Шоста міжнародна науково практична ......2018/04/03 · 1...

1

Міністерство освіти і науки

Одеська національна академія звязку ім. О.С. Попова

Шоста міжнародна

науково-практична конференція

“ІНФОКОМУНІКАЦІЇ – СУЧАСНІСТЬ ТА МАЙБУТНЄ”

27-28 жовтня 2016 року

Збірник тез

Частина 3

Одеса ОНАЗ 2016

2

УДК 621.39:004.9

Інфокомунікації – сучасність та майбутнє: матеріали шостої міжнар. наук.-пр. конф.

м. Одеса 27-28 жовт. 2016 р. – Ч.3. – Одеса, ОНАЗ, 2016. – 146 с.

ISBN 978-617-582-002-5

Даний збірник містить тези матеріалів, що представлені на шосту міжнародну науково-

практичну конференцію “Інфокомунікації – сучасність та майбутнє”, що проводиться 27-

28 жовтня 2016 р. в Одеській національній академії звязку ім. О.С. Попова.

У збірник включені тези доповідей за такими напрямками:

- програмне забезпечення мереж зв’язку та телемедицина;

- телекомунікаційні системи;

- інформаційна безпека;

- програмна інженерія;

- проблеми економіки та управління у сфері інфокомунікацій.

Робочі мови конференції – українська, російська, англійська.

ISBN 978-617-582-002-5 ОНАЗ ім. О.С. Попова, 2016

3

Програмний комітет

Воробієнко П.П. голова, д.т.н., проф., ректор ОНАЗ ім. О.С. Попова

Каптур В.А. заступник голови, к.т.н., проректор з наукової роботи

ОНАЗ ім. О.С. Попова

Стрелковська І.В. заступник голови, д.т.н., проф., директор Навчально-наукового

інституту інфокомунікацій та програмної інженерії


Організаційний комітет

Балан М.М. к.т.н., доцент кафедри інформаційної безпеки та передачі даних


Бабич Ю.О. ст.викл. каф. мереж зв’язку ОНАЗ ім. О.С. Попова

Беркман Л.Н. д.т.н., професор, завідуюча кафедрою телекомунікаційних систем

Державного університету інфокомунікаційних технологій

Бобровнича Н.С. к.е.н., доц., завідуюча кафедрою управління проектами та системного

аналізу ОНАЗ ім. О.С. Попова

Бондаренко О.М. к.ф.н., доц., відповідальна за наукову роботу ННІЕМ


Васіліу Є.В. д.т.н., директор Навчально-наукового інституту Радіо, телебачення та

інформаційної безпеки ОНАЗ ім. О.С. Попова

Єгошина Г.А. к.т.н, доц. кафедри інформаційних технологій ОНАЗ ім. О.С. Попова

Захарченко Л.А. к.е.н., доцент, директор Навчально-наукового інституту Економіки та

Менеджменту ОНАЗ ім. О.С. Попова

Калінчак О.В. к.е.н., доц., завідуюча кафедрою економічної теорії


Климаш М.М. д.т.н., професор кафедри Телекомунікації Національного університету

„Львівська політехніка”

Корчинский В.В. к.т.н., доц., доцент кафедри Інформаційної безпеки і передачі даних


Ларін Д.Г. к.т.н, доц. кафедри інформаційних технологій ОНАЗ ім. О.С. Попова

Лемешко О.В. д.т.н. професор кафедри телекомунікаційних систем, ХНУРЕ

Леонов Ю.Г. д.ф.-м.н., професор кафедри інформаційних технологій


Лісовий І.П. д.т.н., проф. каф. телекомунікаційних систем ОНАЗ ім. О.С. Попова

Ложковський А.Г. д.т.н., проф., завідувач кафедрою комутаційних систем


Нікітюк Л.А. к.т.н., проф., завідуюча кафедрою мережі зв’язку


Орлов В.М. д.е.н., проф., завідувач кафедрою економіки підприємства та

корпоративного управління ОНАЗ ім. О.С. Попова

Поповський В.В. д.т.н., проф., завідувач кафедрою телекомунікаційних систем та мереж

Харківського національного університету радіоелектроніки

Розенвассер Д.М. ст.викл. каф. ТЕЗ, заст. директора ННІ ІКПІ ОНАЗ ім. О.С. Попова

Семенко А.І. д.т.н., професор кафедри телекомунікаційних систем Державного

університету інфокомунікаційних технологій

Соловська І.М. доц. каф. КС, заст. директора ННІ ІКПІ ОНАЗ ім. О.С. Попова

Степанов Д.М. к.т.н., зав. каф. волоконно-оптичних ліній зв’язку ОНАЗ ім. О.С. Попова

Станкевич І.В.

к.е.н., в.о. зав. кафедрою менеджменту та маркетингу ОНАЗ ім. О.С.

Попова

Сукачов Е.О. д.т.н., професор кафедри технічної електродинаміки та систем

радіозв’язку ОНАЗ ім. О.С. Попова

Сундучков К.С. д.т.н., професор кафедри інформаційно-телекомунікаційних мереж

НТУУ «КПІ»

Тіхонов В.І. д.т.н., проф. кафедри мереж зв’язку ОНАЗ ім. О.С. Попова

Уривський Л.О. д.т.н., проф., завідувач кафедрою телекомунікаційних систем Інституту

телекомунікаційних систем НТУУ «КПІ»

4

СЕКЦІЯ 4. ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ МЕРЕЖ ЗВ’ЯЗКУ ТА ТЕЛЕМЕДИЦИНА

УДК 656.8.001

Іванова А. В.

ОНАЗ ім. О.С.Попова

[email protected]

Науковий керівник к.т.н. Гладких В.М.

ДОСЛІДЖЕННЯ АЛГОРИТМІВ БІНАРИЗАЦІЇ ЗОБРАЖЕНЬ

Анотація. Розглядаються особливості сучасних методів бінарізації зображень та

запропонований метод модифікації ентропійного методу бінаризації цифрового

зображення.

Однією з основних завдань оброблення та аналізу зображень є сегментація, тобто

поділ зображення на області, для яких виконується певний критерій однорідності.

Наприклад, виділення на зображенні областей приблизно однакової яскравості. Сегментація

нетривіальних зображень представляє одну з найскладніших завдань цифрового оброблення

зображень. Дуже часто кінцевий результат комп'ютерного аналізу зображень залежить від

точності сегментації, тому значна увага має приділятися підвищенню надійності алгоритму

сегментації.

Основним класичним методом сегментації є операція порогового оброблення

зображення. Вона є однією з важливих процедур перетворень і майже завжди передує

процесу аналізу і розпізнавання зображень. Дана операція полягає в зіставленні значення

яскравості кожного пікселя зображення з заданим значенням порога. Вибір відповідного

значення порогової величини дає можливість виділення на зображенні областей певного

виду.

