"Оптичні та перспективні проводові лінії зв’язку"

для підготовки бакалаврів за напрямом

0924 "Телекомунікації"

Êè¿â - 2002

схвалено на засіданні кафедри 12.09.2002 р.

методичною радою ДУІКТ до друку

від 19.09.2002 р.,

Дане методичне керівництво розроблене для самостійного вивчення студентами заочної форми навчання курсу “Оптичні та перспективні проводові лінії зв’язку” (ОППЛЗ).

Методичне керівництво містить у собі викладення мети та задач курсу, викреслення окремих частин курсу, основних тем, розділів та підрозділів, як це викладається під час проведення лекційних занять. Для кожної теми викреслені окремі частини курсу, основні теми, розділи та підрозділи, так як вони викладаються під час лекційних занять. Матеріал викладено з єдиних позицій та у зв`язку з іншими предметами фахової підготовки. В методичному керівництві також вказана основна та допоміжна рекомендована література.

Методичне керівництво складено у відповідності з навчальною програмою курсу “Оптичні та перспективні проводові лінії зв’язку” для денної та заочної форм навчання студентів факультету ІМЗ.

Дисципліна “Оптичні та перспективні проводові лінії зв’язку” відноситься до категорії дисциплін фахової підготовки. Метою курсу є засвоєння основ побудови місцевих мереж зв`язку, вивчення конструкцій та параметрів кабелів зв`язку, конструкції кабельної каналізації, ознайомлення з методами будівництва, монтажу та технічної експлуатації лінійних споруд на міських телефонних мережах (МТМ), отримання базових знань з волоконної оптики для подальшого її вивчення, набування практичних навичок в проектуванні з’єднувальних та абонентських ліній МТМ, необхідних для інженерної діяльності.

Після вивчення курсу студент повинен знати:

• системи побудови з’єднувальних та абонентських ліній МТМ;
• конструкції та маркування кабелів МТМ;
• конструкції оглядових пристроїв кабельної каналізації та пристроїв підтримання кабелів під надлишковим повітряним тиском;
• параметри передачі кабельних ланцюгів та методи їх вимірювання;
• основи теорії електромагнітних впливів між ланцюгами та інженерні засоби захисту від таких впливів;
• джерела небезпечних та заважаючих зовнішніх впливів на кабелі зв`язку та захист від таких впливів;
• сучасний стан технології будівництва, монтажу та технічної експлуатації лінійних споруд зв`язку на МТМ;
• основи роботи волокнно-оптичних систем зв’язку, конструкції волоконних світловодів та оптичних кабелів, їх параметрі.

В результаті вивчення курсу студент повинен вміти:

• самостійно вирішувати завдання з проектування міжстанційної та абонентської мережі;
• проводити розрахунки параметрів передачі, взаємних та зовнішніх впливів;
• використовувати основні формули для розрахунків параметрів надійності лінійних споруд зв’язку.

Місце лінійних споруд зв’язку на МТМ. Проблеми вдосконалення процесів проектування, будівництва та експлуатації лінійних споруд зв’язку на МТМ. Нові напрямки розвитку техніки лінійних споруд у найбільш розвинутих країнах світу.

Структура МТМ. Призначення комутаційних споруд. Призначення лінійних споруд. Типи ліній на МТМ. Системи побудови МТМ (районована та нерайонована), їх переваги та недоліки, умови застосування. Особливості застосування для електронних АТС.

Системи побудови з’єднувальних ліній - “кожна з кожною”, “з ВВП”, “з ВВП та ВВихП”. Їх структура, переваги та недоліки, умови застосування (загальна номерна ємність МТМ). Особливості застосування різних систем побудови з’єднувальних ліній при використанні електронних АТС.

Логічний зв’язок між системою нумерації та системою побудови МТМ (системою побудови з’єднувальних ліній). Складові системи нумерації при нерайонованій системі побудови МТМ. Складові системи нумерації при системах побудови з’єднувальних ліній “кожна з кожною”, “з ВВП”, “з ВВП та ВВихП”.

Зв’язок між максимальною загальною номерною ємністю МТМ для даної системою побудови з’єднувальних ліній та нумерацією на МТМ. Нумерація при внутрішньозоновому зв’язку. Нумерація при міжміському зв’язку. Нумерація при міжнародному зв’язку.

