CC BY
2
УДК 621.37
Захаров Д. С. студент 4 курса
кафедра «Радиофизика и Электронные системы» СВФУ им. М.КАммосова, Физико-технический институт научный руководитель: Леонтьев Н.А., к.техн.н.
Россия, г. Якутск ПРОВЕДЕНИЕ ОПТОВОЛОКОННОЙ ЛИНИИ СВЯЗИ В КОБЯЙСКИЙ УЛУС
Аннотация: В данной статье рассматривается проблема проведение высокоскоростной цифровой сети для удаленного района. Описываются проблемные места и рассматриваются варианты для их решения. Приводится анализ федерального закона о связи.
Ключевые слова: волоконно-оптическая сеть, сеть интернет, кобяйский улус, якутия.
Zakharov J.S.
Fourth-year students Faculty of radio physics and electronic systems North-Eastern Federal University, Institute of Physics and Technologies
Russia, Yakutsk The scientific adviser: Leontiev N.A.
Cand. tech. Science CONDUCTING THE OPTICAL FIBER TRANSMISSION LINE IN
KOBAY DISTRICT
Abstract: This article discusses the problem of implementing a high-speed digital network for a remote area. Problem areas are described and options are considered for their solution. An analysis of the federal law on communication is given.
Keyword: fiber optic network, internet, kobay district, yakutia
Введение
Волоконно-оптическая линия передачи — волоконно-оптическая система, состоящая из пассивных и активных элементов, предназначенная для передачи информации в оптическом (как правило — ближнем инфракрасном) диапазоне. По сравнению с радиорелейными и проводными системами имеет высокую пропускную способность, что позволяет передавать данные на высокой скорости, за счет малого затухания может передавать на значительно большее расстояние, также имеет высокую надежность перед влиянием среды (не намокают, не окисляются, слабому электромагнитному воздействию не подвергаются).
Сейчас в республике реализуется программа «500 плюс» — это обеспечение широкополосным доступом к интернету населённых пунктов с численностью населения свыше 500 человек. Во все пункты соответствующие
данному требованию будет прокладываться оптоволокно.
В данной статье будет рассматривать план проведения ВОЛС в Кобяйский улус.
Выбор сёл для проведения ВОЛП и расчет числа каналов между
населенными пунктами
Перед тем как строить план проведения ВОЛС, были выбраны села с население больше 500 человек: с.Кобяй (население 2570), с.Аргас (население 616), с.Сегян-Кюёль (население 765), с.Мастах (население 577), с.Сайылык (население 1156), с.Чагда (население 543) и районный центр п. Сангар (население 4789).
Количество населения в заданном пункте и его подчиненных окрестностях с учетом среднего прироста населения определяется по следующей формуле:
< = Н0 • (1 + —У,
г 0 V 100/ '
Н = Н0 • (1 +
Период времени 1 определяется по формуле (1.2):
t = 5 + (tm -
Количество телефонных каналов определяется по формуле (1.3):
( тать \ птф = ^Ат ((та + ть)/ Таблица 1. Выбор сел
Название села: Количество Количество Количество
населения в абонентов в зоне телефонных
заданном пункте АМТС (аб) каналов (от п.
(чел) Сангара)
п. Сангар 5365 1609 -
с. Кобяй 2879 864 2
с. Аргас 690 207 1
с. Сегян-Кюёль: 857 257 1
с. Мастах: 646 194 1
с. Сайылык: 1295 388 1
с. Чагда: 608 182 1
Также нужно рассчитать число каналов для телефонной связи между заданными оконечными пунктами, но кроме телефонных каналов необходимо организовать каналы, позволяющие передавать другие виды сообщений. Общее число каналов между двумя междугородними станциями заданных пунктов определяется по формуле (1.5):
пл=п, +п +п +пА+п
об тф тг пв пд тр
Таблица 2. Общее число каналов
Название села: Общее число каналов:
До с. Кобяй: 1622 кан
До с. Аргас, с. Сегян-Кюёль, с.Мастах, с. Сайылык, с. Чагда: 1611 кан.
