ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВОЛС

Лекция ПВОЛС - 1.

Общие требования к проектам

Лекция ПВОЛС - 2.

Блок №2

Общие требования к проектам

Основные требования это:

Высокое качество,

Схема организации связи,

Расчёт длины РУ,

Стадийность проектирования

1- разработка ТЭО,

Литература:

Лекция ПВОЛС - 3.

Блок №3

Лекция ПВОЛС - 4.

Блок №4

Траншейный способ

Традиционная прежняя технология: прокладка кабеля с заглублением в дно в разработанную траншею: с использованием средств гидромеханизации: землечерпалки, землесосы, гидромониторы, экскаваторы.

Существует подводная прокладка кабеля (дюкера) с помощью подводного кабелеукладчика ПКУ-3. Это автоматизированный самоходный комплекс, за один проход делает траншею глубиной 2.2м и шириной 300мм. Укладывает в траншею кабель и замывает его грунтом. Скорость 10-300м/ч. В водоёмах глубиной до 100м. Рабочий орган - баровая цепь.

Ещё для бестраншейной прокладки в русле рек применяют гидравлический (струйный) кабелезаглубитель (кабелеукладчик) с фиксированной глубиной опускания ножа под контролем водолазов (СК “эпрон-8”).

В общей стоимости кабельного перехода подводные работы составляют 70-80%.

Охранные зоны кабелей на судоходных путях ограждаются по ГОСТ-26600-85 “Знаки и огни навигационные внутренних водных путей ” Запрещающие знаки “Подводный переход” устанавливают в 100м выше по течению и в 100м ниже по течению от створа для предупреждения судоводителей о запрещении отдачи якорей. Знаки располагаются попарно, на обоих берегах, так, чтобы каждая их пара образовала створ, направленный поперёк реки – границу охранной зоны.

Рис 1. Технологическая схема перехода через водную преграду методом горизонтально-направленного бурения.

1 – буровая установка;

2 – буровая головка;

3 – кривой переходник и датчик управления;

4 – буровая колонна для бурения направляющей (пилотной) скважины – совокупность всех свинчивающихся вместе буровых шахт (3-6м);

5 - расчётная траектория прохода пилотной буровой скважины;

6 – расширитель скважины с шарниром;

7 – труба;

h – расчётная глубина заложения труб.

Рис 2. Выполнение речного перехода методом ГНБ.

1 – буровая труба,

2 – расширитель,

3 – серога,

4 – трубопровод.

Рис 3. Схема резервирования ВОЛС при переходе через реки.

Лекция ПВОЛС - 5.

Блок №5

Стадийность проектирования.

Разработку проектно-сметной документации (ПСД) осуществляют в 2 стадии.

1стадия. Разработка технического проекта (ТП).

2стадия. Разработка рабочей документации (РД), содержащей рабочие чертежи и схему расходов. Схема документации имеет важную роль в составе проектных материалов, так как одной из основных задач проектирования является определение стоимости возводимого объекта.

Практика показывает, что для составления в полном объёме ТП, его согласования, утверждения и экспертиза требует около 3 лет. Такой долгий срок увеличивает стоимость и морально устаревают проектные решения. РД – рабочие чертежи и смета разрабатываются только после утверждения ТП.

Практика показывает, что свыше 80% строек делать в указанные две стадии нецелесообразно, особенно для технически несложных сооружений и при наличии уже готовых проектов. Поэтому сейчас большинство сооружений проектируется в одну стадию – разрабатывается технико-рабочий проект (ТРП). Одновременно с проектной документацией разрабатываются рабочие чертежи на первый год строительства. Если сроки рассчитаны на 2 года, то сразу на эти два года делают проект. ТП разрабатываются только для крупных и сложных сооружений и при особо трудных условий строительства. Практически таких сооружений только 20 % от числа всех строек. ТП должен состоять из тех же частей, что и ТРП, но с уточнениями:

В части ТЭО

В целесообразности строительства новой ВОЛС, сравнению с реконструкцией действующей линии связи,

Потребность в сырье, энергии, воде, материалах.

Если с строительство будет по типовым проектам, то в ТП надо указать паспорт этих типовых проектов.

ТП представляется заказчику на утверждение.

При 2-х стадийном проектировании на первой стадии разрабатывается технический проект, содержащий разделы ТЭО и свободный сметный расчёт стоимости строительства. После утверждения технического проекта разрабатывается рабочая документация, содержащая рабочие чертежи и схемы.

ТПР сооружений связи решает следующие вопросы:

Схема организации связи,

Выбор оптимального варианта трассы ВОЛС,

Размещение оконечных и промежуточных пунктов,

Выбор оборудования с учётом последних достижений науки и техники,

Конструктивные решения сооружения,

Номенклатура стройматериалов, конструкций и изделий,

Обеспечение электроэнергией, водой и прочим,

Использование территории, выбор оптимального варианта,

Обеспечение кадрами,

Обеспечение жилищно-бытовыми условиями персонала,

Организация строительства и его сроки,

Стоимость строительства,

Технико-экономические показатели (себестоимость, рентабельность, экономическая эффективность капитальных вложений).

ТПР представляется заказчику на рассмотрение и утверждение. После утверждения расчётная стоимость строительства (сделанная по ТЭО) не должна быть превышена в дальнейшем при строительстве ВОЛС.

Лекция ПВОЛС - 6.