Операція порогового поділу, яка в результаті дає бінарне зображення, називається

бінаризація. Метою операції бинаризації є радикальне зменшення кількості інформації, що

міститься на зображенні. Оскільки кількість інформації в бінарному зображенні майже на

порядок менше, ніж в аналогічному з ним за розмірами напівтоновому зображенні , то

бінарне зображення легше обробляти, зберігати і пересилати.

Бінаризація зображень використовується при вирішенні широкого кола завдань:

розпізнавання документів, аналізу медичних знімків [1], неруйнівному контролі [2] і т.д.

Найбільш поширеними методами кластеризації та бінаризації зображень градаціях сірого є

метод Отсу [3] та ентропійний метод [4].

В роботі запропоновано модифікацію ентропійного методу бінаризації цифрового

зображення.

У загально прийнятному ентопійному методі бінаризації обчислюються значення

кількості інформації KI для всіх значень інтенсивності або яскравості дискретних значень

рівнів сірого Mt ,0 (у системах оброблення растрових зображень, як правило 255,0t ), а значення порогу бінаризації встановлюється методом повного перебору з

умови максимуму кількості інформації. Відомо, що обчислювальна складність ітераційного

пошуку екстремуму функції, в першу чергу, залежить від вибору початкового наближення.

Виходячи з цього, запропоновано метод вибору початкового наближення порогу

бінаризації 21t , яке обчислюється за формулою

2

1arg

021

t

itpt

5

Значення порогу pt , для якого кількість інформації максимальна, обчислюється

методом половинного ділення, що має теоретичну складність MO ln , з використанням початкового наближення 21t .

У цьому випадку не має необхідності обчислювати кількість інформації для всіх

Mt ,0 . Точка екстремуму кількості інформації, або що теж саме, значення порогу бінаризації pt , може бути знайдено за декілька ітерацій.

Література 1. Somasundaram K., Kalavathi P. Medical Image Binarization using Square Wave

Representation // Image Processing Lab. Gandhigram, 2011. P. 152–158.

2. Sezgin M., Sankur B. Selection of thresholding methods for nondestructive testing applications // International Conference on Image Processing. 2001. V. 3. P. 764–767.

3. Otsu N. A threshold selection method from gray-level histogram / N. Otsu // IEEE Trans Syst Man Cybernetics 8. – 1979. – Р. 62-66.

4. Ohta Y. Color Information for Image Segmentation / Y. Ohta, T. Kanade, T. Sakai // Computer Graphics and Image Processing. – 1980, vol. 13. – P. 222 – 241.

УДК 656.8.001

Козир А.В.


[email protected]

Науковий керівник к.т.н. Гладких В.М.

ДОСЛІДЖЕННЯ МЕТОДІВ СЕГМЕНТАЦІЇ ЗОБРАЖЕНЬ В СИСТЕМАХ

РОЗПІЗНАВАННЯ

Анотація. Розглядаються особливості сучасних методів та алгоритмів сегментації

зображень. Сформульована мета дослідження, та завдання для досягнення цієї мети.

В даний час стрімко зростає обсяг інформації, що передається у вигляді зображень. У

сучасних системах моніторингу, відеоспостереження, прикладного телебачення, технічного

зору, медико-біологічних системах зображення зберігаються, обробляються і передаються в

цифровому вигляді за допомогою широкого комплексу технічних засобів і новітніх методів

цифрової обробки зображень.

Сегментація зображень є попереднім етапом будь-якої системи аналізу та обробки

зображень. Вона дозволяє виділити об'єкти на зображенні, визначити розмір, форму, місце

розташування об'єкта, перетворити зображення до виду зручному для подальшої обробки

автоматичними системами і ефективного вирішення завдань більш високого рівня, таких як

розпізнавання образів і аналіз сцен.

Якість сегментації зображень значно впливає на якість фінальної стадії обробки

зображення. Неточна, недостатня або надмірна сегментація може привести до виникнення

помилок на наступних етапах обробки зображення.

Всі відомі методи сегментації зображень можна умовно розділити на методи

контурної сегментації [1] і методи, засновані на виділенні однорідних (текстурних) областей

[2].

Найбільш поширені методи контурної сегментації в силу різноманіття сцен і

неоднорідності фону на цифровому напівтоновому зображенні можуть приводити до

виділення розривних контурів або пропуску кордонів об'єктів. Підвищення точності

виділення контурів в цих методах вимагає додаткових перетворень, операцій простеження

6

контурів або збільшення розмірності і кількості масок, що в підсумку призводить до великих

обчислювальних ресурсів.

Методи на основі пошуку однорідних областей можуть призводити до надмірної

сегментації і кордони отриманих областей не завжди відповідають об'єктам на зображенні.

Більшість цих алгоритмів є ітераційним і для підвищення точності виділення кордонів

вимагають збільшення кількості ітерацій, що в підсумку призводить до зниження швидкості

роботи алгоритму. Магістерська робота присвячена вирішенню завдання виділення

зв'язкових ділянок на сегментованому зображенні. Відомий [3] алгоритм ланцюгового коду

не дає задовільного вирішення цього завдання, так як при обробці великих масивів даних є

занадто повільним. Виконання зазначеного завдання, що дозволить певною мірою заповнити

існуючі прогалини в проблемі сегментації зображень.

Для досягнення зазначеної мети розглядаються і вирішуються ряд завдань:

задача сегментації зображень в постановці, що дозволяє використовувати для опису областей зображення різні моделі, що відрізняються не тільки значеннями їх

параметрів, а й структурою;

розроблення ітераційної процедури сегментації з автоматичним формуванням набору розподілів, що описують області однорідності;

розроблення швидкий алгоритм виділення зв'язкових областей на зображенні.

Література 1. Zhang Y. Advances in Image And Video Segmentation / Zhang Y. – USA: IRM Press,

2006.

2. Гонсалес Р. Цифровая обработка изображений / Р. Гонсалес, Р. Вудс. – М.: Техносфера, 2005. – 1072 с.

3. Гладких В. М. Експертна система виділення контурів символів тексту поштового переказу / В.М. Гладких // Вісник Державного університету інформаційно-комунікаційних

технологій. – 2012, №3(10). – С. 77-81.

УДК 621.395.3

Ниязмурадов К. Д.

ОНАС им. А.С.Попова

[email protected]

Научный руководитель д.т.н., проф. Лесовой И.П.

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПЕРЕДАЧИ ВИДЕОПОТОКОВ

Аннотация. Рассмотрена пути повышения эффективности передачи видеопотоков

в сетях с пакетным режимом передачи. Предложено способ уменьшения пространственной

избыточности телевизионного изображения, применением внутрикадрового кодирования и

дискретного косинусного преобразования.

