). На сети необходим только один центр, из которого может осуществляться управление подчиненными ОМС/OSS. Преимуществом такого централизованного подхода является то, что персонал NMTможет сосредоточиться на решении долгосрочных стратегических проблем, связанных со всей сетью в целом, а локальный персонал каждого OMC/OSSможет сосредоточиться на решении краткосрочных региональных или тактических проблем.
Совокупность функций OMC/OSSи NMCможет быть комбинацией, реализованной в одном и том же физическом сетевом узле или в различных физических объектах.    продолжение
--PAGE_BREAK--
Мобильная станция (MS).MSиспользуется абонентом сети мобильной связи для осуществления связи в пределах сети. Существует несколько типов MS, каждый из которых позволяет абоненту устанавливать входящие и исходящие соединения. Производители MSпредлагают абонентам большое число разнообразных, отличающихся по дизайну и возможностям аппаратов, удовлетворяющих потребности различных рынков.
Диапазон зоны покрытия каждого мобильного терминала зависит от его выходной мощности. Различные типы MSрасполагают разными выходными уровнями мощности и, соответственно, могут осуществлять уверенную работу в пределах зон разных размеров. Так, например, выходная мощность обычного телефона, который абоненты носят с собой, меньше, чем мощность установленного в автомобиле аппарата с выносной антенной, следовательно, зона ее работы меньше.
MSстандарта GSMсостоится из следующих элементов:
Мобильного терминала (трубки).
Модуля идентификации абонента (SIM).
В стандарте GSM, в отличие от других стандартов, информация об абоненте отделена от информации о мобильном терминале. Абонентская информация хранится на сим-карте SIM. SIMможет вставляться в любой аппарат, поддерживающий стандарт GSM. Это является для абонентов преимуществом, потому что они могут легко менять аппараты по своему желанию, что никак не влияет на обслуживание абонента сетью. Кроме того, это обеспечивает повышенную безопасность абонента. Структурная схема системы приведена в конце пояснительной записки [П.А.].
1.3.1 Аспекты сотового планирования
Сотовое планирование включает в себя несколько этапов системного проектирования. На каждом этапе проектирования рассматриваются различные вопросы построения сети: какое оборудование использовать, где его размещать, как оно должно быть сконфигурировано. Для того чтобы получить оптимальную, с точки зрения радиочастотного покрытия систему, необходимо провести сотовое планирование.
К основным аспектам сотового планирования относятся:
— стоимость системы;
— пропускная способность системы;
— покрытие (зона обслуживания);
— вероятности блокировки вызовов;
— анализ доступных частот;
— качество связи;
— анализ абонентского распределения;
— прочие факторы;
— номинальный сотовый план;
— выбор объектов размещения базовых станций;
— составление проекта;
— строительство системы;
— оптимизация;
— развитие.
Стоимость системы. Стоимость проектируемой сотовой сети является одним из важнейших факторов. Вложенные в строительство сети средства должны окупаться в заданный период. При проектировании конкретной системы, группа специалистов по технической, финансовой, маркетинговой стороне проекта должны разработать бизнес-план, в котором, исходя из условий рынка, технических и финансовых возможностей оператора должны быть оценены объемы возможных затрат и объемы предполагаемой прибыли от реализации конкретного проекта.
Пропускная способность системы. На начальном этапе проектирования системы под пропускной способностью системы понимают предполагаемое количество обслуживаемых абонентов. Пропускная способность сети на этапе проектирования должна быть выбрана достаточной для удовлетворения всей потенциальной емкости рынка мобильной связи в намеченном регионе.    продолжение
--PAGE_BREAK--
Покрытие (зона обслуживания). Зона радиопокрытия сети городской сотовой связи должна охватывать всю территорию города, пригородных населенных пунктов и путей сообщения.
Вероятности блокировки вызовов. Вероятность блокировки вызовов или (GoS— GradeofService) — процент неудачных попыток установления соединения, вызванных перегрузками в сети, вычисляется по формуле Эрланга Б и используется для расчета вероятности блокировки вызовов при заданной величине нагрузки и заданном количестве каналов трафика.
Анализ доступных частот. При анализе доступных для планирования частот важнейшим пунктом является оценка электромагнитной совместимости (ЭМС) подсистемы базовых станций BSS. ЭМС рассматривается на двух уровнях:
— межсистемная ЭМС;
— внутрисистемная ЭМС.
Качество связи. Качество в системах сотовой связи определяется множеством факторов. При проектировании учитывают:
— вероятность блокировки (GOS);
— RXQuality;
— SQI(SpeechQualityIndex).
Анализ абонентского распределения. При анализе абонентского распределения учитывается:
— плотность застройки территории, ее неравномерность;
— направление и загруженность автомобильных дорог в данном районе;
— статистика загрузки существующих сетей PSTNили PLMN.
Прочие факторы. При строительстве PLMNважно так же учитывать:
— возможность появления другого оператора в регионе. Если такой оператор уже существует, то оценивается его работа, ценовая политика, учитываются недостатки и достоинства его сети.
— оценивается платежеспособность и материальное благосостояние населения.
— другие технические, экономические, социальные факторы, так или иначе влияющие на процесс планирования.
Номинальный сотовый план. После сбора данных о предполагаемой нагрузке и требуемом покрытии, составляется номинальный сотовый план, который представляет собой графическое изображение будущей сотовой сети, и выглядит он как набор сот, нанесенных поверх географической карты.
Номинальный сотовый план является первым этапом сотового планирования. После того, как получен номинальный сотовый план, проектировщики прибегают к расчету покрытия, частот и интерференции.
Выбор объектов размещения базовых станций. Определение точки установки базовой станции осуществляется исходя из территории обслуживания, конфигурации сети, особенностей городской застройки, ожидаемых параметров абонентского трафика в зоне обслуживания BS, разработанной топологической модели территории обслуживания сети и частотно-территориального плана.
При выборе объектов размещения базовых станций учитывается следующее:
— привязка к сетке номинального плана;    продолжение
--PAGE_BREAK--
— тип объекта;
— место размещения антенн;
— пространственное разнесение антенн;
— существующие препятствия;
— место размещения оборудования;
— питание базовой станции;
— транспортная сеть;
— договор с арендодателем.
Составление проекта. На данном этапе проектирования имеются все необходимые данные для проектирования сети:
— информация о покрытии;
— информация о месте расположения базовых станций;
— информация о месте расположения MSC;
— информация о месте расположения BSC;
— информация об организации транспортной сети.
На основании имеющейся информации составляется окончательный сотовый план строительства всей системы, присваиваются имена строящимся объектам (BTS, BSC, MSC). Помимо этого готовятся файлы для загрузки сотовых параметров в BSC(CellDesignData). В этих данных содержится информация о всех запускаемых сотах.
Строительство системы. На этапе строительства системы определяется, какое оборудование будет использовано при строительстве сети и как оно будет установлено. Выбираются типы антенных систем, конфигурации приемопередатчиков BTS. Анализируются возможности по подключению к транспортной сети компании. В случае применения радиорелейных линий связи определяется также наличие прямой видимости в направлении узла радиорелейных линий или соседних BTS. Если расчеты показывают, что выполняются все требования по покрытию и интерференции, то заключаются договора с владельцами помещений и выполняются работы по монтажу системы и ее реализации.
Оптимизация. После строительства системы и запуска ее в работу, производится ряд измерений, нацеленных на определение рабочих характеристик системы и энергетических характеристик общей зоны покрытия.
В частности, осуществляется:
— проверка достоверности финального сотового плана;
— оценка радиочастотного покрытия;
— оценка качества работы системы;
— оценка качества обслуживания абонентов.
На основе проверочных и оценочных данных проводится настройка сети (оптимизация).Под настройкой (оптимизацией) сети понимается настройка логических, энергетических и интерференционных параметров сети, которые влияют на качество предоставляемых услуг связи абонентам.
Развитие. При анализе пути развития системы необходимо выбрать, каким образом и где надо увеличивать пропускную способность. К основным путям развития системы относятся:
— расширение числа базовых станций существующего частотного диапазона, например GSM– 900;
— внедрение дополнительного частотного ресурса с использованием расширенных GSMстандартов (E-GSM, R-GSM);    продолжение
--PAGE_BREAK--
— использование стандарта GSM1800/1900;
— использование дополнительных системных опций, например, иерархическая структура сот в совмещенных системах GSM900/1800, что позволяет организовать оптимальное распределение нагрузки между двумя частотными диапазонами.
Вывод. Как выше описано, сотовое планирование включает в себе комплекс мероприятии, который требует немалых капитальных затрат, поэтому своевременное и правильное сотовое планирование залог качественной связи в будущем.
При сотовом планировании необходимо учитывать (независимо стартовое или развитие сети) всех перечисленных аспектов.
Для решения поставленных задач дипломного проекта в последующих разделах подробно рассматриваются вопросы связанные с транспортной сетью, так как решение данного вопроса учитывается при выборе объектов размещения базовых станций вдоль автотрассы Шардара-Арысь.
1.4 Сравнение способов организации транспортной сети
1.4.1 Спутниковые линий связи
Спутниковая связь обладает важнейшими достоинствами, необходимыми для построения крупномасштабных телекоммуникационных сетей. Во-первых, с ее помощью можно достаточно быстро сформировать сетевую инфраструктуру, охватывающую большую территорию и не зависящую от наличия или состояния наземных каналов связи. Во-вторых, использование современных технологий доступа к ресурсу спутниковых ретрансляторов и возможность доставки информации практически неограниченному числу потребителей одновременно значительно снижают затраты на эксплуатацию сети.
Любая сеть спутниковой связи включает в себя один или несколько спутников-ретрансляторов, через которые и осуществляется взаимодействие земных станций (ЗС). В настоящее время наиболее широкое распространение получили спутники, работающие в диапазонах частот C (4/6 ГГц) и Ku (11/14 ГГц). Как правило, спутники диапазона С обслуживают довольно большую территорию, а спутники диапазона Ku – территорию меньше, но обладают более высокой энергетикой, что дает возможность для работы с ними применять ЗС с антеннами малого диаметра и маломощными передатчиками.
Обычно, чтобы разработать оптимальное сетевое решение, выполняют расчет стоимости нескольких вариантов построения сети (на базе одной или нескольких технологий) при различных режимах ее загрузки. Если планируется развитие сети, то для правильного выбора технологии (разумеется, из числа подходящих для обеспечения необходимых предприятию телекоммуникационных услуг) помимо стоимости реализации первоначального варианта сети следует оценить общую стоимость владения одной пользовательской станцией и изменение этого показателя при увеличении их числа. При построении пользовательские станции оборудованы одним портом для передачи данных с трафиком 10 Мбайт в месяц и одним телефонным портом с трафиком 1000 минут в месяц, а сеть имеет топологию типа «звезда», в сети имеющей 10 станций пользователей, в случае применения технологии TDM/TDMA общая стоимость владения одной такой станцией в течение трех лет составит довольно высокую цифру примерно 110 000 долл., но с ростом сети она станет очень быстро снижаться. В небольших сетях значительно дешевле использовать терминалы SCPC или TDMA, однако, когда число таких терминалов становится больше 50, они обходятся дороже пользовательских станций TDM/TDMA. Следует отметить, что на общую стоимость владения станцией очень сильно влияет ее загрузка.
Многие предприятия идут по пути создания своих собственных телекоммуникационных подразделений, возлагая на плечи их сотрудников разработку, строительство и дальнейшую эксплуатацию корпоративной сети. При этом они получают полный контроль над своими сетями и экономят на оплате услуг сторонних организаций. Однако не всегда у предприятий имеется возможность нанять высококвалифицированный персонал со знанием технологий, которые предполагается использовать в будущей сети, а дополнительные затраты на подготовку такого персонала и решение сложных проблем, нередко возникающих в ходе реализации проекта, могут значительно превысить сэкономленные суммы. В то же время, для эксплуатации сети потребуется получение различных разрешительных документов, а это достаточно трудоемкая, дорогостоящая и продолжительная по времени процедура. Проще, а нередко и дешевле, воспользоваться услугами известного оператора, имеющего опыт реализации аналогичных проектов и необходимые лицензии. Если предприятие хочет самостоятельно контролировать и обслуживать свою сеть, т. е. быть ее оператором, внешнего оператора можно использовать только на этапах разработки и реализации проекта сети. За это время собственные специалисты предприятия смогут получить необходимую подготовку, чтобы затем взять на себя администрирование и обслуживание всей сети.
1.4.2 Проводные линий связи
Кабельные линии представляют собой достаточно сложную конструкцию. Кабель состоит из проводников, заключенных в несколько слоев изоляции: электрической, электромагнитной, механической, а также, возможно, климатической. Кроме того, кабель может быть оснащен разъемами, позволяющими быстро выполнять присоединение к нему различного оборудования. Скрученная пара проводов называется витой парой (twisted pair) (симметричный кабель). Скручивание проводов снижает влияние внешних помех на полезные сигналы, передаваемые по кабелю.
Коаксиальный кабель (coaxial) имеет несимметричную конструкцию и состоит из внутренней медной жилы и оплетки, отделенной от жилы слоем изоляции. Существует несколько типов коаксиального кабеля, отличающихся характеристиками и областями применения — для локальных сетей, для глобальных сетей, для кабельного телевидения и т.п.
Системы связи по электрическим кабелям связи получили наибольшее распространение в распределительных сетях (например в системах кабельного телевидения) и системах дальней связи, однако высокая стоимость исходных материалов (цветных и драгоценных металлов), наряду с относительно небольшой полосой пропускания, делают проблематичным конкурентоспособность подобных устройств в будущем.
Общими недостатками кабельных структур являются: большое время строительства, связанное с земляными или подводными работами, подверженность воздействию природных катаклизмов, актов вандализма и терроризма и все возрастающая стоимость прокладочных работ. Работы по развертыванию проводных систем трудоемки, а в некоторых местах, особенно исторической части городов, в охраняемых районах или при сложном рельефе, практически неосуществимы. А связанные с ними неудобства для жителей, нарушения работы транспорта, поврежденные дороги и прочие сопутствующие проблемы, усложняют и без того непростые процедуры согласования с различными инстанциями и уменьшают экономические выгоды.
В процессе строительства кабельных линий связи особое место занимают электрические измерения, который проводят: в строительных длинах кабеля (на барабанах и после прокладки); внутри шагов симметрирования; при соединении шагов или секций между собой (при симметрировании); на смонтированных усилительных (регенерационных) участках. Кроме того, измеряют характеристики катушек индуктивности, удлинителей, боксов, газонепроницаемых муфт, симметрирующих конденсаторов и других деталей, используемых при монтаже кабеля.
1.4.3 Волоконно-оптические линии связи
В настоящее время на магистральных транспортных сетях все чаще используются оптические линии связи. Основным элементом таких линий является волоконно-оптический кабель (optical fiber), который состоит из тонких (3-60 микрон) волокон, по которым распространяются световые сигналы. Это наиболее качественный тип кабеля — он обеспечивает передачу данных с очень высокой скоростью (до 10 Гбит/с и выше) и к тому же лучше других типов передающей среды обеспечивает защиту данных от внешних помех.
Оптический кабель (ОК) по своим свойствам является невосприимчивым к любым внешним электромагнитным влияниям, а по механическим и иным характеристикам сопоставим с традиционными электрическими кабелями связи. Оптические кабели могут прокладываться в коллекторах, телефонной канализации, непосредственно в грунте, по стенам, под водой и подвешиваться на опорах. Оптический кабель можно прокладывать в непосредственной близости от сильных энергетических источников, параллельно высоковольтным кабелям, нефте–и газопроводам, а также вблизи от электрофицированных железных дорог и других источников электрических помех.
Волоконно-оптические линии связи нашли свое применение при организации межстанционной связи на ГТС (в последнее время и на СТС), где они с успехом заменяют электрические кабели, при организации связи на междугородных сетях и на местных сетях для передачи широкополосной информации (кабельного телевидения) и других видов связи.
Волоконно-оптические линии связи применяются на всех участках первичной сети для магистральной, зоновой и местной связи. Требования, которые предъявляются к таким системам передачи, отличаются числом каналов, параметрами и технико-экономическими показателями.
На магистральных и зоновых сетях применяются цифровые волоконно-оптические линии связи, на местных сетях для организации соединительных линий между АТС также применяются цифровые волоконно-оптические линии связи, а на абонентском участке сети могут использоваться как аналоговые (например, для организации канала телевидения), так и цифровые линии связи.
1.4.4 Радиорелейные линий связи
Одним из основных видов современных средств связи являются радиорелейные линии связи, которые используют для передачи сигналов многоканальных телефонных сообщений, радиовещания и телевидения, фототелеграфных сигналов и других видов связи. Все виды сообщений передаются по радиорелейным линиям с высоким качеством на большие расстояния.
Большая разветвленность сетей радиорелейных линий позволяет передавать значительных технических нужд при обслуживании энергосистем железнодорожного и авиационного транспорта, нефтепроводов и т.д. т. е. для создания корпоративных независимых сетей.
Стоимость строительства проектируемой РРЛ, а также ее последующей эксплуатации в значительной степени зависит от правильного выбора трассы, проводят большую работу по экономическому обоснованию оптимального ее направления. Прежде всего собирают материалы, характеризующие экономику и географические условия районов прохождения РРЛ, пути сообщения и основные местные строительные ресурсы, перспективы обеспечения электроэнергией радиорелейных линий и прочие. Затем предварительно выбирают трассу по топографическим картам крупного масштаба, наличия ее общего направления. После этого предварительного выбора трассы ее более подробно намечают уже по мелкомасштабным картам, отличая места предлагаемого размещение площадок РРЛ.    продолжение
--PAGE_BREAK--
Быстрый рост удельного веса ЦРРЛ при создании сетей связи определяется высоки качеством передачи сигналов и высокой помехоустойчивостью цифровых систем, их значительной экономической эффективностью. Передача сигналов в цифровой форме имеет ряд преимуществ, а именно: возможность передачи всех сигналов связи (как аналоговых, так и дискретных) в единой цифровой форме по универсальному линейному тракту; снижение эксплуатационных расходов (примерно на 25%); значительное снижение требований к линейности характеристик трактов передачи сигналов (группового тракта, ВЧ тракта); практически исключение (вследствие применения регенераторов) накопления напряжений при ретрансляции; упрощение и удешевление каналообразующей аппаратуры; лучшее обеспечение скрытности связи; резкое повышение качества связи при наличии замирании сигналов на пролетах РРЛ.
При передаче аналоговых сигналов цифровым методом можно выделить три основных процесса обработки сигнала: преобразование аналогового сигнала в цифровую форму; модуляция цифровым сигналом синусоидальной несущей промежуточной частоты; преобразование манипулированного сигнала НЧ в сигнал СВЧ и усиление этого сигнала.
1.5 Выбор оптимального варианта линии связи
При выборе оптимального варианта линии связи необходимо оценить ее по основным стоимостным показателям. Основным стоимостным показателем экономической эффективности являются удельные затраты строительства и эксплуатации (капитальные вложения и годовые эксплуатационные расходы), отнесённые на 1 канало-км. Удельные затраты на строительство отечественных многоканальных линий проводной и радиорелейной связи значительно снижаются при увеличении числа каналов. На РРЛ число каналов можно увеличить дополнительной установкой аппаратуры новых стволов при прежних основных сооружениях (технических зданиях, антенных башнях, устройствах электроснабжения). В таблице 1 приведены сравнительные данные годового экономического эффекта от внедрения проводных и РРЛ [П.А.]. Применение РРЛ, ВОЛС в качестве транспортной среды характеризует переход электрических средств связи на более высокий уровень своего развития относительно проводных средств связи по техническим, экономическим и социальным показателям. Современные более совершенные радиорелейные системы передачи (на интегральных схемах) по удельным стоимостным показателям не уступают аналогам на линиях симметричного кабеля. Удельные затраты их ниже, чем у кабельных систем, при несколько больших эксплуатационных расходах. Вместе с этим имеются возможности дальнейшего снижения стоимости радиорелейной аппаратуры связи. Вторым важным критерием оценки технико-экономической эффективности линии связи являются натуральные показатели: расход электроэнергии, занятость производственных площадей, повышение производительности труда, оцениваемое числом канало-километров, а так же экономия цветных металлов цепей связи. В телекоммуникационных сетях сегодня применяются практически все описанные типы физических сред передачи данных, но наиболее перспективными являются волоконно-оптические. На них сегодня строятся как магистрали крупных территориальных сетей, так и высокоскоростные линии связи локальных сетей. Сравнительные технические характеристики перспективных оптических кабелей с электрическими кабелями, а также другими направляющими системами дано в таблице 2 [П.А.].
Основным преимуществам оптического кабеля относятся:
— высокая помехозащищенность, нечувствительность к внешним электромагнитным полям; отсутствие переходных помех между волокнами;
— значительно большая широкополосность (до 3000 МГц/км), возможность передачи большого потока информации (несколько тысяч каналов);
— большая длина регенерационного участка, определяемая малым затуханием оптического кабеля, равной 0,7 дБ/км (и ниже) при длине волны 1,3 мкм, что позволяет увеличить длину регенерационного участка до 100 км;
— безопасность применения оптического кабеля в зонах с горючими и легковоспламеняющимися средами из-за отсутствия короткого замыкания и искрообразования;
