ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ ИМ.ПРОФ.М.А.БОНЧ-БРУЕВИЧА» (СПбГУТ) Санкт-Петербургский колледж телекоммуникаций Отделение Фиксированной связи Цикловая комиссия Фиксированной связи «Допустить к защите» Заместитель директора по УР _____________ О.В.Колбанева «_14_» _февраля_ 2020 г. ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ Тема: РАБОТА Проектирование мультисервисной сети доступа в жилом комплексе Вид выпускной квалификационной работы Специальность Квалификация дипломный проект (дипломный проект, дипломная работа) 11.02.09 «Многоканальные телекоммуникационные системы» техник Дипломник _________________ Руководитель _________________ Консультант по ТБ _________________ Санкт-Петербург 2019 Д. Е. Михальченко « 7 » февраля 2020 г. С.В. Гришин « 7 » февраля 2020 г. Н.А. Ожерельева « 7 » февраля 2020 г. 2 Работа написана мною и не содержит неправомерных заимствований __08.02.2020_ __________________ (дата) (подпись студента) Текст ВКР размещен в электронно-библиотечной системе университета Руководитель отдела комплектования библиотеки (ФИО) ___13.02.2020___ _________________ (дата) Коэффициент оригинальности ВКР Проверил: (подпись) _____ % (Должность, ФИО) ___11.02.2020__ (дата) __________________ (подпись) 3 ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ ИМ.ПРОФ.М.А.БОНЧ-БРУЕВИЧА» (СПбГУТ) Санкт-Петербургский колледж телекоммуникаций Отделение Фиксированной связи Цикловая комиссия Фиксированной связи «Утверждаю» Заместитель директора по УР _____________ О.В.Колбанева «__8__» _ноября_ 2019 г. ЗАДАНИЕ на выполнение выпускной квалификационной работы (ВКР) Студент Михальченко Денис Евгеньевич Группа (ФИО) Руководитель Гришин Сергей Васильевич, преподаватель Квалификация техник Вид работы 171 (фамилия, имя, отчество, должность, уч. степень и звание) дипломный проект ( дипломный проект, дипломная работа) Тема : Проектирование мультисервисной сети доступа в жилом комплексе утверждена приказом директора от «01.11.2019» №1161/КС Исходные данные: данные по области застройке, количество абонентов (технические требования) Содержание работы: проектирование сети доступа для ЖК «Октава», оценка (анализ состояния проблемы, проведение исследований, разработка, расчеты параметров, экономическое обоснование и др.) __________экономических затрат, мероприятия по технике безопасности и охране труда Вид отчетных материалов, представляемых в ГЭК презентация, пояснительная записка (пояснительная записка, перечень, графического материала, отчет о НИР, технический проект, образцы и др.) _______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ 4 СОДЕРЖАНИЕ ВКР Наименование разделов Объем выполнения в % от всего задания Срок выполнения 1 2 5 15 15 3 05.12.2019 15.12.2019 30.12.2019 40 10 13.01.2020 30.01.2020 10 02.02.2020 5 09.02.2020 Введение Анализ состояния существующей сети Современные технологии абонентского доступа Технологические расчеты Организация строительства проектируемой сети Технико-экономическое обоснование проекта Заключение Руководитель ВКР Гришин Сергей Викторович (фамилия имя, отчество) Санкт-Петербургский колледж телекоммуникаций, преподаватель 812-326-31-63 (место работы, телефон) Начало выполнения ВКР «_05_» _декабря_ 2019 г. Завершение выполнения ВКР «_08_» _февраля_ 2020 г. Представление работы на рецензию « 10 » _февраля__ 2020 г. Задание на разработку ВКР рассмотрено на заседании цикловой комиссии « 09 » октября _ 2019 г. Протокол № _2__ Председатель цикловой комиссии: ______________ С.С. Хамутовская Задание принял к исполнению «_15_» _ноября __ 2019 г. _______________ (подпись студента) 5 Оглавление ВВЕДЕНИЕ ............................................................................................................................................. 6 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ СУЩЕСТВУЮЩЕЙ СЕТИ ДОСТУПА ............................................ 8 1.1. Характеристика ЖК «Октава». Основные показатели проектируемой сети доступа ...... 8 1.2. Основные цели строительства сети доступа ....................................................................... 10 1.3. Этапы проектирования .......................................................................................................... 12 1.4. Требования к проектируемой сети ....................................................................................... 12 2. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ СЕТЕЙ АБОНЕНТСКОГО ДОСТУПА .............................. 14 3 2.1 Понятие сетей абонентского мультисервисного доступа .................................................. 14 2.2 Принципы построения оптических сетей доступа .............................................................. 15 2.3 Сравнение технологий xPON. Выбор конкретной технологии......................................... 15 2.4 Структурированные кабельные системы (СКС)................................................................. 17 КОМПОНЕНТЫ ПРОЕКТИРУЕМОЙ СЕТИ ДОСТУПА ....................................................... 19 3.1 Выбор оборудования OLT .................................................................................................... 19 3.2 Выбор оборудования ONU ................................................................................................... 22 3.3 Выбор волоконно-оптических кабелей и пассивных элементов сети .............................. 24 3.4 Расчёт пропускной способности сети ................................................................................. 28 3.5 Выбор устройства маршрутизации трафика....................................................................... 29 4 РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ ЛИНЕЙНОГО ТРАКТА ПРОЕКТИРУЕМОЙ СЕТИ ....................... 33 5 4.1 Расчёт необходимого числа оптических волокон .............................................................. 33 4.2 Расчёт оптических сплиттеров ............................................................................................. 35 4.3 Расчёт бюджета оптической мощности ............................................................................... 36 ОРГАНИЗАЦИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ПРОЕКТИРУЕМОЙ СЕТИ ДОСТУПА .................... 39 5.1 Схема организация связи ........................................................................................................... 39 5.2 Мероприятия по организации строительных работ ........................................................... 41 6. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА................................................. 47 6.1 Безопасность жизнедеятельности ........................................................................................ 47 6.2 Расчет технико-экономических показателей ...................................................................... 53 ЗАКЛЮЧЕНИЕ .................................................................................................................................... 60 СПИСОК ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ..................................................................................... 61 6 ВВЕДЕНИЕ Сегодня каждый крупный оператор связи стремится предоставлять все основные инфокоммуникационные услуги (телефонию, доступ в Интернет и телевидение) что в мировой практике получило название Triple Play. По оценкам экспертов для предоставления услуг Triple Play (в том числе HDTV) каналы до абонентов должны иметь пропускную способность порядка 20 Мбит/с. Популярные технологии высокоскоростного доступа Ethernet и xDSL способны обеспечивать такую скорость передачи данных по медным кабелям, но лишь на малое расстояние. В настоящее время одной из наиболее популярных технологий строительства сетей широкополосного доступа в мире является технология PON (Passive Optical Network - пассивная оптическая сеть) - технология для оптической распределительной сети доступа. Основными вариантами PON являются технологии GPON (Gigabit PON) и GEPON (Gigabit Ethernet PON), которую также часто называют EPON. Основное отличие технологий GPON и EPON заключается в активном оборудовании. Пассивная инфраструктура этих технологий практически одинакова. Оптические сети имеют серьезные преимущества перед сетями, построенными на основе обычного медного или коаксиального кабеля. Они обеспечивают гораздо более высокие скорости передачи данных на большие расстояния и при этом абсолютно нечувствительны к электромагнитным помехам и перекрестным наводкам. Решения построенные на основе технологии гигабитной пассивной оптической сети PON при прочих равных