Внедрение видеоуслуг в глобальную сеть позволило реализовать интерактивное

телевидение, видеоконференцсвязь, видео по запросу (VoD), доступ к любому

мультимедийному контенту независимо от географии расположения абонента. Это

позволило предоставление формировать не только вид предлагаемых услуг самому

пользователю с учетом его личных приоритетов, но и неограниченный повтор и

воспроизведение мультимедийных данных, а также доступ к хранимым файлам и данным.

Необходимым условием для передачи трафика мультимедиа с высоким качеством

является уменьшение вероятности потерь пакетов и ограничения времени доставки данных

для чего необходимо разработать соответствующих методов передачи. Анализ иерархия

цифровых форматов, отличных от базового, частоты дискретизации компонент сигнала и

телепередач показывает, что передача нескомпресованого видеосигнала по сети Интернет

практически невозможна. Композитный видеосигнал требует значительной пропускной

7

способности, поэтому для эффективной доставки видеоданных и получения заданного

качества он должен подвергаться обязательному сжатию для уменьшения скорости передачи.

Мультимедиа информация занимает большие объемы, поэтому для сокращения расходов на

хранение и передачу такой информации данные подвергают эффективной компрессии.

Большая часть изображения одного кадра обычно являются полями, имеющие постоянную

или мало переменную яркость, а резкие световые переходы и детали малых размеров

занимают малую долю площади изображения.

Коэффициент корреляции соседних элементов изображения близок к единице,

поэтому, зная яркость одного элемента можно с высокой степенью вероятности предсказать

значение соседнего. Сокращения пространственной избыточности в пределах кадра (или

поля) телевизионного изображения, вызванной сильными корреляционными связями между

элементами изображения можно достичь применением внутрикадрового кодирования

изображений и дискретного косинусного преобразования (ДКП). Если найти

соответствующее ортогональное преобразование, то можно превратить массив отсчетов изо-

бражения в матрицу коэффициентов, которые не будут коррелированы друг с другом, что

для типичных изображений большая часть коэффициентов матрицы будет иметь нулевые

значения. Исключая эти коэффициенты можно сократить цифровой поток.

Среди ортогональных преобразований наибольший интерес представляет дискретное

косинусное преобразование (ДКП - DCT - Discrete Cosine Transform). ДКП применяется к

небольшим блокам изображения, обычно 8х8. В результате вычисления ДКП находится

матрица коэффициентов - амплитуд базисных косинусного функции (волн) различных

частот, из которых может быть составлен блок элементов изображения. Для большинства

блоков типовых изображений лишь малая часть коэффициентов имеет значительную

величину. Если в пределах блока яркость изображения меняется мало, то только постоянная

составляющая и несколько низкочастотных базисных функций имеют значимые величины.

ДКП дает субъективно наилучший результат и описывается уравнением: 7 7

0 0

1 (2 1) (2 1)( , ) ( ) ( ) ( , ) cos cos

4 16 16x x

x u y vF u v C u C v p x y

(1)

где v – горизонтальная координата графического блока; u – вертикальная; х – вертикальна

координата внутри блока; у – горизонтальна координата внутри блока;

C(u), C(v) = 1

2 для u, v = 0

C(u), C(v) = 1 в других случаях.

Выражения в квадратных скобках являются ядрами преобразования, показанными

ниже на рисунке 1. Начало координат располагается в верхнем левом углу. Процесс

кодирования сводится к разбиения изображения на блоки 8х8 элементов изображения и

выполнения процедуры двухмерного ДКП для каждого из этих блоков. Полученные

коэффициенты преобразования характеризующие уровень сигнала, превращаются в 64

коэффициента преобразования (амплитуды пространственных частот), которые хорошо

поддаются процедуре сжатия. Блок изображения, в котором яркость изменяется по

горизонтали, составляется из базисных косинусоидальных волн, "бегущих" в

горизонтальном направлении. Амплитуды таких волн размещаются в верхней строке

матрицы ДКП, причем амплитуда самой высокочастотной составляющей располагается в

правом верхнем углу. Амплитуда самой высокочастотной составляющей вертикальной

волны располагается в левом нижнем углу, а диагональной волны в правом нижнем.

Амплитуды высокочастотных составляющих для многих блоков изображения очень

малы или равны нулю. Если передавать коэффициенты ДКП вместо значений яркости

элементов изображения, то исключив нулевые коэффициенты, можно уменьшить скорости

передачи данных. При этом не возникает никаких искажений, кроме ошибок округления при

вычислении ДКП. Для уменьшения этой ошибки, коэффициенты ДКП вычисляются с

большей точностью, чем значение яркости изображения. Если, например, элементы

изображения задаются 8-битными словами, то ДКП дает массив 11- разрядных

коэффициентов.

8

Рисунок 1- Графическое представление двухмерного ДКП

Дальнейшее уменьшение скорости передачи данных можно достичь за счет

устранения психофизической избыточности. Зрительное восприятие допускает высокий

уровень шумов и ошибок квантования в областях изображения со значительным уровнем

высокочастотных компонентов. Поэтому коэффициенты высокочастотных компонентов

матрицы ДКП с малыми амплитудами, или квантовать их на малое число уровней можно

исключить, уменьшив необходимое число разрядов, необходимых для передачи блока

коэффициентов ДКП. ДКП обеспечивает сжатие на уровне 0,5-1,0 бит / элемент изображения

при хорошем качестве изображения. При скорости передачи 64 кбит/с, то и степени сжатия

0,01 бит/на элемент изображения, время передачи изображения составит 0,04 секунды, а при

сжатии 10 бит/на элемент изображения 40сек.

Практически квантования выполняется путем поэлементного деления матрицы

коэффициентов ДКП на матрицу квантования, значения элементов которой возрастают по

мере удаления от левого верхнего угла и приближения к правому нижнему углу. При

декодировании на приемной стороне, коэффициенты матрицы ДКП умножением на

элементы матрицы квантования, восстанавливаются верные значения коэффициентов, но с

ошибкой округления, значение которой мало для низкочастотных компонентов блока отсче-

тов изображения, но велико для высокочастотных. Следует отметить, что искажения

квантования необратимы, однако глазу они малозаметны, если компрессия не чрезмерны

велика. Дейтаграммные протоколы, такие как UDP (User Datagram Protocol), отправляют

видеопоток как поток отдельных пакетов. Это простой и эффективный протокол, однако нет

гарантии доставки данных получателю. Надежные протоколы, такие как TCP, гарантируют

корректность получаемых данных клиентов потокового вещания. Но из-за большого

количества ошибок при соединении/подтверждении получаемой информации передаваемая

информация может стать неактуальной. Это также может вызвать значительные задержки

при передаче информации на время, затраченное на пересылку поврежденной информации.

Технология IP Multicast предоставляет ряд существенных преимуществ по сравнению

с другими протоколами. Добавление новых пользователей не требует необходимого

увеличения пропускной способности сети. Значительно сокращается нагрузка на

посылающий сервер, который не должен поддерживать двусторонних соединений.