— при массовом производстве – невысокая стоимость вследствие значительной экономии дорогостоящих и дефицитных цветных металлов;
— малые габаритные размеры и масса оптического кабеля (в 10 раз меньше электрических кабелей) позволяют эффективнее использовать дорогостоящую телефонную канализацию и значительно снизить затраты при транспортировке и прокладке кабеля;
— полная электрическая изоляция между входом и выходом системы связи, что не требует общего заземления передатчика и приемника;
— отсутствие электромагнитных излучений и, как следствие, скрытность передачи.
Сравнивая характеристик различных линии связи и учитывая, явного преимущества ОК, остановим свой выбор именно на оптическом кабеле [19].
2. Техническая часть
2.1 Классификация и выбор оптического кабеля связи
Оптический кабель состоит из скрученных по определенной системе оптических волокон из кварцевого стекла (световодов), заключенных в общую защитную оболочку. При необходимости кабель может содержать силовые (упрочняющие) и демпфирующие элементы.
Существующие ОК по своему назначению могут быть классифицированы на три группы: магистральные, зоновые и городские. В отдельные группы выделяется подводные, объектовые и монтажные ОК [11].
Магистральные ОКпредназначаются для передачи информации на большие расстояния и значительное число каналов. Они должны обладать малыми затуханием и дисперсией и большой информационно-пропускной способностью. Используется одномодовое волокно с размерами сердцевины и оболочки 8/125 мкм. Длина волны 1,3...1,55 мкм.
Зоновые ОКслужат для организации многоканальной связи между областным центром и районами с дальностью связи до 250 км. Используются градиентные волокна с размерами 50/125 мкм. Длина волны 1,3 мкм.
Городские ОКприменяются в качестве соединительных между городскими АТС и узлами связи. Они рассчитаны на короткие расстояния (до |10 км) и большое число каналов. Волокна-градиентные (50/125 мкм). Длина волны 0,85 и 1,3 мкм. Эти линии, как правило, работают без промежуточных линейных регенераторов [1].
Подводные ОКпредназначаются для осуществления связи через большие водные преграды. Они должны обладать высокой механической прочностью на разрыв и иметь надежные влагостойкие покрытия. Для подводной связи также важно иметь малое затухание и большие длины регенерационных участков.
Объектовые ОКслужат для передачи информации внутри объекта. Сюда относятся учрежденческая и видеотелефонная связь, внутренняя сеть кабельного телевидения, а также бортовые информационные системы подвижных объектов (самолет, корабль и другое).
Монтажные ОКиспользуются для внутри- и межблочного монтажа аппаратуры. Они выполняются в виде жгутов или плоских лент.
Основным элементом ОК является оптическое волокно (световод), выполненное в виде тонкого стеклянного волокна цилиндрической формы, по которому передаются световые сигналы с длинами волны 0,85...1,6 мкм, что соответствует диапазону частот (2,3...1,2) • 1014 Гц.
Световод имеет двухслойную конструкцию и состоит из сердцевины и оболочки с разными показателями преломления. Сердцевина служит для передачи электромагнитной энергии. Назначение оболочки — создание лучших условий отражения на границе «сердцевина — оболочка» и защита от помех из окружающего пространства.
Сердцевина волокна, как правило, состоит из кварца, а оболочка может быть кварцевая или полимерная. Первое волокно называется кварц—кварц, а второе кварц—полимер (кремнеорганический компаунд). Исходя из физико-оптических характеристик предпочтение отдается первому. Кварцевое стекло обладает следующими свойствами: показатель преломления 1,46, коэффициент теплопроводности 1,4 Вт/мк, плотность 2203 кг/м3. Снаружи световода располагается защитное покрытие для предохранения его от механических воздействий и нанесения расцветки. Защитное покрытие обычно изготавливается двухслойным: вначале кремнеорганический компаунд (СИЭЛ), а затем—эпоксидакрылат, фторопласт, нейлон, полиэтилен или лак. Общий диаметр волокна 500...800 мкм [ ].
В существующих конструкциях ОК применяются световоды трех типов: ступенчатые с диаметром сердцевины 50 мкм, градиентные со сложным (параболическим) профилем показателя преломления сердцевины и одномодовые с тонкой сердцевиной [11].
По частотно-пропускной способности и дальности передачи лучшими являются одномодовые световоды, а худшими — ступенчатые.
Важнейшая проблема оптической связи — создание оптических волокон (ОВ) с малыми потерями. В качестве исходного материала для изготовления ОВ используется кварцевое стекло, которое является хорошей средой для распространения световой энергии. Однако, как правило, стекло содержит большое количество посторонних примесей, таких как металлы (железо, кобальт, никель, медь) и гидроксильные группы (ОН). Эти примеси приводят к существенному увеличению потерь за счет поглощения и рассеяния света. Для получения ОВ с малыми потерями и затуханием необходимо избавиться от примесей, чтобы было химически чистое стекло.
В настоящее время наиболее распространен метод создания ОВ с малыми потерями путем химического осаждения из газовой фазы.
Получение ОВ путем химического осаждения из газовой фазы выполняется в два этапа: изготовляется двухслойная кварцевая заготовка и из нее вытягивается волокно [6].
Во внутрь полой кварцевой трубки с показателем преломления длиной 0,5...2 м и диаметром 16...18 мм подается струя хлорированного кварца и кислорода. В результате химической реакции при высокой температуре (1500...1700° С) на внутренней поверхности трубки слоями осаждается чистый кварц. Таким образом, заполняется вся внутренняя полость трубки, кроме самого центра. Чтобы ликвидировать этот воздушный канал, подается еще более высокая температура (1900° С), за счет которой происходит схлопывание и трубчатая заготовка превращается в сплошную цилиндрическую заготовку. Чистый осажденный кварц затем становится сердечником ОВ с показателем преломления, а сама трубка выполняет роль оболочки с показателем преломления. Вытяжка волокна из заготовки и намотка его на приемный барабан производятся при температуре размягчения стекла (1800...2200° С). Из заготовки длиной в 1 м получается свыше 1 км оптического волокна [6].    продолжение
--PAGE_BREAK--
Достоинством данного способа является не только получение ОВ с сердечником из химически чистого кварца, но и возможность создания градиентных волокон с заданным профилем показателя преломления. Это осуществляется: за счет применения легированного кварца с присадкой титана, германия, бора, фосфора или других реагентов. В зависимости от применяемой присадки показатель преломления волокна может изменяться. Так, германий увеличивает, а бор уменьшает показатель преломления. Подбирая рецептуру легированного кварца и соблюдая определенный объем присадки в осаждаемых на внутренней поверхности трубки слоях, можно обеспечить требуемый характер изменения по сечению сердечника волокна.
Конструкции ОК в основном определяются назначением и областью их применения. В связи с этим имеется много конструктивных вариантов. В настоящее время в различных странах разрабатывается и изготавливается большое число типов кабелей.
Типовые конструкции оптических кабелей: повивная концентрическая скрутка; скрутка вокруг профилированного сердечника; плоская конструкция; волокно; силовой элемент; демпфирующая оболочка; защитная оболочка; профилированный сердечник; ленты с волокнами [1].
Однако все многообразие существующих типов кабелей можно подразделять на три группы: кабели повивной концентрической скрутки; кабели с фигурным сердечником; плоские кабели ленточного типа.
Кабели первой группы имеют традиционную повивную концентрическую скрутку сердечника по аналогии с электрическими кабелями. Каждый последующий повив сердечника по сравнению с предыдущим имеет на шесть волокон больше. Известны такие кабели преимущественно с числом волокон 7, 12, 19. Чаще всего волокна располагаются в отдельных пластмассовых трубках, образуя модули [8].
Кабели второй группы имеют в центре фигурный пластмассовый сердечник с пазами, в которых размещаются ОВ. Пазы и соответственно волокна располагаются по геликоиде, и поэтому они не испытывают продольного воздействия на разрыв. Такие кабели могут содержать 4, 6, 8 и 10 волокон. Если необходимо иметь кабель большой емкости, то применяется несколько первичных модулей.
Кабель ленточного типа состоит из стопки плоских пластмассовых лент, в которые вмонтировано определенное число ОВ. Чаще всего в ленте располагается 12 волокон, а число лент составляет 6, 8 и 12. При 12 лентах такой кабель может содержать 144 волокна.
В оптических кабелях кроме ОВ, как правило, имеются следующие элементы: силовые (упрочняющие) стержни, воспринимающие на себя продольную нагрузку на разрыв; заполнители в виде сплошных пластмассовых нитей; армирующие элементы, повышающие стойкость кабеля при механических воздействиях; наружные защитные оболочки, предохраняющие кабель от проникновения влаги, паров вредных веществ и внешних механических воздействий.
Изготавливаются различные типы и конструкций ОК. Для организации многоканальной связи применяются в основном четырех и восьмиволоконные кабели.
Первое поколение ОК российского производства, созданных в 1986—1988 гг., включает кабели городской (ОК-50), зоновой (ОЗКГ) и магистральной (ОМЗКГ) связи. Современные требования развития связи потребовали создания новых усовершенствованных типов ОК. Такими кабелями являются: ОКК—для городской связи (прокладка в канализации), ОКЗ—для зоновой и ОКЛ—для линейной магистральной связи. Сейчас развита технология ОК третьего поколения [6].
Кабель ОКК по сравнению с ОК-50 имеет меньшее затухание, большие дальность связи и широкополосность. Кабель ОКК состоит из градиентных и одномодовых волокон.
Новый зоновый кабель ОКЗ имеет различные типы оболочек, позволяющих использовать его в различных условиях эксплуатации (земля, вода, подвеска).
Кабель междугородной магистральной связи ОКЛ по сравнению с предшествующим (ОМЗКГ) обладает большей длиной трансляционного участка и позволяет применять наиболее мощную систему передачи [6].
Четырехволоконный кабель ОК-4 имеет принципиально ту же конструкцию и размеры, что и восьмиволоконный, но только четыре волокна в нем заменены пластмассовыми стержнями. Изготавливаются также кабели, содержащие больше число волокон. Городские кабели прокладываются в телефонные канализации.
Кабель городской связи типа ОКК, прокладываемый в канализации, содержит 4, 8 или 16 волокон. Кабель имеет градиентные волокна с диаметром сердцевины 50 мкм (ОКК-50-01) или одномодовые волокна с диаметром сердцевины 10 мкм (ОКК-10-02) [4].
Силовой центральный элемент выполнен из стеклопластиковых стержней или стального троса, изолированного полиэтиленом. Поверх наложена скрутка из восьми оптических модулей или корделей. В каждом модуле может содержаться 1, 2 или 4 ОВ. Затем наложены фторопластная лента и полиэтиленовый шланг.
Кабели, предназначенные для прокладки в грунтах, зараженных грызунами или подверженных механическим воздействиям, имеют еще броневой покров из стеклопластиковых стержней, а поверх него — полиэтиленовый шланг (ОККС). Известны конструкции, в которых вместо стержней применяется оплетка (ОККО) [4].
Для подводных речных переходов применяется кабель в алюминиевой оболочке с броневым покровом из круглых стальных проволок и полиэтиленовым шлангом (ОККАК). Для станционных вводов и монтажа создан кабель ОКС [4].
Кабель зоновой связи марки ОЗКГ содержит восемь градиентных волокон, расположенных в пазах профилированного пластмассового сердечника. Так как кабель предназначен для непосредственной прокладки в грунт, он имеет защитный броневой покров из стальных проволок диаметром 1,2 мм. Дистанционное электропитание регенераторов осуществляется по четырем медным изолированным проводникам диаметром 1,2 мм, расположенным в броневом покрове кабеля. Снаружи кабель имеет полиэтиленовую оболочку [4].
Зоновый кабель ОКЗ содержит четыре или восемь многомодовых ОВ, расположенных в четырех модулях сердечника кабеля, покрытых снаружи полиэтиленовой оболочкой. Кабель предназначен для прокладки в грунт, поэтому имеет защитный броневой покров. Возможны различные варианты брони: стальные круглые проволоки (ОКЗК), бронеленты (ОКЗБ), стеклопластиковые стержни (ОКЗС), стальная оплетка (ОКЗО). Изготовляются также подводные кабели с алюминиевой оболочкой и круглой стальной броней (ОКЗАК) [4]. Станционные кабели маркируются ОКС.
Дистанционное электропитание регенераторов осуществляется по четырем медным изолированным проводникам диаметром 1,2 мм, расположенным в сердечнике кабеля.
Кабель магистральной связи ОМЗКГ содержит одномодовые волокна, обеспечивающие многоканальную связь на большие расстояния. Кабель содержит четыре или восемь волокон, расположенных в пазах профилированного пластмассового сердечника. Защитный покров изготавливается в двух модификациях: из стеклопластиковых стержней или стальных проволок. Снаружи имеется пластмассовая оболочка. Кабель предназначен для прокладки в грунт.
Магистральный кабель ОКЛ изготавливается из одномодовых волокон с сердцевиной диаметром 10 мкм, имеет две модификации: с медными проводниками диаметром 1,2 мм для дистанционного питания регенераторов и без медных проводников с питанием от местной сети или автономных источников теплоэлектрогенераторов (ТЭГ).
Центральный силовой элемент выполнен из стеклопластиковых стержней. Наружный покров кабеля имеет несколько разновидностей: для прокладки в канализации — это полиэтиленовый шланг (марка ОКЛ), для подземной прокладки—броневой покров из стеклопластиковых стержней (ОКЛС), стальных лент (марка ОКЛБ), круглой проволоки (ОКЛК).
Для подводных речных переходов создан кабель с алюминиевой оболочкой и круглопроволочной броней (ОКЛАК). Для станционных вводов и монтажа используется кабель ОКС.
Учитывая специфику организации сотовой сети вдоль автотрассы, а также возможности получения дополнительных доходов от аренды цифровых потоков сторонними организациями в качестве оптимального кабеля предлагается ОМЗКГ.
2.2 Определение основных параметров ОК
При расчете параметров ОК учитываем следующие данные: 2а = 50 мкм – диаметр сердечника оптического волокна; 2в = 125 мкм – диаметр отражающей оболочки оптического волокна; /> мкм – показатель преломления сердечника;/> мкм – показатель преломления оболочки;/> мкм – длина волны;L = 250 км – длина линии;/> м – строительная длина кабеля;/> — количество разъемных соединений (на выходе оптического усилителя и входе оптического приёмника);/> дБ – потери на неразъемных соединениях; /> дБ – потери на разъемных соединениях;/>/> дБм – уровень оптического сигнала на выходе оптического усилителя; Рпр- чувствительность фотодетектора оптического приёмника; />дб/км – коэффициент затухания.
Примечание: некоторые параметры приведены в разделе 2.3.
Относительная разность показателей преломления:
Δ = />, (2.1)
Δ =/> = 0,02,    продолжение
--PAGE_BREAK--
Числовая апертура. Апертура – это угол между оптической осью и одной из образующих светового конуса, попадающего в торец волоконного световода, при котором выполняется условие полного внутреннего отражения.
Учитывая, что в световоде границей раздела сред сердцевина – оболочка являются прозрачные стёкла, возможно, не только отражение оптического луча, но и проникновение его в оболочку. Для предотвращения перехода энергии в оболочку и излучения в окружающее пространство необходимо соблюдать условие полного внутреннего отражения и апертуру.
Известно, что при переходе из среды с большей плотностью в среду с меньшей плотностью, то есть при n1>n2, волна при определённом угле падения полностью отражается и не переходит в другую среду. Угол падения начиная с которого вся энергия отражается от границы раздела сред, при wp=/>в, называется углом полного внутреннего отражения:
/>, (2.2)
где m и e — соответственно магнитная и диэлектрическая проницаемости сердечника (m1,e1) и оболочки (m2,e2). При />wp>/> преломлённый луч проходит вдоль границы раздела сердцевина — оболочка и не излучается в окружающее пространство.
При wp>/>в энергия, поступившая в сердечник, полностью отражается и распространяется по световоду. Чем больше угол падения волны, wp>/>в в пределах от />в до 90 градусов, тем лучше условия распространения и тем быстрее волна придёт к приёмному концу. В этом случае вся энергия концентрируется в сердечнике световода и практически не излучается в окружающую среду. При падении луча под углом, меньшим угла полного отражения, wpв, энергия проникает в оболочку, излучается во внешнее пространство и передача по световоду неэффективна.
Режим полного внутреннего отражения предопределяет условие подачи света на входной торец волоконного световода. Световод пропускает лишь свет, заключённый в пределах телесного угла />а, величина которого обусловлена углом полного внутреннего отражения />в. Этот телесный угол />а характеризуется числовой апертурой:
NA=sin />а(2.3)
NA=sin />а=(n12 — n22)1/2= (1.53 ^2 – 1.5^2 ) = 0.3
Между углами полного внутреннего отражения />в и апертурным углом падения луча />а имеется взаимосвязь. Чем больше угол />в, тем меньше апертура волокна />а. Следует стремится к тому, чтобы угол падения луча на границу сердечник — оболочка wp был больше угла полного внутреннего отражения />в и находился в пределах от />в до 90 градусов, а угол ввода луча в торец световода w укладывался и апертурный угол />а (wа). В действующих технических условиях NA=0,3 [ ].
Нормированная частота. Важнейшим обобщённым параметром волоконного световода, используемым для оценки его свойств, является нормированная частота V.Она получается суммированием аргументов цилиндрических функций для сердцевины (g1 a) и оболочки (g2 a):
V = /> (2.4)
V =/>
где a — радиус сердцевины оболочки; n1 — показатель преломления сердцевины; n2 — то же, оболочки.
Число волн (мод). Число волн (мод) определяется с учетом конструкции волокна. Существующие конструкции ВС (волоконные световоды) с диаметром сердцевины 50 мкм являются многомодовыми системами, и по ним распространяется большое число волн. В общем виде число мод в ВС определяется по формуле:
N=V2(1+2/n)/2 (2.5)
где n — показатель степени изменения профиля показателя преломления, тогда для ступенчатого ВС n равно бесконечности:
N= 7.25^2/2 = 26,3
Волновое сопротивление.Волновое сопротивление волоконного световода может быть определено на основании формул для электрического и магнитного полей:
/>или /> (2.6)
Однако для упрощения расчета воспользуемся предельными значениями волнового сопротивления для плоской волны:
/>(2.7)
где /> — волновое сопротивление идеальной среды.
В реальных условиях волновое сопротивление оптического кабеля имеет промежуточное значение:
/>(2.8)
/>
/>
Таким образом волновое сопротивление оптического кабеля:
/>
Критическая длина волны и частоты. При определении критической длины волны и частоты учитывается следующее: световоды, как и волноводы, имеют частоту отсечки (критическую частоту f0), и по ним возможна передача лишь волн длиной меньше диаметра сердцевины световода ( />
Суммируя значения поперечных состовляющих g сердцевины и оболочки, получаем:
g12+g22=k12 — k22=k0(n12 — n22), (2.9)
где k0=2 pi//>=2 pi f/c; g12=k12 -b2 -поперечная составляющая волнового числа сердцевины; k1=2 pi//> — волновое число сердцевины; b — коэффициент распространения в световоде.
Для определения критической частоты f0 надо принять g2=0, т.к. при значениях g2>0 поле концентрируется в сердцевине световода, а при g2=0 оно выходит из сердцевины и процесс распространения по световоду прекращается, тогда:    продолжение
--PAGE_BREAK--
g12=k0(n12 — n22), (2.10)
f0=/>pi(n12 — n22)1/2, (2.11)
Умножив числитель и знаменатель на радиус сердцевины r1 (2.11), получим:
f 0=g1 c r1/pi d(n12 — n22)1/2, (2.12)
где d — диаметр сердцевины волокна, тогда:
f 0=2.405 * 3 10^5*5/ (3.14 *10*0.3 ) = 3.8*10^5 Гц
Критическая длина волн определяется:
/>0=v1/f0=/>(n12 -n22)1/2, (2.13)
где v1=Pnm — параметр, характеризующий тип волны (моду) и значения Pnm для различных типов волн />0 можно найти в специализированной литературе по ОК [11].
Из формулы (2.13) видно, что чем толще сердцевина световода и чем больше отличаются n1 и n2, тем больше критическая длина волны и ниже критическая частота световода f0, тогда:
/>0=3.14*10*10^-6*0.3/ ( 2.405*1.53*5 ) = 2..5,6, мкм
Затухание ОК характеризуются двумя важнейшими параметрами: затуханием и дисперсией.
Затухание a определяет длину участков и для трактов оптических кабелей обусловлено собственными потерями в волоконных световодах ac и дополнительными потерями вызываемыми кабельными aк, обусловленные скруткой, а также изгибами световодов при наложении покрытий и защитных покрытии в процессе изготовления оптического кабеля.
Собственные потери ВС состоят в первую очередь из потерь поглощения aп и потерь рассеяния aр. Механизм потерь, возникающих при распространении по волоконному световоду электромагнитной энергии объясняется так: часть мощности, поступающей на вход световода рассеивается вследствие изменения направления распространения лучей на нерегулярностях и их высвечивания в окружающее пространство (aп), а другая часть мощности поглощается посторонними примесями, выделяясь в виде джоулева тепла (aп+ aпр). Такими примесями являются ионы металлов (никель, железо, кобальт и др.) и гидроксильные группы (ОН), приводящие к появлению резонансных всплесков затухания.
Потери на поглощение зависят от чистоты материала и при наличии посторонних примесей (aпр) могут достигать значительной величины (aп+ aпр).
Потери на рассеяние лимитируют предел минимально допустимых значений потерь в волоконных световодах, в результате a= aп+ aр+ aпр + aк
Затухание за счёт поглощения, дБ/км, связано с потерями на диэлектрическую поляризацию, линейно растёт с частотой, существенно зависит от свойств материала световода ( tg q ) и рассчитывается по формуле:
/>(2.14)
где n — показатель преломления; tg q — тангенс угла диэлектрических потерь в световоде, тогда:
/>
Потери рассеяния обусловлены неоднородностями материала ВС, расстояния между которыми меньше длины волны, и тепловой флуктуацией показателя преломления. Величина потерь на рассеяние, дБ/км, называемое рэлеевским, определяется по формуле:
/>, (2.15)
где Kp — коэффициент рассеяния, для кварца равный 0,8 (мкм4дБ)/км, тогда:
/>
Потери на рэлеевское рассеяние определяют нижний предел потерь, присущих ВС. Этот предел различен для различных волн и с увеличением длины волны уменьшается.
Общие потери определяются:
/>; (2.16)
/>
Наряду с затуханием пропускная способность dF является важнейшим параметром ВОСП. Она определяет полосу пропускаемую световодом, и соответственно объём информации, который можно передавать по оптическому кабелю. Теоретически по волоконному световоду можно организовать огромное количество каналов для передачи информации на большие расстояния. Однако имеются значительные ограничения, обусловленные тем, что сигнал на вход приёмного устройства приходит искажённым, чем длиннее линия тем больше искажение. Данное явление носит название дисперсии и обусловлено различием времени распространения различных мод в световоде и наличием частотной зависимости показателя преломления.
Дисперсия — это рассеяние во времени спектральных или модовых составляющих оптического сигнала. Дисперсия приводит к увеличению длительности импульса при прохождении по ОК.
Уширение импульса dt определяется как квадратичная разность длительности импульса импульсов на выходе и входе кабеля по формуле:
dt= (t вых2- t вх2)1/2 (2.17. )
Причём значения tвых и tвх берутся на уровне половины амплитуды импульсов. Связь между величиной уширения импульсов и полосой частот приближённо выражается выражением dF=1/dt. Так, если dt =20 нс/км, то dF =50 Мгц*км.