затратах на установку оборудования значительно снижают расходы на дальнейшую эксплуатацию. Следственно уменьшают стоимость владения, что, безусловно, является не маловажным фактором. Связано это с тем, что в этой технологии используются в основном пассивные компоненты, не нуждающиеся в отдельном питании, но при этом соответствующие самым последним требованиям к сетям передачи данных. В настоящее время всё чаще продвигаются услуги, технологически требующие высокой скорости передачи данных. Оборудование PON соответствует и превосходит все эти современные требования. Основными преимуществами технологии PON для клиентов являются: - скорость: оптическое волокно обладает огромной полосой пропускания, поэтому скорость и качество передачи данных, выгодно отличается от других технологий (как проводных, так и беспроводных); - надежность: оптоволоконный кабель устойчив к электромагнитным воздействиям, не является источником электромагнитных волн, привлекателен по массово-габаритным параметрам и защищен от несанкционированного доступа; - гибкость: технология PON позволяет осуществлять настройку оборудования в соответствии с индивидуальными потребностями клиента и предоставлять именно тот уровень сервиса, который ему требуется. Внедрение технологии PON позволяет сохранить преимущества традиционных услуг, дополнив их новым качеством [1]. Сеть PON обеспечит высококачественную телефонную связь с возможностью подключения современного IP-телефона с расширенным набором функций, неограниченное количество номеров по одной линии и сохранение номера при переезде. Можно будет без проблем организовать видеонаблюдение в режиме реального времени. С помощью обыкновенной веб-камеры на экране обычного компьютера можно без дополнительных усилий, находясь дома или в офисе, организовать дистанционное видеонаблюдение за любым объектом. Причем использовать можно самое высокое качество видео. Наконец, еще одно достоинство технологии PON - с возможность бесперебойной работы охранных систем индивидуальных домов и квартир. Инфраструктура PON отличается крайней неприхотливостью и безопасностью: не требует электропитания и может быть смонтирована в любом, даже неприспособленном помещении. Целью выпускной квалификационной работы является проектирование мультисервисной сети доступа в жилом комплексе. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: провести анализ решений для организации сети доступа; 7 спроектировать мультисервисную сеть доступа ЖК «Октава» в Нижнем Новгороде; провести выбор необходимого оборудования; выполнить технико-экономическое обоснование проекта. 8 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ СУЩЕСТВУЮЩЕЙ СЕТИ ДОСТУПА 1.1.Характеристика ЖК «Октава». Основные показатели проектируемой сети доступа Ни́жний Но́вгород город в центральной России, административный центр Приволжского федерального округа и Нижегородской области. Крупнейший по численности населения город в Приволжском федеральном округе и на реке Волге. Расположен в центре Восточно-Европейской равнины на месте слияния Оки и Волги. Ока делит город на две части: нагорную — верхнюю, на Дятловых горах, и заречную — нижнюю, на её левом низи́нном берегу. Волга разделяет Нижний Новгород и Бор. В 1500—1515 годах был построен каменный кремль, который не был взят ни разу за всю историю. Под его стенами в 1612 году земский староста Кузьма Минин собрал средства и вместе с князем Пожарским организовал народное ополчение для освобождения Москвы и всей России от поляков. С 1817 года, с переводом в город Макарьевской ярмарки, располагавшейся ранее близ Желтоводского Макариева монастыря, он становится одним из крупнейших торговых центров России. В 1896 году в городе прошла Всероссийская художественно-промышленная выставка, давшая развитие российскому трамваю. Во время советской индустриализации 1930-х годов в нём были построены крупные машиностроительные предприятия, в том числе крупнейший автогигант — Горьковский автомобильный завод (ГАЗ). Во время Великой Отечественной войны 1941—1945 годов город был крупнейшим поставщиком военной техники, в силу чего подвергался бомбардировкам, мощнейшим во всём Среднем Поволжье. После войны город был награждён орденом Ленина. 20 ноября 1985 года в городе был запущен первый участок метрополитена. Хронологически это третий метрополитен в России и десятый в СССР. 24 июня 2013 года была запущена первая линия городской электрички, как дополнение к системе метро. 29 марта 2016 года президент России Владимир Путин торжественно открыл новый завод имени 70-летия Победы, входящий в концерн «Алмаз-Антей». В 2018 город стал одним из хозяев чемпионата мира по футболу. Население в границах города — 1 253 511 (2019), в границах городского округа — 1 270 241 (2017), пятый по численности населения город в России и третий в её европейской части. Город — центр Нижегородской агломерации, население которой насчитывает 2,087 млн чел. Она является шестой по величине в стране и второй в Среднем Поволжье. Площадь городского округа, в состав которого, помимо самого города, входят ещё 13 населённых пунктов, составляет от 410,68 до 466,5 км². Нижний Новгород — важный экономический, промышленный, научнообразовательный и культурный центр России, крупнейший транспортный узел и административный центр Приволжского федерального округа. Является одним из главных направлений речного туризма в России. Историческая часть города богата достопримечательностями и является популярным туристическим центром. Нижний Новгород расположен при слиянии двух крупнейших водных путей Европейской части России — рек Волги и Оки. Город разделяется Окой на две части: восточную возвышенную Нагорную, расположенную по правым берегам Оки и Волги на северо-западной оконечности Приволжской возвышенности — Дятловых горах, и западную (по левому берегу Оки и правому берегу Волги) низинную, заречную. В Нижнем Новгороде работают четыре оператора сотовой связи: «Билайн», «МТС», «TELE2», «МегаФон». Услуги CDMA предоставляет «Skylink». Доступ в Интернет по технологии LTE предоставляет оператор «Yota», а также «МегаФон». Ленинский район - третий по величине и самый населённый район Нижнего Новгорода. В Ленинском районе (2008 год) зарегистрировано 4 крупных и средних промышленных предприятия. Новый жилой массив возводится в Ленинском районе на юго-западе Нижнего Новгорода. Застройщиком выступает ООО «СМ Строй-52». «Октава» - это быстрорастущий, просторный, экологически чистый жилой район, расположенный по улицам Глеба Успенского, 9 Паскаля и Композиторская. В районе «Октава» компания-застройщик предусмотрела наличие развитой инфраструктуры: в планы строительства заложены школа, детский сад, районная поликлиника и коммерческие объекты. В дополнение к этим объектам застройщик запланировал строительство парковки, прогулочных зон, зон для выгула собак, а также комплексное благоустройство и озеленение микрорайона. В шаговой доступности от микрорайона « Октава » находятся сквер, собор, спортивный комплекс, предлагающий детям от 4 до 15 лет бесплатные секции волейбола, плавания, футбола, вольной борьбы, художественной гимнастики, бокса, хоккея с мячом и бальных танцев. Взрослых жителей и жительниц ждет широкий спектр спортивно-оздоровительных мероприятий, бассейн, доступ на современные футбольные поля, зимой - каток. Управляющая компания «Октава» регулярно организует для жителей микрорайона праздники по календарным поводам и просто так. На мероприятия приглашаются артисты и аниматоры, работают веселые аттракционы и разносится щедрое угощение. В транспортном плане массив расположен удобно: всего 20 минут до центра города. В проекте будет рассмотрены технические решения строительства сети доступа с применением волоконно-оптических кабелей в ЖК «Октава» в дома со строительными адресами ул. Глеба Успенского д.8, Глеба Успенского д.9, Паскаля д.10, Паскаля д.11 и Композиторов д.15. Характеристика подключаемых зданий приведена в таблице 1.1. План расположения подключаемых домов приведён на рисунке 1.1. Рисунок 1.1 - План расположения подключаемых домов Так как оптические каналы заведомо предполагают широкую полосу пропускания, в целях запаса монтированной емкости портов, а также по причине того, что дома являются новостройками, примем в расчет то, что услуги понадобятся более 75% квартир. Следовательно, для подключения всех абонентов необходимо задействовать 960 портов подключения. Прокладка магистрального участка кабеля будет производиться в существующей и вновь построенной кабельной канализации ПАО «Ростелеком» (вопрос строительства кабельной канализации в проекте не рассматривается). 