Использование групповой адресации позволяет обеспечить доступ корпоративных

пользователей к данным и сервисам, ранее недоступных, так как для их реализации с

помощью обычной адресации потребовались бы значительные сетевые ресурсы.

Литература

1. Битнер В. И. Нормирование качества телекоммуникационных услуг: учебн. пособ; под ред. проф. В. П. Шувалова. – М. : Горячая линия-Телеком, 2004. – 312 с.

2. Enhanced Service Differentiation for Layered Video Multicast in Differentiated Service Networks // Proc. SPIE Visual Communications and Image Processing. – San Jose, CA. – January

2002.

9

СЕКЦІЯ 5. ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙНІ СИСТЕМИ

УДК 681.7.068

Аладков А.О.


[email protected]

Науковий керівник – д.т.н, доц. Манько О.О.

ВИКОРИСТАННЯ ЕФЕКТУ РОЗСІЯННЯ СВІТЛА В ОПТИЧНОМУ ЗВ’ЯЗКУ

Анотація. Проведене дослідження ефекту розсіяння світла на оптичному

циліндричному елементі. Визначено кутові дисперсійні характеристики елементу.

Запропоновано використання оптичних циліндричних елементів в якості демультиплексорів

в системах зі спектральним розділенням каналів.

На цей час на мережах зв‘язку України проводиться інтенсивне впровадження

технологій спектрального розділення каналів. Відповідно до цієї технології в одному

оптичному волокні передається паралельно ряд оптичних каналів на різних довжинах

несучих хвиль. При тому що об‘єднаня сигналів в одному оптичному волокні є порівняно

простою задачею, розділення – являє собою складну технічну проблему. З цією метою в

сучасних системах використовують демультиплексори на основі дифракційних граток та на

основі тонкоплівкових фільтрів, тобто які побудовані на явищах інтерференції та дифракції

[1]. Таким чином представляє інтерес пошук нових типів демультиплексорів які

використовують нові принципи. З цією метою в роботі було розглянуто принципи, що

базуються на ефекті розсіяння світла на оптичних циліндричних елементах. Яскравим

прикладом розсіяння світла у природі є існування веселки в дощових краплях [2]. Наявність

веселки свідчить про наявність у явища розсіяння спектрально-селективних властивостей.

З метою моделювання процесу розсіювання було створено програму, що дозволяє

розраховувати індикатрису розсіяння оптичного елементу та проведено відповідні

розрахунки для оптичного циліндричного елементу, виготовленого із кварцу (показник

заломлення 1,46). Розрахунки показують, що індикатриса має чотири яскраво виражені піки,

кутове положення яких залежить від показника заломлення скла, що підтвердили подальші

розрахунки для інших значень показника заломлення оптичного циліндричного елементу.

Зокрема були проведені розрахунки для показника заломлення який дорівнював показнику

заломлення води ( 1,33), і кутові положення піків співпали з результатами, отриманими

іншим методом.

Таким чином, як видно з результатів досліджень, кутове положення піків індикатриси

визначається показником заломлення скла, а оскільки цей показник в свою чергу залежить

від довжини хвилі за формулою Селмеєра [3], то кутове положення піків визначається для

конкретного елементу довжиною хвилі оптичного сигналу. Правильність проведеного

моделювання підтверджує той факт, що під кутами спрямування піків оптичного елемента з

показником заломлення, що відповідає показнику води, в природі спостерігається перша та

друга райдуги.

Таким чином оптичному циліндричному елементу який використовує ефект

розсіювання світла властива кутова дисперсія, яка визначається довжиною хвилі, тобто

оптичний циліндричний елемент можна використовувати для демультиплексування

оптичних каналів.

Література

1. Фриман Р. Волоконно-оптические системы связи. – М.: Техносфера, 2003. – 440с.

2. Ван де Хюлст Рассеяние света малыми частицами, Москва, Издательство

иностранной литературы. – 1961 г. – 530 с.

3. Листвин А.В., Листвин В.Н., Швырков Д.В. Оптические волокна для линий связи. –

М.: ЛЕСАРарт, 2003. – 288 с.

mailto:[email protected]

10

УДК 621 391: 681 327.02

Бабин Д.В.


[email protected]

ВИЗНАЧЕННЯ МОНТАЖНИХ СТРІЛ ПРОВИСАННЯ ДІЕЛЕКТРИЧНИХ

САМОУТРИМНИХ ОПТИЧНИХ КАБЕЛІВ ДЛЯ КОНТАКТНОЇ МЕРЕЖІ

ЗАЛІЗНИЦЬ

Анотація. В даній роботі проведено визначення монтажних стріл провисання

діелектричних самоутримних оптичних кабелів (ДСОК) для контактної мережі залізниць на

прикладі ДСОК марки ОКЛ-ДА14-3×4Е з центральним та периферійним силовими

елементами, що може підвішуватися на довжинах прольотів 30, 40, 50 м в кліматичних

умовах Вінницької області.

В наш час із розвитком технологій та засобів волоконно-оптичного зв’язку, зростання

об’єму інформації, що передається, з’явилась необхідність в розширені, реконструкції та

перебудові існуючих телекомунікаційних мереж зв’язку. Для швидкого розширення або

побудови нової мережі зв’язку може бути створена повітряна волоконно-оптична лінія

передавання (ПВОЛП) на базі самоутримних оптичних кабелів з різними діелектричними

силовими елементами (наприклад, арамідними нитками (АН), склопластиковими стержнями

або їх комбінацією) [1]. В даній роботі розглядається необхідність побудови нової ПВОЛП

відомчої мережі зв’язку ПАТ Укрзалізниця на контактній мережі залізниць.

На етапі вибору та розрахунку конструкції діелектричних самоутримних оптичних

кабелів під час їх проектування необхідно враховувати статичну та динамічну дію на них

механічних та фізико-кліматичних факторів конкретної кліматичної зони експлуатації, що

проявляються у вигляді поздовжнього видовження або стискання від дії температури,

власної ваги кабелю, вітрових, ожеледних навантажень або їх сукупності. Останнє визначає

величини стріли провисання кабелю f в прольоті ПВОЛП та розтягувального зусилля рзF ,

якому він може підлягати за певних фізико-кліматичних навантажень. При цьому, необхідне

дотримання при експлуатації такого стану кабелю, коли під дією екстремальних вказаних

навантажень розтягувальне зусилля в ДСОК буде меншим на (30…35) % за максимально

допустиме значення ( допF ), яке вказане в технічних умовах на кабель [2].

Інсталяцію підвісних ДСОК на ПВОЛП проводять за допомогою спеціальних

монтажних графіків стріли провисання кабелю. Ці графіки показують величину стріли

провисання за різних довжин прольоту, питомих навантаженнях і температури, та, крім того,

дозволяють в подальшому контролювати механічний стан кабелю при експлуатації.

