eng
TS_pub
technospheramag
technospheramag
ТЕХНОСФЕРА_РИЦ
Выпуск #7/2016
С.Гусевa, Г.Кирюшин
Микротехнологии в строительстве ВОЛС: универсальность, модернизируемость, экономичность
Микротехнологии в строительстве ВОЛС: универсальность, модернизируемость, экономичность
Просмотры: 2296
Строительство ВОЛС на основе пневмопрокладки оптических микрокабелей в транспортную многоканальную коммуникацию позволяет быстро и экономично развивать телекоммуникационные сети. Одним из первых примеров реализации такого метода создания волоконно-оптической инфраструктуры в России стал проект АО "СМАРТС".
Теги: air-driven cable laying construction of communication lines intelligent transport systems optical microcables protective plastic tubes защитные пластиковые трубки интеллектуальные транспортные системы оптические микрокабели пневмопрокладка кабелей строительство линий связи
Человечество уже живет в эру цифровых технологий и стремительно приближается к эпохе "Интернета всего" (IoE). Пропускная способность существующих сетей связи на основе медных кабелей больше не отвечает современным требованиям, и на смену меди во всем мире пришли волоконно-оптические магистрали и сети доступа. Отвечая на вызовы времени, сегодня телекоммуникационные компании предоставляют широкий спектр услуг, о которых еще недавно можно было только мечтать. Чтобы их обеспечить, операторы связи должны постоянно увеличивать пропускную способность своих сетей.
Во многих странах разработаны и успешно воплощаются в жизнь национальные программы по предоставлению большинству населения доступа в телекоммуникационные сети на скорости до 100 Мбит/сек. Названия этих программ по большей части схожи, и все они ориентированы на устранение так называемого цифрового неравенства. При реализации этих программ важнейшими задачами операторов связи становятся как увеличение скорости строительства, так и снижение затрат на строительно-монтажные работы.
Еще одним немаловажным трендом является повышение требований к сохранению окружающей среды при строительстве. Во многих странах приняты принципиальные решения освободить крупные города от большого количества воздушных кабелей и использовать максимально щадящие методы строительства линий связи. Такие методы должны минимально воздействовать на дорожное движение, окружающую среду, а также обеспечить большую скорость строительства.
Сотни тысяч километров телекоммуникационной инфраструктуры сегодня строятся с использованием непосредственной прокладки в грунт, горизонтального бурения, протягивания кабеля во вновь построенной или существующей кабельной канализации. Часто новые кабели добавляются к уже существующим коммуникациям на тех направлениях, которые использовались и усиливались десятилетиями. Нередки случаи, когда при прокладке новых кабельных каналов или попытках уплотнения существующих нарушается функционирование работающих телекоммуникационных, а также силовых, газовых, водопроводных и прочих магистралей. Решить проблемы с существующими и новыми коммуникациями, снизить воздействие на окружающую среду, минимизировать время организации связи могут прогрессивные инженерные решения.
В настоящее время в России наиболее распространены два способа строительства линейных сооружений связи, имеющие значительные недостатки. Первый – прокладка кабеля непосредственно в грунт. При этом затрагиваются интересы многочисленных владельцев земли, доступ к ВОЛС получается ограниченным, само строительство – высокозатратным. К тому же наблюдается высокая аварийность, зачастую в сочетании со сложностью доступа для ремонта и восстановления.
Второй распространенный способ – подвес на опорах линий электропередачи, однако при кажущейся "элегантности" и он не лишен недостатков. Нельзя подвешивать много кабелей, нередки обрывы линий и падение опор. Доступ к опорам ограничен и жестко регламентируется их владельцами. Кроме того, там, где отсутствуют опоры, данный способ неприменим.
В отличие от упомянутых традиционных решений более удачным способом создания надежных в эксплуатации линейных сооружений является прокладка транспортной многоканальной коммуникации (ТМК) в существующей инфраструктуре автомобильных дорог, набирающая все большую популярность в разных странах мира. Фрезерной установкой в дорожном покрытии прорезается минитраншея шириной до 10 см и глубиной до 60 см, в которую одновременно укладываются пакеты микротрубок из пластика (рис.1).
Далее последовательно производится монтаж сборных пластиковых кабельных колодцев. В образованную таким образом канализацию методом пневмопрокладки (рис.2) задуваются оптические кабели (ОК). Важно подчеркнуть, что весь строительный процесс осуществляется без остановки дорожного движения.
