Обоснование выбора марки и  емкости  кабеля, выбор способа его прокладки

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО  ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО

ТРАНСПОРТА

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего  профессионального  образования

«ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ »

_______________________________________________________

В.П. Глушко, В.В. Шмытинский, В.И. Кузнецов

ОРГАНИЗАЦИЯ

 ПЕРВИЧНОЙ СЕТИ СВЯЗИ

НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ

Учебное пособие

К дипломному и курсовому проектированию

Санкт-Петербург

2011 г.

Изложены особенности организации  первичной сети связи железнодорожного транспорта на базе волоконно-оптических систем передачи (ВОСП) и волоконно-оптических линий передачи (ВОЛП).

Приведены основные параметры волоконно-оптических кабелей (ВОК) и ВОСП плезиохронной и синхронной цифровых иерархий (ПЦИ и СЦИ), рассмотрены варианты  их применения на сети связи железнодорожного транспорта.

Пособие предназначено для студентов, обучающихся по следующим специальностям:

- «Системы обеспечения движения поездов» специализации «Телекоммуникационные системы и сети на железных дорогах»  при изучении дисциплины «Многоканальная связь на железнодорожном транспорте»;

- «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте» специализаций «Системы передачи и распределения информации», «Волоконно-оптические системы передачи информации и сети» при изучении дисциплин «Многоканальная связь на железнодорожном транспорте», «Цифровые системы передачи», «Волоконно-оптические системы передачи»;

-  «Информационная безопасность телекоммуникационных систем» при изучении дисциплин «Волоконно-оптические системы передачи», «Аппаратные средства телекоммуникационных систем»;

-  «Информационная безопасность автоматизированных систем» при изучении дисциплины «Системы и средства передачи информации».

Разработали: канд. техн. наук, доцентВ.П. Глушко,канд. техн. наук, профессор В.В. Шмытинский, канд. техн. наук, доцент В.И. Кузнецов.

Под редакцией доцента В.П. Глушко

                                   Содержание

Введение. 4

1 Исходные данные. 5

2 Разработка схемы каналов………………………………………………….7

3 Обоснование выбора типа и емкости кабеля и выбор способа прокладки кабеля. 9

4  Выбор систем передачи информации на участках сети. 10

5  Организация резервирования каналов и трактов первичной сети связи. 11

6  Разработка вариантов организации первичной сети, удовлетворяющих заданию. 19

7  Определение состава оборудования и размещение аппаратуры в ЛАЦ узла Упр.1. 29

8 Составление схем прохождения цепей и каналов по ЛАЦ узла Упр1. 31

9 Разработка схемы организации тактовой сетевой синхронизации на участке сети………………………………………………………………………34

Заключение. 35

Приложение  А………………………………………………. …………….36

Кабели марки ОКМС, ОКМТ, ОКЗ

2 Кабели марки ОКБ

Приложение  Б………………………………………………… …………47

Оборудование НПЛ «Пульсар»  СМК-30

Оборудование  АО  «Морион»

Оборудование ЗАО «Новел-ИЛ»

4 Оборудование компании  «Lucent Technologies»
   Введение.

Цель курсового проекта – ознакомить студентов  с основами организации и проектирования первичной сети связи на железнодорожном транспорте; закрепить  знания, полученные при изучении дисциплин «Многоканальная связь на железнодорожном транспорте», «Цифровые системы передачи», «Волоконно-оптические системы передачи».

Основой железнодорожной связи является первичная сеть, которая включает  в себя линии передачи,  оборудование сетевых узлов и сетевых станций, образующие типовые каналы передачи и сетевые тракты.

По территориальному признаку первичная сеть подразделяется на  магистральную и дорожную первичную сеть связи. На базе каналов и трактов первичной сети строятся вторичные сети, которые предназначены для предоставления пользователям услуг связи.

Для создания вторичных сетей связи необходимо  выполнять многократно ввод и выделение цифровых потоков и каналов магистральной и дорожной  первичной сети на железнодорожных узлах и станциях.

Перспективным направлением в области развития первичной сети связи на основных железнодорожных магистралях является применение аппаратуры цифровых систем передачи синхронной иерархии (СЦИ) и волоконно-оптических линий передачи  (ВОЛП).