Серед кабелів для ПВОЛП найбільший інтерес представляють багатомодульні

конструкції ДСОК з центральним силовим елементом (ЦСЕ) із склопластикового стержня

(СС) та з арамідними нитками або СС в якості периферійного силового елементу (ПСЕ).

У [1, 3] розглянуті шляхи та методи розрахунку фіктивної механічної напруги (ФМН),

стріли провисання та розтягувального зусилля в ДСОК при дії на нього фізико-кліматичних

навантажень, відносного видовження ( к ) та температури (t). У [1] приведений метод

визначення фіктивної механічної напруги та стріли провисання в ДСОК марки ОКЛ-3-ДА1 з

ПСЕ із арамідних ниток під дією фізико-кліматичних навантажень. У [3] проведено

розрахунки механічної міцності діелектричних оптичних кабелів по заданим розтягувальним

деформаціям. Проте визначення стріл провисання ДСОК для їх застосування на контактних

мережах залізниць в даних роботах не проводилось.

Метою даної роботи є визначення монтажних стріл провисання модульної

конструкції ДСОК марки ОКЛ-ДА14-3×4Е під дією фізико-кліматичних навантажень в

умовах інсталяції на контактних мережах залізниць в Вінницькій області.

11

Згідно [1], для побудови графіків

монтажних кривих стріли провисання ДСОК

необхідно:

1. Розрахувати питомі навантаження,

які діють на вибраний кабель, в умовах

заданої кліматичної зони.

2. Розрахувати та перевірити

відповідність ФМН в ДСОК 7 за найгірших

фізико-кліматичних умов (дія вітру, ожеледі

та температури -5 °С [1]) її допустимому

значенню для даного типу

кабелю: (0,65…0,7) доп 7 .

3. Розрахувати механічну напругу в

кабелі за відсутності зовнішніх кліматичних

навантажень (лише під дією власної ваги) та

за її значенням визначити стрілу провисання

для певної довжини прольоту прL .

4. Побудувати графік монтажної

стріли провисання в залежності від зміни температури в межах (-40…+70) ºС.

Згідно [2], існує сім питомих навантажень ( 71... ) на підвісні кабелі, кожне з яких

показує величину навантаження на ДСОК при певних фізико-кліматичних факторах впливу.

Для розв’язання поставленої задачі необхідно визначити значення питомих навантажен ьвід

власної ваги ДСОК 1 , кг/(м·мм2), та за найгірших фізико-кліматичних умов 7 , кг/(м·мм

2).

Дані питомі навантаження можнаро зрахувати відповідно за виразами [2].

nS

P1 ;

2

5

2

37 , (1)

Фіктивну механічну напругу, яка з’являється в кабелі за рахунок його підвішування

на ПВОЛП та дії навантаження тільки власної ваги ДСОК при температурі t = 20 ºС, можна

визначити за виразом [1, 4]

f

L

8

1

2

пр

фк

. (2)

де прL – довжина прольоту ПВОЛП, м; f – стріла провисання кабелю, м.

Останній вираз справедливий з достатньою для інженерних розрахунків точністю при

підвішуванні кабелю на однакових висотах [4].

Визначити фіктивну механічну напругу в ДСОК під дією фізико-кліматичних

навантажень можна за допомогою рівняння стану підвішеного кабелю в прольоті [1, 4]

023 CBA xx , (3)

де

2

фк

2

1

2

пр

024

1)(1L

ttA х ;

фк

фк

2

1

2

пр

2

фк

фДСОК

2

1

2

пр

02424

)(1LEL

ttB x )(фДСОК0 ttE x ; 24

фДСОК

22

пр ELC

x ;

де xхх t,, – напруга, кг/мм2, питоме навантаження, кг/(м·мм2) та температура кабелю, °С,

при певних умовах; t,, 1фк – те ж саме для відомих умов роботи кабелю; фДСОКE –

фіктивний модуль Юнга ДСОК, кг/мм2.

Розв’язати рівняння (3) для знаходження значень фіктивної напруги за наявності та

відсутності зовнішніх фізико-кліматичних навантажень можна за формулою Кардано [1].

Рисунок. 1. Конструкції СОКдз ЦСЕ зі

склопластикового стержня та ПСЕ з повиву

арамідних ниток: 1 – оптичне волокно; 2 –

трубка ОМ; 3 – ЦСЕ ; 4 – заповнювальні

компаунди; 5 – скріплювальний елемент; 6 –

проміжна оболонка; 7 – ПСЕ (повив

арамідних ниток); 8 – захисний шланг.

12

Як вказувалося вище, одержану величину ФМН 7 , яка виникає в ДСОК під дією

питомого навантаження 7 , необхідно порівняти з її допустимим значенням доп . Дані

розрахунки необхідно проводити за температури -5 °С [1].

Допустима ФМН ДСОК з ПСЕ із арамідних ниток в залежності від температури

визначається за значенням допустимої механічної напруги в арамідних нитках за виразом

фДСОК0анкдоп 20 Et , (4)

де доп – фіктивна механічна напруга ДСОК з ПСЕ із арамідних ниток, кг/мм2; к –

допустиме відносне видовження кабелю; ан , 0 – температурний коефіцієнт лінійного

розширення (ТКЛР) арамідних ниток та кабелю відповідно, 1С-1; t – температура кабелю, °С;

фДСОКE – фіктивний модуль Юнга ДСОК, кг/мм2.

Вираз (4) може використовуватися при задоволенні умови

gSEtF елфДСОК0анкдоп 20 , (5)

При задоволенні умови (0,65…0,7) доп > 7 , за виразом (3) необхідно провести

повторний розрахунок ФМН 1 за питомого навантаження 1 .

Величину стріли провисання fДСОК на довжині прольоту прL при відомих механічній

напрузі за відсутності зовнішніх кліматичних впливів (1

) та питомому навантаженні 1

можна визначити за виразом [1]

1

1

2

пр

8

Lf . (6)

де прL – довжина прольоту, м; 1 – питоме навантаження від власної ваги кабелю, кг/(м∙мм2);

1 – фіктивна механічна напруга в кабелі при дії на нього лише власної ваги, кг/мм2.

Інсталяція (підвішування) та монтаж кабелю повітряних мереж зв’язку України може

проводитися в межах температури від -5 ºС до +50 ºС, а експлуатація – від -40 ºС до +70 ºС.

В табл. 1 подані основні вихідні дані для розрахунку ФМН і стріл провисання

розглядуваного ДСОК марки ОКЛ-ДА14-3×4Е з ЦСЕ із склопластикового стержня та ПСЕ із

арамідних ниток типу «TwaronD2210 1210» та розраховані значення питомих навантажень 1

і 7 .