Бесшкафна система побудови абонентських ліній та два її різновиди - система безпосереднього зв’язку та система прямого живлення. Їх схеми, переваги, недоліки, умови застосування. Шкафна система побудови абонентських ліній. Її схема, переваги, недоліки, умови застосування. Комбінована система побудови абонентських ліній, як найбільш досконалий симбіоз двох попередніх. Її схема, особливості застосування. Експлуатаційний запас пар в кабелях зони прямого живлення, магістральних та розподільчих кабелях. Особливості побудови абонентських ліній при використанні електронних АТС.

Аналогові та цифрові багатоканальні системи передачі. Принципи передавання інформації, переваги та недоліки, перспективи використання. Міжстанційні та абонентські системи передачі. Основні системи передачі, що використовуються на мережах зв’язку України.

Схеми розподілу загасання при внутрішньоміському та міжміському зв’язку. Норми загасання на абонентській лінії, з’єднувальній лінії та міжміській лінії.

1. Чому при застосуванні електронної АТС нерайонована система побудови МТМ може бути використана і при загальній номерній ємності більше 10 тис. номерів ?
2. Від чого залежить система побудови з’єднувальних ліній окрім загальної номерної ємності МТМ ?
3. Чому система побудова з’єднувальних ліній “кожна з кожною” може використовуватись при загальній номерній ємності МТМ до 80 тис. номерів, а не до 100 тис. ?
4. Чому експлуатаційний запас пар в розподільчих кабелях більший ніж в магістральних ?
5. З яких причин в останні роки цифрові системи передачі використовуються частіше ніж аналогові ?
6. Навіщо нормується загасання абонентської лінії ?

[1] - глава 1; [2] - глава 2; [3] - глава 1; [4] - розділ 1, 3.

Основні елементи конструкцій мідних кабелів зв’язку - струмоведучі жили, ізоляція, скрутка в елементарні групи, структура (скрутка) осердя, гідрофобний заповнювач, поясна ізоляція, екран, оболонка, бронепокриття, зовнішні покрови. Їх матеріали, конструкції, умови використання.

Відображення конструкції кабелю зв’язку у його маркуванні. Маркування симетричних кабелів зв’язку. Маркування коаксіальних кабелів зв’язку. Приклади маркування.

Міжстанційні кабелі зв’язку - основні типи, конструкції, марки (МКСАШп) та умови використання. Абонентські кабелі зв’язку - основні типи, конструкції, марки (ТППэп, ТГ, ТЗАШп) та умови використання. Станційні кабелі зв’язку - основний тип, конструкції, марки (ТСВ) та умови використання. Кабелі та проводи абонентської проводки - основні типи, конструкції, марки (ТРП, ПРППМ, ЛТР-В) та умови використання. Провід кросувальний (ПКСВ) - конструкції, умови використання.

1. Чому в сучасних телефонних кабелях використовується алюмо-поліетиленовий екран, а не алюмінієвий ?
2. Розкажіть про конструкції кабелів по їх маркам: ТППэп, МКСАШп, ТГ, ТСВ, ПРППМ.
3. Чому кабелі типу ТЗ можуть використовуватись і як абонентські і як міжстанційні ?

[1] - глава 2; [2] - глава 3; [3] - глава 13; [4] - розділ 4.

Визначення кабельної каналізації. Складові частини кабельної каналізації. Умови її використання. Вимоги до кабельної каналізації (довговічність, механічна міцність, водо- та газонепроникливість, хімічна стійкість, гладка внутрішня поверхня трубопроводів, гнучкість трубопроводів, простота конструкції та монтажу, технологічність, економічність, можливість реконструкції) та фактори які їх викликають.

Матеріали та конструкції основних типів трубопроводів (бетонних, азбесто-цементних, поліетиленових, сталевих, керамічних). Переваги та недоліки, методи монтажу, перспективи подальшого застосування.