Блок №6

Лекция ПВОЛС - 7.

Блок №7

Лекция ПВОЛС – 8.

Блок №8

Техническое задание на проектирование.

Проектирование ВОЛС производится на основании технического задания (ТЗ), которое выдаёт предприятие – заказчик проектируемой организации. Задание согласовывается с заинтересованными организациями и утверждается вышестоящими инстанциями. Задание должно быть ясным, кратким и должно содержать следующие данные:

Основание для проектирования,

Назначение объекта, условия эксплуатации, эксплуатационные нагрузки,

Условия присоединения или использование сети общего пользования,

Требования по резервированию, возможности расширения в будущем,

Сроки строительства и очерёдность ввода мощностей,

Количество стадий проектирования.

Кроме этого в задание включаются:

Наличие ВОЛС с указанием оконечных и важнейших промежуточных пунктов,

Указание о необходимости связки оконечных и промежуточных пунктов с ТВ-центрами, ретрансляционными ТВ станциями, вещательными станциями и другими сооружениями,

Виды и объёмы передаваемой информации,

Указания о системе передачи,

Требования к схеме организации связи и указания об обеспечении каналами связи пунктов, расположенных на трассе ВОЛС,

Требования о необходимости проектирования коммутационных узлов,

Требования к выделению каналов связи,

Исходные данные и мощность ВОЛС, о перспективах её развития, увязку с существующей сетью связи,

Требования по проектированию.

При составлении проектного ТЗ проводится технико-экономическое обоснование (ТЭО) или технико-экономический расчёт (ТЭР). Расчётная стоимость строительства, утвержденная и согласованная с подрядной организацией, не должна быть потом превышена при проектировании и строительстве ВОЛС.

Состав сметного расчета стоимости строительства:

Подготовка территории.

Основные объекты строительства.

Объекты подсобного и обслуживающего назначения.

Объекты энергетического хозяйства.

Объекты транспортного хозяйства и связи.

Наружные сети и сооружения водоснабжения, электро-газо-теплоснабжения, канализации.

Благоустройство и озеленение территории.

Временные здания и сооружения.

Прочие расходы и затраты.

Подготовка эксплуатационных кадров.

Проектно-изыскательские работы.

Кроме этого перечисленного в сметный расчёт могут входить средства по освоению территории строительства по сносу и переносу зданий.

Лекция ПВОЛС – 9.

Блок №9

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВОЛС

Лекция ПВОЛС - 1.

Общие положения по проектированию

По определению из БСЭ слово “проектирование” – это процесс создания проекта (по латыни “progectus” - брошенный вперёд). Из словаря Ожегова С.И. “проект” - это разработанный план сооружений, а “проектировать” – это чертить, производить проекцию, составлять проект. Проект – это система чертежей, изображающих будущее здание, сооружение или отдельных частей. Проект – это предварительно подготовленное, обоснованное техническими и экономическими расчётами и выраженное в чертежах решение по строительству предприятия, здания, сооружения. Проект – это комплексный технико-экономический (ТЭ) документ, определяющий архитектуру сооружения, его мощность и потребные материальные ресурсы.

Вообще слово “проектирование” означает процесс, заключающийся в преобразовании исходного описания объекта строительства в окончательное описание на основе выполнения комплекса работ исследовательского, расчётного и конструктивного характера. В нашем случае объектом строительства является волоконно-оптическая линия связи (ВОЛС), являющаяся элементом волоконно-оптической системы передачи (ВОСП). ВОСП – это совокупность аппаратуры, оптических устройств и линий связи на оптическом кабеле (ОК). На этой основе создаются, передаются и обрабатываются оптические сигналы (ОС). Задача проектирования ВОЛС состоит в обеспечении удлиненных регенерационных участков (РУ), увеличении скорости передачи информации, обеспечении качества передачи сигналов. Для этого, прежде всего надо получить некоторые сведения о конструкциях и характеристиках оптических волокон (ОВ) и ОК, о каналообразующей аппаратуре и устройствах ВОСП. Надо ознакомиться со справочными материалами по ОВ и ОК, с методикой выбора типов ОВ и ОК и расчётом их передаточных параметров для обеспечения минимальных потерь и искажений (дисперсии) сигнала. Предусмотреть организацию защиты ВОЛС от опасных и мешающих влияний

из-за действия внешних электромагнитных помех для ОК с металлическими элементами (ОКм). Надо проверить механические нагрузки на ОК и его прочность, т.к. растягивающие усилия при прокладке ОК могут привести к его деформации и увеличению затухания (росту коэффициента затухания α дб/км). На основе справочных данных надо определить объём необходимого оборудования для проектируемой ВОЛС, составить ведомость объёма работ и сделать сметно-финансовый расчёт (капитальные затраты, эксплуатационные расходы, стоимость одного канало-километра, прибыль, срок окупаемости). Рассмотреть вопросы по технике безопасности (ТБ), экологии и безопасности жизнедеятельности (ЭБЖ).

Общие требования к проектам

Проектирование является первым этапом строительства сооружений связи, а так же расширения и реконструкции уже действующих предприятий связи. Беспроектное строительство запрещено. Новое строительство не может быть начато без предварительной разработки и утверждения проектов. В 03.09.1934г. Постановлением СНК СССР был избран документ “О прекращении беспроектного и бессметного строительства”.