Таблиця 1 – Основні вихідні дані для розрахунку ФМН та стріл провисання ДСОК

Марка ДСОК

Діаметр

кабелю кD ,

мм

Питома вага

кабелю кР ,

кг/км

Діаметри ЦСЕ

та ОМ, ЦСЕd ,

мм / ОМd , мм

ПСЕ,

шт.

Питоме навантаження,

кг/(м·мм2), від

власної ваги

кабелю 1

власної ва-

ги, вітру та

ожеледі 7

ОКЛ-ДА14-

3×4Е 11,2 0,12 1,8 / 1,8 12АН 0,001689 0,027

За виразами (1) – (6) та фізико-кліматичними даними Вінницької області з [5] проведені

розрахунки стріл провисання f для кабелю ОКЛ-ДА14-3×4Е в діапазоні температур від -40 °С

до +70 °С та довжинах прольотів контактної мережі залізниці (КМЗ) 30, 40, 50 м.

Стандартною довжиною прольоту КМЗ є 50 м. Менші значення довжин прольотів КМЗ

обумовлені малими радіусами повороту колій залізничного транспорту.

В розрахунках ФМН 7 при екстремальних навантаженнях в Вінницькій кліматичній

зоні було прийнято: максимальна швидкість вітру за відсутності ожеледі 0V = 28,3 м/с;

максимальна швидкість вітру при ожеледі ожV = 20 м/с; максимальна товщина стінки льоду

на кабелі лt = 19 мм [5].

Результати розрахунків стріл провисання розглянутого ДСОК подані в табл. 2 та рис.

2.

13

Таблиця 2 – Результати розрахунку стріли провисання f , м, ДСОК

Марка

ДСОК

Дов-

жина

про-

льоту

прL , м

Стріла провисання кабелю f , м, за температури t, °С

-40 -30 -20 -10 0 +10 +20 +30 +40 +50 +60 +70

ОКЛ-

ДА14-

3×4Е

30 0,171 0,186 0,203 0,223 0,245 0,272 0,301 0,334 0,368 0,401 0,428 0,44

40 0,255 0,274 0,294 0,317 0,343 0,372 0,405 0,442 0,481 0,522 0,564 0,6

50 0,346 0,367 0,39 0,416 0,445 0,447 0,512 0,551 0,593 0,638 0,686 0,3

Рисунок 2 – Монтажні графіки стріли провисання f, м, за різних довжин прольоту Lпр

ПВОЛП для кабелю марки ОКЛ-ДА14-3×4Е

В даній роботі проведене визначення монтажних стріл провисання діелектричного

самоутримного оптичного кабелю марки ОКЛ-ДА14-3×4Е з ЦСЕ із склопластикового

стержня та ПСЕ із арамідних ниток однакового типу в умовах інсталяції на контактній

мережі залізниць у Вінницькій області.

Проведений аналіз літератури та умов підвішування ДСОК на контактних мережах

залізниць дозволив встановити, що на ділянках повороту залізничної колії відстані між

сусідніми опорами зменшують (до 20…30 м) порівняно зі стандартною довжиною в 50 м, що

потребує визначення монтажних графіків кабелів для різних довжин прольоту.

Розроблені монтажні криві стріли провисання ДСОК марки ОКЛ-ДА14-3×4Е можуть

бути рекомендовані для застосування у будівельно-монтажних роботах ПВОЛП на КМЗ.


1. Бондаренко О.В. Визначення напруги та стріли провисання в самонесучому

оптичному кабелі під дією навантажень та зміни температури при експлуатації / Бондаренко

О.В., Власов О.М., Степанов Д.М. //Мiжнародний науково-технiчний журнал «Вимiрювальна

та обчислювальна технiка в технологiчних процесах». – 2011. – Вип. 1 – С. 53 – 58.

2. Р 45-010-2002. Рекомендації з підвішування оптичних кабелів на опорах повітряних

ліній зв’язку, ЛЕП, контактної мережі залізниць, К.: Державний комітет зв’язку та

інформатизації України, 2004. – 95 с. Введено в дію 27.03.2003 р.

3. Бондаренко О.В. Розробка методу розрахунку стійкості діелектричних оптичних

кабелів до розтягуючи навантажень / О.В. Бондаренко // Наукові праці Донецького

національного технічного університету. Серія: “Обчислювальна техніка та автоматизація”. –

2009. – Вип. 17(148). – С. 64 – 68.

4. Бондаренко О.В. Методологія забезпечення надійності волоконно-оптичних ліній

передавання: Дис. на здобуття вченого ступеню доктора технічних наук: 05.12.02; –

Захищена 24.06.2010; Затв. 10.10.2010 – 416 с.

5. ДБН В.1.2-2:2006. Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования, К.: Минстрой

Украины, 2006. Введено в действие с 01.01.2007 г.

14

УДК 621.395.7 М.О. Барус

О.О. Клімук

А.А. Муртазаєв


[email protected]

[email protected]

[email protected]

Науковий керівник к.т.н., ст. викл. Стащук О.М.

ПОЛЯРИЗАЦІЙНА МОДОВА ДИСПЕРСІЯ СИГНАЛУ В ОПТИЧНОМУ ВОЛОКНІ З

ВПОРЯДКОВАНОЮ ОБЕРТАЛЬНОЮ МІКРОСТРУКТУРОЮ СКЛА

Анотація. Виконано дослідження поляризаційної модової дисперсії сигналу в

анізотропному оптичному волокні з впорядкованою обертальною мікроструктурою скла.

Встановлено характер залежності поляризаційної модової дисперсії від кроку обертання

мікроструктури скла оптичного волокна.

Поляризаційна модова дисперсія (ПМД) є одним із найважливіших параметрів

передавання оптичного волокна (ОВ) при швидкостях передачі 40 Гбіт/с і вище. ПМД

Мінімізація ПМД дозволить розширити смугу пропускання ОВ, підвищити швидкість та

довжину регенераційної ділянки волоконо-оптичних систем передавання (ВОСП). На

сьогодні існує ряд методів компенсації та корекції ПМД.

В роботах [1, 2] отримано кінцевий вираз для розрахунку ПМД в ОВ з впорядкованою

обертальною мікроструктурою скла:

3

122222

2

23

3

1

22

2

0

3

1

1

cossini i

i

i

i

i i

i

l

A

l

A

l

Ac

р

w, (1)

де 1 – ПМД сигналу в ОВ з впорядкованою обертальною мікроструктурою скла, пс/км;

w – радіус модового поля хвилі 11HE в ізотропному ОВ, мкм;

λ0 – довжина хвилі світла у вакуумі, мкм), мкм;

φ – полярна координата (відраховується від рухливої обертальної декартової

координати zx

), рад;

р – крок обертання мікроструктури ОВ, мкм;

с – швидкість світла у вакуумі, км/с;

Аі, lі – коефіцієнти, які залежать від складу скла ОВ [3].

