Алгоритм проектирования ВОЛП

Проектирование ВОЛП в целом осуществляется аналогично проектированию линейных сооружений связи с использованием кабелей с металлическими жилами. Вместе с тем, специфика оптической связи определяет некоторые особенности проектирования ВОЛП.

Проект – это комплексный технико-экономический документ, в котором техническая и экономическая стороны строительства неразрывно связаны. Проект на строительство ВОЛП должен прежде всего содержать исследования, обосновывающие что, где и в какой очередности надо строить для всемерного сокращения сроков ввода в эксплуатацию объекта и получения наибольших результатов при наименьших затратах.

Проектные решения разрабатываются с учетом новейших достижений науки и техники с тем, чтобы строящаяся линия ко времени ее ввода в эксплуатацию была технически передовой и имела высокие технико-экономические показатели.

ВОЛП являются дорогой и сложной частью системы электросвязи. На них приходится до 60…70% общих капиталовложений на сооружения связи. Поэтому при проектировании ВОЛП особое внимание должно быть обращено на уменьшение удельного веса расходов по строительству и эксплуатации линии.

Требования и нормы, предъявляемые к ВОЛП, вытекают из принципа построения ЕАСС и генеральной схемы развития связи страны. При этом должны соблюдаться рекомендации и нормы МСЭ-Т на каналы передачи информации.

Обоснованием дл выполнения работ по проектированию является задание на проектирование – техническое задание (ТЗ), которое выдается организацией – заказчиком.

При проектировании ВОЛП следует, как и при проектировании других объектов, учитывать следующие положения.

Последовательность проектирования – от общего к частному. Сначала решаются вопросы обоснования экономической целесообразности и необходимости ВОЛП в целом, а затем осуществляется детализация по отдельным вопросам и устройствам.

Вариантность проектирования. Рассматривается несколько вариантов решений, и на основе технико-экономического анализа выбирается оптимальный.

Использование типовых проектов, что уменьшает стоимость целесообразности и необходимости сооружения ВОЛП, выбор оптимального варианта решения осуществляется на основе технико-экономического обоснования (ТЭО). Стоимость строительства на стадии ТЭО определяется по укрупненным показателям. При этом ТЭО разрабатывается в целом на комплекс сооружений ВОЛП (линию, станцию, НРП, аппаратуру и т.п.).

Проект на строительство ВОЛП включает задание на проектирование, технический проект и рабочие чертежи. При двухстадийном проектировании вначале, на первой стадии, разрабатывается технический проект, в котором излагаются все основные технические решения и ТЭО, а после его утверждения, на второй стадии, разрабатываются рабочие чертежи. В случае одностадийного проектирования сразу разрабатывается технорабочий проект, включающий все основные решения технического проекта и рабочие чертежи. В практике в основном используется одностадийное проектирование. Для обеспечения высокого качества проектной документации необходимо выполнять требования ГОСТ Р 21.1703-2000 [68].

Последовательность проектирования ВОЛП. Последовательность проектирования волоконно-оптических систем связи в значительной мере определяется спецификой системы связи, условиями проектирования и в конкретных случаях может различаться. При проектировании разработчик, как правило, опирается на имеющееся оборудование или на оборудование, которое должно появиться в ближайшее время и характеристики которого известны или прогнозируются с высокой степенью достоверности. Разработке проекта ВОЛП должны предшествовать изыскательские работы (технические инженерные изыскания) с выездом на место строительства с целью изучения природных условий и ознакомления с трассой прокладки оптического кабеля.

После сбора указанной выше информации приступают к разработке технорабочего проекта. В общем случае последовательность проектирования ВОЛП следующая.

I этап. Начинают проектирование с четкого формулирования требований к ВОЛП и тщательного анализа имеющейся в распоряжении разработчика техники и результатов технических изысканий.

II этап. Выполняют анализ топологии построения ВОЛП, которая определяется количеством терминалов в системе и ее назначением.