10 Таблица 1.1 - Характеристика подключаемых зданий № Адрес Подъездов Этажей Квартир Квартир на площадке 1 Глеба Успенского 8 10 4 320 д.8 2 Глеба Успенского 5 10 5 250 д.9 3 Паскаля д.10 8 10 4 320 4 Паскаля д.11 3 10 6 180 5 Композиторов д.15 6 10 4 240 1310 Портов 240 180 240 120 180 960 1.2. Основные цели строительства сети доступа Основными предпосылками для реализации проекта развития сети доступа по технологии FTTH в городе Нижнем Новгороде, явилась потребность в повышении конкурентоспособности, удержание существующей клиентской базы и ее расширение. Предоставление абонентам услуги цифрового телевидения IPTV, быстрое получение больших объемов информации из сети Интернет. Реализация бизнес-плана по строительству сети FTTH в городе Нижнем Новгороде позволит сохранить доминирующие позиции ПАО «Ростелеком» на рынке телекоммуникаций города, получить конкурентные технологические преимущества на сегменте широкополосного доступа. Последовательность мероприятий по реализации стратегии проекта: - приобретение оборудования PON (активное и пассивное оборудование, комплектующие); - строительство пассивной сети FTTH ВОЛС; - проведение настроечных работ и тестирования активного оборудования; - переключение и подключение новых пользователей. Основной целью внедрения технологии PON является повышение доходов ПАО «Ростелеком» за счет привлечения абонентов, заинтересованных в получении современных телекоммуникационных услуг, путем построения качественно новой широкополосной сети доступа. Данная сеть должна обеспечить прозрачный транспорт для всего комплекса предоставляемых услуг: телефонии, широкополосного доступа к сети передачи данных, IP-TV, кабельного ТВ. В тоже время данная сеть должна иметь наиболее экономичную, с точки зрения объема линейных сооружений оптоволоконную инфраструктуру. В качестве предмета исследования выбрана мультисервисная сеть, представляющая собой универсальную многоцелевую среду, предназначенную для передачи речи, изображения и данных с использованием технологии коммутации пакетов (IP). Мультисервисная сеть отличается высокой степенью надежности, характерной для телефонных сетей (в противоположность негарантированному качеству связи через Интернет) и обеспечивает низкую стоимость передачи в расчете на единицу объема информации (приближенную к стоимости передачи данных по Интернету). Надо отметить, что мультисервисные сети - это не совсем технология или техническая концепция, это скорее технологическая доктрина или новый подход к пониманию сегодняшней роли телекоммуникаций, основанный на знании того, что компьютер и данные сегодня выходят на первое место по сравнению с речевой связью. Базовыми понятиями мультисервисных сетей являются QoS (Quality Of Service) и SLA (Service Level Agreement), то есть качество обслуживания и соглашение об уровне (качестве) 11 предоставления услуг сети. Переход к новым мультисервисным технологиям изменяет саму концепцию предоставления услуг, когда качество гарантируется не только на уровне договорных соглашений с поставщиком услуг и требований соблюдения стандартов, но и на уровне технологий и операторских сетей. Архитектурно структуру мультисервисной сети можно представить в виде нескольких основных уровней: ядро (магистральный уровень), уровень распределения и агрегирования и уровень доступа. Схема структуры мультисервисных сетей, изображена на рисунке 1.2. Рисунок 1.2 - Схема структуры мультисервисных сетей На уровне ядра находятся высокопроизводительные платформы для быстрой коммутации трафика с поддержкой протоколов динамической маршрутизации, здесь же обеспечивается подключение к провайдеру и располагаются сервисные центры. Магистральный уровень является универсальной высокоскоростной и, по возможности, однородной платформой передачи информации, реализованной на базе цифровых телекоммуникационных каналов. Уровень распределения включает узловое оборудование сети оператора, а уровень агрегирования выполняет задачи агрегации трафика с уровня доступа и подключения к магистральной (транспортной) сети. На уровне доступа реализовано управление пользователями и рабочими группами при обращении к ресурсам объединенной сети. Уровень доступа включает корпоративные или внутридомовые сети, а также каналы связи, обеспечивающие их подключение к узлу (узлам) распределения сети. Отличие обычной от IP-телефонии заключается в том, что в обычном телефонном звонке подключение между обоими собеседниками устанавливается через телефонную станцию исключительно с целью разговора. Голосовые сигналы передаются по определенным телефонным линиям, через выделенное подключение. При запросе же по Интернет, сжатые пакеты данных поступают в Интернет с адресом назначения. Каждый пакет данных проходит собственный путь до адресата, по различным маршрутам. Для адресата пакеты данных перегруппировываются и декодируются в голосовые сигналы оригинала.телефония не только во многом превосходит обычную телефонию, но VoIP еще и дешевле. Потому что, обычные телефонные звонки требуют разветвленной сети связи телефонных станций, связанных закрепленными телефонными линиями, подвода волоконно-оптических кабелей и спутников связи. Высокие затраты телефонных компаний приводят к дорогим междугородным разговорам. Выделенное подключение телефонной станции также имеет много избыточной производительности или времени простоя в течение речевого сеанса. IP-Телефония частично основывается на существующей сети закрепленных телефонных линий. Но главное, она использует технологию сжатия голосовых сигналов и полностью использует емкость телефонных линий. Поэтому пакеты данных от разных запросов, и даже различные их типы, могут перемещаться по одной и той же линии в одно и тоже время. В отличие от спутникового телевидения, кабельное ТВ обладает рядом преимуществ: постоянный, четкий, не зависящий от окружающей среды прием цифрового сигнала; дешевле в установки и эксплуатации. 12 1.3. Этапы проектирования Взаимопроникновение различных по своей природе коммуникационных технологий породило целый ряд проблем, связанных как с предоставлением различного типа услуг при наличии фиксированной канальной и сервисной инфраструктуры, так и со строительством новых телекоммуникационных сетей, призванных обеспечить существование разнообразных сервисных приложений, а также обладающих способностью расширения и структурного изменения при необходимости в предоставлении новых (вполне возможно, еще неизвестных) типов услуг. При проектировании технической структуры можно выделить следующие основные этапы: Первый этап - определение типа сети передачи данных. На этом этапе устанавливаются требования по пропускной способности сети, ее надежности, управляемости, ценовым характеристикам. Второй этап - проектирование физических носителей сети. На втором этапе предлагается определить физические носители сети (оптические или медные кабели, радиоволны различных диапазонов). Третий этап - планирование технологий, протоколов передачи данных и политики маршрутизации основной сети. В начальной фазе данный этап предполагает выбор технологии передачи данных, например, SDH или PDH. На основе этого происходит утверждение магистрального направления развития основной сети, ее долговременные параметры. В дальнейшем происходит выбор протоколов передачи данных и политики маршрутизации, подходящих к условиям первых двух этапов. Четвертый этап - проектирование системы управления основной сетью. Выбор правильной системы управления сетью во многом определяет успешное функционирование телекоммуникационной структуры, поэтому характеристики системы управления имеют большие весовые коэффициенты при оптимальном проектировании телекоммуникационной сети. Пятый этап - определение интерфейсов основной сети в другие сети. Пятый этап также чрезвычайно важен, так как построение замкнутой телекоммуникационной инфраструктуры в подавляющем большинстве случаев не актуально. Шестой этап - планирование технологий, протоколов передачи данных и политик маршрутизации наложенных сетей различных уровней. Следует отметить, что приведенные выше этапы проектирования тесно связаны между собой и, в большинстве случаев, предполагают итеративный процесс со значительным количеством прямых и косвенных связей между этапами. 