Задачи, стоящие перед строителями:

Повышение эффективности капитальных вложений,

Сокращение сроков строительства,

Ускорение освоения проектных мощностей,

Повышение качества и снижение стоимости строительства,

реконструкция и техническое перевооружение уже действующих предприятий на базе использования последних достижений науки и техники (инновация).

Решение этих задач зависит от проектного дела.

Лекция ПВОЛС - 2.

Блок №2

Общие требования к проектам

Основные требования это:

Должны создаваться в короткие сроки,

Высокое качество,

Обеспечить экономический эффект,

Высокий технический уровень проектных решений,

Снижение стоимости строительства,

Учёт новых и перспективных направлений техники.

Анализ показывает, что при создании сети связи основные затраты связаны с проектно-изыскательными и строительно-монтажными работами.

Исходные данные для проектирования:

Схема организации связи,

Технические характеристики на аппаратуру и кабели различных производителей, включая надёжность и стоимость,

Протяжённость участков регенерации,

Требуемая пропускная способность ВОЛС, в том числе и на перспективу,

Требуемые показатели надёжности на ВОЛС в зоне действия оператора связи.

В проекте строительства ВОЛС должно быть:

Технико-экономические требования согласно задания на проектирование,

Решение по размещению трассы и пунктов линий связи,

Решение о месте размещения линий связи на первой сети ВСС РФ, мощности линий связи (тип и ёмкость кабеля и система передачи). Учёт схемы перспективного развития первичной сети,

Решения по схеме организаций связи, применению аппаратуры и оборудования, отвечающих современным тре6бованиям в технике связи,

Вывод марки кабеля, применение современных технологий и высокий уровень механизации,

Решение по защите кабеля от коррозии, ударов молнии и от внешних источников (ЛЭП, ЭЖД).

Требования по надёжности, меры по ТБ и ЭБЖ.

На первом этапе проектирования выполняют технико-экономическое обоснование (ТЭО) различных вариантов реализации схемы организации связи (проекта); для чего может потребоваться:

Определение состава оборудования и протяжённость кабеля, задействованных в проекте,

Расчёт длины РУ,

Расчёт и проектирование показателей надёжности,

Расчёт запасов ЗИП и их распределения,

Оценка технико-экономической эффективности реализации различных вариантов проекта.

При проектировании в схеме организации связи рекомендуется с учётом особенностей и возможностей современных ВОСП ориентироваться на:

Организацию однопролётных (без промежуточных пунктов) соединительных линий на местных первичных сетях,

Организацию однопролётного участка линейного тракта между двумя соседними обслуживаемыми регенерационными пунктами (ОРП) на внутризоновых и магистральных первичных сетях, применяя для этого, при необходимости, оптические усилители (ОУ),

Гибкое использование, в зависимости от назначения, возможностей и эффективности различных способов уплотнения информации (временной, пространственной, спектральной),

Использование только ОК с одномодовым ОВ (ООВ) даже на участках сети с малой пропускной способностью,

Применение ОК с резервным ОВ,

Применение более высокоскоростной аппаратуры линейного тракта. На одну или две ступени иерархии для ЦСП (цифровых систем передачи) типа ПЦИ (плезиохронных цифровых иерархий) – PDH (Plesio Digital Hierarchy) и на один уровень синхронного транспортного модуля (СТМ) – STM (Synchronous Transported Modul) в ЦСП типа СЦИ (синхронных цифровых иерархий) – SDH (Synchronous Digital Hierarchy), по сравнению с исходными данными в части пропускной способности.

Рекомендуется с целью сохранения капитальных затрат на местности с грунтами высокой категории, проектировать прокладку ОК на опорах ЛЭП в соответствии с основами проектирования ВОЛС-ВЛ (“Основные положения по проектированию, строительству и эксплуатации ВОЛС-ВЛ”. Утверждено Госкомсвязь России, 1997).

Стадийность проектирования

Проектная документация на строительство сложных объектов разрабатывается в две стадии:

1- разработка ТЭО,

2- разработка рабочей документации.

Для несложных объектов документация разрабатывается одностадийно в виде рабочего проекта (РП). Для простейших проектов может быть только рабочая документация (РД). Проекты подлежат экспертизе и принимаются заказчиком на конкурсной основе через тендер-торг.

Литература:

1. Корнейчук В.И., Марков Т.В., Панфилов И.П., Проживальский О.П. “Проектирование волоконно-оптических систем передачи” Учебное пособие. Одесса. 1991г.

2. Алексеев Е.Б. “Основы технической эксплуатации волоконно-оптических систем передачи” Учебное пособие для ИПК. Москва. 1998г.

3. Бакланов В.Г., Воронцов А.С., Степанов Е.И. и др. “Кабельные линии связи. История развития в очерках и воспоминаниях” Москва. Радио и связь. 2002г.

Лекция ПВОЛС - 3.

Блок №3

Основные технические направления при проектировании ВОЛС.

Полный комплекс услуг по проектированию и монтажу оптоволоконных линий связи (ВОЛС). Стоимость работ и типовая смета на прокладку ВОЛС на объектах недвижимости.

Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) обладают неоспоримыми преимуществами перед любыми другими проводными и кабельными линиями. Сегодня использование ВОЛС становится одним из наиболее перспективных и развивающихся направлений в отрасли связи и передачи информации.