Дисперсия не только ограничивает частотный диапазон использования световодов, но и снижает дальность передачи по ОК, так как чем длиннее линия, тем больше проявляется дисперсия и больше уширение импульса.
Дисперсия возникает из-за некогерентности источников излучения и появления спектра, а также существования большого числа мод N. Дисперсия, возникающая из-за первой причины, называется хроматической (частотной) и делится на материальную и волноводную.
2.3 Проверочный расчет длины регенерационного участка
По постановке задачи дипломного проектирования необходимо проектирование транспортной сети на базе ВОЛС для операторов сотовой связи стандарта GSM.
Расчет длины регенерационного участка (/>) является важным разделом проектирования ВОЛС. Для обеспечения лучшего качества передачи информации и экономии затрат предпочтительнее, чтобы /> была максимальной. Величина />, в основном, определяется двумя факторами: потерями и дисперсией в оптическом кабеле.
Наиболее перспективными в этом отношении являются системы с одномодовыми волоконными световодами (ВС) и длиной волны, равной 1,3… .1,55 />, которые при малых потерях позволяют получить высокую информационную емкость.    продолжение
--PAGE_BREAK--
Определение длины регенерационного участка ВОЛС производится на основе заданных параметров качества связи и пропускной способности линии после того, как выбрана типовая система передачи ( в нашем случае STM-1) и оптический кабель (ОМЗКГ).
Качество связи в цифровых системах передачи в первом приближении определяется уровнем флуктуационных шумов на входе фотоприемника и межсимвольной интерференцией, то есть перекрытием импульсов при их уширении. С ростом длины линии уширение импульсов, характеризуемое величиной />, увеличивается, вероятность ошибки возрастает. Таким образом, длина регенерационного участка /> ограничивается либо затуханием, либо уширением импульсов в линии.
Для безискаженного приема ИКМ сигналов достаточно выполнить требование:
/>, (2.18)
где />– длительность тактового интервала ИКМ сигнала; /> – длительность импульса;/>– результирующая дисперсия или:
/>, (2.19)
где /> — тактовая частота линейного сигнала.
Если длительность паузы равна длительности посылки, то:
/>(2.20)
Уширение импульса, прошедшего световод одного участка />, не превышает половины длительности тактового интервала. Эти условия определяют первые расчетные соотношения для определения допустимой длины регенерационного участка:
/>— /> (2.21.а)
или:
/>(2.21.б)
где /> — результирующая дисперсия, поскольку выбран одномодовый кабель, то модовую дисперсию не рассматриваем. В одномодовых оптических волокнах результирующее значение дисперсии определяется хроматической дисперсией:
/>(2.22)
где хроматической дисперсия в свою очередь делится на: материальную дисперсию и волновую (внутримодовую) дисперсию(/>).
Материальная дисперсия (/>) — зависимость показателя преломления материала от длины волны. С ростом длины волны коэффициент дисперсии уменьшается:
/>/>/>(2.23)
где Dl — ширина спектральной линии источника излучения, равная 0,1¸4 /> для лазера. По техническим данным на нашу аппаратуру Dl = 1,8/>; М(l) – удельная материальная дисперсия для кварцевого стекла равна –20 />.
/>/>/>
Волновая дисперсия (/>) — зависимость коэффициента распространения от длины волны:
/>/>(2.24)
где В(l) – удельная волновая дисперсия, для кварцевого стекла равна 10/>.
/>= />/>
Суммируя волноводную и материальную дисперсии, получим хроматическую или результирующую дисперсию:
/>/>(2.25)
/>/>
Эта величина близка к техническим данным аппаратуры и кабеля.
Найдем по формуле (2.21.б) допустимую длину регенерационного участка:
/>/>
Второе расчетное соотношение можно получить, учитывая, что мощность полезного сигнала на входе фотоприемника не должна быть меньше заданной минимально допустимой мощности />, при которой обеспечивается необходимая достоверность передачи сигнала:
/>/>, (2.26)
где /> — уровень мощности генератора излучения, />; /> — потери в разъемном соединении, /> (используются для подключения приемника и передатчика к ОК); />,/> — потери при вводе и выводе излучения из волокна, />; /> — потери в неразъемных соединениях, />; /> — коэффициент ослабления оптического волокна, />; /> — строительная длина ОК, />.
Величина которая носит название энергетического потенциала аппаратуры и определяется типом выбранного источника излучения и фотоприемника:
/>, (2.27)
Энергетический потенциал берем из паспортных данных на выбранную аппаратуру. Она равна />= 31/>.    продолжение
--PAGE_BREAK--
Длину максимального регенерационного участка, определяемого ослаблением линии можно получить из соотношения:
/>, (2.28)
где /> — среднее значение, равное плюс 6/>; /> — 0,5/>; />,/> — 1,0/>; /> — 0,1/>; /> — 0,22/>; /> — 4/>; /> — (-36) />(для выбранного типа фотоприемника); /> — системный запас ВОСП по затуханию на участка регенерации.
Системный запас учитывает изменение состава оптического кабеля за счет появления дополнительных (ремонтных) вставок, сварных соединений, а также изменения характеристик оптического кабеля, вызванных воздействием окружающей среды и ухудшением качества оптических соединителей в течение срока службы, и устанавливается при проектировании ВОСП, исходя из ее назначения и условий эксплуатации оператором связи, в частности, исходя из статистики повреждения (обрывов) кабеля в зоне действия оператора. Рекомендуемый диапазон устанавливаемых значений системного запаса от 2/> (наиболее благоприятные условия эксплуатации) до 6/> (наихудшие условия эксплуатации).Эти данные взяты из технического паспорта на аппаратуру [15].
Определяем максимальную длину регенерационного участка по формуле (2.28):
/>
Таким образом, для одномодового волокна длина регенерационного участка зависит от ослабления сигнала, но по расчету выполняется с некоторым запасом, поэтому больше чем в технических данных на оборудование завода-изготовителя, что может быть, так как расчет поверочный. Возможно, не были учтены какие-нибудь параметры, измененные заводом-изготовителем в процессе проектирования или технологии изготовления, что возможно, является коммерческой тайной, применения кабеля с меньшим затуханием. Проектируемая трасса на базе ВОЛС предназначена в качестве транспортной сети для операторов сотовой связи, поэтому необходимо учитывать эту специфику. Длина между ОП-А (г. Шардара) и ОП-Б (г. Арысь) равна 170/>, что превышает максимальную />=98,4/>, следовательно, необходимо установить, на кабельной магистрали, НРП или ОРП. Так как данная трасса проектируется вдоль автотрассы Шардара-Арысь, то в промежуточном поселке Казахстан (86 км от г. Шардары) необходимо располагать ОРП. В связи выделением потоков (каналов) для БС сотовой сети вдоль автотрассы необходимо предусмотреть дополнительно установить НРП по следующей схеме: ОП-А (г. Шардара)-НРП-1 (с. Коссейт)-НРП-2 (с. Сырдария)-НРП-3 (п.Казахстан)- НРП-4 (с.Сюткент)- НРП-5 (п. Достык). Схема организации связи показана на следующем рисунке.
2.4 Расчет и построение диаграммы уровней передачи
При проектировании и эксплуатации системы связи необходимо знать величину уровней сигнала в различных точках тракта передачи. Чтобы охарактеризовать изменения уровня сигнала вдоль линии связи используют диаграмму уровней – график, который показывает распределение уровней вдоль тракта передачи.
Для построения диаграммы уровней необходимо рассчитать ослабление всех регенерационных участков по формуле:
/>,/> (2.29)
где /> — уровень мощности на приеме, />; /> — уровень мощности источника излучения, />; /> — потери в разъемном соединении, />; /> — количество разъемных соединений; /> — потери в неразъемных соединениях, />; /> — количество неразъемных соединений; /> — коэффициент затухания ОВ, />.
По схеме организации связи в дипломном проекте шесть участков регенерации: ОП А Шардара- ТРП станции А с длиной 29/>; ТРП станции А – ТРП станции Б с длиной 31 км; ТРП станции Б — ТРП станции В с длиной 25 км; ТРП станции В — ТРП станции Г с длиной 32,5 км; ТРП станции Г- ТРП станции Д с длиной 24 />; ТРП станции Д — ОП- Б Арысь с длиной 27,5 />. Для расчета /> определяем количество строительных длин кабеля на каждом участке регенерации:
N= Ln/lc
где Ln — длина участка регенерации; lc — строительная длина кабеля (4 км), тогда:
N1 = />
N2 = />
N3 = />
N4 = />
N5 = />
N6 = />
Подставляя в формулу (2.29)рассчитанные значения, получим:
/>,/>
/>,/>
/>,/>
/>/>
/>/>
/>/>
На основании полученных расчетов строим диаграмму уровней.
Исходя из полученных результатов, делаем вывод, что полученные уровни на приеме не ниже минимального уровня приема.
3. Рабочая документация    продолжение
--PAGE_BREAK--
3.1 Предложение по выбору площадок для расположения БС
В проекте рассматривается вопросы по проектированию транспортной сети на базе ВОЛС для операторов сотовой связи стандарта GSM c вдоль автотрассы Шардара- Арысь.
Для обеспечения большей площади покрытия одной базовой станцией (сотой) в пригородных районах и сельских местностях предполагается распространения радиоволн выбран диапазон стандарта GSM – 900 МГц. который актуально использовать для обеспечения большей площади покрытия одной базовой станцией (сотой).
Планируемое расположение 6-и базовых станций вдоль трассы Шардара – Арысь следующее: Коссейт, Сырдария, Казахстан, Сюткент, Достык.
Среднее расстояние между населенными пунктами составляет 34 километров. Следовательно, средний радиус одной ячейки (соты) должен составлять 20-25 километров (рисунок).
Из-за требований большого радиуса одной ячейки (соты) антенно-фидерное хозяйство предлагается размещать в зданиях, а также использовать по максимуму мачты РТПЦ (Радио-телевизионные передающие центры) высотой 100 метров (в населенных пунктах Достык и Казахстан) и мачты высотой 80 метров (демонтированных оборудовании радиостанции «Малютка» в остальных населенных пунктах). Мачты демонтированных оборудовании расположены недалеко от трассы и находятся в населенных пунктах, а мачты РТПЦ находятся вдоль трассы.
Для всех площадок БС (базовых станций) предлагается использование антенн с X-поляризацией. Применение этого типа позволяет уменьшить количество антенн на сектор. Антенна содержит два набора элементов расположенных под углами ∓45 градусов к горизонту. Это обеспечивает поляризационную разницу в 90 градусов. Вместо пространственного разнесения используется поляризационное. Помимо меньшего количества антенн упрощается конструкция мачтового хозяйства за счет меньшего веса и ветровой нагрузки. Также, внешне антенная система БС становится менее заметной, что упрощает аренду площадок.
Коэффициент усиления от разнесенного приема равен 3.5 дБ (для пространственного разнесения и для поляризационного разнесения).
Использование антенн с X-поляризацией шириной ДН (диаграммы направленности) в горизонтальной плоскости 90°, 65°, или 30° расположенных относительно друг – друга в противоположных направлениях обеспечит желаемую зону покрытия. Для максимальной зоны покрытия можно использовать узконаправленную антенну с шириной ДН в 30°. Коэффициент усиления у такой антенны около 20 дБ.
Длина фидеров на мачтах РТПЦ и демонтированного оборудования «Малютка» составит приблизительно 40 – 50 метров, использование высокочастотного кабеля типа LCF 7/8 ² будет оптимальным при таких длинах, потери для данного кабеля составляют 0,04 дБ/м для диапазона 900 МГц и 0,065 дБ/м для 1800 МГц.
3.1 Проверочный расчет покрытия
3.1.1 Основные положения
Уровень принимаемого сигнала MSвычисляется следующим образом:
/>(3.7)
С другой стороны, потери на РРВ могут быть получены из следующего выражения:
/>(3.8)
где />— проектируемый уровень сигнала (минимальный уровень принимаемого сигнала MSобеспечивающий удовлетворительное качество связи с учетом влияния различных сред РРВ). Значение />определяется на этапах сотового планирования.
На рисунке 3.6 представлен процесс расчета покрытия.
Рисунке 3.6 — Процесс расчета покрытия
1. Результат расчета баланса мощности – это />требуемая выходная мощность BTS.
2. На основе />вычисляется EIRP— эффективная изотропная излучаемая мощность.
3. На основе EIRPвычисляются максимально допустимые потери сигнала при распространении последнего через радиоэфир.
Подробный расчет радиуса зоны обслуживания сот приводится в следующем разделе.
Критерии оценки покрытия сети/ Определение требуемого уровня принимаемого сигнала. В процессе проектирования сетей сотовой связи, для оценки покрытия используется оценочный критерий – расчетный уровень принимаемого сигнала (проектируемый) />, Расчетный уровень принимаемого сигнала базируется на вычислении требуемого уровня принимаемого сигнала />:
/>(3.9)
где />— требуемый уровень принимаемого сигнала, [dBm]; />— чувствительность телефона, [dBm].    продолжение
--PAGE_BREAK--
Согласно рекомендациям ETSI05.05, чувствительность телефонов должна быть не менее — 102 dBm; />— запас на интерференционные замирания сигнала, [dB]. Типовое значение запаса на замирание составляет 2 dB; />— запас на быстрые (Релеевские) замирания сигнала, [dB]. Типовое значение запаса на замирание составляет 3 dB, 0 dB— с использованием перескоков по частоте; BL— потери за счет человеческого тела, [dB]. Типовое значение потерь составляет 5 dB— 900 МГц, 3 dB— 1800 МГц.
Определение действующего уровня принимаемого сигнала. Уровень принимаемого сигнала связан с требуемым уровнем принимаемого сигнала через следующие соотношения:
/>(3.10)
/>(3.11)
/>(3.12)
где />— запас на логорифмическо-нормальные замирания принимаемого сигнала, [dB]. Типовое значение запаса на логорифмическо-нормальные замирания для городских районов составляет 4.5 dB, для пригорода 3 dB(вне помещений);CPL— потери в автомобиле, [Вт]. Типовое значение потерь в автомобиле составляет 6 dB; BPL— среднее значение ослабления сигнала в зданиях, [dB].
Например, для 900-го диапазона, типовое значение ослабления сигнала в зданиях для городских районов составляет 18 dB, для пригорода 12 dB.Значения замираний и потерь сигнала приведены в таблице 3.2.
Таблица 3.2 — Значения замираний и потерь сигнала.
Наименование
900 МГц
1800 МГц
/>, dBm
-104
-104
/>, dB
2
2
/>, dB
3
0 — с перескоками по частоте    продолжение
--PAGE_BREAK--
3
0 — с перескоками по частоте
BL ,dB
5
3
замирания i
4.5 город
3 пригород
4.5 город
3 пригород
CPL, dB
6
6
BPL , dB
12 пригород
18 город
20 пригород
40 город
Требования к покрытию. В таблице 3.3 приводятся основные требования к покрытию сети на момент законченного этапа строительства сети. Данные требования основываются на пороговых значениях принимаемого уровня сигнала (downlink), для различных условий распространения радиоволн (РРВ).
Таблица 3.3 — Требования к значениям принимаемого уровня сигнала для различных условий РРВ.
Критерий
Требования к покрытию
Уровень принимаемого сигнала (DL). Условие РРВ: городская застройка, вне помещений
Уровень сигнала RXLEV= — 95 dBmили выше в 95% всех измерений
Уровень принимаемого сигнала (DL). Условие РРВ: пригородная зона/открытое пространство, внутри автомобиля.
Уровень сигнала RXLEV= — 88 dBmили выше в 95% всех измерений
Уровень принимаемого сигнала (DL). Условие РРВ: городская застройка, внутри помещений
Уровень сигнала RXLEV= — 76 dBmили выше в 95% всех измерений
3.1.2 Методы расчета покрытия
В настоящее время существует множество разработанных моделей расчёта потерь сигнала на трассе между MSи BTS. Часть моделей представляют собой аналитические модели, часть эмпирические модели. Некоторые модели, такие как модель Окамуры, представляют собой набор экспериментальных кривых ослабления сигнала, полученных в результате проведения большого количества измерений уровня принимаемого сигнала.    продолжение
--PAGE_BREAK--
В последнее время находят применение модели в приближении геометрической оптики. Основной идеей данных моделей является оценка силы сигнала с помощью трассировки лучей от BSк MS. Но следует отметить, что эти модели на данный момент применимы только для расчёта внутри помещений, так как требуют большого количества вычислений и входных данных об объектах влияющих на ослабление сигнала. В связи с этим, предпочтение отдаётся аналитическим и чаще всего эмпирическим моделям.
Классический метод расчета зон обслуживания. В классической теории распространения радиоволн, при расчётах уровня принимаемого сигнала на трассе между передающим приёмным пунктом, используется квадратичная формула Введенского[16].
/>, мв/м (3.13)
где r— расстояние между передающей и приёмной антеннами, км.; />— высота передающей антенны, м.; />-высота приёмной антенны, м.; Р1 — мощность передатчика, кВт.; λ— длина волны, м.; Ед-действующее значение напряжённости поля; />— коэффициент направленного действия передающей антенны.
Формула Введенского имеет фундаментальное значение для расчётов ультракоротких линий связи и весьма наглядно характеризует зависимость уровня принимаемого сигнала от расстояния, длинны волны и высоты антенн.
Эмпирическая модель Окамура – Хата. Современный город для частот 900-го и 1800-го диапазона представляет сложный комплекс неоднородностей, где пространственное распределение уровня принимаемого сигнала имеет очень сложный характер. Тем не менее, можно выделить характерные условия, при которых распространение радиоволн для частот 900-го и 1800-го диапазона будет разным. Оказывается, что с точки зрения законов распространения радиоволн следует различать случаи, когда [17]:
1. Приёмная антенна (MS) расположена вне здания, ниже
уровня крыш. Тогда возможны следующие характерные случаи:
— Радиальные улицы. Приёмные антенны (MS) находятся на улицах, направление которых совпадает с направлением распространения радиоволн.
— Поперечные улицы.Приём осуществляется на улицах, которые перпендикулярны направлению распространения радиоволн.
— Произвольно ориентированные улицы.
Приёмная антенна расположена внутри здания.
Приёмная антенна расположена на крыше здания выше уровня крыш окружающих зданий.
В каждом из вышеприведенных случаях, механизм распространения радиоволн в городе чрезвычайно сложен, так как при этом в точку приёма попадает несколько отражённых волн, амплитуды и фазы которых учесть практически невозможно. Поэтому, при расчёте уровня принимаемого сигнала в условиях города обычно используются эмпирические формулы, полученные экспериментальным путём. Однако необходимо отметить, что такие эмпирические формулы пригодны для расчёта в тех городах, архитектура которых схожа с архитектурой города, где были получены эти формулы [11,17,18].
Как указывалось выше, существует множество разработанных моделей расчёта ослабления сигнала. Среди всех прочих есть и модели российских исследователей, например, аналитическая модель Пономарева П. Ю. Не смотря на всю многочисленность методик, только часть из них хорошо зарекомендовала себя. К последним, например, относятся модель Ли, совмещённая модель Окамура – Хата [18].
Суммарные потери на трассе распространения сигнала BTSи MSскладываются из:
/>(3.14)
где />-потери в открытой области. Потери определяются на основе модели Окамура-Хата; />-дифракционные потери, возникающие за счёт дифракции радиоволн на краях зданий; />— потери за счет сферичности земли; />— потери в различных средах РРВ; />— поправочные коэффициенты получаемые в результате экспериментальных исследований по проведению натурных измерений уровня принимаемого сигнала.    продолжение
--PAGE_BREAK--
Дифракционные потери за счет сферичности земли. Дифракция радиоволн в диапазоне 900, 1800 МГц, вызванная отличием формы земли от плоской, приводит к тому, что только часть энергии радиоволн распространяется за горизонт (рисунок 3.7).
/>
Рисунок 3.7 — Сферичность земли
Отсутствие прямой видимости. Для определения дифракционных потерь за счет сферичности земли />можно воспользоваться номограммой, обеспечивающей точность определения величины затухания +/-2 dB, которая получена на основе использования приближенных выражений Биллингтона[19].
На практике, для систем сотовой связи диапазона 1800 МГц, дифракционные потери />можно опустить, так затухания для данного диапазона в городе и пригородных районах достаточно большие. При этом за предел горизонта волны распространяются только в том случае, когда антенны BTSдиапазона 1800 расположены на большой высоте и BTSобслуживает открытые пространства.
Для определения дифракционных потерь необходимо определить самые большие препятствия на пути распространения радиосигнала, которые вносят наибольшие дифракционные потери.
Дифракционные потери зависят от дифракционного параметра U- отношение параметра Cs и Rs. Параметр Cs — высота над линией прямой видимости между BTS и MS, рисунок 3.8 a Rs- радиус зоны Френеля на краю объекта[20].
/>
Рисунок 3.8 — Высота над линией прямой видимости между BTSи MS
Как показывают расчеты, вклад дифракционных потерь равен 0, когда соотношение (дифракционный параметр U) 0.49. Когда же Uсильно увеличивается, то сильно увеличиваются дифракционные потери.
Для определения дифракционных потерь необходимо определить радиус зоны Френеля, который может быть вычислен по следующей формуле
/> (3.15)
где />— расстояние от BTSдо препятствия, на котором возникает дифракция, [м]; />-расстояние от препятствия до MS, [м]; А — длина волны, [м] (рисунки 3.9 и 3.10).
/>
Рисунок 3.9 — Вычисление радиуса зоны Френеля
/>
Рисунок 3.10 — Вычисление дифракционных потерь
Зависимость потерь от типа местности. Как указывалось выше, потери при распространении сигнала, между BTSи MS, сильно зависят от того, в какой среде сигнал распространяется. В связи с этим необходимо определить значения добавочных потерь для различных типов сред распространения радио сигнала и для различных частотных диапазонов, так как потери сигнала сильно зависят от частоты сигнала (таблица 3.4) [21].
Таблица 3.4 — Потери сигнала для различных типов сред РРВ.
Тип района
Потери, dB(Диапазон частот 900 МГц)
Потери, dB(Диапазон частот 1800/1900 МГц)
Городская застройка
22.6
25.1 — 28.1    продолжение
--PAGE_BREAK--
Пригород
17.6
20.1 — 23.1
Лес
11.6
16.9
Водоёмы
0.1
2.9
Болото
12.6
13.8
Деревня
12.6
15.2
Опираясь на вычисления, приведенные в, запишем результирующие потери в виде:
/>(3.16)
где />— потери в открытой области (модель Окамура — Хата); />— добавочный коэффициент для дифракционных потерь; />— дифракционные потери, возникающие за счёт дифракции радиоволн на краях зданий; />— потери за счет сферичности земли; />— потери в различных средах РРВ (таблица 3.3).
Поправочные коэффициенты />в данной формуле введены в слагаемое потерь />,которое вычисляется, используя эмпирическую модель Окамура – Хата.
Модель Окамура-Хата. В 1968 г, японский инженер Окамура провел множество натурных измерений по распределению уровня сигнала для различных типов городской застройки в г. Токио и построил несколько экспериментальных кривых.
На базе этих экспериментальных данных, в 1980 г. японский ученый Хата, вывел несколько эмпирических формул. В результате чего, на данный момент модель Окамура-Хата является самой популярной и применима для расчета ослабления сигнала для различных типов областей[22].
Основные ограничения для использования модели Окамура-Хата:
— Частотный диапазон f: 150-1000 MHz.
— Расстояния d: 1-20 km.
— Высота подвеса антенн BTS/>:30-200 м.
— Высота антенны MSс: 1-10 м.
Модель Окамура-Хата для городской застройки. Выражение для расчета ослабления сигнала в слое городской застройки приведено ниже:
/>(3.17)
где />— фактор высота усиления для MS.    продолжение
--PAGE_BREAK--
— Для среднего и маленького города, фактор высота усиление вычисляется по формуле:
/>(3.18)
— Для большого города, фактор высота усиление вычисляется по формуле:
/>