1.4. Требования к проектируемой сети Главным требованием, предъявляемым к сетям, является обеспечение потенциальной возможности доступа к разделяемым ресурсам всех компьютеров, объединенных в сеть. Проектируемая мультисервисная сеть должна предоставлять следующие услуги связи: широкополосный доступ к сети Интернет, обеспечивает возможность доступа к информационным ресурсам сети Интернет, использование удаленных файловых ресурсов сети Интернет, обмен большими объемами информации, электронной почте, программам обмена сообщениями (ICQ, Skype), а также другими сервисами, доступ и управление которым возможно через Интернет. IP телефония - способ предоставления услуг телефонии с использованием для передачи голоса среди сетей с коммутацией пакетов, в том числе IP сети передачи данных и / или Интернет. IPTV - это цифровое интерактивное телевидение нового поколения. С помощью 13 IPTV плеера, без использования дополнительного оборудования, можно просматривать более 100 телевизионных каналов. Технические требования, предъявляемые к характеристикам магистральных соединений сети: скорость информационного обмена - 10 Гбит/с. автоматическая диагностика возникающих неисправностей. поддержка QoS; низкая вероятность потери данных. Технические требования к СКТ: СКТ должна состоять из волоконно-оптической сети до каждого телефицируемого здания и коаксиальной домовой распределительной сети внутри каждого телефицируемого здания. Частотный диапазон прямого канала 47-862 МГц. Уровень сигнала на отводах абонентских ТВ ответвителей должен быть не менее 68 дБмкВ для аналогового сигнала и не менее 59 дБмкВ для цифрового QAMмодулированного сигнала. Максимальный разброс уровней сигналов на отводе абонентского ТВ ответвителя во всем частотном диапазоне (47- 862 МГц) не должен превышать 12 дБ. Для защиты ТВ-сигнала, транслируемого по радиочастотным кабелям, от высокого уровня электромагнитных помех коэффициент экранирования применяемых кабелей должен составлять не менее 80 дБ в диапазоне 301000МГц. Технические требования к СПД: сеть передачи данных должна быть спроектирована на основе технологии Ethernet и протокола IP. скорость канала для подключения здания к сети ПД должна быть не менее 100 Мбит/с. пропускная способность магистральной сети ПД должна быть не менее 1000Мбит/с. интерфейс подключения абонента по UTP - Ethernet 10/100BaseT. 14 2. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ СЕТЕЙ АБОНЕНТСКОГО ДОСТУПА 2.1 Понятие сетей абонентского мультисервисного доступа Сеть связи (коммуникационная сеть - communication network) - это совокупность оконечных устройств (терминалов связи), объединенных каналами передачи информации и коммутирующими устройствами (узлами сети), обеспечивающими обмен сообщениями между всеми оконечными устройствами. Мультисервисная сеть представляет собой универсальную многоцелевую среду, предназначенную для передачи речи, изображения и данных с использованием технологии коммутации пакетов (IP). Мультисервисная сеть отличается степенью надежности, характерной для телефонных сетей (в противоположность негарантированному качеству связи через Интернет) и обеспечивает низкую стоимость передачи в расчете на единицу объема информации (приближенную к стоимости передачи данных по Интернету). Сеть абонентского доступа - это совокупность технических средств между оконечными абонентскими устройствами, установленными в помещении пользователя, и тем коммутационным оборудованием, в план нумерации (или адресации) которого входят подключаемые к телекоммуникационной системе терминалы [4]. Сформулируем основные особенности современных сетей абонентского доступа: 1) сеть доступа - универсальная система в том смысле, что практически исчезает деление ее функций на основную и дополнительные; 2) традиционная конфигурация сети доступа типа “точка - точка” (point- to-point) дополняется новыми топологиями (“точка - множество точек” или “множество точек множество точек”, известных по англоязычным терминам point-to-multipoint и multipoint-tomultipoint соответственно); 3) сети доступа иногда используются устройства распределения информации, что приводит к возможным потерям вызовов (при коммутации каналов) или сообщений (при коммутации пакетов или иной подобной технологии); 4) в сети доступа создается подсистема эксплуатационного управления, которая позволяет эффективно реагировать на отказы ее отдельных элементов и колебания трафика; 5) начинают формироваться требования к весьма существенному расширению пропускной способности сети доступа. Составим сравнительную таблицу, в которой будут представлены ключевые особенности технологий Ethernet и PON (таблица 2.1). Таблица 2.1 - Сравнительная характеристика технологий оптического доступа Ethernet PON 1 2 создавалась для локальных сетей технология мультисервисных сетей требуется большое количество оптических для построения сети используются эконоволокон в ОК; обычно несколько мичные маловолоконные кабели, полностью промежуточных узлов с активным пассивная сеть между узлом оператора и оборудованием между узлом оператора и абонентами абонентами возможность варьирования полосы обладает необходимой эффективностью пропускания наращивания узлов сети и пропускной способности, в зависимости от настоящих и будущих потребностей абонентов поддерживает все службы (данные, голос, возможность предоставления трех видов видео) информации: голос, видео, данные 15 Продолжение табл.2.1 1 2 технологические ограничения, в том числе, нет особых ограничений ввиду использования расстояние 100 м от активного узла до оптоволоконного кабеля абонента оборудование требует стабильного электропитание требуется только для окоэлектропитания нечного оборудования - ONU 2.2 Принципы построения оптических сетей доступа Архитектура построения сетей оптического доступа характеризуется степенью приближения оптического сетевого терминала к пользователю. Сектор стандартизации Международного Союза Электросвязи (ITU-T) выделяет несколько характерных вариантов. Все архитектуры FTTx (Fiber to the ...) предполагают наличие участка с распределительными медными кабелями, но чем он короче, тем больше пропускная способность сети. Максимальное использование оптических технологий предполагает структура FTTH, при которой оптический сетевой терминал находится в квартире пользователя и соединяется короткими соединительными кабелями с оконечными устройствами - телефоном, компьютером, телевизором и т.д. Выбор архитектуры зависит от множества условий, и в первую очередь - от плотности размещения абонентов. Но ориентировочно можно высказаться за применение системы FTTB для многоэтажных жилых зданий. Для частной застройки или офисов, в зависимости от платежеспособности заказчика и его потребности в высокоскоростных приложениях, больше подойдет FTTC или FTTH. Выбор оптимальной топологии зависит от целого ряда факторов, связанных с конкретными условиями проектирования (плотность абонентов, их расположение, виды услуг и т.д.), а также от базовой оптической технологии. При использовании архитектуры на базе пассивной оптической сети PON для развертывания сетей FTTH оптоволоконная линия распределяется по абонентам с помощью пассивных оптических разветвителей с коэффициентом разветвления до 1:64 или даже 1:128. Архитектура FTTH на базе PON обычно поддерживает протокол Ethernet. В некоторых случаях используется дополнительная длина волны нисходящего потока (downstream), что позволяет предоставлять традиционные аналоговые и цифровые телевизионные услуги пользователям без применения телевизионных приставок с поддержкой IP. В пассивной оптической сети PON используются различные терминаторы оптической сети (optical network termination, ONT) или устройства оптической сети (optical network unit, ONU). ONT предназначены для использования отдельным конечным пользователем. Устройства ONU обычно располагаются на цокольных этажах или в подвальных помещениях и совместно используются группой пользователей. Голосовые сервисы, а также услуги передачи данных и видео доводятся от ONU или ONT до абонента по кабелям, проложенным в помещении абонента. 