Сама по себе прокладка оптических кабелей в пластиковые трубы методом пневмозадувки не является чем-то принципиально новым. Однако освоение производства оптических микрокабелей большой емкости и супермалого диаметра (до 10 мм) дало новый толчок развитию микротехнологий в строительстве линий связи, позволяющих успешно решать описанные выше задачи. К примеру, компания Nestor Cables (гор. Оулу, Финляндия), один из ведущих изготовителей кабельной продукции в Европейском Союзе, производит сегодня широкую линейку таких ОК емкостью от 2 до 288 оптических волокон (ОВ) с диаметром по оболочке от 2 до 10 мм. Один из типов такого микрокабеля представлен на рис.3.
Наряду с микрокабелями на основе стандартных ОВ с диаметром защитного акрилатного покрытия 250 мкм компания производит и микрокабели с волокнами с диаметром покрытия 200 мкм, что позволяет еще больше увеличить емкость микрокабелей, сохранив их диаметр.
Прокладка ОК в микротрубки с использованием микротраншей (рис.4) позволяет перемещать меньше грунта при строительстве, снизить расходы на восстановление поверхности и обеспечивает большую гибкость использования перегруженных трасс. К тому же такая технология позволяет применить меньшее по габаритам и более простое оборудование для создания траншей и прокладки канализации.
Дальнейшее расширение емкости или модернизация ВОЛС, проложенной в ТМК, осуществляются с минимальными затратами – путем выполнения работ по пневмопрокладке кабеля. При этом не требуется выполнения земляных работ, за счет чего существенно экономится время. Стоимость такого расширения составляет не более 20% общей стоимости нового альтернативного строительства.
Одним из первых примеров реализации магистрального строительства волоконно-оптической инфраструктуры микротраншейным способом в России стал проект АО "СМАРТС". Он имеет конечной целью создание и эксплуатацию сверхмощной общедоступной высокорентабельной телекоммуникационной инфраструктуры для построения ВОЛС и предоставления всего спектра современных и перспективных телекоммуникационных услуг операторами связи. Данный проект также призван решить задачу построения сетей технологической связи и интеллектуальных транспортных сетей (ИТС) Минтранса России, сетей связи силовых структур, федеральных и региональных органов власти, государственных и коммерческих организаций. Предусматривается строительство магистральных ВОЛС вдоль автомобильных дорог России общей протяженностью более 147 тыс. км, в том числе около 40 тыс. км на федеральных дорогах до центров 85 субъектов Федерации.
Строительство ведется в соответствии с Рекомен-дациями Международного союза электросвязи МСЭ-Т L.48 и L.49 – путем укладки в обочине дороги микротраншейным способом пакета от 2 до 10 защитных полиэтиленовых микротрубок, объединенных в моноблок, с последующей пневмопрокладкой в них оптических микрокабелей емкостью от 8 до
288 волокон. Пакеты микротрубок, используемые для микротраншейной прокладки, могут производиться со встроенным в одну из трубок силовым кабелем напряжением 220 В. Такая опция позволяет решить задачи электропитания используемых на автодорожной сети оконечных устройств (камеры видеофиксации, светофоры, станции Wi-Fi и т.п.).
Среди преимуществ проекта следует выделить такие:
земельные ресурсы используются минимально, причем в уже выделенных для инфраструктурного строительства местах не нарушаются требования экологии;
по причине высокой надежности ВОЛС и постоянного доступа в случае необходимости проведения ремонтных работ и восстановления обеспечивается высокий уровень выполнения SLA;
пользователи получают доступ к инфраструктуре, который не ограничивается какими-либо третьими сторонами, что исключает дискриминацию и "непрозрачные" схемы.
Для производства работ по рытью микротраншей шириной до 50–100 мм и глубиной 400–600 мм в проезжей части из асфальтобетона или обочине автодороги используется специальное оборудование производства компаний Vermeer, Tesmec, Marais, Ditch Witch и др. Применение машин с фрезерной установкой позволяет за смену единицей техники прокладывать до трех км трассы.
Пилотный проект АО "СМАРТС", к реализации которого компания приступила в июне 2016 года, включает 187 км ТМК вдоль региональных автодорог Самарской области. Осуществление строительных работ представлено на рис.5.