/>/>(3.19)
— Для открытого пространства, потери сигнала вычисляются по следующей формуле:
/>(3.20)
Модель Окамура-Хата для пригорода. Для пригорода, потери сигнала вычисляются по следующей формуле:
/>(3.21)
Модель Окамура-Хата для сельской местности, квазиоткрытой области.
Для сельской местности, потери сигнала вычисляются по следующей формуле:
/>(3.22)
Упрощенная модель Okumura-Hata. Для облегчения расчета потерь на трассе между BSи MSиспользуется упрощенная модель Окамура — Хата:
/>(3.23)
где A= 146.8 [dB] для 900 МГц, городская застройка; A= 136.9 [dB] для 900 МГц, пригород; A= 118.3 [dB] для 900 МГц, открытое пространство; A= 153.8 [dB] для 1800 МГц, городская застройка; A= 146.2 [dB] для 1800 МГц, пригород; A= 124.3 [dB] для 1800 МГц, открытое пространство; />— высота подвеса антенн BTS, м.; />— высота подвеса антенн MS, м.
Решая уравнение (3.23) относительно d, получаем формулу для расчета радиуса соты:
/>
/>(3.24)
Определим радиус зоны обслуживания соты для следующих условий:
— выходная мощность BTSсогласно расчету баланса мощности составляет: — />; коэффицент усиления антенны BTS— />; потери на дуплексоре — />; потери в кабеле -/>, />; чувствительность телефона — />; запас на интерференционные замирания — />; запас на частотные замирания — />; потери за счет человеческого тела — />, />    продолжение
--PAGE_BREAK--
В качестве проверочного расчета приведем расчет покрытия:
1. Вычислим значение эффективной излучаемой мощности;
2. Определяем значение требуемого уровня принимаемого сигнала
3.Определяем значение проектируемого уровня принимаемого сигнала для уверенного приема в городе на улице;
4. Вычисляем потери сигнала при РРBв условиях города (формула 3.8)
5. По формуле 3.24 вычисляем радиус соты
Результаты расчета приведем в виде таблицы 3.5.
Таблица 3.5 — Результаты расчета покрытия
Наименование
Значение
Наименование
Значение
/>
55,5
/>
53
/>
— 94
/>
— 96
/>
— 89,5
/>
— 91,5
/>
— 143,5
/>
— 143
/>
3
/>
1,87
Методика расчёта поля трассировкой лучей. Физические модели распространения в городе, на которых основаны методики расчёта, различны для разных диапазонов частот. В диапазоне УКВ считается, что основной вклад в уровень принимаемого сигнала на улицах города вносят волны, дифрагированные на крышах зданий [4].
Расчет поля (покрытия) с применением методики трассировки лучей основан на использовании большой базы данных о местности, где он проводится. Для УКВ диапазона базу данных составляют координаты, длины и высоты зданий, расположенных вдоль улицы, на которой рассчитывается уровень принимаемого сигнала [23].
Первоначально в памяти ЭВМ создаётся база данных, которая содержит координаты, высоты, размеры и ориентацию зданий конкретного района города. В состав базы данных включается информация об отражающих и рассеивающих свойствах зданий. Процедура расчёта заключается в следующем. В ЭВМ вводятся координаты передающего и приёмного пункта. Из передающего пункта ЭВМ последовательно моделирует формирование лучей с заданными приращениями по азимуту и углу места. Моделируется пересечение каждого луча со зданием, затем рассчитываются координаты точки пересечения. После этого проверяются условия прямой видимости приёмного пункта из точки пересечения [23].
При наличии прямой видимости вычисляются: расстояние до приёмного пункта, углы, под которым виден приёмный пункт относительно нормали к стене из точки пересечения, азимут и угол места луча на приёмном пункте. Далее из точки пересечения проводится луч, зеркально отражённый от стены, и продолжается до пересечения со следующим зданием, после чего повторяется процедура определения прямой видимости. Количество последовательных переотражений для каждого луча определяется величиной эффективного коэффициента отражения поверхностью стены и чувствительностью приёмника.
В результате в памяти ЭВМ имеется перечень зданий, освещенных из передающего пункта прямой и переотражёнными волнами и видимых из приёмного пункта, aтакже все геометрические характеристики, необходимые для расчёта интенсивности и задержек волн, отражённых рассеянных на приёмник каждым из зданий. Интенсивность отражённых и рассеянных волн определяется условием на поверхности стены. Включить в состав базы данных описание поверхности каждого отдельного здания практически невозможно, поэтому при расчётах целесообразно опираться на несколько типовых поверхностей зданий, рассеивающие характеристики которых заранее известны.
3.2 Строительство, монтаж и измерения ВОЛС
3.2.1 Строительство ВОЛС
Основные этапы строительства ВОЛС и линий связи с традиционными кабелями совпадают. Отличия в организации, технологии строительства, монтажных работах и эксплуатации ВОЛС в значительной степени обуславливаются тем, что у оптического кабеля в отличие от электрических кабелей нет параметров, характеризующих состояние элементов кабельного сердечника и его защитных покровов (сопротивление изоляции, пробивное напряжение изоляции и герметичность оболочки). Отсутствие таких параметров в оптическом кабеле (ОК) требует изменений в порядке проведения приемосдаточных испытаний, а также в процессе дальнейшей эксплуатации ВОЛС.
Ряд существенных отличий в проведении линейных работ на ВОЛС обусловлен также следующим своеобразием конструкции оптического кабеля:    продолжение
--PAGE_BREAK--
— критичностью к растягивающим усилиям, малыми поперечными размерами и массой ОК;
— большими строительными длинами ОК;
— сравнительно большими величинами затухания сростков оптических волокон;
— невозможностью содержания ОК под избыточным воздушным давлением;
— трудностями при организации служебной связи при строительстве ВОЛС с ОК без металлических элементов.
Эти особенности оптического кабеля, обусловленные в известной мере недостаточным опытом их производства и прокладки, сказываются практически на всех этапах строительства и вызывают необходимость введения существенных изменений в практику строительства и эксплуатацию ВОЛС. Анализ этих особенностей позволяет сделать вывод о значительном перераспределении трудозатрат на отдельных этапах строительства ВОЛС по сравнению со строительством традиционных линий. Следует отметить качественный сдвиг трудозатрат на первые этапы, вызванные необходимостью специальной подготовки персонала, большим объемом подготовительных работ при входном контроле, контроле при прокладке и монтаже.
Объем измерительных работ составляет не менее 35-40% общего объема работ по строительству ВОЛС, в отличие от 12-15% при строительстве обычных кабельных линий связи. Значительно больший объем времени занимают операции по сращиванию ОВ и монтажу муфт ОК, требующие к тому же значительно более квалифицированной подготовки монтажников.
На первых этапах подготовки строительства ВОЛС, необходимо выполнить следующие работы:
— составить проект производства работ;
— решить организационные вопросы взаимодействия строительной организации с представителями заказчика;
— провести подготовку персонала к выполнению основных строительно-монтажных операций;
— провести входной контроль;
— решить задачи материально-технического снабжения будущего строительства.
Неустоявшаяся технология производства оптического кабеля определяет необходимость проведения стопроцентного входного контроля ОК, поступающего на строительство ВОЛС.
В состав работ при входном контроле входят:
- внешний осмотр кабельных барабанов и концов оптического кабеля;
- проверка документации и вскрытие барабанов;
— испытание элементов кабельного сердечника;
— оформление протоколов входного контроля ОК;
— при необходимости – мелкий ремонт ОК и барабанов, их перемотка, соединение шлейфом оптических волокон при механизированной прокладке, обшивка барабанов и заделка концов кабеля.
Для оценки пригодности кабеля к прокладке и влияния строительных операций на качество ОК измеряют все оптические волокна и сравнивают с паспортными значениями. Следует учитывать, что возникающие в некоторых случаях отклонения от паспортных данных объясняются применением различных методик измерения и приборов.
В процессе строительства контроль за целостностью ОВ и их затуханием удобно осуществлять методом обратного рассеяния с помощью рефлектометра. На входном контроле рефлектограммы снимают с обоих концов строительных длин, в случае заметных расхождений измеренных величин затухания с паспортными данными измерения перепроверяют «методом обрыва» оптического волокна.
Входной контроль ОК занимает гораздо больше времени, чем контроль электрических кабелей, так как при его проведении требуются особая чистота на рабочем месте и отсутствие влияний атмосферных условий, поэтому входной контроль ОК следует проводить в специально оборудованном помещении.
Одним из основных критериев применения различных типов труб для прокладки подземной кабельной канализации является вертикальная нагрузка, которую они могут выдержать, не разрушаясь и не деформируясь, на глубине 0,4 – 2,0 м. На проложенные трубы действуют постоянные и временные нагрузки. Постоянной нагрузкой является давление грунта засыпки траншеи и массы самих труб с затянутыми в них кабелями, а временной – наезд на трассу транспортных средств.
Трубопровод кабельной канализации должен прокладываться с уклоном не менее 3-4 мм на 1 м. Длины от середины пролета в сторону колодцев для обеспечения стока попадающей в каналы воды (из трубопровода в колодцы).
На местности с достаточным естественным уклоном трубопровод может одинаково заглубляться по всей длине пролета и лишь на подходах к колодцам ему должен придаваться уклон, обеспечивающий ввод в колодцы на заданных вертикальных отметках.
На местности без достаточного снижения, трубопровод должен прокладываться с уклоном в одну сторону, когда у одного колодца задается минимальное, а у другого – завышенное заглубление, или с уклоном в обе стороны от места пролета с минимальным заглублением.
В процессе прокладки трубопровода установленная величина уклона должна контролироваться специальной рейкой с отвесом или уклономером.
Перед прокладкой, трубы должны быть вывезены на трассу и разложены вдоль траншеи, по возможности, на свободной от грунта бровке, в пределах 1м от ее края. Трубы следует укладывать под некоторым углом к оси траншеи, в устойчивом положении, исключающем произвольное их сползание и падение в раскопку. Этим обеспечивается свободная и быстрая перекладка труб с бровки в траншею при прокладке трубопровода.
Прокладка полиэтиленовой трубы производится строительными длинами, согласно укладочной ведомости. По получению полиэтиленовой трубы производится ее входной контроль, регистрируемый в журналах:
— визуальный контроль упаковки. При разбитом барабане труба перематывается, на хороший при t ³ 15оС, только с козлов или с кабельной тележки с визуальным контролем за полиэтиленовыми трубами;
— производятся замеры овальностей торцов. Овальность допускается не более 5%, (для трубы d = 40мм, d овальность трубы = 39¸41 мм). Полиэтиленовая труба превышающая нормы на овальность отбраковывается;
— при подозрениях проводится калибровка трубы (пластмассовый или деревянный шарик диаметром на 3-4 мм меньше внутреннего диаметра трубы прогоняется давлением 0,5-1,0 атм.);
— при подозрениях проверяется герметичность трубы (накачка до 1 атм. И через 2 часа выдержки давление не должно упасть более чем на 0,005 атм. (0,5%).
Допустимые температуры:
— при транспортировке и хранении в заводской упаковке составляет: 60оС — +65оС;
— при эксплуатации составляет: 50оС — +60оС;
— при прокладке и манипуляциях: -10оС — +35оС.
При прокладке при t до -20 0С производится предварительный прогрев барабана с трубой не менее 24 часов при температуре не ниже -5оС.
Транспортировка полиэтиленовой трубы (ПЭТ) производится в барабанах, вертикально. Труба не должна касаться пола.
Допускается транспортировка в бухтах, но разгружать полиэтиленовую трубу только за обвязку вертикально. Концы труб должны быть закрыты заглушками.
Глубина прокладки полиэтиленовой трубы (кабеля):
— 0.7- 1.2 м;
— сигнальная лента (маркер) не менее 0,5 глубины прокладки ПЭТ.
Минимальный радиус изгиба (поворота) полиэтиленовой трубы должен быть не менее 10 кратного наружного диаметра полиэтиленовой трубы.
Амплитуда волнистости трубы при ручной прокладке не более 15 см от оси ПЭТ на длине 6 м.
Количество муфт на трубе (соединений) должно быть минимальным. Все соединения наносятся на карту маршрута — схему с привязками. На муфтах устанавливаются маркер и столбик.
При прокладке полиэтиленовой трубы вручную глубина траншеи должна быть на 5-10 см глубже проектной и дно выровнено песком (или мягким грунтом) до проектной отметки.    продолжение
--PAGE_BREAK--
Сбрасывание ПЭТ в траншею не допускается, должна применяться последовательная укладка, если в траншее вода, чтобы труба не всплыла она пригружается грузом (чугунки, мешки с песком, смазанный маслом трос и так далее).
Полиэтиленовая труба после прокладки обрезается не раньше, чем через 1 час, для восстановления исходной длины после натяжения при прокладке и выравнивания температуры трубы с грунтом (укорочение трубы может доходить до 1%).
Фиксация трассы (коррекция рабочих чертежей с привязками) производится по ходу строительства (прокладки ПЭТ).
Выполнение земляных работ может производиться только при наличии утвержденной проектной документации.
Разработку грунта предполагается осуществлять как механизированным способом, используя одноковшовый экскаватор ЭО-3322Б1, так и вручную.
При разработке в отвал грунт следует складывать у траншеи с одной стороны, на расстоянии не менее 0,5 м от бровки.
Засыпку траншеи, как правило, следует производить с помощью бульдозеров. Засыпка грунта должна производиться слоями толщиной не свыше 20 см с их тщательным послойным уплотнением с помощью электрических, пневматических или ручных трамбовок. Над траншеей должен быть образован валик из грунта для компенсации его последующей усадки. Грунт, оставшийся после прокладки трубопровода и строительный мусор должны быть вывезены с места работ на свалку.
Для обеспечения прямолинейности прокладываемого трубопровода на дне траншеи необходимо натянуть шнур, закрепляемый на колышках.
Каналы начальных концов труб должны быть сразу плотно закрыты полиэтиленовыми, бетонными или деревянными пробками. По окончании прокладки пролета трубопровода все каналы конечной стороны следует также закрыть пробками во избежание попадания в них воды и мусора.
Перед стыкованием труб внутренняя и наружная поверхности каналов должны быть очищены от загрязнений и концы их сведены вплотную.
Стыковка осуществляется при помощи полиэтиленовых манжет, предварительно нагретых в горячей воде (90-100/>), с выдержкой не менее 10 мин.
Горячую муфту надевают одним концом на ранее проложенную трубу до упора во внутреннюю перегородку, очищенный конец второй трубы вставляют в муфту с противоположной стороны также до упора во внутреннюю перегородку. Плотность стыковки достигается легкими ударами молотком или кувалдой по торцу трубы через приложенную доску.
Наличие на реальных трассах многочисленных отклонений от прямолинейности приводит к тому, что протяжка строительной длины ОК за один конец без превышения допустимого растягивающего усилия становится невозможной. Поэтому необходимо рассредоточивать тяговые усилия по длине ОК, что позволит уменьшить значение тяговых усилий для каждого участка кабеля. Для этого при механизированной прокладке по трассе расставляют специальные промежуточные лебедки с автономными двигателями и системой слежения за тяговым усилием оптического кабеля. При определенной величине растягивающего усилия на ОК включается двигатель лебедки, приводящий в действие механизм затягивания кабеля.
Для прокладки ОК в разработан ряд механизмов и приспособлений, повышающих производительность работ и обеспечивающих бездефектную затяжку кабеля.
Некоторые из них:
— различные направляющие приспособления люкоогибочные ролики (РЛО), блок поворотный кабельный (БПК), горизонтальная внутренняя распорка (РГВ), воронка канальная направляющая (ВКН-100); кабельные наконечники;
— устройства для заготовки каналов (УЗК), пневмоустройство для заготовки каналов (КПЗК-25), лебедка ручная проволочная — ЛПР;
— чулок кабельный съемный (ЧСК-12);
— компенсатор кручения (ККР) для исключения передачи на кабель скручивающих усилий;
— опорные устройства (УРКР) для размотки кабеля с барабанов;
— труба направляющая для ввода через горловину колодца кабеля от барабана до канала кабельной канализации (ТНГ);
— устройство для плавного изменения направления затягивания ОК.
Устройство для размотки ОК с кабельного барабана устанавливают в начале трассы, у люка входного колодца со стороны входа в канал кабельной канализации. Барабан ставят таким образом, чтобы размотка кабеля шла с верхней его части.
На трассе во всех местах, где происходит изменение ее направления от прямолинейного, расставляют направляющие устройства.
Перед прокладкой ОК верхний на барабане конец строительной длины, с которой начнется протяжка, должен быть оснащен специальным наконечником. Заготовочную проволоку или трос присоединяют к наконечнику, укрепленного на конце кабеля.
При затягивании ОК вручную скорость прокладки может составлять 5-7 м/мин.
При использовании лебедки, ее устанавливают на расстоянии примерно 2 м от люка выходного колодца с противоположной стороны от выходного канала. Затягивание ОК осуществляют двое рабочих, вращающих штурвалы лебедки.
Прокладка должна осуществляться плавно, без рывков и без допущения слабины заготовки или кабеля, при которой они могут соскочить с направляющих устройств. При превышении допустимого тягового усилия, установленного на ограничителе лебедки, ее штурвалы прокручиваются вхолостую без передачи тягового усилия. В этом случае необходимо подтянуть кабель в транзитных колодцах, используя служебную радиосвязь.
При прокладке кабеля его подбирают по укладочной ведомости так, чтобы по возможности:
— места муфт на кабеле, желательно, совпадали с муфтами на трубе;
— должен быть доступ к муфте на специальном автотранспорте;
— не устанавливать муфты на землях повышенной деятельности, и других территориях, в которых затруднено проведение аварийно-восстановительных работ.
Запас кабеля, оставляемый в колодце для монтажа муфты, не менее 10-15 метров. После монтажа запас должен быть не менее 6 м (с каждой стороны).
Температура окружающей среды:
— при хранении и эксплуатации кабеля — -30°С ¸ 70°С;
— при прокладке -5°С ¸ +50°С.
Радиус изгиба кабеля:
— в спокойном состоянии — 12 диаметров;
— при натяжении (прокладке) — 25 диаметров.
Не допускается наличие сростков волокна (заводских) на строительной длине (не должно быть неоднородностей при входном контроле).
При затяжке кабеля в полиэтиленовую трубу применяется для смазки трубы только специальное масло («Софтеноль-3108 „или аналогичное).
При высокой температуре окружающей среды применяются охладители кабеля, так как температура при затяжке повышается на 25-30°С, а при температуре +50°С кабель размягчается и может быть поврежден. Радиус изгиба волокна в муфте должен быть 40 мм (допускается 37,5 мм).
После прокладки ОК выкладывают по форме колодцев и укладывают на консоли. Как правило, ОК укладывают в ближайшем по вертикали ряду консолей, в ближнем к кронштейну ручье консолей. В точках поворота кабель можно закрепить с помощью липкой ленты или мягкой проволоки.
После прокладки ОК и выкладке его в смотровых устройствах, оптические волокна в кабеле просвечивают и, убедившись в их целостности, концы кабеля герметично заделывают до проведения монтажных работ.
3.2.2 Монтажные работы
После прокладки ОК в месте окончания одной строительной длины кабеля к ней присоединяют следующую строительную длину. Для этого непосредственно на трассе в ходе строительства оборудуют рабочее место, на котором и производится монтаж промежуточных муфт, соединяющих концы смежных строительных длин ОК, а также осуществляется контроль за качеством выполнения монтажных работ.
Надежность соединительной муфты определяется состоянием сварных швов, соединяющих отдельные части пластмассовых муфт, швов между муфтой и оболочкой кабеля, а также сростков ОВ и их запаса в муфте.    продолжение
--PAGE_BREAK--
Надежная работа соединительных муфт в большой степени зависит от субъективных факторов, определяемых квалификацией монтажников, технологией строительно-монтажных работ, свойствами применяемых полуфабрикатов, системой контроля за качеством и так далее.
При монтаже ОК необходимо выполнять следующие операции:
— нахождение на трассе сращиваемых концов кабеля;
— осмотр защитных оболочек на доступных участках, а также концов ОК, защищенных от попадания влаги в сердечник кабеля;
— установление служебной связи, оборудование рабочего места, предварительная выкладка запаса строительных длин, закрепление сращиваемых концов ОК, удаление защитного покрытия, проверка целостности ОВ;
— сварка оптического волокна с проведением контроля качества сростков;
— восстановление элементов сердечника;
— паспортизация;
— восстановление защитных покровов;
— выкладка запаса ОК и муфты в котловане или колодце, маркировка муфт.
Монтаж соединительных муфт в данном проекте предполагается проводиться в специально оборудованной монтажно-измерительной лаборатории (ЛИОК), организованной на базе автомашины ГАЗ-3307 с кузовом марки КУНГ-1-мд.
Для соединения оптических волокон предполагается использовать сварочный аппарат *Fujikura FSM-16S, а для измерений ОВ – оптический рефлектометр ANDO AQ7250. Внутри кузова установлен монтажный стол, оборудованный приспособлениями для закрепления концов монтируемых ОК, сварочный аппарат, а также монтажные инструменты.
Машину устанавливают по возможности ближе к месту прокладки кабеля. Концы ОК подают в монтажно-измерительную машину, где их разделывают и сваривают ОВ в соответствии с технологией монтажа.
Целью сварки является создание постоянного соединения оптических волокон с низкими потерями передачи оптического излучения через место соединения. Этот процесс состоит из трёх этапов:
1) подготовка волокон — удаление оболочки, удаление загрязнения с очищенных поверхностей и скола очищенных волокон;
2) непосредственно процесс сварки и оценки качества сварного соединения;
3) защита оголённого участка волокна от механического давления и влияния окружающей среды посредством герметичной оболочки – термоусадочной гильзы.
Затухание места сварки многомодовых ОВ должно быть не более 0,5 дБ.
После сварки ОВ на место сростка устанавливают комплект деталей защиты сростка, производят окончательную выкладку запаса ОВ и закрепление защищенного сростка. После выкладки всех сваренных волокон производят окончательную проверку затухания оптического сигнала во всех волокнах. В случае положительного результата заполняют и вкладывают паспорт муфты, производят восстановление элементов кабельного сердечника и защитных покровов ОК.
Устройства ввода и крепления брони кабеля обеспечивают надежную механическую фиксацию оптического кабеля. Герметизация основания и корпуса муфты, а также кабельных вводов осуществляется с применением термоусаживающихся материалов и герметизирующих лент.
Приемосдаточные испытания производятся представителями строительной организации и организации, принимающей построенную ВОЛС в эксплуатацию. Приемка осуществляется путем соответствующих измерений параметров передачи ОВ на полностью смонтированных регенерационных участках (РУ) между оконечными разъемами ОК.
3.2.3 Вопросы по измерениям
Нормы и объекты обязательных измерений определяются техническими требованиями и зависят от конструкции ОК, назначения ВОЛС и организуемой по ВОЛС системы передач.
На ВОЛС с большой пропускной способностью, ОК которых состоят из градиентных или одномодовых ОВ, измеряются вносимое затухание и дисперсия всех волокон РУ. Измерения должны проводиться при условиях, наиболее близких к рабочим по спектру измеряемых сигналов и ширине полосы источников излучения методом ввода и вывода оптических сигналов.