2.3 Сравнение технологий xPON. Выбор конкретной технологии - Отдельные разновидности PON имеют свои преимущества и недостатки: APON (ATM Passive Optical Network) - использует АТМ-инкапсуляцию транспортируемых данных для бизнес-приложений, обеспечивает скорость передачи 155 Мбит/с при дальности связи до 20 км. Базовый стандарт APON: ITU-T G.983; BPON (Broadband Passive Optical Network) - превосходит APON за счет ряда преимуществ, в частности, поддержки метода спектрального уплотнения каналов 16 (Wavelength Division Multiplexing - WDM), видеоприложений, более высокой скорости передачи (622 Мбит/с и 1,2 Гбит/c). Базовый стандарт BPON: ITU-T G.983x; - GPON (Gigabit Passive Optical Network) - наиболее распространенный на сегодня вариант PON, обеспечивающий симметричную передачу со скоростью до 2,5 Мбит/с, поддерживает транспортные протоколы Ethernet и ATM, а также IP-транспорт. Базовый стандарт GPON: ITU-T G.984; - EPON (Ethernet Passive Optical Network) - другое название: "Ethernet на первой миле" (Ethernet in the First Mile) - обеспечивает симметричную передачу со скоростью до 1,25 Гбит/с и использует инкапсуляцию Ethernet. Базовый стандарт EPON: IEEE 802.3ah; - GEPON (Gigabit Ethernet Passive Optical Network) является одной из разновидностей технологии пассивных оптических сетей PON и одним из самых современных вариантов строительства сетей связи, обеспечивающим высокую скорость передачи информации (до 1,2 Гбит/с). Основное преимущество технологии GEPON заключается в том, что она позволяет оптимально использовать волоконно-оптический ресурс кабеля. Например, для подключения 64 абонентов в радиусе 20 км достаточно задействовать всего один волоконно-оптический сегмент; - 10GEPON (10 Gigabit Ethernet Passive Optical Network) - гибрид технологий GPON и EPON со скоростями передачи до 10 Гбит/с. Базовый стандарт 10GEPON: IEEE 802.3av; - TurboGEPON обеспечивает скорость передачи информации до 2.5 Gbps по направлению к абоненту (downstream) и до 1,25 в направлении от абонента (upstream). [4] Произведём выбор между технологиями GPON и GEPON. После изучения особенностей каждой из технологий составлена таблица 2.2. Сравнение форматов кадров приведено на рисунке 2.1. Рисунок 2.1 - Форматы GPON и GEPON Таблица 2.2 - Сравнение технологий GPON и GEPON Технолог Преимущества ия GPON Полностью стандартизированная технология (рекомендация ITU-T G.984) Полностью стандартизированный протокол управления OMCI (протокол TR-069) Использование линейного кода NRZ без избыточности Более эффективные механизмы для передачи TDM-трафика Недостатки Более высокая стоимость, нежели GEPON Более сложное конфигурирование оборудования 17 Продолжение табл 2.2. Технолог Преимущества ия GEPON Более низкая цена OLT Сравнительно простая оборудования Недостатки Технология без стандарта (в основе настройка лежит стандарт IEEE 802.3ah) Использование избыточного линейного кода 8B/10B («чистая» полоса меньше на ~20%) 2.4 Структурированные кабельные системы (СКС) Структурированной кабельной системой (СКС) называется кабельная система: - имеющая стандартизованную структуру и топологию; - использующая стандартизованные элементы (кабели, разъемы, коммутационные устройства и т.п.); - обеспечивающая стандартизованные параметры (скорость передачи данных, затухание и проч.); - управляемая (администрируемая) стандартизованным образом. Отметим, что термин "стандартизованный" не означает здесь одинаковый, а определяет лишь, что все различные СКС строятся по одинаковым принципам и правилам и в соответствии с национальными и международными стандартами в области информационных технологий. Основными средами передачи данных СКС являются витая пара Волоконно-оптический кабель. Витая пара (twisted pair) - это кабель на медной основе, объединяющий в оболочке одну или более пар проводников. Каждая пара представляет собой два перевитых вокруг друг друга изолированных медных провода. Кабели данного типа зачастую сильно отличаются по качеству и возможностям передачи информации. Соответствия характеристик кабелей определенному классу или категории определяют общепризнанные стандарты (ISO 11801 и TIA-568). Сами характеристики напрямую зависят от структуры кабеля и применяемых в нем материалов, которые и определяют физические процессы, проходящие в кабеле при передаче сигнала. Волоконно-оптический кабель - кабель, содержащий одно или несколько оптических волокон для передачи данных в виде света. В зависимости от конструктивного исполнения волоконно-оптические кабели делятся на кабели внутренней и внешней прокладки, а также кабели для шнуров. Волоконно-оптические коммуникации имеют ряд преимуществ по сравнению с электронными системами, использующими передающие среды на металлической основе. В волоконно-оптических системах передаваемые сигналы не искажаются ни одной из форм внешних электронных, магнитных или радиочастотных помех. Таким образом, оптические кабели полностью невосприимчивы к помехам, вызываемым молниями или источниками высокого напряжения. Цифровые вычислительные системы, телефония и видеовещательные системы требуют новых направлений для улучшения передающих характеристик. Большая ширина спектра оптического кабеля означает повышение емкости канала. Кроме того, более длинные отрезки кабеля требуют меньшего количества репитеров, так как волоконно-оптические кабели обладают чрезвычайно низкими уровнями затухания. Это свойство идеально подходит для широковещательных и телекоммуникационных систем. Размер волокна в общем случае определяется по внешним диаметрам его ядра, демпфера и оболочки. Например, 50/125/250 - характеристика волокна с диаметром ядра 50 мкм, диаметром демпфера 125 мкм и диаметром оболочки 250 мкм. Оболочка всегда удаляется при 18 соединении или терминировании волокон. Тип волокна идентифицируется по типу путей, или так называемых "мод", проходимых светом в ядре волокна. Существует два основных типа волокна - многомодовое и одномодовое. В таблице 2.3 приведено сравнение этих кабелей. Таблица 2.3 - Сравнение одномодовых и многомодовых технологий Параметры Одномодовые Многомодовые Используемые длины волн 1,3 и 1,5 мкм 0,85 мкм, реже 1,3 мкм Затухание, дБ/км. 0,4 - 0,5 1,0 - 3,0 Тип передатчика лазер, реже светодиод Светодиод Толщина сердечника. 8 мкм 50 или 62,5 мкм Стоимость волокон и кабелей. Около 60% от многомодового Средняя стоимость конвертера в Около 50% от витую пару Ethernet. многомодового Дальность передачи Ethernet. около 20 км до 2 км Из данных приведённых в таблице 2.3 видно, что при небольших расстояниях выгоднее использовать многомодовый тип кабеля, так как в таких условиях общая стоимость проекта будет значительно ниже за счёт более низкой стоимости оборудования по сравнению с оборудованием для одномодового типа кабеля. Типовые характеристики современных оптоволоконных кабелей для внешней прокладки: - внешний диаметр - 10-20 мм; - температурный диапазон монтажа - от -10°С до +50°С; - температурный диапазон эксплуатации - от -40°С до +60°С; - минимальный радиус изгиба при прокладке - 15 внешних диаметров; - минимальный радиус изгиба при эксплуатации - 20 внешних диаметров; - максимально допустимое усилие на растяжение - 2500-10000 Н; - максимально допустимое усилие на сдавливание - 2000-4000 Н; Таким образом для проектирования мультисервисной сети в жилом комплексе будет использоваться оптоволоконный кабель, так как пропускная способность оптоволокна намного больше, чем у витой пары. 19 3 КОМПОНЕНТЫ ПРОЕКТИРУЕМОЙ СЕТИ ДОСТУПА 3.1 Выбор оборудования OLT В рамках данного дипломного проекта выбор оборудования системы передачи зависит от следующих факторов: - используемая технология (GEPON); - ёмкость портов подключения; - соотношение цена/качество; - поддержка дополнительных функций. С целью выбора конкретного производителя оборудования для построения сети выполним сравнение наиболее широко представленных на телекоммуникационном рынке линеек оборудования - QTECH (Россия, Москва) и Eltex (Россия, Нижний Новогород) [5,6]. Сравнение линеек по ключевым характеристика приведена в таблице 3.1. По остальным техническим (поддержка протоколов, электропитание и т.д.) и экономическим (время поставки, расходы на пусконаладочные работы и т.д.) рассматриваемое оборудование практически одинаковое, за исключением производительности. На основании таблицы 3.1 делаем выбор оборудования Eltex как более производительное, а также имеющее более дешёвый ONU. Оборудование GEPON предназначено для передачи сигнала Ethernet по пассивной оптической сети PON. Технология GEPON Turbo обеспечивает полосу пропускания 2,5 Гбит/с на группу из 128 абонентов по одному магистральному волокну в радиусе до 20 км от АТС с применением пассивных оптических разветвителей. Основным преимуществом GEPON Turbo является использование одного станционного терминала OLT для нескольких абонентских устройств ONT. OLT является конвертером интерфейсов Gigabit Ethernet и GEPON Turbo, служащим для связи сети PON с сетями передачи данных более высокого уровня. Таблица 3.1 - Сравнение линеек PON-оборудования QTECH и Eltex Характеристика QTECH Eltex (OLT - QSW-9000-01, ONT (OLT - LTE-8X, QONT-9-4F-2V-1W) ONT - NTP-RG-1402GC-W) 1:128 1:128 Коэффициент деления на порт 1024 1024 Максимальное количество абонентов на один OLT 8xGE 8xGE Количество и тип портов передачи данных Производительность OLT, 102 120 Гбит/с Стоимость OLT 172 000 173 188 Стоимость ONU 5 500 4 534 Технология GEPON Turbo, поддерживаемая оборудованием Eltex, обеспечивает полосу пропускания 2,5 Гбит/с на группу из 128 абонентов по одному магистральному волокну в радиусе до 20 км (или до 60 км с модулями Class C+) от АТС с применением пассивных оптических разветвителей (рисунок 3.1). Основным преимуществом GEPON Turbo является использование одного станционного терминала OLT для нескольких абонентских устройств ONT. OLT является конвертером интерфейсов Gigabit Ethernet и GEPON Turbo, служащим для связи сети PON с сетями передачи данных более высокого уровня. 