Схема транспортной сети охватывает 10 городских округов и 27 муниципальных районов. Общая длина трассы ВОЛС между узлами доступа административных муниципальных образований Самарской области составила ориентировочно 1657 км. Для строящихся линий связи предусматривается использование ОК модульной конструкции емкостью от 8 до 288 одномодовых волокон. Пневмопрокладка микрокабелей осуществляется в пакет, состоящий из восьми микротрубок. На федеральных участках возможно увеличение числа микротрубок до дести.
Полносвязная топология строящейся сети обеспечивает уникальные показатели живучести и ремонтопригодности за счет организации альтернативных путей обхода мест аварий и проведения профилактических эксплуатационных работ, возможность гибкого наращивания емкости ВОЛС без перерыва в предоставлении услуг связи.
В 2017 году СМАРТС продолжит строительство в Самарской области, а также работы по согласованию новой нормативной базы для применения микротехнологий по всей стране.
Во многих странах разработаны и успешно воплощаются в жизнь национальные программы по предоставлению большинству населения доступа в телекоммуникационные сети на скорости до 100 Мбит/сек. Названия этих программ по большей части схожи, и все они ориентированы на устранение так называемого цифрового неравенства. При реализации этих программ важнейшими задачами операторов связи становятся как увеличение скорости строительства, так и снижение затрат на строительно-монтажные работы.
Еще одним немаловажным трендом является повышение требований к сохранению окружающей среды при строительстве. Во многих странах приняты принципиальные решения освободить крупные города от большого количества воздушных кабелей и использовать максимально щадящие методы строительства линий связи. Такие методы должны минимально воздействовать на дорожное движение, окружающую среду, а также обеспечить большую скорость строительства.
Сотни тысяч километров телекоммуникационной инфраструктуры сегодня строятся с использованием непосредственной прокладки в грунт, горизонтального бурения, протягивания кабеля во вновь построенной или существующей кабельной канализации. Часто новые кабели добавляются к уже существующим коммуникациям на тех направлениях, которые использовались и усиливались десятилетиями. Нередки случаи, когда при прокладке новых кабельных каналов или попытках уплотнения существующих нарушается функционирование работающих телекоммуникационных, а также силовых, газовых, водопроводных и прочих магистралей. Решить проблемы с существующими и новыми коммуникациями, снизить воздействие на окружающую среду, минимизировать время организации связи могут прогрессивные инженерные решения.
В настоящее время в России наиболее распространены два способа строительства линейных сооружений связи, имеющие значительные недостатки. Первый – прокладка кабеля непосредственно в грунт. При этом затрагиваются интересы многочисленных владельцев земли, доступ к ВОЛС получается ограниченным, само строительство – высокозатратным. К тому же наблюдается высокая аварийность, зачастую в сочетании со сложностью доступа для ремонта и восстановления.
Второй распространенный способ – подвес на опорах линий электропередачи, однако при кажущейся "элегантности" и он не лишен недостатков. Нельзя подвешивать много кабелей, нередки обрывы линий и падение опор. Доступ к опорам ограничен и жестко регламентируется их владельцами. Кроме того, там, где отсутствуют опоры, данный способ неприменим.
В отличие от упомянутых традиционных решений более удачным способом создания надежных в эксплуатации линейных сооружений является прокладка транспортной многоканальной коммуникации (ТМК) в существующей инфраструктуре автомобильных дорог, набирающая все большую популярность в разных странах мира. Фрезерной установкой в дорожном покрытии прорезается минитраншея шириной до 10 см и глубиной до 60 см, в которую одновременно укладываются пакеты микротрубок из пластика (рис.1).
Далее последовательно производится монтаж сборных пластиковых кабельных колодцев. В образованную таким образом канализацию методом пневмопрокладки (рис.2) задуваются оптические кабели (ОК). Важно подчеркнуть, что весь строительный процесс осуществляется без остановки дорожного движения.
Сама по себе прокладка оптических кабелей в пластиковые трубы методом пневмозадувки не является чем-то принципиально новым. Однако освоение производства оптических микрокабелей большой емкости и супермалого диаметра (до 10 мм) дало новый толчок развитию микротехнологий в строительстве линий связи, позволяющих успешно решать описанные выше задачи. К примеру, компания Nestor Cables (гор. Оулу, Финляндия), один из ведущих изготовителей кабельной продукции в Европейском Союзе, производит сегодня широкую линейку таких ОК емкостью от 2 до 288 оптических волокон (ОВ) с диаметром по оболочке от 2 до 10 мм. Один из типов такого микрокабеля представлен на рис.3.