Затухание группового времени прохождения (ГВП) и дисперсия ОВ измеряются в обоих направлениях передачи РУ от пункта «А» к «Б» и от «Б» к «А», что позволяет учитывать различия значений измеряемых параметров обусловленные неоднородностью ВОЛС, а также выбрать оптимальный вариант использования ОВ на данном РУ.
Таким образом, для проведения приемочных испытаний необходимо на обоих концах РУ иметь полные комплекты измерительной аппаратуры (передающую и приемную части).
Данные измерений в обоих направлениях передачи заносятся в соответствующие таблицы паспорта ВОЛС.
По полученным данным определяют статические характеристики ОК на измеряемом РУ (средние значения затухания, ГВП и дисперсии).
Кроме параметров передачи ОВ, часто особенно для магистральных ВОЛС, осуществляют измерения функции распределения неоднородностей ОВ по длине линии.
Измерения производят с помощью оптических рефлектометров с обоих концов РУ ВОЛС в режиме измерения обратного рассеяния. Данные измерений наносят на кальку и включают в паспорт РУ. В ряде случаев они фиксируются с помощью принтера или записываются в память ЭВМ.
При наличии в ОК проводников, размещаемых в ОК для организации дистанционного питания, производятся измерение их сопротивления и проверка электрической прочности изоляции между проводами и каждым проводом и землей. В случае нахождения ОК под избыточным газовым давлением при приемке РУ проверяют герметичность защитных покровов ОВ. В паспорт РУ включается схема соединения ОВ в каждой соединительной муфте, где производилось группирование ОВ.
Существенной особенностью паспорта ВОЛС, особенно при отсутствии в конструкции ОК металлических проводников, являются повышенные требования к точности карты трассы прокладки ВОЛС. Если трасса обычных кабельных линий может быть определена с помощью кабелеискателей, то в ОК без металлических проводников подобный принцип отыскания трассы неприемлем.
Поэтому трасса прохождения ОК и сведения о расстоянии между НРП и данной точкой ОК, определенные с помощью рефлектометра, а также между реберными точками трассы ОК (обычно НРП, замерными столбиками ОК или километрическими столбами близко расположенной дороги, отдельными ориентирами на местности и другое) должны быть нанесены на карту трассы ВОЛС с погрешностью не более ( 0,3...0,4 ) м. Такая точность нанесения трассы ОК обеспечивается путем использования геодезических приборов или с помощью лазерных дальномеров, а также путем измерения значений ГПВ на каждой строительной длине ОК.
Все потери оптической мощности можно разделить на несколько групп:
— собственные потери, связанные с поглощением и рассеянием;
— потери, возникающие при изготовлении, транспортировке и эксплуатации световодов;
— потери из-за отражений;
— потери при вводе излучения в световод.
Качество ОК проверяется с использованием общепринятых методов измерений. При этом требуется установить стандарты на параметры ОВ и соответствующие методы измерения. На европейском уровне за разработку таких стандартов отвечает Рабочая группа 28 Комитета по электронным компонентам CENELEC, на всемирном уровне — Технический комитет 86 Международной электротехнической комиссии.
Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) нуждаются в поддержании технических параметров, а, следовательно, и в периодических измерениях своих характеристик, на основании которых и делаются выводы о состоянии о тех или иных ее участков и в магистрали в целом. Необходимо измерять в процессе строительства и эксплуатации волоконно-оптических линий связи:
Во-первых, это общие потери оптической мощности в волокне, во-вторых, это дисперсия (изменение формы оптического сигнала, проявляющееся в виде уширения импульса), в-третьих, это распределение потерь по длине оптической магистрали.
Потери оптической мощности есть отношение мощностей переданного и принятого сигналов, определяемое затуханием в световоде и различными потерями в устройствах ввода, местах сращивания, ответвителях и других элементов линии. Основные причины потерь мощности в световоде – это поглощение и рассеяние энергии. Затухания за счет поглощения определяется собственным поглощением материала световода, а также поглощением на примесях и атомных дефектах. Наличие примесей ионов металлов, таких, как Fe, Cu, V, Cr и примесей гидроксильной группы ОН, может приводить к резкому увеличению затухания в отдельных участках спектрального диапазона. Атомные дефекты и вызванное ими поглощения возникают под действие тепловой обработки световода или его интенсивным облучением. Собственное поглощение в материале относительно сильно проявляется на длинах волн свыше 1,6 мкм. Основной резонанс поглощения из-за наличия примесей наблюдается на длине волны около 2,7 мкм и (принимая во внимание гармоники) является причиной значительного ослабления на длинах волн:1,35; 0,95; 0,75 мкм.    продолжение
--PAGE_BREAK--
Затухание за счет рассеяния бывает двух видов: линейное рассеяние и нелинейное рассеяние. При линейном рассеянии потери пропорциональны мощности падающей волны. К линейным относятся собственное (рэлеевское) рассеяние и рассеяние Ми. Рэлеевское рассеяние обусловлено малыми по сравнению с длиной волны флуктуациями концентрации атомов стекла. Затухание за счет рэлеевского рассеяния не зависит от интенсивности света и уменьшается обратно пропорционально четвертой степени ее длины волны. Рассеяние Ми обусловлено рассеянием на неоднородностях, размеры которых соизмеримы с длиной падающей волны.
К нелинейным относятся спонтанное рамановское и мандельштам-бриллюзновское рассеяние, которые проявляются в виде возникновения излучения с другими длинами волн. При передачи сигналов по одномодовому волокну на большие расстояние эти явления определяют верхний предел передаваемого уровня мощности.
Кроме приведенных выше основных причин потерь оптической мощности, существуют еще и дополнительные потери вызванные соединением световодов друг с другом. Вообще, создание надежного оптического контакта, до сих пор является одной из наиболее сложных задач ВОЛС. Когда свет выходит из торца волокна образуется световой пучок, соответствующий апертурному углу приблизительно +12. Это соответствует числовой апертуре 0,2. Если к торцу волокна присоединить другое волокно с такими же размерами, то свет должен был бы передаваться без потерь из одного волокно в другое. Однако существует несколько причин, вследствие которых происходят потери световой энергии.
Во-первых, это качество торцевых поверхностей волокна. Если торцы не идеальны и не перпендикулярны оси волокна, то появляются линзовый и (или) призматический эффекты, которые приводят к изменению траектории лучей, вышедших с торца первого световода (для многомодовых систем). Часть из них изменяется настолько сильно, что сразу после поподания в другой световод они покидают сердечник и поглощаются в оболочке. Другие становятся более пологими. Такие потери называются потерями из-за преобразования мод.
Кроме этих потерь необходимо учитывать и потери от неидеальной юстировки осей волокон:
— потери от поперечного смещения (зависят от отношения величины смещения осей к диаметру волокна);
— потери от продольного смещения (зависят от отношения величины продольного смещения к диаметру волокна).
На практике встречаются иногда и потери, связанные с частицами пыли, попадающими между соединяемыми концами волокон.
В местах соединения волокон могут присутствовать потери на отражения, достигающие 4% на каждое соединение. Они возникают в местах, где свет переходит из плотной оптической среды в воздух и обратно.
Существуют еще дополнительные потери мощности из-за изменений размеров поперечного сечения волокна, микроизгибов, присутствия неоднородностей на границе раздела «сердечник-оболочка», достигающие в совокупности 0,5 дБ/км. При прокладке волокна проявляются потери из-за преобразования мод, связанные с изгибами световода, а при эксплуатации ОВ происходит постепенное ухудшение передаточных характеристик из-за помутнения волокна и образования микротрещин.
Изменение потерь в световоде представляет собой достаточно сложную задачу. Полное затухание в световоде определяется коэффициентом затухания по формуле:
а=10 lg (P0/P1), дБ (3.19)
Таким образом, измерив мощность на входе и выходе оптического световода, можно однозначно определить затухания в нем. Надо только не забыть учесть инструментальные погрешности средств измерения и внешние (а также внутренние) факторы, влияющие на значение затухания световода. Для многомодовых световодов необходимо, кроме того, обеспечить режим равновесия мод (энергетическое равновесие между отдельными модами).
Работа по проведению изменения затухания проводится в два этапа. Сначала к оптическому разъему источника подключается короткий отрезок волокна, другой конец которого подключается к оптическому разъему измерителя уровня оптической мощности, и измеряется уровень опорного сигнала РО. Затем этот кусок волокна отключается от измерителя и подключается к измеряемому волокну. К другому концу измеряемого волокна подключается тот же самый измеритель и производится замер уровня Р1. После этого по разности уровней рассчитывается коэффициент затухания. Это так называемый двухточечный метод измерения, наиболее широко распространенный на практике ВОЛС. Иногда применяется и метод замещения, когда измеряемое затухание сравнивается с затуханием образцового аттенюатора, а также метод обратного рэлеевского рассеяния.
В погрешность измерений основной вклад вносят нестабильность источника излучения и нелинейность логарифмического преобразования измерителя. Полупроводниковые лазеры имеют ограниченный срок службы, обусловленный постепенной деградацией, зависящей от плотности тока и скважности импульсов. Часто встречается перегрев лазерного диода, приводящий к разрушению торцов и выходу его из строя. Рабочие параметры лазера необходимо выдерживать с высокой точностью: при увеличении порогового уровня возрастает лазерный шум и снижается срок службы. Порог генерации возрастает с температурой и со временем; кроме того, он меняется от лазера к лазеру. Поэтому в практических схемах вводят обратную связь по излучению и регулируют с ее помощью величину смещения и уровень модулирующего сигнала.
В последние годы на казахстанском рынке измерительной техники появилось немало приборов западных фирм. Среди них имеются добротные и надежные приборы, обладающие высокой точностью измерений, но встречается и техника, параметры которой не соответствуют продекламированным в документации на нее.
В качестве источников оптического излучения применяются светоизлучающие диоды и полупроводниковые лазеры. Рабочие длины волн этих приборов соответствуют окнам прозрачности оптических волокон, находящимся на 0,85 мкм, 1,3 мкм и 1,55 мкм.
Отклонение рабочей длины волны у большинства приборов не превышает 30 нм при ширине спектра излучения 5-10нм у лазеров и 50-200 нм у светодиодов при стабильности от 0,01 до 0,05 дБ/час. В качестве фотоприемников применяют фотодиоды на основе S1,Ge, InGaAs b InGaAsP. Динамический диапазон измеряемого излучения находится в промежутке от +3 до –70 дБ. Точность изменений – 0,15-0,25 дБ.
В последнее время наблюдается повышение активности отечественных производителей измерительного оборудования для ВОЛС.
В процессе развития волоконно-оптической связи постоянно увеличивается длина волоконных линейных участков, при этом оптические рефлектометры должны обеспечивать возможность измерений свойств наиболее удаленных частей трассы. Количественной мерой такой способности является динамический диапазон рефлектометра. Он характеризует максимальное затухание в оптической линии, которая может быть протестирована.
Динамический диапазон рефлектометра определяется по шкале прибора как разница между сигналом в начале рефлектограммы и среднеквадратичным значением шумов в ее конце. Наиболее простым способом определения этого является оценка по абсолютному максимуму шумов, с учетом превышения уровня максимума над среднеквадратичным значением шумов.
Существует две принципиально различных ситуаций. В том случае, если запас по динамическому диапазону превышает 10 дБ, вклад шумов рефлектометра составляет менее 0,05 дБ. При этом фактические искажение рефлектограммы определяются уже не шумами фотоприемного тракта, а поляризационные или когерентными эффектами. Наоборот, если запас по динамическому диапазону составляет менее 5 дБ, то искажения рефлектограммы, вызваны шумом и прерывают 0,5 дБ. Часто это является практической границей целесообразности рефлектрометрических измерений затухания в линии.
Фирма Bellcore в своих рекомендациях GR-196-CORE ввела новую характеристику рефлектометра – измеряемый диапазон. Эта характеристика предназначена для определения способности прибора к обнаружению локального дефекта вблизи конца линии. Дефект в 0,5 дБ считается обнаруженным, если результаты измерений с вероятностью 80% укладываются в интервал 0,1 дБ. Такие измерения требуют специальных образцовых линий со многими встроенными неоднородностями и по причине их сложности пока не повсеместно распространены, особенно у нас в стране. Ориентировочно величина измеряемого диапазона оказывается на 4-6 дБ величины динамического диапазона рефлектометра.
История развития волоконно-оптической связи демонстрирует немало примеров, когда под воздействием практических потребностей появлялись новые поколения приборов. Например, для определения затухания в первых образцах волокон применялись измерители мощности оптического излучения, однако их возможностей оказалось недостаточно при массовом строительстве оптических линий. Поэтому, появились оптические рефлектометры – приборы, позволяющие определять затухание по длине волокна путем анализа рассеянного излучения.
Для решения этой задачи были разработаны бриллюэновские рефлектометры (Brillouin Optical Time Domain Rflectometer), которые не только измеряют оптические свойства, но и на их основе позволяют прогнозировать обрыв волокна. Важным достоинством волоконно-оптических линий связи является их потенциальная долговечность – изделия из стекла сохраняются столетиями. Для обеспечения долголетней работы необходимы соответствующие условия и главное из них – отсутствие механических напряжений. Дело в том, что срок службы оптических волокон определяется процессом роста в них микроскопических трещин. Можно выделить три диапазона напряжений: безопасные – до 0,3%, недопустимые – более 0,6% и промежуточные, требующие дополнительного анализа. При распространении излучения вдоль оптического волокна оно рассеивается на оптических неоднородностях. Большая часть света рассеивается на микроскопических изменениях плотности плавленого кварцевого стекло – это рассеяние называется рэлеевским рассеянием. На этом основан принцип действия обычных рефлектометров, нашедших широкое применение.
Требования к надежности связи постоянно возрастают, что является одним из аргументов в пользу волоконной оптики. Оптическими линиями связаны уже не только центры деловой активности общества, но и органы государственного управления; растет ответственность поставщиков услуг связи за бесперебойность.
В последнее время возрос интерес к программным продуктам, позволяющим с помощью персональных компьютеров работать с файлами рефлектограмм, чтобы проводить обработку результатов измерений.
Обрабатывать результаты измерений волокон оптических кабелей с помощью персонального компьютера значительно удобнее, чем непосредственно на рефлектометре, из-за превосходящих вычислительной мощности, значительно большего размера экрана с лучшей разрешающей способностью и удобного интерфейса операционной среды Windows.    продолжение
--PAGE_BREAK--
Существующие программы позволяют автоматизировать задачу по созданию отчетов, сведя ее выбору стандартных форм и таблиц. Немаловажно также, что в этом случае дорогостоящие рефлектометры будут использоваться только для измерений на трассах, а обработка результатов проводится в удобных домашних условиях.
АQ7931В для персонального компьютера – предназначено для отображения, анализа и составления отчетов по результатам рефлектометрических измерений трасс при работе в операционной среде Windows. Программа работает с файлами рефлектограмм, полученными в процессе работы на рефлектометрах всех моделей фирмы ANDO АQ7250, АQ7210/20, АQ-7140С/D, АQ-7140А/В, АQ-7150 вне зависимости от того, в каком формате они были записаны, а также с файлами в формате Bellcore GR-196-CORE.
Работа пользователя с АQ7931В осуществляется через экранный интерфейс со встроенной функцией HELP, позволяющий упростить работу пользователя и облегчить обучение работе с программой. Интерфейс состоит из нескольких окон, часть из которых аналогична соответствующим картинкам экрана рефлектометра, а часть присутствует только в АQ7931В.
После загрузки программы на экране компьютера появляется Главное окно, в верхней части которого расположена панель управления, состоящая из заголовков основных меню и инструктивно понятных кнопок-кнопок, стандартных для Windows программ, а большую часть экрана занимают четыре рабочих окна:
— окно просмотра трассы;
— окно маркеров;
— окно предварительного просмотра трассы;
— окно списка локальных неоднородностей.
Настройка программы, загрузка исходных файлов и работа с рефлектограммами осуществляется стандартными средствами Windows с помощью манипулятора мышь или клавиатуры. Требуемые параметры вводятся в появляющиеся на экране диалоговые окна настройки. С помощью панели управления осуществляется также работа в каждом из четырех рабочих окон программы. В окне просмотра трассы одновременно могут отображаться до восьми рефлектограмм, что удобно при обработке результатов измерений нескольких волокон из одного кабеля, а также при сравнении результатов измерений одного и того же волокна, полученных в разное время.
В окне маркеров помимо результатов измерений для установленных в предыдущем окне маркеров, отображаются также значения параметров рефлектометра, при которых проводились измерения, такие как длина волны излучения, ширина зондирующего импульса, величина предварительного затухания и число усреднений при обработке сигнала.
Измерение потерь может проводиться для всей трассы, отображаемой на рефлектограмме, а также на отдельных участках, при этом предусмотрен ввод индивидуальных показателей преломления для конкретных строительных длин.
Аппроксимация рефлектометрической кривой возможна двумя методами: по методу наименьших квадратов (LSA) или по двухточечному методу (TPA).
Измерение потерь на локальных неоднородностях может проводиться по методам 2-х, 4-х или 6-ти маркеров.
Обратное френелевское отражение может измеряться как от локальных неоднородностей, так и от конца линии. Однако эти измерения возможны, только если страженный сигнал находиться в линейной области рефлектограммы.
В программе предусмотрен режим автопоиска локальных неоднородностей по таким предварительно заданным параметрам поиска, как минимальный уровень потерь и минимальное значение обратного отражения в местах локальных неоднородностей.Предусмотрен также вод комментариев к локальным неоднородностям.
При обработки результатов измерений имеется возможность произвести сложение двух рефлектограмм одной и той же трассы, снятых с двух сторон. При этом на итоговой рефлектограмме происходит минимизация систематических ошибок измерений, например таких, как отрицательные потери в местах стыков волокон с различным диаметром модового пятна.
В математическом обеспечении АQ7931В заложена функция композитного анализа двух рефлектометрических трасс – разностный (сравнительный) анализ, при котором осуществляется наложение двух рефлектограмм, как правило одной и той же трассы, но снятых в разное время, что дает информацию о произошедших изменениях.
При создание отчетов в настоящей версии АQ7931В введена новая функция – генерация отчетов. Отчет представляет собой настраиваемые формы в виде таблиц и списков рефлектограмм.
Отчет в форме таблицы показывает распределение локальных неоднородностей по трассе, при этом он может охватывать результаты измерений до 1000 волокон и до 100 локальных неоднородностей в каждом из них. Поиск локальных неоднородностей возможен как в режиме автопоиска, так и в режиме ручного выставления маркеров. Причем, так как поиск осуществляется одновременно для всех волокон кабеля, места локальных неоднородностей определяются с большой достоверностью, несмотря на то, что на некоторых волокнах затухание в местах стыка может стремиться к нулю. Кроме того, существует возможность экспортировать данные из табличного отчета, генерируемого АQ7931В, в формат Excel.
Отчет в форме списка рефлектограмм позволяет на одном листе разместить от одной до восьми рефлектограмм с краткими комментариями к ним.
3.2.4 Расчет тяговых усилий при протягивании ОК
При протягивании оптического кабеля за один конец растягивающие усилия, действующие на кабель, не должны превышать предельно допустимых значений, установленных в технических условиях на прокладываемый кабель. При прокладке ОК в прямолинейной телефонной канализации необходимое тяговое усилие /> оценивают по формуле:
/>(3.1)
где Р – масса единицы длины кабеля, кг/м; f – коэффициент трения; l – длина кабеля, м.
Коэффициент трения зависит от материала труб телефонной канализации и по экспериментальным данным для полиэтиленовых равен 0,24...0,38.
Рассчитаем тяговое усилие при прокладке оптического кабеля ОКНТ, строительная длина которого – 250 км и масса – 240 кг/км, где коэффициент трения принят максимальным – 0,38, тогда согласно формуле (3.1):
/>Н
Если трасса прокладки имеет подъемы и изгибы, то растягивающие ОК усилия можно оценить по формуле:
/>, (3.2)
Увеличение тягового усилия при изгибе трассы на угол /> может быть определено по формуле:
/>, (3.3)
При повороте трассы на угол в 90/> увеличение тягового усилия равно:
/>
Превышение усилия определяется:
/>, (3.4)
/>раз
поэтому при крутых изгибах трассы необходимо пользоваться приспособлениями, обеспечивающими минимальный коэффициент трения (поворотные и направляющие устройства, ролики, воронки и другое).
4. Охрана труда и техника безопасности
4.1 Анализ условий труда при эксплуатации лазера
В данном дипломном проекте требуется проектирования транспортной сети для сотовых операторов стандарта GSM на основе ВОЛС.
Поскольку передающее устройство рассчитано на работу в составе многоканальных систем связи на соединительных линиях, то в главе освещены вопросы организации безопасности и жизнедеятельности на предприятиях связи нормирования рабочего дня, а так же методы обеспечения лазерной безопасности на предприятиях связи.
Излучающее оборудование находится в специализированном помещении. Монтируется в стойку. Доступ в помещение для работы с оборудованием имеет 2 человека.
/>
Рисунок 4.1- Вид стойки для монтажа оборудования    продолжение
--PAGE_BREAK--
В нашей стране на базе проведенных комплексных исследований и современных представлений о влиянии лазерного излучения на организм человека разработан и утвержден ряд нормативных документов, обеспечивающих безопасную эксплуатацию лазерных изделий. Эти документы устанавливают единую систему обеспечения лазерной безопасности. В такую систему входят: технические средства снижения опасных и вредных производственных факторов, организационные мероприятия, контроль условий труда на лазерных установках.
В современной отечественной научно-технической и нормативной литературе дано несколько вариантов классификации лазерных изделий. С позиции обеспечения лазерной безопасности их классифицируют по основным физико-техническим параметрам и степени опасности генерируемого излучения [10].
В зависимости от конструкции лазера и конкретных условий его эксплуатации обслуживающий его персонал может быть подвержен воздействию опасных и вредных производственных факторов.
Уровни опасных и вредных производственных факторов на рабочем месте не должны превышать значений, установленных по электробезопасности, взрывоопасности, шуму, уровням ионизирующего излучения, концентрации токсических веществ и др.