III этап. Осуществляется выбор и дается обоснование выбора элементной базы ВОЛП.

На данном этапе определяют, может ли ширина полосы пропускания волоконно-оптического кабеля в совокупности с источником и приемником излучения обеспечить требуемую широкополосность при заданных расстоянии между оконечными устройствами и требовании к качеству передачи информации. Здесь определяют длину регенерационного участка при заданных требованиях к ВОЛП, количество ретрансляторов (если они необходимы). Рассматривают возможность пространственного деления каналов (путем передачи различных сигналов по отдельным оптическим волокнам) и спектрального деления (путем передачи различных сигналов на отдельных оптических несущих). Осуществляют выбор формы передачи информации – аналоговый или цифровой, вида модуляции, линейного кода и т.п.

IV этап. Проводят анализ реакции системы на отклонения параметров ее структурных элементов. В результате определяют предпочтительный диапазон технических характеристик элементов.

V этап. Рассматривают ряд системных требований, связанных с условиями прокладки, монтажа и эксплуатации ВОЛП, которые определяют возможные варианты конструктивного оформления ОК, передающего и приемного оптических модулей (ПОМ и ПрОМ) и других элементов ВОЛП, способы обеспечения электропитания, организации служебной связи и т.п.

VI этап. Выполняют ТЭО, на основании которого выбирают оптимальный из рассмотренных вариантов.

При проектировании ВОЛП необходимо учитывать, насколько система приспособлена к проведению реконструкции в случае необходимости повышения пропускной способности.

Алгоритм инженерного расчета ВОЛП следующий.

На первом шаге формулируются требования к ВОЛП. К общим требованиям относятся.

Заданный объем передаваемой информации. Это требование обычно характеризуется необходимой полосой пропускания, скоростью передачи информации или количеством Е1 потоков.

Качество передачи информации, которое оценивают помехозащищенностью системы. Это требование характеризуется при аналоговой форме передачи сигнала отношением сигнал/шум на входе или выходе ПрОМ, а при цифровой форме – коэффициентом ошибок. Под коэффициентом ошибок понимается отношение числа ошибочно принятых сигналов на заданном интервале времени к общему числу принятых символов на этом интервале.

На магистральных участках ВОЛП длиной L, км, коэффициент ошибок не должен превышать

,

где P_ош – коэффициент ошибок на участке ВОЛП;

N_ош – нормированное значение коэффициента ошибок для гипотетической линии передачи длиной 25000 км, определяемое в соответствии с рекомендацией МККТТ G.821.

Тип передаваемой информации – цифровой или аналоговый.

Расстояние между оконечными устройствами и количество оконечных устройств.

Условия прокладки и эксплуатации системы.

Требования к надежности, массо-габаритным и стоимостным характеристикам системы.

Кроме того, могут иметь и специфические требования, определяемые заказчиком в ТЗ и разработчиком в результате изысканий (различного вида внешние влияния и т.п.).

На втором шаге осуществляется выбор элементной базы ВОЛП (ВОСП или ее элементов, ОК, ОВ и т.д.). В дальнейшем в процессе расчетов выбор неоднократно уточняется.

Третий шаг – расчет энергетических характеристик ВОЛП. Определение энергетического потенциала (W)системы и оценка эксплуатационного запаса ВОЛП – А_эз, W характеризует максимальное допустимое затухание оптического линейного сигнала в ОК, а также оптических разъемных и неразъемных соединений и других элементах ВОЛП на участке регенерации. По определению W есть разность между уровнями мощности оптического сигнала в дБ передатчика Р_пер и его минимальным значением на входе приемной части аппаратуры Р_пр, при которой коэффициент ошибок регенерации сигнала в ПрОМ не превышает значения, установленного для данной системы передачи.