1  Исходные данные для проектирования

В задании на проектирование, выдаваемом преподавателем,  в соответствии с вариантом приводятся:

- схема участка,  на котором необходимо организовать первичную сеть связи;

-    расстояние между пунктами участка;

-   количество первичных цифровых каналов (ПЦК) между пунктами участка;

- даты начала и окончания проектирования;

- содержание разделов проекта.

Конкретные данные для вариантов берутся из таблиц, приведенных в задании.

Схема участка, на котором необходимо организовать первичную сеть связи, представляет собой трассу железной дороги с указанием расположения отдельных административных пунктов: ОАО «РЖД», управлений железных дорог (Упр1,…,Упр4) и  узловых станций, на которых ранее до структурной реорганизации размещались отделения железных дорог (Ст1,…,Ст6).

Пример схемы участка железной дороги приведен на  рисунке 1. На нем сплошными линиями показана трасса железной дороги с управлением Упр1 и относящимся к ней узловыми станциями  (Ст1, Ст2 и т.д.), для которой необходимо выполнить проектирование первичной магистральной и дорожной сети связи. Трасса остальных железных дорог изображена штриховыми линиями с указанием расположения только управлений (Упр2, Упр3 и т.д.). Узловые станции,  относящиеся к  этим дорогам, на схеме не показаны.

  Пример значений расстояний между пунктами участка приведен в  

 таблице 1.

Таблица 1

Расстояние между пунктами

   Пример требуемого количества первичных цифровых  каналов ПЦК всех видов связи между пунктами трассы приведен в таблице 2.

Таблица 2

Количество первичных цифровых каналов ПЦК

Рис.1

Все исходные данные для проектирования согласно  заданному  варианту должны быть занесены в пояснительную записку в соответствии с приведенными примерами.

Разработка схемы каналов

 На основании исходных данных строят схему каналов,   которая  является  графическим представлением задания. Она  позволяет осуществить при проектировании  обоснованный выбор марки волоконно-оптического кабеля и количество оптических волокон в нем, а также аппаратуры для организации заданного числа каналов.

 На схеме каналов указывают пункты, между которыми необходимо организовать связь, а также количество первичных цифровых каналов ПЦК между ними. Схема каналов для всех видов связи между пунктами трассы для приведенного  выше примера представлена на рисунке 2.

Рис. 2

При разработке схемы каналов в соответствии с заданием (см. рис.1) на ней изображают в виде прямоугольников административные пункты, между которыми необходимо организовать связь (ОАО  «РЖД»,  управления дорог  Упр1,…,Упр4  и  узловые станции Ст1,…,Ст6, на которых ранее до реорганизации структуры управления размещались отделения дорог).

Сплошными линиями указывают группы каналов ПЦК из таблицы 2, которые требуется  организовать между административными пунктами (ОАО  «РЖД» - Упр1, ОАО  «РЖД» - Упр3 и т.д.). Над линиями записывают количество организуемых каналов, также приведенное в таблице 2.   

При построении схемы каналов необходимо учитывать следующее.

Линии связи всегда проходят вдоль железной дороги. Поэтому и на схеме каналов линии, характеризующие группы каналов, должны обязательно проходить через соответствующие пункты согласно схеме участка дороги (см. рис.2).

 Каналы заданные между различными административными пунктами, расположенными в одних и тех же узлах, (например, 3 канала между Упр1 – Ст6 и 2 канала между   Ст1 – Ст6) на схеме каналов должны изображаться отдельными линиями.

Каналы связи между административными пунктами, расположенными в одном и том же узле (ОАО «РЖД» и Упр2, Упр1 и Ст1 и т.д.) не задаются. Эта связь будет осуществляться по местной сети и в данном проекте не рассматривается.

Указанное в задании число каналов между управлениями (Упр – Упр) следует  организовывать только между управлениями  смежных (соседних)  дорог. Дороги считаются смежными (соседними), если между ними отсутствуют участки или пункты, которые по административному делению размещаются на территории другой дороги. Например, дороги с управлениями Упр3 и Упр4 не являются смежными, т.к. между ними находятся Ст2, Ст1 и Упр1, принадлежащее дороге  №1.