4.1.1 Физиологические эффекты при воздействии лазерного излучения на человека
Непосредственное воздействие на человека оказывает лазерное излучение любой длины волны, однако в связи со спектральными особенностями поражаемых органов и существенно различными предельно допустимыми дозами облучения обычно различают воздействие на глаза и кожные покровы человека.
Воздействие лазерного излучения на органы зрения. Основной элемент зрительного аппарата человека — сетчатка глаза — может быть поражена лишь излучением видимого ( от 0.4 мкм ) и ближнего ИК-диапазонов ( до 1.4 мкм ), что объясняется спектральными характеристиками человеческого глаза ( рисунок 4.2 ). При этом хрусталик и глазное яблоко, действуя как дополнительная фокусирующая оптика, существенно повышают концентрацию энергии на сетчатке, что, в свою очередь, на несколько порядков понижает максимально допустимый уровень ( МДУ ) облученности зрачка [15].
/>
t1 — относительное пропускание глазной среды; t2 — произведение пропускания глазной среды на поглощение всеми слоями сетчатки.
Рисунок 4.2- Спектральные характеристики глаза
4.1.2 Определение класса опасности лазерного излучения по СНиП 5804-91
Степень воздействия лазерного излучения на оператора зависит от физико-технических характеристик лазера — плотности мощности (энергии излучения), длины волны, времени облучения, длительности и периодичности импульсов, площади облучаемой поверхности.
Лазерные изделия с точки зрения техники безопасности классифицируют в основном по степени опасности генерируемого излучения. Установлены следующие 4 класса лазеров (таблица 4.1):
Первый класс — к нему относят полностью безопасные лазеры, выходное излучение которых не представляет опасности для глаз и кожи человека;
Второй класс — к нему относят лазеры, выходное излучение которых представляет опасность при облучении кожи или глаз человека коллимированным пучком. В то же время диффузно отраженное излучение лазеров этого класса безопасно как для кожи, так и для глаз;
Третий класс — к нему относят лазерные устройства, работающие в видимой области спектра и выходное излучение которых представляет опасность при облучении как глаз (коллимированным и диффузно отраженным излучением на расстоянии менее 10 см от отражающей поверхности), так и кожи (только коллимированным пучком);
Четвертый класс — наиболее опасный — к нему относят лазерные устройства, даже диффузно отраженное излучение которых представляет опасность для глаз и кожи на расстоянии менее 10 см.
При определении класса опасности лазерного излучения учитываются три спектральных диапазона.
Таблица 4.1
Классопасностилазерногоизлучения
180
380
1400