Виконано обчислення параметру 1 за виразом (1) для довжини робочої хвилі ВОСП λ

= 1,565 мкм, координати φ = 90º. По отриманим результатам побудовані графіки залежності

1 (с/км) від кроку обертання р, які представлені на рисунку 1 (діапазон р вибирався від

4,5 до 65 мкм) [1]. На даному рисунку наведено графіки для наступних хімічних складів ОВ:

1 – серцевина 7 % GeО2, 93 % SiО2, оболонка 3,5 % B2O3, 96,5 % SiО2; 2 – серцевина 9,1 %

GeО2, 7,7 % B2O3, 83,2 % SiО2, оболонка 2,2 % GeО2, 3,3 % B2O3, 94,5 % SiО2; 3 – серцевина

4,01 % GeО2, 9,7 % B2O3, 86,27 % SiО2, оболонка 1 % F, 99 % SiО2; 4 – серцевина 100 % SiО2,

оболонка 1 % F, 99 % SiО2.

15

Отримані результати проведених досліджень засвідчують про наступне:

1. ПМД сигналу в ОВ з впорядкованою обертальною мікроструктурою скла при

координаті φ, що дорівнює куту поляризації незвичайної хвилі φе, є від’ємною (групова

швидкість хвилі еНЕ11 переважає над груповою швидкістю хвилі оНЕ11 ).

2. ПМД різко зростає у випадку надання р одного порядку з радіусом ОВ, здобуває

максимальне від’ємне значення при кроку скручення ВОМОВ, що дорівнює радіусу

серцевини ОВ, у міру збільшення р, 1 зменшується, що пояснюється зменшенням різниці

фазових коефіцієнтів поширення основних хвиль із взаємоортогональними кутами

поляризацій: еНЕ11 і оНЕ11 .

Матеріал роботи може бути використаний для розробки ОВ з оптимізованим

значенням ПМД, а також, в якості довідника, для написання магістерських робіт,

присвячених дослідженню дисперсійних характеристик ОВ.

На наступному етапі планується встановлення хімічних складів ОВ та кроків

обертання мікроструктури скла ОВ за яких виконується компенсація ПМД на регенераційній

ділянці ВОСП.


1. Стащук О. М. Компенсація внутрішньомодової дисперсії в анізотропному

фотопружному оптичному волокні / О. М. Стащук // Вісник Хмельницького Національного

університету – Хмельницький, 2009. – Вип. 4 – С. 230 – 233.

2. Стащук О. М. Компенсация хроматической дисперсии в оптическом волокне с

упорядоченной вращающейся микроструктурой стекла / О. М. Стащук, Н.Н. Одинцов, И.П.

Лесовой // Наукові праці Донецького Національного Технічного Університету – Донецьк,

2011. – Вип. 21(183) – С. 186 – 192.

3. Корнейчук В.И. Оптические системы передачи / Корнейчук В.И., Макаров Т.В.,

Панфилов І.П. – К.: Техніка, 1994. – 388 с.

Рисунок 1 – Залежність ПМД в ОВ від кроку скручення р

-2∙10-8

-4∙10-8

-6∙10-8

-8∙10-8

-1∙10-7

-1,2∙10-7

р, мкм

-1,4∙10-7

1 2

3

4

Δτ1 (с/км)

16

УДК 621.396 Бокла Н.И., к.т.н

ГУТ , г.Киев, Украина

[email protected]

ИССЛЕДОВАНИЕ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ПСЕВДОСЛУЧАЙНОЙ

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ГОЛДА ДЛИНОЙ N=7

Аннотация. Рассмотрены особенности формирования модифицированных

последовательностей Голда на основе классической псевдослучайной последовательности

Года длиной 7импульсов.Определены пригодные реализации модифицированной ПСП Голда,

которые не дают значений лепестков ВКФ более 0.5 от уровня максимального лепестка

АКФ.

Особенностью систем с кодовым разделением каналов является использование

кодированных сигналов, которые имеют минимальные боковые лепестки

автокорреляционной функции (АКФ) и лепестки взаимокорреляционых функций (ВКФ)

попарных сигналов [1]

R= max {Ramax , Rimax } =min, (1)

где Ramax , Rimax – максимальные значения уровней нормированных лепестков АКФ и ВКФ.

Также важно, чтобы при максимальном количество кодированных каналов была

обеспечена минимальная ширина полосы частот радиоканала. Могут быть использованы

различные псевдослучайные последовательности (ПСП): m-последовательность,

последовательность Кассами, Голда и др., а также код Уолша. Предпочтение следует отдать

ПСП Голда, имеющей наибольшее количество реализаций при данной длине кода.

В работах [2-5] предложено к классической ПСП Голда добавлять (ансамбль А)или

отнимать (ансамбль В)определенное количество импульсов вначале или в конце

последовательности. Новые ПСП – названные нами модифицированными ПСП Голда –

имеют количество импульсов, кратное количеству разрядов многопозиционного сигнала, что

позволяет создавать телекоммуникационные системы с уменьшенной шириной полосы

пропускания радиоканала благодаря применению многопозиционного сигнала .

С использованием разработанного автором метода графического интерфейса

пользователя [4] были проведены корреляционные исследования полного массива

реализаций модифицированной ПСП Голда, длиной N=7 включающего ансамбли А и В

(таблица 1).

Таблица 1

№ Модифицированая ПСПГолда ансамбль

А (добавили в конце один импульс, -1)

Модифицированная ПСПГолда ансамбль В

(отняли в конце один импульс)

1 1 1 -1 -1 1 -1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 -1

2 1 -1 1 1 1 1 -1-1 1 -1 1 1 1 1

3 -1 1 -1 1 -1 1 -1 -1 -1 1 -1 1 -1 1

4 1 -1 -1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 -1 -1 1

5 -1 -1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1 -1 -1 -1

6 -1 1 1 -1 1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 1

7 1 1 1 1 -1 -1 1-1 1 1 1 1 -1 -1

По результатам исследований необходимо определить пригодные реализации

модифицированной ПСП Голда, которые не дают значений лепестков ВКФ более 0.5 от

уровня максимального лепестка АКФ. Как показано на рис.1.2 значения уровней АКФ и

ВКФ модифицированых ПСП Голда для ансамбля А- это четыре реализации №1,2,3,4, а для

ансамбля В две реализации №2,4

17

Рисунок.1 Гистограммы уровней АКФ и ВКФ модифицированных ПСП Голда

ансамбля А

Рисунок.2.Гистограммы уровней АКФ и ВКФ модифицированых ПСП Голда

ансамбля В

На рис.3 приведены, как пример, АКФ с наилучшими уровнями боковых лепестков

модифицированных ПСП Голда ансамбля А и В.

Рисунок.3. АКФ с наилучшими уровнями бокового лепестка модифицированых ПСП

Голда ансамбля А и В

18

Выводы

1. Созданная модифицированная ПСП Голда на основе 7-и импульсной

классической последовательности имеет 4 приемлемых реализации - №1,2,3,4 (уровень

лепестков до 0.5, при добавлении -1 в конце посследовательности) и приемлемые

реализации-№ 3,4 (уровень лепестков до 0.3, при отнимании 1 импульса в начале

последовательности).