Указанное в задании число каналов между узловыми  станциями        (Ст- Ст) необходимо организовывать только между смежными (соседними) станциями. Так узловые станции  Ст1 и Ст2 считаются смежными, а Ст2 и Ст3 - не смежными.

Для удобства работы со схемой необходимо, чтобы линии, которые изображают группы каналов, имели минимальное число пересечений.

При разработке схемы следует учитывать, что необходимое количество каналов для организации всех видов оперативно-технологических связей (ОТС) входит в число каналов, заданных вариантом таблицы 2.

Схема каналов позволяет выбрать марку  волоконно-оптического кабеля и количество оптических волокон в нем, а также аппаратуру для организации заданного числа каналов. Она помогает наметить пункты выделения и переприема каналов. Кроме того, схема каналов облегчает разработку различных вариантов организации связи.

Обоснование выбора марки и  емкости  кабеля, выбор способа его прокладки

Выбор оптического кабеля для ВОЛП должен осуществляться с учетом:

- его использования не только для нужд железнодорожного транспорта, но и создания общегосударственной информационной магистрали;

- способа прокладки (непосредственно в грунте, в кабельной канализации, в кабельном желобе или подвеской самонесущего ВОК);

- технологии монтажа ВОЛП и способа выполнения аварийно-восстановительных работ (для неразъемных соединений – сварка или механическое соединение, для разъемных – с указанием типов специальных  соединителей - коннекторов);

- необходимости резервирования.

Оптические кабели должны выбираться одномодовыми и быть сертифицированы для длин волн 1,3 и 1,55 мкм. По затуханию оптические волокна (ОВ) кабеля  не должны отличаться друг от друга более чем на 0,01 дБ/км на строительной длине. На железнодорожном транспорте целесообразно использовать ВОК без металлических элементов конструкции, что не требует разработки схем защиты от опасных и мешающих влияний.

Как правило, на перегонах, железнодорожных участках прокладка кабеля осуществляется с помощью подвески на опорах контактной сети или линии автоблокировки, на станциях - прокладкой в грунт. Подвеска ВОК  на опорах контактной сети или линии автоблокировки позволяет осуществить процесс прокладки при малых затратах за малое время, однако при этом высока вероятность повреждений.

При проектировании используются кабели, сертифицированные для применения на сетях железнодорожного транспорта. К таким кабелям в настоящее время  относятся кабели  фирмы «ТрансВОК». Их характеристики приведены в Приложении А.

Для подвески на опорах контактной сети или линии автоблокировки используется самонесущий кабель марки ОКМС-А-4/2(2,4) Сп- 12(2)/4(5) емкостью 16 жил. Для прокладки в грунт – кабель  ОКМТ-А-4/2 (2,4) Сп-12 (2)/4(5) также емкостью 16 жил. В указанных марках применяются следующие обозначения:

А – применена обмотка из армидных нитей;

Сп – стеклопластиковый пруток используется в качестве центрального силового элемента кабеля;

в рассматриваемой марке  кабеля имеется  шесть оптических модулей, при этом цифры 4/2 (2,4) означают, что  оболочка четырех  оптических модулей, выполнена из полибутилентерафталата (ПБТ); диаметр внешней оболочки 2,4 мм; оболочка двух пустых (не  заполненных оптическими волокнами) модулей также выполнена из ПБТ, диаметр внешней оболочки  также составляет 2,4 мм.

    В каждом оптическом модуле размещено четыре оптических волокна. Следующие цифры означают:

12(2) – 12 оптических волокон 2-го типа (одномодовые волокна  с параметрами, соответствующими Рекомендации МСЭ-Т G.652);

4(5) – 4  оптических волокна 5-го типа (одномодовые волокна со смещенной дисперсией с параметрами,  соответствующими Рекомендации МСЭ-Т G.655).

Так  как в каждом из четырех  оптических модулей содержится 4 оптических волокна,  а  2 оптических модуля -  пустые, то емкость кабеля составляет 16 оптических волокон.  В первом оптическом модуле используется оптические волокна  5-го типа, во 2, 3 и 4 – оптические волокна  2-го типа.  Модули 5 и 6 не содержат оптических волокон.