Призначення оглядових пристроїв. Основні типи оглядових пристроїв - колодязі, колектори, тунелі, шахти АТС. Конструкції, матеріали та ємність колодязів кабельного зв’язку (типу ККС). Обладнання колодязів (кронштейни, консолі, консольні крюки). Проблеми використання колодязів на мережах МТМ. Засоби їх герметизації та засувні пристрої. Колектори, їх призначення конструкції та внутрішнє обладнання. Колектори малого перерізу - зчіпки. Тунелі, умови прокладання в них кабелів зв’язку. Шахти АТС, як найбільші оглядові пристрої. Їх призначення, конструкції, внутрішнє обладнання та методи герметизації.

1. Чому до кабелів зв’язку ставляться наступні вимоги: гладка внутрішня поверхня, гнучкість, газонепроникливість ?
2. Чому найбільш перспективними є поліетиленові трубопроводи кабельної каналізації ?
3. Чим відрізняться колодязі кабельної каналізації від колекторів ?

[1] - глава 7; [2] - глава 4; [3] - глава 2, 3, 4; [4] - розділ 4.

Кінцеві кабельні пристрої з боку АТС (рамки з розділюючими пружинами, плати захисту). Їх призначення, конструкції, ємність та об’єднання в смуги. Принципи захисту станційного обладнання від наднапруги та надлишкових струмів. Розподільчі кінцеві кабельні пристрої з боку абонента (розподільчі шкапи, кабельні бокси, плінти, розподільчі коробки). Їх призначення, конструкції, ємність, методи встановлення та монтажу. Перехідні захисні кінцеві кабельні пристрої з боку абонента (кабельні ящики, абонентські захисні пристрої). Їх призначення, конструкції та ємність. Елементи захисту користувачів та абонентських терміналів від наднапруги та надлишкових струмів.

Визначення абонентських пунктів. Призначення абонентської проводки. Кабелі та проводи, що використовуються у якості абонентської проводки. Методи їх монтажу. Таксофонні пункти та їх обладнання. Кабельні вводи в таксофонні пункти.

1. В яких випадках в кросовому обладнанні АТС використовуються рамки з розділюючими пружинами, а в яких плати захисту ?
2. Які кабелі використовуються у якості абонентської проводки при живленні телефонних апаратів та таксофонів ?

[2] - глава 5, 6; [3] - глава 13; [4] - розділ 5.

Три типи кабельного вводу до шахти АТС - через станційний колодязь, через станційний колодязь та тунель, через колектор. Три способи організації лінійного вводу до АТС - через приямок, через шахту, через шахту та перчаточну. Обладнання шахт АТС. Станційні кабелі. Обладнання приміщення кросу. Повітряні та кабельні вводи до житлових будинків. Три способи кабельного вводу до житлового будинку - через сціпки, через кабельну каналізацію в підвал, з кабельної каналізації на стіни будинків. Внутрішні проводки в будинках.

Визначення системи підтримання кабелів під надлишковим тиском (ПКТ). Призначення системи ПКТ та її об’єкти. Секції контролю герметичності кабелю. Встановлення газонепроникнених муфт. Основне обладнання ПКТ на МТМ - устаткування КСУ. Призначення обладнання КСУ, його обладнання, функціональна схема та принцип дії.

1. Від чого залежить вибір того чи іншого способу організації лінійного вводу до АТС ?
2. Вкажіть місця розташування газонепроникнених муфт при створенні секції контролю герметичності на магістральних кабелях, кабелях зони прямого живлення та на міжстанційних кабелях.

[1] - глава 7, 8; [2] - глава 7, 8; [3] - глава 4, 13; [4] - розділ 4.

Визначення надійності системи МТМ. Основні терміни та параметри надійності (відмова, несправність, параметр потоку відмов, середній час відновлення зв’язку, середній час поміж відмовами, коефіцієнт готовності, вірогідність безвідмовної роботи, коефіцієнт оперативної готовності, надійність) їх визначення та розрахункові формули. Заходи підвищення надійності лінійних споруд зв’язку на МТМ.

Первинні параметри передавання (активний опір, індуктивність, ємність, провідність ізоляції). Їх фізична суть, розрахункові формули для низьких та високих частот, одиниці виміру, графікі частотних залежностей. Вторинні параметри передавання (коефіцієнт загасання, коефіцієнт фази, хвильовий опір, швидкість розповсюдження). Їх фізична суть, розрахункові формули для низьких та високих частот, одиниці виміру, графікі частотних залежностей.