Наша компания ведет проектирование и строительство коммуникаций в Москве и Московском регионе. Все сотрудники предприятия имеют требуемую квалификацию и обширный опыт разработки и построения различных инженерных инфраструктур, прошли соответствующее обучение и обладают всей необходимой технической информацией. Мы предлагаем вам осуществить комплексный монтаж (переоборудование) ВОЛС, включающий оптимизацию сетей, проводку кабельных трасс, оконцовку кабеля и проведение тестирования.

Строительство волоконно-оптических линий связи стало единственно верным решением при геометрическом росте объемов передаваемого материала. Оптоволокно имеет огромную пропускную способность, и возможность транслировать данные на высокой скорости по проводным каналам даже на значительные расстояния. Проектирование волоконно-оптических линий связи позволяет построить структурированную кабельную систему (СКС) в высоких и протяженных зданиях, а также, если объект занимает обширную территорию.

Прокладка внешних волоконно-оптических линий связи – довольно хлопотная процедура. Осуществив проектирование ВОЛС, специалисты переходят к монтажу. Он ведется подземным, либо воздушным способом. В первом случае прокладка линии осуществляется в подземных коммуникациях. Это не дешево, но является ее надежной защитой от повреждений. Второй способ становится актуальным, когда невозможно исполнение первого, и требует максимальной дополнительной защиты линии. Закончив укладку кабеля к объекту, проводят монтаж волоконно-оптических линий связи внутри здания. В основном, оптический кабель используется для магистральных линий между серверными узлами здания.

Цены на монтаж ВОЛС

*цены обновлены по состоянию на сентябрь 2019 (с учетом НДС 20%) г.

Стоимость других работ по монтажу кабельных сетей смотрите на странице монтаж СКС .

Работа ВОЛС обеспечивает быструю и качественную передачу данных на большие расстояния без использования усилителя, информационную безопасность (считать или изменить данные невозможно), долговечность и сохранение параметров.

Наш компания располагает специалистами для выполнения всех необходимых проектных и монтажных работ. Проведение работ может осуществляться как по проекту заказчика, так и по разработанной нами документации. Предоставляется последующая гарантия и послегарантийное обслуживание. Мы всегда готовы к взаимовыгодному сотрудничеству, учитывая любые пожелания заказчика и полноценное использование всех имеющихся ресурсов.

Оптоволоконные линии связи все чаще используются для передачи данных в различных организациях и жилых домах. Прежде чем приступить к монтажу оборудования для реализации такой системы, специалисту необходимо составить проект. Проектирование ВОЛС позволяет наглядно представить систему, которая будет реализована на объекте, а также увидеть ее эффективность и возможные недостатки.

Проект представляет собой брошюру формата А3 или А4, содержащую все необходимые для выполнения монтажных работ документы. Проект отображает всю необходимую для выполнения работы информацию, начиная от данных о поставках материалов, и заканчивая условиями эксплуатации готовой сети.

Что такое ВОЛС

ВОЛС (волоконно-оптические линии связи) - специальные системы передачи информации, реализованные с применением оптического волокна. Такие системы имеют принципиальные отличия от традиционных каналов связи. При помощи оптоволоконных кабелей можно как организовать связь между двумя соседними кабинетами или этажами здания, так и обеспечить передачу данных на значительные расстояния.

Преимущества использования ВОЛС

Применение данной технологии имеет множество преимуществ. Проектирование и строительство ВОЛС - достаточно длительный и трудоемкий процесс, реализация которого может требовать значительных финансовых затрат. Однако использование такой системы передачи данных позволяет решить сразу несколько задач:

• Повышение пропускной способности канала. Оптоволоконные линии на сегодняшний день могут осуществлять передачу данных со скоростью до нескольких терабит в секунду.
• Снижение уровня затухания сигнала. Свойства оптического волокна позволяют организовать каналы передачи данных длиной до ста километров без необходимости установки ретрансляторов.
• Длительность эксплуатации. Оптоволоконные кабели устойчивы к возгоранию и различного рода воздействиям, что позволяет эксплуатировать их в течение длительного времени без необходимости замены.
• Защита информации. Особенности конструкции оптоволокна позволяют сохранить конфиденциальность передаваемых данных, что очень важно для компаний.

Кроме основных преимуществ, можно также отметить небольшой вес и компактные размеры кабеля, что значительно упрощает транспортировку и проведение монтажных работ. Стоимость проектирования ВОЛС и реализации системы на объекте рассчитывается индивидуально в зависимости от предъявляемых требований.

Требования к проекту ВОЛС

Проектирование и монтаж ВОЛС требует от специалиста соблюдения определенных правил и требований. Правила проектирования ВОЛС предполагают выполнение работы в следующей последовательности:

• Получение информации об объекте - специфика работы для организаций различных областей деятельности, особенности конструкции здания, состояние электропроводки, климатические особенности места расположения, характеристики рельефа местности и т.д.
• Создание стабильного канала передачи данных с требуемыми характеристиками. Параметры сети могут быть различными для предприятий, это зависит от предполагаемой загруженности каналов передачи данных.
• Снижение уровня помех и обеспечение максимальной устойчивости сигнала.
• Определение расположения оборудования.
• Реализация бесперебойного питания системы в случае аварийного отключения электропитания.

От качества выполнения специалистом работы на каждом этапе зависят характеристики полученной сети и длительность ее эксплуатации.