Диапазон


I
II
III
1
+
+
+
2
+
+
+
3
—
+
—
4
+
+
+
В данном дипломном проекте рассматривается аппаратура, в состав которой входит излучатель 3-го класса II-го диапазона опасности [10].
4.1.3 Гигиеническое нормирование лазерного излучения
В соответствии со СНиП 5804-91 регламентируют ПДУ для каждого режима работы лазера и его спектрального диапазона. Нормируемыми параметрами с точки зрения опасности лазерного излучения являются энергия W и мощность P излучения, прошедшего ограничивающую апертуру диаметрами dа=1.1 мм (в спектральных диапазонах I и II) и dа=7 мм (в диапазоне III); энергетическая экспозиция H и облученность E, усредненные по ограничивающей апертуре:
H=W/Sa; (4.1)
E=P/Sa (4.2)
где Sa — площадь ограничивающей апертуры и для нашего случая:
Sa=ПR2 (4.3)
Sa=3.14×(0.55×10-3)2=9.5×10-7
ПДУ лазерного излучения устанавливают для двух условий — однократного и хронического облучения. Под хроническим понимают «систематически повторяющееся воздействие, которому подвергаются люди, профессионально связанные с лазерным излучением». ПДУ при этом определяют как:
а) уровни лазерного излучения, при которых «существует незначительная вероятность возникновения обратимых отклонений в организме» человека;
б) уровни излучения, которые «при работе установленной продолжительности в течение всего трудового стажа не приводят к травме (повреждению), заболеванию или отклонению в состоянии здоровья как самого работающего, так и последующих его поколений».    продолжение
--PAGE_BREAK--
ПДУ хронического воздействия рассчитывают путем уменьшения в 5¸10 раз ПДУ однократного воздействия.
На практике важное значение имеет предельно допустимая однократная суточная доза.
4.2 Разработка системы естественного освещения
В данном дипломном проекте решается задача проектировании транспортной сети на основе ВОЛС для операторов сотовой связи. По проекту мультиплексорные оборудования будут устанавливаться существующих зданиях (ЛАЦ, УП).
Цифровые системы передачи (мультиплексоры) представляют собой цифровую систему с микропроцессорным управлением. Система имеет модульное построение аппаратного и программного обеспечения, хорошо совместима с существующими АТС и каналообразующими оборудованиями.
Особое внимание при эксплуатации ЦСП должно уделяться дневному свету, который по гигиеническим условиям наиболее приемлем для зрения человека.
С помощью света осуществляется связь человека с окружающей средой. Рациональное освещение рабочих мест обеспечивает безопасные и здоровые условия труда /10/.
Освещение, соответствующее санитарным нормам, является главнейшим условием гигиены труда и культуры производства. При хорошем освещении устраняется напряжение зрения, ускоряется темп работы. При недостаточном освещении глаза сильно напрягаются, темп работы снижается, утомляемость работников увеличивается, качество работы снижается. Недостаточное освещение рабочих мест отрицательно влияет на хрусталик глаза, что может привести к близорукости. Чрезмерно яркое освещение раздражает сетчатую оболочку глаза, вызывает ослепленность. Глаза работников сильно устают, зрительное восприятие ухудшается, растет производственный травматизм, производительность труда падает. При хорошо организованном, рациональном освещении, соответствующем санитарным нормам, эти недостатки устраняются.
Для рационального освещения выполняются следующие условия:
— постоянная освещенность рабочих поверхностей во времени (колебание напряжения в сети не превышает 4% и не выходит за пределы установленных норм);
— достаточная и равномерно распределенная яркость освещаемых рабочих поверхностей;
— отсутствие резких контрастов между яркостью рабочей поверхности и окружающего пространства;
— отсутствие резких и глубоких теней на рабочих поверхностях и на полу в проходах, что достигается правильным расположением светильников, а также увеличением отражения света от потолка и стен помещения и освещаемых рабочих поверхностей.
В помещении ЛАЦ (УП) находятся операторы и непосредственно само оборудование.
Помещение ЛАЦ (УП) должно иметь естественное освещение. Оно подразделяется на боковое (проемы в стенах), верхнее (фонари в перекрытии) и комбинированное (верхнее плюс боковое).
Естественное освещение характеризуется коэффициентом естественной освещенности КЕО, выраженного в процентах:
/>(4.4)
где ЕВ — освещенность точки внутри помещения, лк;
ЕН – одновременная наружная освещенность горизонтальной поверхности рассеянным светом небосвода, лк;
Расчет естественного освещения в ЛАЦ заключается в определении площади световых проемов.
Исходные данные для расчетов: длина комнаты L=6 м, глубина комнаты B=3 м. Высота рабочей поверхности над уровнем пола hр=0,75 м. В комнате расположены два окна шириной 1 м и высотой 2,3 м каждое. Нижний край окна начинается на уровне 1 м от пола. Окна расположены с одной стороны комнаты. Рядом находится жилой 5-ти этажный дом, расположенный на расстоянии P=50 м.
Нормированные значения КЕО приводятся для III пояса светового климата СНГ. Рассматриваемый объект находится в г. Арысь, т.е. принадлежит к IV поясу, таким образом, КЕО для г. Арысь определяется по формуле:
(4.5)
где m и c — коэффициенты, определяемые в СНиП II-4-79.
Для г. Арысь коэффициент m=0,9, а коэффициент c для световых проемов, расположенных в наружных стенах зданий равен c=0,75.
По классу выполняемых работ в рассматриваемом помещении, данные помещения можно отнести к «проектным залам, конструкторским бюро», следовательно, значение КЕО выбираем равным %.
Для объекта, расположенного в г. Арысь значение КЕО с учетом коэффициентов m и c равно:
%
Расчет естественного освещения заключается в определении площади световых проемов. При боковом освещении (световые проемы в наружных стенах здания) площадь световых проемов S0, обеспечивающую нормированные значения КЕО, можно определить исходя из соотношения 6.3.
(4.6)
Из соотношения 6.3 получаем формулу для определения площади световых проемов S0:
, (6.4)
где Sп — площадь пола помещения (м2), eн — нормированное значение КЕО,
kз — коэффициент запаса, — общий коэффициент светопропускания, — световая характеристика окон, r1 — коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения и подстилающего слоя, прилегающего к зданию, kзд — коэффициент, учитывающий затенение окон противостоящими зданиями.
Площадь пола помещения:
/>[ м2 ]
Так как рассматриваемое помещение по типу выполняемых работ относится к конструкторским бюро, то значение kз примем равным: kз=1,2.
В качестве светопропускающего материала используются деревянные рамы (τ2=0,75) с одинарными стеклами (τ1=0,9), в качестве несущих конструкций используются железобетонные фермы и арки (τ3=0,8). В качестве солнцезащитных устройств применяются убирающиеся регулируемые жалюзи (τ4=1). В этом случае коэффициент равен:
Для определения коэффициента необходимо знать отношение длины к глубине (к наиболее удаленной точки от окна). Так как окна расположены только на одной стороне, то это отношение равно:
/>
Также необходимо знать отношение, где h1 — высота от уровня условной рабочей поверхности до верха окна.
[м]
Таким образом, отношение равно:
/>
Для найденных отношений определяем, что коэффициент равен .    продолжение
--PAGE_BREAK--
Для определения коэффициента r1 необходимо также знать соотношение, где l — расстояние расчетной точки от наружной стены при боковом одностороннем освещении. Для данного случая для самой удаленной от окна точки можно принять l=B, в этом случае данное отношение равно 1.
Приняв коэффициент, найдем коэффициент r1, который равен r1=1,8.
Для определения коэффициента Kзд определим высоту близлежащего дома. Для этого условно примем, что на каждый этаж с учетом межэтажных перекрытий приходится 3 м, а на чердак приходится 2 м. Таким образом, высота здания равна
/>м.
Коэффициент kзд определяется по соотношению, которое в данном случае равно:
/>
Из данного соотношения определяем, что kзд=1.
И так, расчетная площадь световых проемов равна:
/>[ м2 ]
4.3 Обеспечение оптимальных условий труда оператора
В ЛАЦ (УП) расположены рабочие места операторов, для обеспечения нормальной жизнедеятельности и безопасности которых требуется выполнения следующих норм :
освещенности рабочего места;
создание благоприятного микроклимата на рабочем месте;
эргономического соответствия рабочего места;
влияния вредных факторов.
Невыполнение выше упомянутых норм влечет за собой ухудшение здоровья обслуживающего персонала.
Для анализа факторов рассмотрим каждый из них в отдельности.
4.3.1 Освещенность рабочего места
Аппаратура не выделяет вредных веществ, она работает при нормальном атмосферном давлении. Все оптические сигналы и индикаторы являются достаточно видимыми /10/:
Степень яркости.
Степень яркости непосредственного поля зрения зависит от индивидуальных черт и потребностей оператора. Принимается, что правильная степень освещенности находится в пределах 300 — 1000 люкс.
Контрасты при освещении.
При освещение рабочего места, большую роль играет контраст между непосредственным полем действия оператора и смежными поверхностями. Слишком малый контраст затрудняет видение небольших деталей, слишком большой контраст вызывает для глаз отблески. Принципом является то, что непосредственное поле зрения освещено ясно, а смежные поверхности с соотношением 3/1. Непосредственное поле зрения – это угол в 1 градус с обеих сторон оптической оси глаза, смежные поверхности – угол в 30 градусов.
Направление падения света.
Рабочее место установлено так, что обеспечивается дневное освещение. Для избежания нежелательной тени для людей действующих правой рукой Свет падает с левой стороны рабочего места (для действующих левой рукой с правой стороны).
Свет падающий спереди рабочего места утомляет зрение, поэтому, в поле зрения оператора не находятся окна и другие осветительные точки.
Все точки освещающие рабочие места на ЛАЦ (УП) имитируют дневное освещения. Для этого применяются люминесцентные лампы имитирующие дневной свет. При освещении рабочего места принят во внимание личный вкус оператора, так как некоторые из них не любят люминесцентных ламп. Большое влияние на освещение рабочего места имеет колоритность окружающей поверхности, поэтому окружающие поверхности имеют ясные цвета (серый, белый, синий, черный). Коэффициент отражения света от поверхностей непосредственно окружающих рабочее место находится в пределах 0,4 — 0,6. Пол темнее стен в пределах 0,2-0,4. Темные и насыщенные цвета не применяются, так как рассеивают внимание и утомляют зрение.
Помещение, в котором находятся рабочие места с дисплеями компьютеров, приспособлены для работы обслуживающего персонала. Яркость экрана дисплея составляет 10 Кандел. Чтобы обеспечить правильные контрасты и уменьшить отблески принято, что больших окружающих поверхностей 0,3-0,4.
Во время работы освещение имеет одинаковый цвет и напряжение. Дневной свет, в зависимости от погоды, времени года, корректируется (жалюзи, оконное стекло). Кроме общего освещения существует местное освещение, позволяющее оператору работать без большого утомления.
4.3.2 Микроклиматические условия на рабочем месте
Микроклимат производственных помещений — метеорологические условия внутренней среды этих помещений, которые определяются действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха /10, 16/.
Микроклимат производственного помещения оказывает значительное влияние на работника. Отклонения отдельных параметров микроклимата от рекомендованных значений снижают работоспособность, ухудшают самочувствие работника и могут привести к профессиональным заболеваниям.
1 Температура воздуха.
Температура воздуха оказывает существенное влияние на самочувствие и результаты труда человека. Низкая температура вызывает охлаждение организма и может способствовать возникновению простудных заболеваний. При высокой температуре возникает перегрев организма, что ведет к повышенному потовыделению и снижению работоспособности. Работник теряет внимание, что может стать причиной несчастного случая.
2 Повышенная влажность воздуха.
Повышенная влажность воздуха затрудняет испарение влаги с поверхности кожи и легких, что ведет к нарушению терморегуляции организма и, как следствие, к ухудшению состояния человека и снижению работоспособности. При пониженной относительной влажности (менее 20%) у человека появляется ощущение сухости слизистых оболочек верхних дыхательных путей.
3 Скорость движения воздуха.
Скорость движения воздуха играет заметную роль в создании микроклимата в рабочей зоне. Человек начинает ощущать движение воздуха при скорости примерно 0,15 м/с. При этом действие воздушного потока зависит от его температуры. При температуре менее 36оC поток оказывает на человека освежающее действие, а при температуре более 40оC — неблагоприятное. Нормирование параметров микроклиматических условий осуществляется в зависимости от категории работы. Существует 3 категории работ в зависимости от энергозатрат организма. Работа в автозале относится к категории Ia — легкая физическая работа — производится сидя и не требует физического напряжения. Оптимальные и допустимые параметры микроклимата для этой категории работ в теплый и холодный период года приведены в таблице 4.2 /10/.
Таблица 4.2 – Оптимальные и допустимые параметры микроклимата
Нормы
Оптимальные
Допустимые
Периодработы
Темпе-ратуравоздуха0C
относительнаявлажность,%     продолжение
--PAGE_BREAK--
Скорость движения воздуха, м/с, не более
температуравоздуха,0C
Относительнаявлажность,%, не более
Скорость движения воздуха, м/с, не более
Холодный
22 — 24
30 — 60
0,1
21 — 25
80
0,1
Теплый
23 — 25
40 — 60
0,1
22 — 28
75
0,1 — 0,2
4.3.3 Эргономика рабочего места
На автоматизированном рабочем месте оператора-связиста на ЛАЦ (УП) в общем случае используются:
— средства отображения информации индивидуального пользования (блоки отображения, устройства сигнализации и так далее);
— средства управления и ввода информации (пульт дисплея, клавиатура управления, отдельные органы управления и так далее);
— устройства связи и передачи информации (модемы, телеграфные и телефонные аппараты);
— устройства документирования и хранения информации (устройства печати, магнитной записи и так далее);
— вспомогательное оборудование (средства оргтехники, хранилища для носителей информации, устройства местного освещения).
Автоматизированное рабочее место обеспечивается информационной и конструктивной совместимостью используемых технических средств, антропометрических и психофизиологических характеристик человека /10/.
При организации рабочего места должны учитываются не только факторы, отражающие опыт, уровень профессиональной подготовки, индивидуально-личностные свойства операторов-связистов, но и факторы, характеризующие соответствие форм, способов представления и ввода информации психофизиологическим возможностям человека.
При оптимизации процедур взаимодействия операторов-связистов с техническими средствами в условиях автоматизации эргономические факторы выступают в качестве основных, обуславливающих вероятностно-временные характеристики и напряженность работы. Эти факторы являются чувствительными к вариациям индивидуально-личностных свойств оператора.
Рабочая мебель является удобной для выполнения планируемых рабочих операций. Конструкция рабочей мебели: стола, стула имеет огромное значение для создания здоровых условий и высокопроизводительного труда. Рабочая мебель конструируется с учетом антропометрических данных человека, технических, эстетических и экономических факторов.
В комплекте рабочей мебели большое значение имеет конструкция производственного стула, так как от него зависит поза работника, а следовательно, и затрата энергии и степень его утомляемости. Рабочее сиденье имеет требуемые размеры, соответствующие антропометрическим данным человека, и быть подвижным. Наиболее удобны стулья и кресла с регулируемым наклоном спинки и высотой сиденья. Изменяя высоту сиденья от уровня пола и угол наклона спинки, можно найти положение, наиболее соответствующее трудовому процессу и индивидуальным особенностям работника.
Все поверхности письменных и рабочих столов расположены на уровне локтя при рабочем положении человека. При выборе высоты стола учтено, сидит человек во время работы или стоит.
Неудобная высота стола снижает эффективность работы и вызывает быстрое утомление. Отсутствие достаточного пространства для коленей и ступней вызывает постоянное раздражение работника. Минимальная рабочая высота стола составляет не менее 725 мм. Как показывает практика, для рабочего среднего роста высота рабочего стола принимается 800 мм. Для работника другого роста можно изменить высоту рабочего стула или положение его подножки так, чтобы расстояние от предмета обработки до глаз рабочего по высоте было равным примерно 450 мм.
Размещение технических средств и кресла оператора в рабочей зоне обеспечивает удобный доступ к основным функциональным узлам и блокам аппаратуры для проведения технической диагностики, профилактического осмотра и ремонта; возможность быстро занимать и покидать рабочую зону; исключение случайного приведения в действие средств управления и ввода информации; удобную рабочую позу и позу отдыха. Дисплей размещается на столе или подставке так, чтобы расстояние наблюдения информации на экране не превышало 700 мм (оптимальное расстояние 450 — 500 мм). Экран дисплея по высоте расположен так, чтобы угол между нормалью к центру экрана и горизонтальной линией взгляда составляет 200. В горизонтальной плоскости угол наблюдения экрана не превышает 600. Пульт дисплея размещен на столе или подставке таким образом, что высота клавиатуры пульта по отношению к полу составляет 650 — 720 мм. При размещении пульта на стандартном столе высотой 750 мм используется кресло с регулируемой высотой сиденья (450 — 380 мм) и подставка для ног.
Документ (бланк) для ввода оператором данных располагается на расстоянии 450 — 500 мм от глаза оператора, преимущественно слева, при этом угол между экраном дисплея и документом в горизонтальной плоскости составляет 30 — 400. Угол наклона клавиатуры равен 5-100. На рисунке 6.1 изображено рабочее место оператора (вид сбоку и вид сверху).
Экран дисплея, документы и клавиатура пульта дисплея расположены таким образом, что перепад яркостей поверхностей, зависящий от их расположения относительно источника света, не превышает 1:10 (рекомендуемое значение 1:3). При номинальных значениях яркостей изображения на экране 50 — 100 кд/м2 освещенность документа составляет 300 — 500 лк.
Рабочее место оборудуется таким образом, что движения работника наиболее рациональные, наименее утомительные.
Устройства документирования и другие, нечасто используемые технические средства, располагаются справа от оператора в зоне максимальной досягаемости, а средства связи слева, что освобождает правую руку для записей.
/>
Рисунок 4.3 Рабочее место оператора (вид сбоку и вид сверху)
4.4Влияние вредных факторов
Шум на рабочем месте.
Беспорядочное смешение звуков различной интенсивности и частоты принято считать шумом.
Чрезмерный шум на производстве и в быту, уровень которого не соответствует существующим санитарным нормам, оказывает вредное влияние на организм человека: развивает тугоухость и глухоту, расшатывает центральную нервную систему, вызывает головные боли и бессонницу, учащается пульс и дыхание, изменяется кровяное давление /16/.
Шум является причиной более быстрого, чем в нормальных условиях, утомления и снижения работоспособности человека.
Работа человека в условиях чрезмерного шума ослабляет внимание, что может прослужить причиной производственного травматизма.
Помещение автозала не относится к числу помещений с повышенным уровнем шума, т.к. электронное оборудование станции не производит шума. Поэтому нормируется только суммарная мощность шума, которая не должна превышать 60 дБ.
Излучение.
Электровакуумные приборы, работающие в установках высоких и сверхвысоких частот при напряжениях свыше 6 кВ, становятся источниками «мягкого» рентгеновского излучения. При напряжениях свыше 15 кВ рентгеновское излучение выходит за пределы стеклянного баллона электровакуумного прибора и рассеивается в окружающем пространстве производственного помещения. Поэтому, если питающее напряжение (постоянное или импульсное) превышает 15 кВ, то применяются средства защиты обслуживающего персонала от рентгеновского облучения.    продолжение
--PAGE_BREAK--
Электроннолучевые трубки мониторов компьютеров работают под напряжением 26 кВ, а следовательно являются источниками мягкого рентгеновского излучения.
Защитные устройства обеспечивают защиту обслуживающего персонала от воздействия рентгеновских лучей с таким расчетом, что доза рентгеновского облучения для всего тела человека за неделю не превышает 100 миллирентген (мр).
При работе с ПЭВМ для защиты от вредных излучений монитора пользуются защитными экранами.
Кроме того для защиты от бокового излучения расстояние между двумя компьютерами равно 2м.
4.5 Вентиляция
Для обеспечения надлежащих санитарно-гигиенических условий воздушной среды в ЛАЦ (УП), применяют вентиляцию /10/.
В зависимости от своего назначения вентиляцию подразделяют на вытяжную и приточную. Вытяжная вентиляция удаляет из помещений загрязненный воздух. Приточная вентиляция подает в помещение чистый воздух.
Вентиляция может быть естественной, при которой воздухообмен происходит под действием естественных сил. Естественная вентиляция помещений в свою очередь может быть организованной (аэрация) и неорганизованной (инфильтрация). Аэрация – управляемое проветривание – осуществляют через окна. Инфильтрация – это воздухообмен через не плотности, имеющиеся в конструкции зданий, пористости материалов и т.п. Такая вентиляция происходит вследствие разности удельных весов (температур) воздуха снаружи и внутри здания (т.е. разности между внутренним и наружным воздухом) и в результате воздействия ветра на здание. В помещениях, в которых требуемый воздухообмен осуществляется аэрацией, створные оконные переплеты и другие открывающие устройства должны размещаться с таким расчетом, чтобы расстояние от уровня пола до низа проемов, предназначенных для притока воздуха в теплый период года, было не более 1,8 м, а предназначенных для притока воздуха в холодный период года – не менее 4 м.
При искусственной системе вентиляции загрязненный воздух из помещений удаляют при помощи кондиционеров.
Так, как вредных веществ, тепла, электромагнитных полей и других вредных факторов для человека аппаратура электронных станций не выделяет, то для создания оптимального варианта системы микроклимата удовлетворяющей потребностям операторов и самой станции является использование бытовых автономных кондиционеров, которые охлаждают воздух, автоматически поддерживают заданную температуру, очищают воздух от пыли, уменьшают влажность, изменяя воздухообмен с наружной средой.
5. Технико-экономическое обоснование проекта
5.1 Расчет капитальных затрат
Капитальные затраты на организацию кабельной магистрали в общем случае включают затраты на: линейные сооружения, КЛИН; оборудование линейно – аппаратные цеха (ЛАЦ), КЛАЦ и необслуживаемой регенерационный пункт (НРП), КНРП; технические задания, КЗД; оборудование ЭПУ, КЭПУ.
Для нашей магистрали:
затраты на технические сооружения ЛАЦ отсутствуют, так как оборудование будет размещаться в существующих зданиях;
затраты на ЭПУ также не рассчитываются, т. к. будут использоваться существующие электропитающие установки узлов связи.
Капитальные затраты на линейные сооружения определяется путем составления сметы. Потребность в кабеле при строительстве магистрали определяется общей длиной трассы с учетом норм запаса оптического кабеля. В смету также включается затраты на муфты, для стыковки волоконно-оптической кабеля, транспортные расходы Ст (13,1 %), заготовительно-складские расходы Сзср (5,5 %), а также строительно-монтажные работы (с учетом транспортировки кабеля по трассе, накладных расходов и плановых накоплений) Ссмр которые для оптического кабеля рассчитываются, укрупнено в размере 60 % от предыдущего итого. Расход кабеля на сооружение линии связи c учетом запасов для каждого линейного регенератора и оконечного пункта, стыка составляет lM =205 км. Стоимость кабеля типа ОМЗК с НДС и тарой СK=48654 тенге / км [11]. Стоимость муфт типа МОГу-М с НДС СМ =2485 тенге.
Смета затрат на линейные сооружения представлены в таблице 5.1.
Таблица 5.1- Смета затрат на линейные сооружения
Наименование работ или затрат
Единица измерения
Количество единиц
Сметнаястоимость