W=P_пер – Р_пр (4.1)

Уровень Р_пр называют чувствительностью ПрОМ. Для нормальной эксплуатации ВОЛП уровень мощности на входе ПрОМ должен превышать минимально допустимое значение Р_пр на некоторую величину А_эз, называемую эксплуатационным запасом. Это необходимо из-за деградации характеристик элементов ВОЛП и ВОСП. В практике принято, А_эз≥6 дБ.

Затем проверяют выполнение этого условия. Если условие не выполняется, то производят замену элементной базы – выбирают новую комбинацию «источник излучения – ОВ – приемник излучения», принимают решение о установке ретрансляторов. Если условие выполняется, то оценивают пропускную способность системы и делают проверку ВОЛП по допустимому увеличению длительности импульса. Если уширение импульса в ВОЛП больше допустимого, то производят замену элементной базы, принимают решение об установке ретрансляторов. Если быстродействие ВОЛП удовлетворяет требованиям, то производят расчет максимальной длины регенерационного участка и размещают ретрансляторы по трассе.

Затем прорабатывают вопросы организации эксплуатации и строительства ВОЛП, в том числе организации электропитания ретрансляторов, служебной связи и т.п., прокладки кабеля на переходах через дороги, реки и т.д. Следующий шаг – разработка мероприятий по защите ВОЛП от внешних электромагнитных воздействий (грозовых разрядов, опасных влияний ЛВН). После этого составляется ТЭО и полученные показатели сопоставляются с предъявляемыми требованиями.

Данный расчет повторяется для ряда вариантов ВОЛП.

При проектировании ВОЛП с использованием стандартных ВОСП и ОК алгоритм расчета существенно упрощается. В этом случае нет необходимости в разработке ПОМ и ПрОМ, расчете параметров компонент ВОЛП. Эти данные берутся из справочного материала. В этом случае расчет ВОЛП включает лишь определение длины регенерационного участка по энергетическим характеристикам ВОСП и ОК, разработку мероприятий защиты от внешних влияний и составление ТЭО.

Расчет пропускной способности ВОЛП в этом случае не производится, поскольку при соблюдении норм технологического проектирования для стандартных ВОСП и ОК гарантируется выполнение требований, предъявляемых к пропускной способности ВОЛП.

П Е Р Е Ч Е Н Ь нормативно-технической документации по организации строительства ВОЛС
1. СНиП 10-01-94. Система нормативных документов в строительстве. Основные положения.- М.: Минстрой России. 1994г.
2. СНиП 3.01.85. Организация строительного производства. - М.: 2003г.
3. Методическое пособие по расчёту затрат на службу заказчика-застройщика. Вып.1-М.: Минстрой РФ, 1996г.
4. Правила по охране труда при работе на кабельных линиях связи и проводного вещания (радиофикации) - М., Центр Оргтрудсвязь", 1996г.
5. ПОТ РО 45-009-2003. Правила охраны труда при работах на линейных сооружениях кабельных линий передачи.
6. Закон РФ "О связи" №126-ФЗ от 07.07.03 с изменениями, принятыми в 2007 г.
7. Закон РФ "О техническом регулировании" №184-04 от 27.12.02г.