1. Які параметри надійності зміняться якщо відновлювальні роботи при одному з пошкоджень кабельної лінії будуть проводитися вдвічі довше ніж усі інші ?
2. Поясніть, чому зі зростанням частоти хвильовий опір буде спочатку зменшуватися досить різко, а потім майже не змінюватиметься.

[1] - глава 3; [2] - глава 8, 9.

Механізм виникнення взаємних впливів між двома ланцюгами внаслідок дії електричного поля (електричний вплив). Механізм виникнення взаємних впливів між двома ланцюгами внаслідок дії магнітного поля (магнітний вплив). Залежність величини струмів електричного та магнітного впливів від частоти. Ланцюг, що впливає та ланцюг, що підпадає під вплив.

Еквівалентна схема електричного та магнітного зв’язків між ланцюгами на ділянці лінії. Струми в ланцюгу, що підпадає під вплив, внаслідок електричного та магнітного впливів. Визначення та визначні формули для електричного та магнітного зв’язку. Первинні параметри впливів, їх одиниці виміру. Еквівалентна схема електричного зв’язку між парами в четвірці. Визначення, фізична суть та формули для ємнісного зв’язку та активної складової електричного зв’язку. Еквівалентна схема магнітного зв’язку між парами в четвірці. Визначення, фізична суть та формули для індуктивного зв’язку та активної складової магнітного зв’язку. Значимість окремих первинних параметрів на низьких та високих частотах.

Коефіцієнт електромагнітного зв’язку на близькому кінці та коефіцієнт електромагнітного зв’язку на дальньому кінці. Виведення формул та фізична суть. Визначення передаточної функція впливу на близькому кінці та передаточної функція впливу на дальньому кінці. Основні рівняння впливів - запис формул для передаточних функцій на близькому та дальньому кінці через коефіцієнт електромагнітного зв’язку на близькому та дальньому кінці. Вплив через треті ланцюги. Впливи між коаксіальними ланцюгами.

Еквівалентна схема впливу між ланцюгами на всій лінії. Вторинні параметри впливів - перехідне загасання на близькому кінці, перехідне загасання на дальньому кінці та захищеність (дальньому кінці). Вирази через напруги, потужності та рівні потужностей. Захищеність на близькому кінці - схема та вираз.

Залежність вторинних параметрів впливів від частоти для симетричних та коаксіальних кабелів зв’язку. Графіки та пояснення фізичних процесів. Залежність вторинних параметрів впливів від довжини лінії. Графіки та пояснення фізичних процесів.

Норми взаємних впливів для коаксіальних кабелів. Норми взаємних впливів для симетричних низькочастотних кабелів. Норми взаємних впливів для симетричних високочастотних кабелів (при роботі аналогових та цифрових систем передачі).

Визначення симетрування. Необхідність його проведення в реальних умовах будівництва та експлуатації кабельних ліній. Симетрування зхрещуванням. Засоби проведення, фізична суть, оператори зхрещування, частотний діапазон, переваги та недоліки. Конденсаторне симетрування. Засоби проведення, фізична суть, частотний діапазон, переваги та недоліки. Симетрування контурами протизв’язку. Засоби проведення, фізична суть, вибір схеми, частотний діапазон, переваги та недоліки.

Призначення екранів та об’єкти екранування. Основні типи екранів - електростатичні, магнітостатичні та електромагнітні. Їх конструкції, спосіб дії та частотний діапазон. Залежність ефективності екранування різних типів екранів від матеріалу та конструкції. Основні параметри екранів - коефіцієнт екранування та затухання екранування.