20 Рисунок 3.1 - Общая структура сетей на базе TurboGEPON Станционное оборудование OLT LTE-8X (рисунок 3.2) предназначено для организации широкополосного доступа по пассивным оптическим сетям (PON).Выход в транспортную сеть оператора реализуется посредством 10 Gigabit и комбинированных Gigabit uplink интерфейсов. Интерфейсы GEPON служат для подключения оптической распределительной сети (PON). К каждому интерфейсу можно подключить до 128 абонентских оптических терминалов по одному волокну. Рисунок 3.2 - Станционное оборудование OLT Eltex LTE-8X Динамическое распределение полосы DBA (Dynamic Bandwidth Allocation) позволяет предоставлять полосу пропускания в сторону пользователя до 2,5 Гбит/с. Применение оборудования LTE-8X позволяет оператору строить масштабируемые, отказоустойчивые сети «последней мили», обеспечивающие высокие требования безопасности как в городских условиях, так и в сельских районах. OLT LTE-8X осуществляет управление абонентскими устройствами, коммутацию трафика и соединение с транспортной сетью. Данная модель OLT обеспечивает скорость соединения up/downstream - 1,25/2,5 Гбит/с. Коэффициент разветвления - до 128. Максимальная дальность действия - до 20 км. Техническая характеристика OLT Eltex LTE-8X приведена в таблице 3.2. 21 К каждому интерфейсу можно подключить до 128 абонентских оптических терминалов по одному волокну. Таблица 3.2. - Технические характеристики OLT Eltex LTP-8X Параметр Характеристика 1 2 Процессор Тип процессора - Marvell, архитектура ARMv5TE Тактовая частота процессора - 800МГц Количество ядер - 1 Оперативная память - DDR2 SDRAM 256 МБ 320 МГц Энергонезависимая память - 32МБ SPI Flash Коммутатор Коммутатор Ethernet - Marvell Packet Processor Производительность коммутатора - 128 Гбит/с Таблица MAC-адресов - 16К записей Поддержка VLAN до 4К в соответствии с 802.1Q Качество обслуживания QoS Сетевые интер- Uplink: фейсы 2 порта 10GBase-X (SFP+) 4 комбинированных порта 10/100/1000 Base-T /10/100/1000 Base-X (SFP) 4 порта 10/100/1000Base-T Downlink: 8 портов 2.5Гбит/с TurboGEPON (SFP) Режимы портов: Дуплексный/полудуплексный режим 10/100/1000Mbps для электрических портов. Дуплексный режим 1/10Гбит/с для опт. портов. Параметры SFP Тип разъема - SC/UPC PON Соответствует ITU#T G.984.2, FSAN Class B+ , SFF#8472 Среда передачи - оптоволоконный кабель SMF - 9/125, G.652 Поддержка DDM Digital RSSI o Module Temperature o Supply Voltage o Laser Bias Currentv o Tx Optical Power Output Коэффициент разветвления - до 1:64 Максимальная дальность - 20 км/Н> Передатчик: 1490nm DFB Laser Data Rate: 2488Mb/s o Average Launch Power +1,5..+5 dBm o Spectral Line Width-20 dB 1.0 nm - Приемник: 1310nm APD/TIA Detector/Amplifier o Data Rate: 1244Mb/s o Receiver Sensitivity -30 dBm Receiver Optical Overload -8 dBm Соответствие IEEE 802.3 10BASE-T Ethernet стандартам IEEE 802.3u 100BASE-T Fast Ethernet IEEE 802.3ab 1000BASE-T Gigabit Ethernet IEEE 802.3z F iber Gigabit Ethernet ANSI/IEEE 802.3 NWay auto-negtiation IEEE 802.3x Full Duplex and flow control IEEE 802.3ad Provider Bridges (QinQ) IEEE 802.1v VLAN Classification by Protocol and Port IEEE 802.3ac VLAN tagging IEEE 802.1d MAC bridges IEEE 802.1w Rapid Reconfiguration of Spanning Tree IEEE 802.1s Multiple Spanning Trees IEEE 802.1x Port Based Network Access Control ITU-T G.984x 22 Продолжение табл. 3.2 1 Функциональные характеристики 2 Ограничение количества MAC-адресов Обработка неизвестных МАС-адресов Ограничение широковещательного трафика Ограничение многоадресного трафика Количество multicast групп до 2000 Поддержка Q-in-Q в соответствии с IEEE802.1AD Поддержка IGMP Proxy Поддержка IGMP Snooping Поддержка функции быстрого переключения программ TV (IGMP fast leave) Статическая маршрутизация Динамическая маршрутизация на базе протоколов RIP, OSPF Изоляция портов, изоляция портов в пределах одной VLAN Поддержка функции измерения уровня мощности принимаемого сигнала RSSI (Received Signal Strength Indication) Взаимодействие с внешними средствами мониторинга и управления с использованием протоколов Telnet, SSH, SNMP. 3.2 Выбор оборудования ONU В качестве оконечных устройств используются абонентские терминалы Eltex NTP-RG1402GC-W (рисунок 3.3). Рис.3.3 – Абонентский терминал Eltex NTP-RG-1402GC-W Краткая техническая характеристика Eltex NTP-RG-1402GC-W приведена в таблице 3.3. Параметр 1 Параметры интерфейсов LAN Таблица 3.3. - Технические характеристики Eltex NTP-RG-1402GC-W Характеристика 2 4 порта Ethernet 10/100/1000 Base-T (RJ-45) 23 Продолжение табл.3.3 1 Параметры интерфейса PON Параметры беспроводного интерфейса Wi-Fi 2 1 порт GPON 2 встроенные антенны Стандарты 802.11 b/g/n Частотный диапазон 2400 ~ 2497 МГц Модуляция PSK/CCK, DBPSK, DQPSK, OFDM Безопасность 64/128/152-битное WEP-шифрование данных, WEP, WPA, WPA2 Параметры SFP Соответствие ITU-T G.984.2, ITU-T G.984.5 Filter, FSAN Class B+, SFFPON 8472G.984.2 Тип разъема - SC/APC Среда передачи - оптоволоконный кабель SMF - 9/125, G.652 Максимальная дальность - 20 км Коэффициент разветвления - до 1:64 Передатчик: 1310nm DFB Upstream Burst Mode Transmitter Data Rate: 1244Mb/s o Average Launch Power +0,5..+5 dBm Spectral Line Width-20 dB 1 nm Приемник: 1490nm APD/TIA Downstream CW Mode Digital Receiver Data Rate: 2488 Mb/s Receiver Sensitivity -28 dBm with BER better than or equal to 1.0x10-10 Receiver Optical Overload -4 dBm Приемник CaTV: 1550nm Downstream Linear CATV Video Receiver Optical Input Power -8..+2 dBm Compound Second Order (CSO) -55 dB o Compound Triple Beat (CTB) -55 dBCarrier to Noise Ratio (CNR) 46 dB RF Bandwidth 47 to 870MHz o RF Output Impedance 75Q NTP-RG-1402GC-W - высокопроизводительные многофункциональные абонентские терминалы, предназначенные для доступа к современным услугам телефонии и высокоскоростному интернету. Кроме того, абонентские терминалы серии RG предоставляют пользователям услуг широкие возможности для работы в локальной сети. Основные характеристики NTP-RG-1402GC-W: - 1 порт GEPON; - 4 порта 1G (роутер); - Wi-Fi 802.11n, до 300Мбит/с (2,4 ГГ ц); - порта FXS; - порт USB; - встроенный Triplexer для предоставления услуги CaTV. Абонентские устройства поддерживают подключение по стандарту IEEE 802.11b/g/n на частоте 2,4ГГ ц и 2,4/5 ГГ ц. ONT обеспечивают проводное подключение до 4 абонентских устройств (компьютеров или телевизионных приставок). Гигабитный маршрутизатор на 4 порта 10/100/1000 Base-T позволяет организовать высокоскоростное соединение устройств в сети. 2 порта FXS позволяют подключить аналоговые телефонные аппараты и пользоваться услугами IP-телефонии. Устройства с встроенным триплексером имеют RF-выход, к которому подключается телевизор для просмотра аналогового или цифрового кабельного телевидения (при условии предоставления услуги оператором). Порт USB может использоваться для подключения USBустройств (USB-флеш-накопитель, внешний HDD) или для подключения принтера. Предоставляемые услуги: - высокоскоростной доступ в интернет; 24 - потоковое видео/ High Definition TV; IP TV; IP-телефония; видео по запросу (VoD); видеоконференция; развлекательные и обучающие программы “on-line”. 3.3 Выбор волоконно-оптических кабелей и пассивных элементов сети На транспортных (межстанционных) сетях, где передаются потоки информации между узлами связи, важна большая широкополосность и надежность кабельной сети. А на сетях доступа, связанных с предоставлением информации, важна экономичность, гибкость, малые габариты и вес, защита от случайных повреждений, простота инсталляции и другие факторы. Наиболее распространенными на сетях FTTx являются стандартные одномодовые волокна типа G.652, которые применяются в ОК для пассивных оптических сетей, оптических сетей Ethernet, сетей кабельного телевидения, локальных сетей (чисто оптических или только с оптическими магистралями). Благодаря невысокой стоимости и большой широкополосности такие волокна могут применяться на любых участках упомянутых сетей (магистральных, распределительных, абонентских). Эти волокна могут работать как в сетях, работающих на одной длине волны, так и при использовании спектрального уплотнения плотного (DWDM) или разреженного (CWDM). Альтернативой им являются самые современные волокна типа G.657, которые специально разработаны для сетей FTTH. Специальная конструкция сердцевины волокна позволяет изгибать его с радиусом 10-15 мм без существенного вносимого затухания на изгибах (в отличие от волокон типа G.652). Поэтому такие волокна удобно использовать в абонентских оптических кабелях, прокладываемых в тесных коридорах и помещениях или соединительных шнурах (патч-кордах, пигтейлах), в условиях плотного размещения в оптических кроссах. Однако такие волокна дороже стандартных одномодовых. Выбор конструкции оптического кабеля, в основном, определяется участком сети, на котором он будет использоваться, а также условиями его размещения (в кабельной канализации, подвеска на опорах, внутри помещений и т.