Таким образом, для передачи сообщений между п. Сангар и с .Кобяй требуется 1622 каналов, а в остальных сёлах по 1611.
Выбор системы передачи и кабеля
Для реализации 1622 каналов между селами необходимо использовать систему передачи QBM-7400, реализующую технологию SDH, при этом на первом этапе будет задействовано 1622, а 5938 останется в резерве на дальнейшие развитие. В проекте будет использован транспортный уровень STМ-4, в таблице 3 приведены характеристика системы передачи STМ-4. Таблица 3. Характеристика системы передачи STМ-4
Характеристика Значение
Число каналов ТЧ 7560
Скорость передачи, Мбит/с 622,08
Тип источника излучения Лазерный диод
Расстояние между ОРП, км 155
Выбор оптического кабеля (ОК) обуславливается условием прокладки ОК, типом волокна, а также числом волокон.
В данном проекте кабель прокладывается непосредственно в грунт, а также предусмотрены переходы через реки.
В проекте необходимо использовать оптический кабель FOTECH FO -AMW-CT-PVC-24-G.652.D-7[4]
Таблица 4. Технические характеристики кабеля FOTECH FO-IPE-MSP-PVC-6x8-G.652.D-6
Тип кабеля: Подвесной самонесущий
Конструкция: 1. Оптические волокна 2. Гидрофобный заполнитель 3. Центральный оптический модуль 4. Бронепокров 5. Наружная оболчка из ПЭ
Количество волокон: 24
Тип волокон: одномодовое SMF, G.652
Диаметр кабеля, мм: 10,7
Вес кабеля, кг/км: 211
Допустимое растягивающее усилие, кН: 7
Стойкость к раздавливанию, кН/см: Не менее 0.7
Температура монтажа: -10°С до +50°С
Температура эксплуатации: -40°С до +50°С
Длина на барабане, м: 4000
Выбор и характеристика трассы ВОЛС
Выбор трассы ВОЛС определяется расположением пунктов. Исходя из требований как: протяженность трассы, наличие и сложность пересечения рек, характер местности, почв, грунтовых вод, возможность применения механизированной прокладки, возможность и условия доставки материалов, оборудования на трассу, возможность размещения обслуживающего персонала, предпочтение отдается прокладке кабеля вдоль автомобильных дорог.
1) Прокладка ВОЛС из Намца в районный центр:
Таблица 5. Трасса и протяженность (Намцы- п. Сангар) Трасса ВОЛС Протяженность
с. Намцы - п. Булус 69 км
п.Булус - с.Ситте 79 км
с. Ситте - берег р.Лена 53 км
Берег р. Лена - п.Сангар 6,20 км
По маршруту автомобильной дороги прокладывается ОК - с. Намцы -п.Булус (69 км).
С поселка Булус рокладывается до села Ситте (79 км).
Поскольку до нужного пункта (с с. Ситте до пункта перевода через реку) нет дорог вырубаем просеку (на 53 км в длину 12 м ширину). Общая площадь просеки составляет 64 Га.
Прокладка ВОЛС через водные препятствия возможна способом горизонтально-направленного бурения, которое осуществляется в три этапа: бурение пилотной скважины, последовательное ее расширение и протягивание трубопровода для оптоволоконного кабеля.