1. Поясніть, як і чому буде змінюватись електричний та магнітний вплив між ланцюгами кабелю зв’язку зі зростанням частоти ?
2. Чому між парами однієї четвірки існує ємнісний та індуктивний зв’язок і чому вони збільшуються зі зростанням частоти ?
3. Чому на ділянці dx електромагнітні впливи на ближньому кінці будуть більші ніж на дальньому ?
4. Який з вторинних параметрів впливів (перехідне загасання близькому кінці, перехідне загасання на дальньому кінці чи захищеність) і чому буде найбільшим і який найменшим за абсолютним значенням ?
5. Чому зі зростанням довжини ліній перехідне загасання на дальньому кінці спочатку зменшується а потім зростає ?
6. Чому норми на параметри взаємних впливів для кабелів при використання цифрових систем передачі нижчі ніж при використанні аналогових систем передачі ?
7. До яких типів екранів (електростатичного, магнітостатичного чи електромагнітного) найбільше підходять екрани з алюмінієвої фольги та зі сталевих стрічок ?

[1] - глава 4; [2] - глава 9.

Визначення небезпечних та заважаючих впливів. Джерела зовнішніх електромагнітних впливів. Характер їх впливів на лінійно-кабельні споруди та частотний діапазон.

Характеристики каналу блискавки. Небезпечні впливи блискавки на повітряні лінії зв’язку. Небезпечні впливи блискавки на кабельні лінії зв’язку - прямий удар та попадання струмів блискавки на металеві елементи кабелів. Засоби захисту повітряних та кабельних ліній зв’язку від ударів блискавки.

Електричні характеристики високовольтних ліній електропередачі та контактних мереж залізниць. Небезпечні та заважаючі впливи високовольтних електромереж на повітряні лінії зв’язку. Небезпечні та заважаючі впливи високовольтних електромереж на кабельні лінії зв’язку. Засоби захисту повітряних та кабельних ліній зв’язку від небезпечних та заважаючих впливів електромереж.

Розподіл передаючих радіостанцій по частотному діапазону. Заважаючі впливи передаючих радіостанцій на повітряні та кабельні лінії зв’язку (особливо на вертикально розташовані кабелі при кабельних вводах). Засоби захисту кабельних ліній зв’язку від заважаючих впливів передаючих радіостанцій. Зона впливу передаючих радіостанцій на кабелі зі свинцевими, сталевими та алюмінієвими оболонками. Необхідність використання пайки при з’єднанні струмоведучих жил кабелів в зоні впливу передаючих радіостанцій.

1. Які з зовнішніх джерел можуть чинити заважаючі електромагнітні впливи ?
2. Які засоби дозволяють захистити кабельні лінії зв’язку при прямому попаданні блискавки?
3. В чому різниці впливів лінії електропередавання на кабельні та повітряні лінії зв’язку ?
4. Чому в зоні впливу передаючих радіостанцій необхідно з’єднувати струмоведучі жил кабелів за допомогою пайки ?

[1] - глава 5.

Визначення корозії. Межкристалітна корозія. Умови виникнення, механізм дії та міри захисту. Грунтова (електрохімічна) корозія. Умови виникнення та механізм дії. Макрогальванічні пари, швидкість протікання корозійних процесів. Корозія блукаючими струмами. Умови виникнення та механізм дії. Катодна, анодна та знакозмінна зона на кабелях.

Пасивні та активні методи захисту кабелів зв’язку від корозії. Електричний дренаж (прямий та поляризований) - схема підключення та принцип дії. Катодний захист - схема підключення та принцип дії. Протекторний захист - схема підключення, принцип дії, матеріал протектора.

1. Які матеріали кабельних оболонок найбільш доступні до впливу корозії у кислотних середовищах, а які в лужних середовищах ?
2. У яких випадках застосовується прямий електричний дренаж, а яких поляризований ?

[1] - глава 5; [3] - глава 13.

Техніка безпеки при проведення будівельних робіт в кабельній каналізації. Заготовка каналів та колодязів кабельної каналізації. Пристрої, що використовуються для заготовки. Затягування кабелів в канали кабельної каналізації - технологія та засоби, що використовуються. Особливості прокладання кабелів зі свинцевими та поліетиленовими оболонками. Вкладання кабелів по профілю колодязя.

Типи муфт, що використовуються для зрощування будівельних довжин кабелів зв’язку. Підготовка кабелів до монтажу. Перевірка кабелю на обрив жил, та сполучення їх між собою. Перевірка кабелю на герметичність. Перевірка опору ізоляції жил кабелю. Зрощування мідних жил. Нові методи зрощування струмоведучих жил, за допомогою механічних з’єднувачів (однопарних або багатопарних). Відновлення кабельних оболонок.