П Е Р Е Ч Е Н Ь нормативно-технической документации по проектированию ВОЛС
1. Основные положения развития Взаимоувязанной сети связи Российской Федерации до 2005 года. - М., Минсвязи России, 1996г.
2. Положение о порядке координации работ по развитию Взаимоувязанной сети связи Российской Федерации. - Одобрено решением ГКЭС при Минсвязи России от 30.08.95, №126. Введено в действие 01.03.96, №145.
3. ГОСТ 21.101-97. Системы проектной документации для строительства. Основные требования к рабочей документации. - М., 1996г.
4. СНиП 11-01-95. Инструкция о порядке разработки, согласования, утверждения и составе проектной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений Российской Федерации. - М., Решение ГКЭС России, 1995.
5. ВСН 111-93. Инструкция по проектированию линейно-кабельных сооружений связи. - М., 1993.
6. Технические указания по проектированию, строительству и эксплуатации кабельных линий связи в районах вечной мерзлоты. - М., 1981.
7. ГОСТ 21.406-88. Система проектной документации для строительства. Проводные средства связи. Обозначения условные графические на схемах и планах. - М., 1997г.
8. ВСН 332-93. Ведомственные строительные нормы. Инструкция по проектированию электроустановок предприятий и сооружений электросвязи, проводного вещания, радиовещания и телевидения - М., 1993г.
9. ВСН 116-2002. Ведомственные строительные нормы. Инструкция по проектированию линейно-кабельных сооружений связи - М., Минсвязи России, 2002г.
10.ВНТП 112-98. Ведомственные нормы технологического проектирования. Городские и сельские телефонные сети. - М., Госкомсвязи России, 1998г.
11.ВНТП 113-86. Ведомственные нормы технологического проектирования. Проводные средства связи. Станции и узлы телеграфные и передачи данных. - М., Минсвязи СССР, 1986г.
12.ВНТП 111-86. Ведомственные нормы технологического проектирования. Проводные средства связи. Станции междугородные. - М., Минсвязи СССР, 1986г.
13.Правила применения оптических кабелей связи, пассивных оптических устройств и устройстве для сварки оптических волокон. Утверждены Мининформсвязи РФ 19.04.06
14.О перспективе использования волоконно-оптического кабеля, подвешенного на опорах высоковольтных линий электропередачи для организации магистральных и зоновых сетей связи. - Решение ГКЭС при Минсвязи РФ №56 от 27.10.96.
15.Руководство по защите оптических кабелей от ударов молнии. - М., Минсвязи России, 1996г.
16.РД.45.200-2001. Применение волоконно-оптических средств на сетях доступа. Рук.тех.материал.
17.РД 45.186-2001. Аппаратура волоконно-оптических усилителей для применения на взаимоувязанной сети связи Российской Федерации. ТТ.
18.РД 45.286-2002. Аппаратура волоконно-оптической системы передачи со спектральным разделением. ТТ.
19.РД 45.120-2000. Нормы технологического проектирования. Городские и сельские телефонные сети.