2) Прокладка ВОЛС из районного центра в населенные пункты:
Таблица 6. Трасса и протяженность (из районного центра в населенные пункт)
Трасса ВОЛС Протяженность
с. Ситте - с. Кобяй 79 км
с. Кобяй - с.Чагда 58.6 км
с. Чагда - с. Мастах 76.5 км
с. Мастах - с. Сайылык 30 км
п. Сангар- с.Кальвица-с.Аргас 44 км
п. Сангар до с.Сегян-Кюёль 175 км
Таким образом, длина оптоволокна составляет примерно: Таблица 7. Длина оптоволокна_
Маршрут Длина оптоволокна В общем
Намцы - п. Сангар 209,5 км
с. Ситте - с. Кобяй, с. 244 км
Кобяй - с.Чагда,
с.Чагда - с.Мастах,
с.Мастах - с. 672.5 км
Сайылык
п.Сангар - с. 44 км
Кальвица - с. Аргас:
п. Сангар - с. Сегян- 175 км
Кюёль
Расчет ослабления сигнала в оптическом волокне
Коэффициент затухания определяется по формуле:
а « ар + ак
Длина регенерационного участка по затуханию рассчитывается по формуле:
(Po-Pk min - an - 2 • ap) • 1c
an + a • lc
Уширение импульса, отнесенное к 1 км, называют дисперсией. Для одномодового волокна дисперсия рассчитывается по формуле:
т = ДА - [М(А) + В(А)], Длина регенерационного участка по дисперсии определяется по формуле:
Таблица 8. Расчет ослабления сигнала Расчет ослабления сигнала Значения
Коэффициент затухания 0,655 дБ/км
Длина регенерационного участка 65,3 км
Уширение импульса 6 пс/км
Длина регенерационного 133,80 км
Фактическая длина регенерационных участков для каждой секции ОП-ОРП определяется по формуле:
1
факт
1оп-орп
П
ру
Количество муфт на участке регенерации определяется как:
К
п =
-"рег
- 1
Таблица 9. Количество муфт
cd
Маршрут Фактическая длина Количество муфт на Общее
регенерационных участке регенерации количество
участков муфт
Намцы - п. 52,25 13
Сангар
с. Ситте - с. 61 15
Кобяй, с. Кобяй
- с.Чагда, 52 муфт
с.Чагда -
с.Мастах,
с.Мастах - с.
Сайылык
п.Сангар - с. 44 10
Кальвица - с.
Аргас:
п. Сангар - с. 58,3 14
Сегян-Кюёль
Расходы и окупаемость проекта ВОЛС
Таблица 10. Расходы проекта
Расходные материалы Стоимость
Оптоволокно (672500 м) 34 768 250 руб
Стоимость просеки (Просека + затраты на рабочих) 3 500 000 руб
Прокладка волоконно-оптических кабелей в грунтах III группы (Стоимость на единицу измерения в базисных ценах - 20624, накладные расходы 933 000 руб) 14 802 640 руб
Цена за устройства: Муфта оптическая Ztong GJS-6008 системы передачи, стоимость трубопроводов и.т.д 2 153 912 руб.
Итого 55 224 802 руб
Общий расход составляет 55 224 802 руб.
Общая численность населения 12 280 чел.
Считая, что одна семья состоит из 3 чел., рассчитываем количество семей:
N = 12 280 : 3 = 4094 семей
™ П/ „ 4094X30 „ППГ4
30 % проникновения - N =-=1229
^ 100
Средняя стоимость тарифа 1500 руб./мес.
Средний доход за год:
1229x1500x12= 22 122 000 руб.
Срок окупаемости:
55 224 802
-= 2,49 « 2, 5
22 122 000
Через 2 года и 6 месяцев проект полностью окупится. За это время доход составит 55 305 000 и покроет расходы.
Заключение
В данной статье был произведен расчет количества каналов передачи между крупными селами в Кобяйском улусе; был произведен выбор системы передачи - QBM-7400 STM-4; был произведен выбор трассы, оборудования, кабеля - FOTECH FO-AMW-CT-PVC-24-G.652.D-7; были рассчитаны ослабления сигнала в оптическом волокне ; и, в заключении, был произведен расчет окупаемости, в ходе которого было установлено, что данный проект строительства ВОЛС окупается примерно через 2,5 года.
Использованные источники: 1. Протопопова В.Ф Леонтьев Н.А - ПРОБЛЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ВЫСОКОСКОРОСТНЫМ ДОСТУПОМ К СЕТИ ИНТЕРНЕТ УСТЬ-МАЙСКОГО УЛУСА ЯКУТИ. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=29671866