Единицы, тг
Общая, тыс. тг
Раздел А








Стоимость кабеля
км
205
48654
9974,07
Стоимость муфт
шт.
50
2485
124,25
Итого по разделу А:




51139
10098,32
Раздел Б *








Транспортные расходы
%
13,1
6699,2
1322,88
Заготовительно-складские расходы
%
5,5
2812,6
555,41
Итого по разделу Б:




9511,85    продолжение
--PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK--
Итого
3
4
7


2052,0
Социальный налог – общегосударственный налог ставка налога должна соответствовать (с изменениями и дополнениями, внесенными Указом Президента РК, имеющим силу закона от 2008 г.) «О налогах и других обязательных платежах в бюджет». Социальный налог определяется по формуле:
/>(5.3)
Согласно (таблица 5.4) социальный налог определяется (5.3):
/>= 225.72 тыс. тг.
Материальные затраты включают: затраты на материалы и запчасти; расходы на электроэнергию со стороны для производственных нужд.
Затраты на материалы и запчасти определяются укрупнено по удельному весу данных затрат на аналогичных предприятиях (в размере 26,67 % от стоимости оборудования) определяется по формуле:
/>(5.4)
/>= 1059,59 тыс. тг.
Расходы на электроэнергию со стороны для производственных нужд определяются в зависимости от потребляемой мощности и тарифа за один кВт × час. Расходы на электроэнергию определяется по формуле [22]:
/>(5.5)
где W–мощность оборудования, t – время работы оборудования, Ц – тариф (6,50 тенге по среднему тарифу ЮКО).
Мощность, потребляемую оборудованием, определяем по формуле:
/>(5.6)
где N — количество единиц оборудования; W – общая мощность, потребляемая оборудованием ( общая потребляемая мощность -8760 кВт ); h — КПД электропитающей установки (h»0,8).
/>
Определим расходы на электроэнергию по формуле (5.5):
/>= 1708,2 тыс. тг.
Амортизационные отчисления на полное восстановление основных фондов определяются исходя из сметной стоимости основных фондов и норм амортизации на полное восстановление, и определяется по формуле:
/>(5.7)
где Фосн.о сметная стоимость оборудования ЛАЦ и НРП, тыс. тг; Фосн лин — сметная стоимость линейных сооружений, тыс. тг; плац — норма амортизации для оборудований ЛАЦ и НРП, />= 6,7 %; плин — норма амортизации для линейных сооружений, />= 5,6 %.
/>3972,82 х 6,7 +18035,6 х 5,6 = 1276,17 тыс. тг.
Прочие расходы определяются в размере 10 % от суммы рассчитанных ранее затрат.
Результаты расчета всех статей затрат на производство услуг связи приведены в таблице 5.5.
Таблица 5.5- Статьи затрат на производство услуг связи
№
Наименование статей затрат
Сумма затрат, тыс. тг. в год


Раздел А


1
Фонд оплаты труда
2052,0
2
Отчисления на социальный налог, 11% от ФОТ
225,72
3
Затраты на материалы и запчасти
1059,59
4
Затраты на электроэнергию
1708,2
5
Амортизационные отчисления
1276,17
Итого по разделу А:
5506,36
Раздел Б


1
Прочие расходы
3735,32
Итого по разделу Б:
550,64
Итого А+Б
10057,0
Эксплуатационные расходы согласно таблице 6.5 составляет:
/>10057,0 тыс. тг.    продолжение
--PAGE_BREAK--
Эксплуатационные расходы на 1-канал, определяется по формуле:
/>(5.8)
где N – число каналов.
/>= 3,15 тыс. тг.
Эксплуатационные расходы на канал ∙км, определяется по формуле:
/>(5.9)
где lM – протяженность c учетом запасов трассы равна lM= 205 км.
/>= 15,38 тыс. тг.
5.3.2 Расчет доходов от услуг связи
Расчет доходов от услуг будем вести исходя из:
— от продажи карт абонентам сотовой связи стандарта GSM;
— предоставления технических средства связи (в данном случае — каналов) в течение года сторонним организациям;
— прочие доходы 25% от выше перечисленных.
Но, учетом специфики сотовой связи на первоначальном этапе доходы будем считать только от продажи карт.
Доходы от продажи карт в месяц рассчитываем по формуле:
/>(5.10)
где /> — количество проданных карт (для упрощения считаем, что услугами сотовой связи пользуется 30% от населения (60 тыс. нас)),/> — средний доход от одной карты- (за 1000 ед.), />= 800 тенге тг.
/>= 48000,0 тыс. тг.
В год составляет- 576000,0 тыс. тг.
5.3.3 Расчет основных показателей эффективности капиталовложений
1)В настоящее время в целом по отрасли связи, подотраслям и отдельным предприятиям исчисляется укрупненный стоимостной показатель – себестоимость 100 тенге доходов. Экономический смысл показателя – определить, сколько текущих затрат потребовалось произвести для получения 100 тенге доходов и определяется по формуле:
/>(5.13)
где С — себестоимость 100 тенге доходов, Э — эксплуатационные затраты, ДОД — доходы от основной деятельности.
/>= 1,05 тыс. тг
2)Прибыль определяется разностью между доходами основной деятельности и эксплуатационными затратами и определяется по формуле:
/>(5.14)
НДС с 01.01.2009 г. 12 %, тогда ( 576000,0/1,12=514285,7 тыс. тг.)
/>505228,7 тыс. тг.
3)Чистая прибыль определяется по формуле:
/>(5.15)
где НПОД – подоходный налог с юридических лиц согласно Закона о бюджете на 2008 год составляет 20% от прибыли (1-й год эксплуатации), тогда подоходный налог – 101045,7 тыс. тг.
/>= 404182,9 тыс. тг.
4)Рентабельность рассчитывается по формуле:
Р = П / К % (5.13)
где К — капитальные затраты, (тыс.тенге)
Р = 404182,9 / 22008,42=183,6 %
5)Срок окупаемости определяется по формуле:
/>(5.16)
где, К – капитальные вложения; ПЧИСТ — прибыль чистая (балансовая прибыль – подоходный налог 20%).
/>=0,6 года
Таблица 5.6- Основные технико-экономические показатели
Наименование показателей
ед.из.
Сумма
Себестоимость 100 тг доходов от основной деятельности
тыс.тг.
1,05
Прибыль (без НДС)
тыс.тг.
576000,0
Чистая прибыль
тыс.тг.
404182,9
Рентабельность
%
183,6
Срока окупаемости
год
0,6
Результаты расчетов экономических показателей приведены в итоговой таблице 5.7.    продолжение
--PAGE_BREAK--
Таблице 5.7
Наименование показателей
Ед. из
Количество
Протяженность трассы с учетом запаса
км
251,260
Количество каналов


1920
Капитальные затраты
тыс.тг
22008,42
капитальные затраты:
-на канал
— на канала×км


тыс.тг


11,46
2,35
Эксплуатационные расходы
тыс.тг
10057,0
Эксплуатационные расходы:
— на канал
— на канала×км


тыс.тг
тыс.тг


3,15
15,38
Доходы от основной деятельности (без НДС)
тыс.тг
514285,7
Прибыль
тыс.тг
404182,9
Численность штата
чел.
7
Срок окупаемости капитальных вложений
лет
0,6
Заключение
При сравнении с нормативными показателями Р 100% и Ток = 0,6 лет, можно сделать вывод, что данная кабельная магистраль является высокорентабельным и быстроокупаемым.
Для увеличения эффективности капитальных вложений можно расширить предоставляемые услуги связи посредством ввода в действие оставшихся незадействованными каналов и предоставление их в аренду различным предприятиям, а так же населению.
Приложение А
/>
/>
Рисунок 1 – Структурная схема стандарта GSM



Приложение Б
Таблица 1-
Линии связи
Системы передачи
Усредненные затраты на 1000 км трассы, тыс. тг.
Затраты на 1 канал-км, тенге




Капитальные вложения
Годовые эксплуатационые расходы
Капитальные вложения
Годовые эксплуатационые расходы
Воздушная линия трёх-траверсного профиля с числом цепей 12-14, из которых 4 цветных и общим числом каналов связи 84-92
В-12-3
В-3-3
762356
1249500
304111
504333
9076
13581
3636
5487
Линия одно-коксиального кабеля ВКПАШ-1-2,1/9,7
К-120    продолжение
--PAGE_BREAK--
(120 каналов)
192666
236111
24933
28900
3287
4014
375.7
401.4
Линия коаксиального кабеля МКТП с общим числом каналов 300-600
К-300
(1-2 комплекта)
732889
778128
58933
67433
1294
2437
112.4
196.4
Двухкабель-ная линия симметрич-ного кабеля МКПАБ 7x4x1.05 c240-360 ка-налами ТЧ при 26-30 ка-налах НЧ на неуплотнён-ных цепях.
К-60-П
(4-6 ком-плектов)
1180556
1615944
108516
125705
3277
5959
253.1
402.3
Радиорелейная система КУРС-8 с 1-2 стволами и число каналов 300-600
____
1664300
1709539
175856
181805
2852
5553
303.2
587
Таблица 2 — Сравнение характеристик различных линий связи
Направляющая система
Потери
Внешнее поле
Диапазон частот, Гц
Число каналов, (примерно)
Длина участка, км
Область применения
Воздушная линия
В металле и диэлектрике
Есть
До 10/>
10
100
Зоновая связь
Симметричный кабель
То же
"
До 10/>
100
5-20
Городская и зоновая связь
Коаксиальный кабель
"
Нет
До 10/>
1000--5000
3-6
Магистральная связь
Сверхпроводящий кабель
В диэлектрике
"
До 10/>
1000-
-5000
100
-
Волновод
В металле
"
10/>-
-10/>
10000
-
-
Оптический кабель
В диэлектрике
"
10/>-
-10/>
10000
30-100
Городская и междугородная связь