ВОЛС - волоконно-оптическая линия связи - считается на сегодняшний день самым быстрым и современным способом передачи информации. Сами кабели изготавливаются либо из специального пластика, либо из стекла, и имеют минимальный коэффициент затухания, благодаря которому информация может передаваться быстро и на огромные расстояния. ВОЛС принципиально отличаются от привычных систем тем, что в них используется свет, а не электрический ток.

Именно ей отдают предпочтения все жители Москвы, для которых важны бесперебойность, скорость и надёжность. Пока ничего лучше оптического волокна наукой предложено не было .

Цены на ВОЛС

Преимущества ВОЛС по сравнению с «традиционными» сетями

• Широкая полоса пропускания . ВОЛС передают данные со скоростью до нескольких терабайт в секунду, а это значительно быстрее того, на что способны те же медные провода.
• Практически полное отсутствие затухания . Для переправления данных при помощи оптических систем не требуются усилители. В 2009 году американцы провели испытания, в ходе которых им удалось передать данные на расстояние 7000 км со скоростью 15,5 Тбит/с без использования ретрансляторов. Этот эксперимент демонстрирует огромнейшие перспективы «оптики». Кроме того, на её работу не влияют всевозможные электрические помехи.
• Надёжность и защищённость . Оптоволоконный кабель защищён от внешнего воздействия благодаря отсутствию радиоизлучения - перехватить данные можно только взломав целостность самого кабеля, а это, по понятным причинам, едва ли останется незамеченным.

«Оптика» имеет долгий срок службы, компактна, легка и пожаробезопасна. Среди существенных минусов оптического волокна можно выделить только относительную дороговизну и некоторую хрупкость материала, поэтому устанавливать ВОЛС необходимо с чётким соблюдением инструкций.

Сфера применения ВОЛС в Москве

Москва - один из самых «продвинутых» российских городов в плане применения оптоволоконных систем. Здесь их давно и стабильно применяются для прокладки СКС в современных офисных зданиях, бизнес-центрах, даже новостройках.

Оптоволокно применяется для внешней прокладки, внутренней прокладки, а также как кабели для шнуров. В первом случае оно обеспечивает связь между двумя или более зданиями, во втором - обеспечивает коммуникационную инфраструктуру отдельно взятого здания, а в третьем - используется в качестве горизонтальной разводки до рабочего места или комнаты.

ВОЛС проводятся в больницах и на военных объектах, на заводах и промышленных предприятиях, где особенно ценится тот факт, что оптическое волокно никак не связано с электричеством. Его выбирают для себя частные жители и владельцы предприятий в Москве, управленцы в социально-административных и государственных учреждениях. На ВОЛС постепенно переходят все, кому важны инновации, и кто хочет идти в ногу со временем.

Волоконно-оптические ли нии связи (ВОЛС) – система в основе которой лежит оптоволоконный кабель, предназначена для передачи информации в оптическом (световом) диапазоне. В соответствии с ГОСТом 26599-85 термин ВОЛС заменен на ВОЛП (волоко́нно-опти́ческая ли́ния переда́чи), но в повседневном практическом обиходе по прежнему применяется термин ВОЛС, поэтому в данной статье мы будем придерживаться именно его.

Линии связи ВОЛС (если они корректно проведены) по сравнению со всеми кабельными системами отличаются очень высокой надежностью, отличным качеством связи, широкой пропускной способностью, значительно большей протяженностью без усиления и практически 100% защищенностью от электромагнитных помех. В основе системы лежит технология волоконной оптики – в качестве носителя информации используется свет, тип передаваемой информации (аналоговый или цифровой) не имеет значения. В работе преимущественно используется инфракрасный свет, средой передачи служит стекловолокно.

Область применения ВОЛС

Оптоволоконный кабель применяется для обеспечения связи и передачи информации уже более 40 лет, но из за высокой стоимости широко использоваться стал сравнительно недавно. Развитие технологий позволило сделать производство экономичней и стоимость кабеля доступней, а его технические характеристики и преимущества перед другими материалами быстро окупают все понесенные расходы.

В настоящее время, когда на одном объекте используется сразу комплекс слаботочных систем (компьютерная сеть, СКУД, видеонаблюдение, охранная и пожарная сигнализации, охрана периметра, телевидение и др.), обойтись без применения ВОЛС не возможно. Только использование оптоволоконного кабеля делает возможным одновременное применение всех этих систем, обеспечивает корректную стабильную работу и выполнение их функций.

ВОЛС все чаще применяется как основополагающая система при разработке и монтаже , в особенности для многоэтажных зданий, зданий большой протяженности и при объединении группы объектов. Только Волоконно-оптические кабели могут обеспечить соответствующий объем и скорость передачи информации. На основе оптоволокна могут быть реализованы все три подсистемы , в подсистеме внутренних магистралей оптические кабели применяются одинаково часто с кабелями из витых пар, а в подсистеме внешних магистралей они играют доминирующую роль. Различают оптоволоконный кабель для внешней (outdoor cables) и внутренней (indoor cables) прокладки, а так же соединительные шнуры для коммуникаций горизонтальной разводки, оснащения отдельных рабочих мест, объединения зданий.

Не смотря на относительно высокую стоимость, применение оптоволокна становится все более оправдано и находит все более широкое применение.