Завдання технічної експлуатації на МТМ. Структура підрозділів технічної експлуатації лінійно-кабельних споруд на МТМ. Види робіт, що виконуються підрозділів технічної експлуатації лінійно-кабельних споруд. Ремонт та його види (поточний та капітальний). Метод роздільної експлуатації лінійно-кабельних споруд на МТМ. Функції бюро ремонту. Види пошкоджень - апаратні, лінійно-абонентські, кабельні. Випробувально-вимірювальні столи, їх функціональне призначення та функціональна схема. Призначення окремих елементів випробувально-вимірювальних столів.

Параметри кабелів зв’язку, що підлягають вимірюванню під час будівництва, монтажу та експлуатації. Основне вимірювальне обладнання. Два основні способи вимірювання відстані до місця пошкодження - на постійному струмі та імпульсним методом. Методи вимірювання відстані до місця пошкодження на постійному струмі (приладом ПКП). Вимірювання відстані до місця пошкодження імпульсним методом (приладами типу Р5-...).

1. Що повинно знаходитись і чому між вушком чулка та затягуючим тросом при затягуванні кабелю в канал кабельної каналізації ?
2. Як перевірити поліетиленову муфту на герметичність після закінчення монтажу ?
3. Які види робіт проводяться під час поточного та капітального ремонтів на кабельних лініях зв’язку ?
4. За яким принципом вимірюється відстань до місця пошкодження (обриву чи короткого замикання) на постійному струмі за допомогою приладу ПКП ?

[1] - глава 7, 8; [3] - глава 7, 11, 13; [4] - розділ 4.

Ìàëèé êîåô³ö³ºíò çàãàñàííÿ òà âåëèêà øèðèíà ñìóãè ïðîïóñêàííÿ – îñíîâí³ ïåðåâàãè ÂÎÑÇ. ³äñóòí³ñòü âçàºìíèõ òà çîâí³øí³õ åëåêòðîìàãí³òíèõ âïëèâ³â íà îïòè÷í³ âîëîêíà. Õîðîø³ òåõí³êî-åêîíîì³÷í³ ïîêàçíèêè ÂÎÑÇ. Íåäîë³êè ïîâ’ÿçàí³ ç ìåõàí³÷íîþ êðèõê³ñòþ âîëîêîí â îïòè÷íèõ êàáåëÿõ, à òàêîæ ñêëàäí³ñòþ òà â³äíîñíî âèñîêîþ âàðò³ñòþ îïòîåëåêòðîííèõ êîìïîíåíò³â.

Структурна схема волоконно-оптичного зв'язку. Основні компоненти ВОСЗ. Технічні вимоги до електронно-оптичного перетворювача. Технічні вимоги до опто-електронного перетворювача. Технічні вимоги до волоконно-оптичного кабелю. Технічні вимоги до інших компонентів лінійного тракту. Вимоги до лінійного коду.

Променева трактова теорії передавання по ВС. Геометричні параметри ВС(діаметр серцевини та оболонки, некруглість серцевини та оболонки, ексцентриситет серцевини та оболонки). Оптичні параметри ВС (показник заломлення, груповий показник заломлення, діаметр модового поля, профіль показника заломлення). Параметри передаванні ВС (коефіцієнт загасання, міжмодова дисперсія, хроматична дисперсія, коефіцієнт широкосмуговості). Основні типи ВС згідно Рекомендацій ITU-T (G.651, G.652, G.653, G.654, G.655).

Основні технічні вимоги до ОК. Узагальнена конструкція ОК і її основні елементи. Основні типи осердь ОК (модульний, з профільованим осердям, трубчатий, стрічковий) та їх композиції. Конструкції оболонок та захисних покровів. Конструкції кабелів для прокладання в каналах кабельної каналізації. Конструкції кабелів для прокладання безпосередньо в ґрунті. Конструкції кабелів для підвішування на опорах повітряних ліній зв’язку. Конструкції кабелів для підвішування на опорах ЛЕП. Конструкції кабелів для прокладання через водні перешкоди.

[5] - глави 1-4; [6] - глави 8-11.