п.). Поскольку PON использует оптические кабели, прокладываемые на различных участках (магистральный, распределительный, абонентский) и в различных условиях, то и конструкции кабелей для этой сети могут отличаться достаточно сильно. Конструкции кабелей определяются, в первую очередь, условиями прокладки кабеля, а также необходимым числом волокон. Магистральные участки, соединяющие узел связи (головную станцию) с первой точкой распределения, являются наиболее протяженными и ответственными - при их повреждении нарушается работа всей сети. Здесь не стоит экономить на стоимости ОК, затратах на монтаж и прокладку. Тем более что длина магистралей обычно меньше суммарной длины распределительных и абонентских участков. В конструкции магистральных кабелей обязательно должен быть предусмотрен запас волокон на последующее развитие сети. Например, на магистральных участках сетей доступа (PON, оптический Ethernet, КТВ) запас, в зависимости от необходимого числа волокон, может составлять 20-50%, на распределительных - 10-20%. А на абонентских участках небольшой протяженности запас вообще не предусматривается, так как там легко доложить новый маловолоконный кабель. На распределительных участках, располагающихся между отдельными распределительными устройствами (шкафами, боксами, разветвителями), можно использовать менее дорогостоящие кабели. Для этих кабелей характерна прокладка в самых разнообразных условиях, которые и определяют их конструкцию. Они имеют меньшую длину и их проще заменить при повреждении. При выборе таких кабелей обычно исходят из компромисса между 25 ценой и качеством. Чаще в них присутствует запас волокон, но небольшой. Количество волокон в ОК определяется количеством приемопередающих узлов активного оборудования (как станционного, так и абонентского), а также схемой сети. При создании вещательной сети (broadcast) используется только одно волокно для однонаправленной передачи. Не следует забыть про запас волокон в кабеле и для последующего развития сети. Величина запаса волокон зависит от участка сети. Величина запаса также может зависеть от топологии сети («звезда», «дерево», «шина» и т.д.). При числе волокон до 12...24 экономически целесообразно использование кабелей с однотрубчатым сердечником (типа UT), а при большем количестве - с модульным сердечником (типа LT). При подземной прокладке кабеля принципиально важно иметь защиту от грызунов (обычно - броня из стальной гофрированной ленты) и попадания влаги (толстая полиэтиленовая оболочка, влагозащитный барьер, гидрофобное заполнение сердечника), а также от растягивающих усилий, случайных механических повреждений и других факторов. Для подвесных оптических кабелей очень важным является стойкость к растягивающим усилиям (обеспечивается подбором несущего троса или другими силовыми элементами) и перепадам температур (обеспечивается, в основном, материалом и конструкцией наружной оболочки). К основным требованиям к кабелям, прокладываемым внутри помещений, относятся: нераспространение горения, гибкость, легкость, защита от случайных ударов, растягивания, скручивания, сдавливания. [7, 8] Проведём сравнение трёх марок волоконно-оптического кабеля - ОКЛСТ, ДПО, ОКГ (таблица 3.4). Таблица 3.4 - Сравнение марок кабеля для магистрального участка Характеристика 1 Производитель Условия прокладки Количество волокон, шт. Растягивающее усилие, кН Максимальное растягивающее усилие, кН Раздавливающее усилие, кН/см Наружный диаметр, мм Марка кабеля ОКЛСТ 2 Самарская оптическая кабельная компания Для прокладки в кабельной канализации, специальных трубах, задувки в защитные полиэтиленовые трубы (ЗПТ) и микротрубки, в коллекторах, шахтах и туннелях, внутри зданий и сооружений. ДПО 3 Оптен ОКГ 4 Сарансккабель оптика Для прокладки в коллекторах кабельной канализации, блоках, трубах (включая метод пневмопрокладки), а также внутри зданий Для прокладки ручным или механизированным способом в кабельной канализации, трубах блоках, коллекторах 8...288 4.192 4.96 до 3 1,3.4 3 7 7 7 до 0,3 0,5 1 6...18,5 10,4 26 1 Масса, кг/км Строительная длина, км Температурный диапазон при эксплуатации, С Затухание на 1550 нм, дБ/км Затухание на 1310 нм, дБ/км Температурный диапазон при монтаже, С Срок службы, лет Стоимость, руб/км (на примере кабеля 48 ОВ) 2 30.300 3 35.250 Продолжение Табл.3.4 4 110 6 4 6 -60.+50 -60.+70 -40.+60 0,22 0,22 0,22 0,4 0,5 0,4 не ниже -30 -30.+70 -10. +50 30 30 30 58 270 63 780 46 820 На основании сравнения выбран кабель марки ОКГ разновидности «нг». Кабель марки ОКГ в негорючем исполнении применяется для прокладки внутри зданий по стенам, в вертикальных и горизонтальных кабелепроводах и кабельростах при повышенных требованиях по пожарной безопасности [9-11](рис.3.4). Рисунок 3.4 - Поперечный разрез кабеля ОКГнг Кабель содержит сердечник модульной конструкции с центральным силовым элементом из стеклопластикового прутка, вокруг которого скручены оптические модули методом правильной SZ-скрутки. Внутри оптических модулей свободно уложены оптические волокна. 27 Свободное пространство внутри оптических модулей и межмодульное пространство заполнено гидрофобным заполнителем. Сердечник скреплен нитями. На сердечник наложена ПЭТ-лента, закрепленная нитью. Поверх сердечника накладывается оболочка из полиэтилена высокой плотности. В случае изготовления кабеля с повышенными требованиями по пожарной безопасности оболочка кабеля выполняется из безгалогенного негорючего компаунда (рис.3.5). Рисунок 3.5. – Внешний вид кабеля ОКГнг В качестве кабеля для внутридомовой сети используется кабель ОБВ нг(А)-HF 36 G.657A (Инкаб, Россия) ёмкостью 42 волокон (рисунок 3.6). Ёмкость выбрана с учётом числа потенциальных абонентов в каждом из подъездов подключаемых домов (максимальное число абонентов на один подъезд – 40 абонентов. Кабель имеет конструкцию, позволяющую извлекать необходимое количество волокон из кабеля через небольшой разрез. Рисунок 3.6 – Кабель ОБВ Характеристики ОБВ-нг(А)-НР 42 G.657A: количество ОВ в кабеле - 42; диаметр кабеля - 14,0 мм; вес кабеля - 155 кг/км; минимальный радиус изгиба - 135 мм. При построении пассивных оптических сетей важнейшим элементом является оптический разветвитель. Именно эти элементы придают сети необходимую гибкость архитектуры, масштабируемость, максимальное соответствие системным требованиям, экономичность. В принципе ОР уже достаточно длительное время успешно применяется на магистральных участках в сетях кабельного телевидения, там, где необходимо создание разветвленной древовидной архитектуры с равномерным или неравномерным делением оптической мощности. Однако именно при внедрении PON разветвители проявили себя ключевым элементом сети. Исходя из архитектуры сети PON в данном проекте использоваться сплиттеры компании «Telcon» (рисунок 3.7): PLC Сплиттер 1x64. 28 Рисунок 3.7. - PLC Сплиттер 1x64 Технические характеристики сплиттеров представлены в таблице 3.5 Таблица 3.5 - Технические характеристики сплиттера Тип PLC делителя Рабочий диапазон волн, нм Вносимые потери (dB) Воспроизводимость (dB) Направленность (dB) Возвратные потери (dB) Зависимость вносимых потерь от изменения поляризации Зависимость вносимых потерь от изменения длины волны Зависимость вносимых потерь от изменения температуры 1x64 1260х1650 21,5 1 55 55 0,3 0,5 0,5 3.4 Расчёт пропускной способности сети Проектируемая емкость строительства - 920 портов. Исходные данные для расчёта (средние параметры тарифных планов «Ростелеком», а также показатели абонентских нагрузок на начало 2019-го года): средний трафик, приходящийся в ЧНН на одного массового абонента – 30 Мбит/с (нисходящий); трафик от массового абонента (восходящий) - 2 Мбит/с. Услуги телевещания (IP TV): количество ТВ-каналов NIPTV - 40; количество каналов IPTV HD - 30; трафик одного канала IPTV (кодек MPEG-2) - 4 Мбит/с; трафик одного канала IPTV HD (кодек MPEG-4 HD) - 8 Мбит/с. Для обеспечения параметров качества обслуживания (QoS), предъявляются следующие требования: - резерв пропускной способности узла должен составлять не менее 50%; - резерв пропускной способности канала должен составлять не менее 50%. [12] 29 Трафик услуг передачи данных: где П - полоса пропускания, необходимая для предоставления i-ой услуги одному клиенту; Д - доля одновременных подключений абонентов. Трафик передачи данных («нисходящий»): ТПДнис = 920 • 30 • 0,3 = 8280 Мбит/с. Трафик передачи данных («восходящий»): ТПДвосх = 920 • 2 • 0,3 = 552 Мбит/с. Трафик услуг телевещания (IP-TV): TIPTV = 40 • 4 + 30 • 8 = 400 Мбит/с. Таким образом: Тнисх= 8280 + 400 = 8680 Мбит/с Твосх = 552 Мбит/с Суммарный трафик узла Ty3 с учетом перечня предоставляемых услуг определяется следующим образом: Туз = 8680 + 522 = 9202 Мбит/с. Минимальная пропускная способность магистрального узла Tmaxy3, с учетом обеспечения необходимого резерва на развитие сети в 50%: Ттах.