П Е Р Е Ч Е Н Ь нормативно-технической документации по проведению строительства ВОЛС
1. Руководство по строительству линейных сооружений магистральных и внутризоновых кабельных линий связи. - М.: Минсвязи СССР. "Радио и связь", 1986. - 608с.
2. Руководство по строительству линейных сооружений магистральных и внутризоновых оптических линий связи - 1993г.
3. Руководство по строительству линейных сооружений местных сетей связи. ч.I и П. - М.: Минсвязи России. - АООТ "ССКТБ-ТОМАСС", 1996 (готовится новая редакция 2007г.).
4. ОСТН-600-93. Отраслевые строительно-технологические нормы на монтаж сооружений и устройств связи, радиовещания и телевидения. - М.: Минсвязи РФ, 1994г.
5. ВСН 116-93. Ведомственные строительные нормы. Линейно-кабельные сооружения Минсвязи России. - М.: Гипросвязь, 1993г.
6. Руководство по составлению проектов производства работ на строительство линейных сооружений магистральных и внутризоновых кабельных линий связи.
7. Инструкция по проведению работ в охранных зонах магистральных и внутризоновых кабельных линий связи.
8. Пособие начальнику механизированной колонны по строительству магистральных кабельных линий связи.
9. Инструкция по монтажу, настройке и сдаче в эксплуатацию оборудования ЭПУ.
10. Общие производственные нормы расхода материалов в строительстве Сб.39. Кабельные линии связи.
11. Укрупненные сметные нормы (УСН). Здания, сооружения промышленного назначения. Выпуск 3. Междугородные кабельные линии.
12. Нормокомплект инструментов, приспособлений и инвентаря для оснащения звена по механизированной прокладке магистральных и внутризоновых кабелей связи. - М., ССКТБ, 1986.
13. Руководство по строительству сельских волоконно-оптических линий связи. - М.: АООТ "ССКТБ-ТОМАСС", 1994г.
14. Инструкция по прокладке и монтажу оптических кабелей в ПВП трубах "SILICORE". - М.: ОАО "ССКТБ-ТОМАСС", 1998г.
15. Руководство по строительству международных и национальных волоконно-оптических линий связи. - М., 1995г.
16. Справочное пособие по материалам и изделиям, применяемым при строительстве линейных сооружений ГТС.
17. Р 50-601-40-93. Рекомендации. Входной контроль. Основные положения.- М. 1993.
18. Р 50-601-35-93. Рекомендации. Проектирование и разработка продукции с учётом требований стандартов ИСО серии 9000.- М., 1995г.
19. ТУ. Лаборатория для испытания и монтажа оптического кабеля ЛИОК на автомобиле УАЗ. М., 1997г.
20. Монтаж и наладка (настройка) оборудования и систем связи и норм расходов материалов при строительстве ВОЛС (155 Мбит/с, 622 Мбит/с; 2,4 Гбит/с) и цифровых РРЛ (155 Мбит/с). Укрупненные нормы. - М., 1996г.
21. Монтаж и наладка (настройка) оборудования и систем связи и норм расхода материалов при строительстве ВОЛС и цифровых РРЛ. Комплексные нормы.- М., 1997г.
22. Монтаж оптического кабеля типа ОКК, ОКЛ и подвесного оптического кабеля ТЕ 24-1-95-У11(35). - М., 1995г.
23. Электрические измерения кабельных линий связи (взамен позиции 3.27 в третьем списке). ТВМС-7-95. М., 1995г.
24. Электрические измерения кабельных линий связи. УТВМС-7-96. (Укрупнённые нормы). - М., 1996г.
25. Монтаж и электрические измерения линейно-кабельных сооружений связи. КТЕ 24-1-97. - М., 1997г.
26. Линейно-кабельные сооружения связи. - М., 1995г. (Укрупнённые нормы расхода материалов).
27. ПРАВИЛА применения муфт для монтажа кабелей связи. УТВЕРЖДЕНЫ приказом Министерства информационных технологий и связи Российской Федерации от «10» апреля 2006 г. № 40

П Е Р Е Ч Е Н Ь нормативно-технической документации по приёмке в эксплуатацию и эксплуатации ВОЛС
1. Единое руководство по составлению исполнительской документации на законченные строительством линейные сооружения проводной связи. Утверждено зам.Министра связи СССР, 01.10.91. - М.: ССКТБ, 1991г.
2. СНиП 3.01.04-87. Приемка в эксплуатацию законченных строительством объектов. Основные положения. - М.: 2003г.
3. Временные правила приёмки в эксплуатацию законченных строительством объектов связи общего пользования в РФ. Приказ Минсвязи РФ №146 от 19.12.1995. Дополнение от 25.02.97. Приказ №31.
4. Временная инструкция по приёмке в эксплуатацию линейных сооружений ВОЛП в ПВП кабелеводах и составлению исполнительной документации на сдаваемые линейные сооружения. М., 1998г.
5. Правила ввода в эксплуатацию сооружений связи. Утв. Приказом Минсвязи 09.09.2002г.- СПб.: 2002г.
6. Руководство по приёмке в эксплуатацию линейных сооружений проводной связи и проводного вещания. Утверждено зам. Министра связи СССР 22.01.90., - М., ССКТБ, 1990г.
7. РД 45.047-99. Линии передачи волоконно-оптические на магистральной и внутризоновых первичных сетях ВСС России. Техническая эксплуатация.
8. ПРАВИЛА применения необслуживаемых регенерационных и усилительных пунктов контейнерного типа волоконно-оптических линий передачи.