Преимущества волоконно-оптических линий связи (ВОЛС ) перед традиционными «металлическими» средствами передачи:

• Широкая полоса пропускания;
• Незначительное ослабление сигнала, например применительно к сигналу 10МГц оно составит 1,5 дБ/км по сравнению с 30дБ/км для коаксиального кабеля RG6;
• Исключена возможность возникновения «земляных петель», так как оптоволокно является диэлектриком и создает электрическую (гальваническую) изоляцию между передающим и принимающим концом линии;
• Высокая надёжность оптической среды: оптические волокна не окисляются, не намокают, не подвержены электромагнитному воздействию
• Не вызывает помех в соседних кабелях или в других оптоволоконных кабелях, так как носителем сигнала является свет и он полностью остается внутри оптоволоконного кабеля;
• Стекловолокно абсолютно не чувствительно к внешним сигналам и электромагнитным помехам (ЭМП), не имеет значения рядом с каким блоком питания проходит кабель (110 В, 240 В, 10 000 В переменного тока) или совсем рядом от мегаватного передатчика. Удар молнии на расстоянии 1 см. от кабеля не даст ни каких наводок и не отразится на работе системы;
• Информационная безопасность - информация по оптическому волокну передаётся «из точки в точку» и подслушать или изменить ее можно только путем физического вмешательства в линию передачи
• Оптоволоконный кабель легче и миниатюрней – его удобней и проще укладывать чем электрический кабель такого же диаметра;
• Сделать ответвление кабеля без повреждения качества сигнала не возможно. Любое вмешательство в систему сразу обнаруживается на принимающем конце линии, это особенно важно для систем обеспечения безопасности и видеонаблюдения;
• Пожаро- и взрывобезопасность при изменении физических и химических параметров

• Стоимость кабеля снижается с каждым днем, его качество и возможности начинают превалировать над затратами на построение слаботочных на базе ВОЛС

Идеальных и безупречных решений не существует, как и любая система, ВОЛС имеет свои недостатки:

• Хрупкость стекловолокна – при сильном изгибании кабеля возможна поломка волокон или их замутнение из-за возникновения микротрещин. Для устранения и минимизации этих рисков применяются усиливающие кабель конструкции и оплетки. При монтаже кабеля необходимо соблюдать рекомендации производителя (где, в частности, нормируется минимально допустимый радиус изгиба);
• Сложность соединения в случае разрыва – требуется специальный инструмент и квалификация исполнителя;
• Сложная технология изготовления, как самого волокна, так и компонентов ВОЛС;
• Сложность преобразования сигнала (в интерфейсном оборудовании);
• Относительная дороговизна оптического оконечного оборудования. Однако, оборудование является дорогим в абсолютных цифрах. Соотношение цены и пропускной способности для ВОЛС лучше, чем для других систем;
• Замутнение волокна вследствие радиационного облучения (однако, существуют легированные волокна с высокой радиационной стойкостью).

Монтаж систем ВОЛС требует от исполнителя соответствующего уровня квалификации, так как концевая заделка кабеля производится специальными инструментами, с особой точностью и мастерством в отличии от других средств передачи. Настройки маршрутизации и переключения сигналов требуют специальной квалификации и мастерства, поэтому в этой области не стоит экономить и бояться переплатить профессионалам, устранение нарушений в работе системы и последствий не правильного монтажа кабеля обойдется дороже.

Принцип действия оптоволоконного кабеля.

Сама идея передачи информации при помощи света, не говоря уже о физическом принципе работы большинству обывателей не совсем понятно. Мы не будем глубоко вдаваться в эту тему, но постараемся объяснить основной механизм действия оптоволокна и обосновать такие высокие показатели его работы.

Концепция волоконной оптики опирается на фундаментальные законы отражения и преломления света. Благодаря своей конструкции стекловолокно может удерживать световые лучи внутри световода и не дает им «пройти сквозь стены» при передачи сигнала на многие километры. Кроме того не секрет, что скорость света выше.

Волоконная оптика основывается на эффекте преломления при максимальном угле падения, когда имеет место полное отражение. Это явление происходит в том случае, когда луч света выходит из плотной среды и попадает в менее плотную среду под определенным углом. Например, представим себе абсолютно не подвижную гладь воды. Наблюдатель смотрит из под воды и меняет угол обзора. В определенный момент угол обзора становится таким, что наблюдатель не сможет видеть объекты, находящиеся над поверхностью воды. Этот угол называется углом полного отражения. При этом угле наблюдатель будет видеть только объекты, находящиеся под водой, будет казаться, что смотришь в зеркало.

Внутренняя жила кабеля ВОЛС имеет более высокий показатель преломления, чем оболочка и возникает эффект полного отражения. По этой причине луч света, проходя по внутренней жиле, не может выйти за ее пределы.

Существует несколько типов оптоволоконных кабелей:

• Со ступенчатым профилем – типичный, самый дешевый вариант, распределение света идет «ступеньками» при этом происходит деформация входного импульса, вызванная различной длиной траекторий световых лучей
• С плавным профилем «многомодовое» – лучи света распространяются с примерно равной скоростью «волнами», длина их путей уравновешена, это позволяет улучшить характеристики импульса;
• Одномодовое стекловолокно – самый дорогой вариант, позволяет вытянуть лучи в прямую, характеристики передачи импульса становятся практически безупречными.

Оптоволоконный кабель до сих пор стоит дороже чем другие материалы, его монтаж и заделка сложнее, требуют квалифицированных исполнителей, но будущее передачи информации несомненно за развитием именно этих технологий и этот процесс необратим.