2. Вопреки характерной особенности ПСП – наличии разницы количества импульсов

+1 и -1 в один импульс, приемлемые корреляционные характеристики модифицированной

ПСП Голда получаются даже при разнице импульсов +1 и-1 до 5 импульсов.

Литература

1. Варакин Л.Е. Системи связи с шумоподобными сигналами. М.: Радио и связь,

1985.- 384 с.

2.Семенко А.І., Бокла Н.І. Патент України на корисну модель №64776 МПК H04 J

13/00. Телекомунікаційна широкосмугова радіосистема з кодовим розподілом каналів. заявл.

31.12. 2010; опубл. 25.11.2011, бюл. № 3.

3.Семенко А.И., Бокла Н.И.Эффективность телекоммуникационных систем с

использованием модифицированных псевдослучайных последовательностей

Голда//Электросвязь.№3,2014,-С.14-17.

4.Бокла Н.І. Дослідження кореляційних властивостей ПВП за кодом Голда з

використанням системи MATLAB//Вісник ДУІКТ.-2011.-Том.9.- №4.-С.386-391.

5. А.І. Семенко Метод двократного зменшення необхідної смуги пропускання каналу

зв’язку в телекомунікаційній системі з кодовим розподілом каналів/ А.І. Семенко, Н.І. Бокла

//Загальногалузевий науково – виробничий журнал «Зв'язок».-Київ.- 2011.- №4(96).- С.23-25

УДК 621 391: 681 327.02

Вербицький О.О., Щуцький В.М.


[email protected]

ОБҐРУНТУВАННЯ ВИБОРУ ПЕРИФЕРІЙНОГО СИЛОВОГО ЕЛЕМЕНТУ ЗІ

СКЛОПЛАСТИКУ В ОПТИЧНИХ КАБЕЛЯХ ЗВ’ЯЗКУ

Для забезпечення заданої механічної міцності конструкції волоконно-оптичного

кабелю (ВОК) в ньому використовуються певна кількість та тип армуючих елементів.

Зазвичай в модульних конструкціях ВОК, які набули широкого застосування, присутні

центральний та периферійний силові елементи. Для їх виготовлення використовують

різноманітні матеріали такі як сталь, склопластик та арамідні нитки, які мають велику

механічну міцність та зможуть забезпечити задане максимально допустиме розтягувальне

навантаження (МДРН) кабелю, стійкість до роздавлюючого та згинаючого навантаження.

Дані армуючі елементи та матеріали, з яких вони зроблені, по-своєму впливають на

конструкцію, вагу, габарити та собівартість ВОК, тому потребують від конструкторів-

розробників проектування різноманітних оптимальних моделей. Дана робота основана на

роботах [1-3] та є продовженням дослідження оптимального вибору силових елементів (СЕ)

ВОК. У вказаних роботах обґрунтування вибору кількості, діаметру та матеріалу

склопластикових стержнів периферійного силового елементу ВОК проведено не було.

Метою даної роботи є обґрунтування оптимального вибору периферійного силового

елементу (ПСЕ) зі склопластикового стержня у модульній конструкції ВОК.

Розрахунок механічної міцності ВОК полягає у визначенні МДРН кабелю. Як відомо,

в загальному виді величина максимального допустимого розтягувального навантаження, що

забезпечується конструкцією кабелю, визначається за виразом [1]:

19

мдрн мк фк1 1 1

n n n

i i i i i

і і і

F E S S S

, (1)

де мд

F – максимально допустиме розтягувальне навантаження кабелю, Н; n – кількість

елементів ВОК, без урахування оптичних волокон (ОВ);i

E , iS – модуль Юнга, Н/мм2, та

площа поперечного перетину, мм2,і-го елементу кабелю; мк – максимально допустиме

відносне видовження кабелю;i

– механічна напруга в і-му елементі кабелю, Н/мм2; фк

–

фіктивна механічна напруга кабелю, Н/мм2.

Критерієм для розрахунку МДРН ВОК є максимально допустиме відносне

видовження кабелю [1].

дОВдкмк , (2)

де мк – максимально допустиме відносне видовження кабелю;

дк – допустиме відносне

видовження кабелю до початку видовження ОВ;дОВ – допустиме відносне видовження ОВ.

Розрахунок допустимого відносного видовження кабелю тільки з урахуванням

подовження уздовж його осі проводиться за виразом [1]:

2

2

2

22

дк

2411

R

R

R

R

h

R, (3)

де дк – допустиме відносне видовження кабелю; R , h – радіус та крок спірального

укладання елементів осердя навколо центрального силового елементу (ЦСЕ) відповідно,

мм; R – відстань між оптичним волокном або джгутом ОВ, що знаходяться в трубці оптичного модуля (ОМ), та внутрішньою поверхнею стінки модуля, мм.

Допустиме розтягувальне навантаження кF ВОК також можна визначати з

урахуванням лише дії силових елементів [3] та для нашого типу ВОК зі склопластиковими

стержнями в ЦСЕ та ПСЕ даний вираз має вид ЦСЕ ПСЕ

к ЦСЕ ПСЕ дк сп ЦСЕ сп ПСЕε ( )F F F Е S Е S , (4)

де ЦСЕF , ПСЕF – розтягувальні навантаження, які забезпечуються ЦСЕ та ПСЕ відповідно, Н;

дкε – допустиме відносне видовження кабелю; ЦСЕ

спЕ , ПСЕ

спЕ – модуль пружності склопластиків

ЦСЕ та ПСЕ відповідно, Н/мм2; ЦСЕS , ПСЕS – площа поперечного перетину склопластиків

ЦСЕ та ПСЕ відповідно, мм2.

Для розрахунку та дослідження розтягувального навантаження, що забезпечується

ПСЕ ВОК, були взяті такі значення: кількість ОМ у повиві ВОК nов=6; діаметр ОМ dом=2,3

мм; діаметр ЦСЕ dцсе=2,3 мм; кількість ОВ в трубці ОМ – 12, крок спірального укладання

елементів повиву ВОК – 90 мм, кількість ПСЕ nпсе=(2, 4, 6); діаметри ПСЕ dпсе=(1; 1,3; 1,6,

1,9; 2,3) мм [1–4]. В результаті розрахунків розтягувального навантаження ПСЕ ПСЕF було

отримано графіки залежності ПСЕF від dпсе для різної кількості стержнів ПСЕ (рис. 1).

В роботі одержано залежності розтягувального навантаження ПСЕ у виді

склопластикових стержнів з різним діаметром та кількістю, що дозволяють на етапі

про�

Шоста міжнародна науково практична ......2018/04/03 · 1...

Documents