Наряду с микрокабелями на основе стандартных ОВ с диаметром защитного акрилатного покрытия 250 мкм компания производит и микрокабели с волокнами с диаметром покрытия 200 мкм, что позволяет еще больше увеличить емкость микрокабелей, сохранив их диаметр.
Прокладка ОК в микротрубки с использованием микротраншей (рис.4) позволяет перемещать меньше грунта при строительстве, снизить расходы на восстановление поверхности и обеспечивает большую гибкость использования перегруженных трасс. К тому же такая технология позволяет применить меньшее по габаритам и более простое оборудование для создания траншей и прокладки канализации.
Дальнейшее расширение емкости или модернизация ВОЛС, проложенной в ТМК, осуществляются с минимальными затратами – путем выполнения работ по пневмопрокладке кабеля. При этом не требуется выполнения земляных работ, за счет чего существенно экономится время. Стоимость такого расширения составляет не более 20% общей стоимости нового альтернативного строительства.
Одним из первых примеров реализации магистрального строительства волоконно-оптической инфраструктуры микротраншейным способом в России стал проект АО "СМАРТС". Он имеет конечной целью создание и эксплуатацию сверхмощной общедоступной высокорентабельной телекоммуникационной инфраструктуры для построения ВОЛС и предоставления всего спектра современных и перспективных телекоммуникационных услуг операторами связи. Данный проект также призван решить задачу построения сетей технологической связи и интеллектуальных транспортных сетей (ИТС) Минтранса России, сетей связи силовых структур, федеральных и региональных органов власти, государственных и коммерческих организаций. Предусматривается строительство магистральных ВОЛС вдоль автомобильных дорог России общей протяженностью более 147 тыс. км, в том числе около 40 тыс. км на федеральных дорогах до центров 85 субъектов Федерации.
Строительство ведется в соответствии с Рекомен-дациями Международного союза электросвязи МСЭ-Т L.48 и L.49 – путем укладки в обочине дороги микротраншейным способом пакета от 2 до 10 защитных полиэтиленовых микротрубок, объединенных в моноблок, с последующей пневмопрокладкой в них оптических микрокабелей емкостью от 8 до
288 волокон. Пакеты микротрубок, используемые для микротраншейной прокладки, могут производиться со встроенным в одну из трубок силовым кабелем напряжением 220 В. Такая опция позволяет решить задачи электропитания используемых на автодорожной сети оконечных устройств (камеры видеофиксации, светофоры, станции Wi-Fi и т.п.).
Среди преимуществ проекта следует выделить такие:
земельные ресурсы используются минимально, причем в уже выделенных для инфраструктурного строительства местах не нарушаются требования экологии;
по причине высокой надежности ВОЛС и постоянного доступа в случае необходимости проведения ремонтных работ и восстановления обеспечивается высокий уровень выполнения SLA;
пользователи получают доступ к инфраструктуре, который не ограничивается какими-либо третьими сторонами, что исключает дискриминацию и "непрозрачные" схемы.
Для производства работ по рытью микротраншей шириной до 50–100 мм и глубиной 400–600 мм в проезжей части из асфальтобетона или обочине автодороги используется специальное оборудование производства компаний Vermeer, Tesmec, Marais, Ditch Witch и др. Применение машин с фрезерной установкой позволяет за смену единицей техники прокладывать до трех км трассы.
Пилотный проект АО "СМАРТС", к реализации которого компания приступила в июне 2016 года, включает 187 км ТМК вдоль региональных автодорог Самарской области. Осуществление строительных работ представлено на рис.5.
Схема транспортной сети охватывает 10 городских округов и 27 муниципальных районов. Общая длина трассы ВОЛС между узлами доступа административных муниципальных образований Самарской области составила ориентировочно 1657 км. Для строящихся линий связи предусматривается использование ОК модульной конструкции емкостью от 8 до 288 одномодовых волокон. Пневмопрокладка микрокабелей осуществляется в пакет, состоящий из восьми микротрубок. На федеральных участках возможно увеличение числа микротрубок до дести.
Полносвязная топология строящейся сети обеспечивает уникальные показатели живучести и ремонтопригодности за счет организации альтернативных путей обхода мест аварий и проведения профилактических эксплуатационных работ, возможность гибкого наращивания емкости ВОЛС без перерыва в предоставлении услуг связи.
В 2017 году СМАРТС продолжит строительство в Самарской области, а также работы по согласованию новой нормативной базы для применения микротехнологий по всей стране.
Отзывы читателей