В состав ВОЛС входят активные и пассивные компоненты. На передающем конце оптоволоконного кабеля находится светодиод или лазерный диод, их излучение модулировано передающим сигналом. Применительно к видеонаблюдению это будет видеосигнал, для передачи цифровых сигналов логика сохраняется. При передаче инфракрасный диод модулирован по яркости и пульсирует в соответствии с вариациями сигнала. Для принятия и преобразования оптического сигнала в электрический, на принимающем конце, как правило находится фотодетектор.

К активным компонентам относятся мультиплексоры, регенераторы, усилители, лазеры, фотодиоды и модуляторы.

Мультиплексор – объединяет несколько сигналов в один, таким образом для одновременной передачи нескольких сигналов реального времени можно использовать один оптоволоконный кабель. Эти устройства незаменимы в системах с недостаточным или ограниченным числом кабелей.

Существует несколько типов мультиплексоров, они различаются по своим техническим характеристикам, функциям и области применения:

• спектрального разделения (WDM) – самые простые и дешевые устройства, передает по одному кабелю оптические сигналы от одного или нескольких источников, работающих на различных длинах волн;
• частотного-модулирования и частотного мультиплексирования (FM-FDM) – устройства достаточно невосприимчивые к шуму и искажениям, с хорошими характеристиками и схемами средней степени сложности, имеют 4,8 и 16 каналов, оптимальны для видеонаблюдения.
• Амплитудной модуляции с частично подавленной боковой полосой (AVSB-FDM) – с качественной оптоэлектроникой позволяют передавать до 80 каналов, оптимальны для абонентского телевидения, но дороговаты для видеонаблюдения;
• Импульсно-кодовой модуляции (PCM – FDM)– дорогостоящее устройство, полностью цифровое применяется для распространения цифрового видео и и видеонаблюдения;

На практике часто применяются комбинации этих методов. Регенератор - устройство, осуществляющее восстановление формы оптического импульса, который, распространяясь по волокну, претерпевает искажения. Регенераторы могут быть как чисто оптическими, так и электрическими, которые преобразуют оптический сигнал в электрический, восстанавливают его, а затем снова преобразуют в оптический.

Усилитель -усиливает мощность сигнала до требуемого уровня напряжения тока, может быть оптическим и электрическим, осуществляет оптико-электронное и электронно-оптическое преобразование сигнала.

Светодиоды и Лазеры - источник монохромного когерентного оптического излучения (света для кабеля). Для систем с прямой модуляцией, одновременно выполняет функции модулятора, преобразующего электрический сигнал в оптический.

Фотоприёмник (Фотодиод) - устройство, принимающее сигнал на другом конце оптоволоконного кабеля и осуществляющее оптоэлектронное преобразование сигнала.

Модулятор - устройство, модулирующее оптическую волну, несущую информацию по закону электрического сигнала. В большинстве систем эту функцию выполняет лазер, однако в системах с непрямой модуляцией для этого используются отдельные устройства.

К пассивным компонентам ВОЛС относятся:

Оптоволоконный кабель – выполняет функции среды для передачи сигнала. Наружная оболочка кабеля может быть изготовлена из различных материалов: поливинилхлорида, полиэтилена, полипропилена, тефлона и других материалов. Оптический кабель может иметь бронирование различного типа и специфические защитные слои (например, мелкие стеклянные иглы для защиты от грызунов). По конструкции может быть:

Оптическая муфта - устройство, используемое для соединения двух и более оптических кабелей.

Оптический кросс - устройство, предназначенное для оконечивания оптического кабеля и подключения к нему активного оборудования.

Спайки – предназначены для постоянного или полупостоянного сращивания волокон;

Разъемы – для повторного присоединения или отключения кабеля;

Ответвители – устройства, распределяющием оптическую мощность нескольких волокон в одно;

Коммутаторы – устройства, перераспределяющие оптические сигналы под ручным или электронным контролем

Монтаж волоконно-оптических линий связи, его особенности и порядок.

Стекловолокно очень прочный, но хрупкий материал, хотя благодаря защитной оболочке, с ним можно обращаться практически как с электрическим. Однако при монтаже кабеля следует соблюдать требования производителей по:

• «Максимальному растяжению» и «максимальному разрывному усилию», выраженному в ньютонах (около 1000 Н или 1кН). В оптическом кабеле основное напряжение приходится на силовую конструкцию (укрепленный пластик, сталь, кевлар или их комбинация). Каждый тип конструкции имеет свои индивидуальные показатели и степень защиты, если натяжение превышает предусмотренный уровень, то оптоволокно может быть повреждено.
• «Минимальному радиусу изгиба» – делать изгибы более плавными, избегать резких сгибов.
• «Механической прочности», она выражается в Н/м (ньютоны/метры) – защита кабеля от физических нагрузок (на него можно наступить или даже наехать транспортом. Следует быть предельно осторожными и особо обезопасить места пересечения и соединения, нагрузка сильно увеличивается из-за малой зоны контакта.

Оптический кабель обычно поставляется намотанным на деревянные барабаны с прочным пластиковым защитным слоем или деревянными планками по окружности. Внешние слои кабеля наиболее уязвимы, поэтому при монтаже необходимо помнить о весе барабана, беречь его от ударов, падений, предпринимать меры безопасности при складировании. Лучше всего хранить барабаны горизонтально, если же они все-таки лежат вертикально, то их края (ободы) должны соприкасаться.

Порядок и особенности монтажа оптоволоконного кабеля:

1. До начала монтажа необходимо осмотреть барабаны с кабелем на предмет повреждений, вмятин, царапин. При любом подозрении кабель лучше сразу отложить в сторону для последующего детального изучения или отбраковки. Короткие куски (меньше 2 км.) на непрерывность волокна можно проверить на просвет любым фонариком. Волоконный кабель для инфракрасной передаче так же хорошо передает обычный свет.
2. Далее изучить трассу на предмет потенциальных проблем (острые углы, забитые кабельные каналы и т.д.), при их наличии внести в маршрут изменения для минимизации рисков.
3. Распределить кабель по маршруту таким образом, чтобы точки соединения и подключения усилителей находились в доступных, но защищенных от неблагоприятных факторов местах. Важно, чтобы в местах будущих соединений оставался достаточный запас кабеля. Открытые концы кабеля должны быть защищены водонепроницаемыми колпаками. Для минимизации напряжения на изгиб и повреждений от проезжающего транспорта используются трубы. На обоих концах кабельной линии оставляют часть кабеля, его длина зависит от планируемой конфигурации).
4. При прокладке кабеля под землей его дополнительно защищают от повреждений в локальных точках нагрузки, таких как контакт с неоднородным материалом засыпки, неровностями траншеи. Для этого кабель в траншее укладывают на слой песка 50-150 см. и сверху засыпают таким же слоем песка 50-150 см. Дно траншеи должно быть ровным, без выступов, при закапывании следует удалять камни, которые могут повредить кабель. Следует отметить, что повреждения кабеля могут возникнуть как сразу, так и в процессе эксплуатации (уже после засыпки кабеля), например от постоянного давления, не убранный камень может постепенно продавить кабель. Работы по диагностике и поиску и устранению нарушений уже закопанного кабеля обойдутся намного дороже, чем аккуратность и соблюдение мер предосторожности при монтаже. Глубина траншеи зависит от типа почвы и ожидаемой нагрузки на поверхности. В твердой породе глубина составит 30 см., в мягкой или под дорогой 1 м. Рекомендуемая глубина составляет 40-60 см., при толщине песчаной подстилки от 10 до 30 см.
5. Чаще всего применяется укладка кабеля в траншею или в лоток прямо с барабана. При монтаже очень длинных линий, барабан помещается на транспортное средство, по мере продвижения машины кабель укладывается на свое место, при этом не стоит торопиться, темп и порядок размотки барабана регулируется вручную.
6. При укладке кабеля в лоток самое главное не превышать критический радиус изгиба и механической нагрузки. Кабель следует укладывать в одной плоскости, не создавать точек сосредоточенных нагрузок, избегать на трассе резких углов, давления и пересечения с другими кабелями и трассами, не изгибать кабель.
7. Протяжка оптоволоконного кабеля через кабельные каналы аналогична протяжке обычного кабеля, но не стоит прилагать излишних физических усилий и нарушать спецификации производителя. При использовании скоби хомутов помните, что нагрузка должна ложиться не на внешнюю оболочку кабеля, а на силовую конструкцию. Для уменьшения трения можно использовать тальк или гранулы из полистирола, по поводу применения других смазок необходимо консультироваться с производителем.
8. В случаях, если кабель уже имеет концевую заделку, при монтаже кабеля следует быть особенно внимательными, что бы не повредить разъемы, не загрязнить их и не подвергать чрезмерной нагрузке в зоне соединения.
9. После укладки кабель в лотке закрепляется нейлоновыми стяжками, он не должен сползать или провисать. Если особенности поверхности не позволяют использовать специальные кабельные крепления, допустимо применение хомутов, но с особой осторожностью, чтобы не повредить кабель. Рекомендуется применение хомутов с пластиковым защитным слоем, для каждого кабеля следует использовать отдельный хомут и ни в коем случае не стягивать вместе несколько кабелей. Между конечными точками крепления кабеля лучше оставить небольшую слабину, а не класть кабель в натяг, иначе он будет плохо реагировать на колебания температуры и вибрации.
10. Если при монтаже оптоволокно все-таки было повреждено, пометьте участок и оставьте достаточный запас кабеля для последующего сращивания.

В принципе, прокладка оптоволоконного кабеля не сильно отличается от монтажа обычного кабеля. Если соблюдать все указанные нами рекомендации, то проблем при монтаже и эксплуатации не возникнет и Ваша система будет работать долго, качественно и надежно.

Пример типового решения по прокладке линии ВОЛС

Задача – организовать систему ВОЛС между двумя отдельно стоящими зданиями производственного корпуса и административного здания. Расстояние между зданиями 500 м.

Пояснения и комментарии:

1. Общая протяженность трассы 500 м., в том числе:
   • от забора до производственного корпуса и административного здания составляет по 100 м. (итого 200 м.);
   • вдоль забора между зданиями 300 м.
2. Монтаж кабеля осуществляется открытым способом, в том числе:
   • от зданий до забора (200 м.) по воздуху (перетяжка) с применением специализированных для прокладки ВОЛС материалов;
   • между зданиями (300 м.) по забору из железобетонных плит, кабель закрепляется по середине полотна забора при помощи металлических клипс.
3. Для организации ВОЛС используется специализированный самонесущий (встроенный трос) бронированный кабель.