уз=9202X1,5 = 13803 Мбит/с. Суммарная величина трафика в узле составляет 13803 Мбит/с, что при строительстве сети доступа на основе оборудования PON для включения в мультисервисную сеть не превышает возможностей трёх интерфейсов 10GBase- X (двух основных и одного резервного). 3.5 Выбор устройства маршрутизации трафика Маршрутизатор Eltex ESR-1000 (рисунок 3.8) - это устройства, представляющие собой универсальную аппаратную платформу и способные предоставить широкий набор сетевых функций. Краткая техническая характеристика маршрутизатора приведена таблице 3.6. Таблица 3.6 - Характеристика маршрутизатора ESR-1000 Параметры Значения параметров 1 2 Производительность - Производительность Firewall (большие пакеты) - 5,9 Гбит/c - Производительность NAT (большие пакеты) - 5,9 Гбит/с - Производительность IPsec VPN (большие пакеты) - 3,7 Гбит/c (aes128bit-sha1) - VPN туннелей - 500 - Статические маршруты - 4К - Количество конкурентных сессий - 512К Интерфейсы - 24 порта Ethernet 10/100/1000 Base-T - 2 порта 10G Base-R SFP+ - 2 порта USB2.0 - Слот для SD-карт 30 Продолжение Табл.3.6 1 Общие характеристики Функции L2 Функции L3 Управление IPадресацией Качество обслуживания (QoS) Средства обеспечения надежности сети Функции сетевой защиты 2 Оперативная память - до 4 ГБ Встроенная Flash-память - 1 ГБ Источник питания - 220V AC / 48 V DC Дублирование модулей питания, возможность горячей замены Сменные вентиляционные модули Коммутация пакетов (bridging) STP, RSTP, MSTP 802.1d, 802.1Q LAG/LACP 802.3ad VLAN 802.1Q, Q-in-Q 802.1ad Изоляция портов (Port Isolation) Private VLAN Edge (PVE) Динамические VLAN, GVRP1 Selective Q-in-Q Статические маршруты Динамические протоколы маршрутизации RIPv2, OSPFv2/OSPFv3, BGP, IS-IS - PIM-SM/DM/SSM - Distance Vector Multicast Routing Protocol (DVMRP) - Статические адреса - DHCP клиент - PPPoE клиент - Встроенный DHCP сервер - DHCP Relay - До 8-ми приоритетных очередей на порт - L2 и L3 приоритезация трафика (802.1p, DSCP) - SP и WRED алгоритмы балансировки - Назначение приоритетов по портам, VLAN - Средства перемаркирования приоритетов - Применение политик (policing) - Управление полосой пропускания (shaping) - Контроль целостности соединений (OAM 802.3ah) - Dual homing - VRRP - Балансировка нагрузки на WAN интерфейсах, перенаправление потоков данных - Резервирование WAN соединений (в том числе с использованием 3G/4G беспроводных модемов) - Стекирование двух устройств, резервирование конфигураций, оперативных данных, соединений - Разделение сетевых интерфейсов на зоны - Изоляция зон, Firewall, правила фильтрации данных - Фильтрация сетевого трафика в соответствии с данными реестра запрещенных сайтов Роском- надзора - Защита от DoS и DDoS атак - Защита от вторжений (IPS) - 31 Продолжение Табл.3.6 1 Функции сетевой защиты - 2 Регистрация событий нарушения защиты - Автоматическое обновление информационных баз - Поддержка пользовательских сигнатур - Антивирусная защита (сканирование почты, web- страниц, файлов (POP3, SMTP, FTP, HTTP) - Предотвращение утечки информации (DLP) Типовые задачи, решаемые с помощью данного сервисного маршрутизатора: предоставление сервисов NAT, Firewall организация защищенных сетевых туннелей для объединения офисов компаний (IPsec VPN, L2TPv3, IP-IP, GRE) организация удаленного доступа к локальным ресурсам в сетях предпри- ятий(L2TP, PPTP) средства для постепенного перехода от адресации IPv4 к IPv6 (6to4, 4to6) фильтрация сетевых данных по различным критериям обнаружение и предотвращение попыток сетевых вторжений, защита от утечек данных анализ сетевого трафика и сетевой активности в привязке к приложениям и пользователям резервирование подключений к сетям Internet-провайдеров ряд других задач, перечень которых постоянно расширяется по мере развития сетей передачи данных и появления новых сетевых сервисов. Перечисленные функции сочетаются с традиционными сервисами. Устройства поддерживают функции L2 коммутатора и L3 маршрутизатора. Рисунок 3.8 - Маршрутизатор ESR-1000 Для организации доступа к услугам сети NGN посредством PON используется гибридная сервисная модель. Реализация логической модели доступа к услугам сети NGN посредством PON представлена на рисунке 3.10. PPPoE-сессия инициируется на оборудовании абонента (ПК), а ONT настроен в режиме Bridge. Терминация PPPoE-сессии производится на BRAS. Интернет трафик и трафик данных внутренней сети абонентов передается в рамках одной PPPoE-сессии. Для доступа к услугам Интернет виртуальному адаптеру PPPoE на оборудовании абонента, присваивается динамический публичный IP-адрес. 32 Рисунок 3.10 - Логическая структура сети При организации доступа к услугам Triple Play на участках между абонентским оборудованием (ONT) и терминирующим оборудованием организуются три сервисных VLAN (реализуется сервисная модель доступа S-VLAN - Service VLAN), в рамках которых передается трафик услуг Интернет, VoIP и один VLAN для передачи трафика IPTV и VoD. На оборудовании ONT осуществляется сопоставление идентификатора физического порта для подключения абонентского оборудования и идентификатора соответствующего сервисного VLAN. Например: - Port 1 - для подключения ПК и доступа к услуге Интернет; - Port 2 - для подключения телевизионной приставки STB и доступа к услугам IPTV и VoD; - Port 3 - для подключения телефона и доступа к услуге VoIP. 33 4 РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ ЛИНЕЙНОГО ТРАКТА ПРОЕКТИРУЕМОЙ СЕТИ 4.1 Расчёт необходимого числа оптических волокон Производится расчёт числа оптических волокон на распределительном участке сети (на территории микрорайона). Для этого необходимы следующие данные: топология сети, количество абонентов, коэффициенты ветвления для станционного оборудования. Разработанная топология представлена на рисунке 4.1. Количество абонентов было определено в характеристиках зданий (таблица 1.1) Рисунок 4.1 - Топология проектируемой сети Используемое оборудование от Элтекс LTE-8X позволяет подключать до 128 абонентов на одно волокно. В проектируемой сети использованы сплиттеры с коэффициентом деления 1:64. В доме по адресу Глеба Успенского д.8 максимальное число потенциальных абонентов - 240 (2 ШКОН). На такое количество абонентов и оптических шкафов будет приходиться четыре рабочих волокна и четыре резервных. В доме по адресу Глеба Успенского д.9 максимальное число потенциальных абонентов - 180 (1 ШКОН). На такое количество абонентов и оптических шкафов будет приходиться три рабочих волокна и три резервных. 34 В доме по адресу Паскаля д.10 максимальное число потенциальных абонентов - 240 (2 ШКОН). На такое количество абонентов и оптических шкафов будет приходиться четыре рабочих волокна и четыре резервных. В доме по адресу Паскаля д.11 максимальное число потенциальных абонентов - 120 (1 ШКОН). На такое количество абонентов и оптических шкафов будет приходиться два рабочих волокна и два резервных. В доме по адресу Композиторов д.15 максимальное число потенциальных абонентов 180 (1 ШКОН). На такое количество абонентов и оптических шкафов будет приходиться три рабочих волокна и три резервных. Исходя из полученных данных по количеству рабочих/резервных волокон (16/16 шт.), определим емкость кабеля на магистральном участке сети, Распределение волокон указано на рисунке 4.2. В качестве магистрального выбран кабель марки ОКГнг. Посчитаем общее количество рабочих и резервных волокон N^ от всех абонентов микрорайона (с учётом резерва на развитие сети, т.е. на подключение новых домов и сдачи волокон в аренду): N£ = 48 волокон. 48 волокон должны быть разведены на оптическом кроссе станционной стороны, с целью аварийного восстановления и для возможного добавления новых услуг для абонентов. Емкость прокладываемого кабеля на отдельных участках сети (то есть между распределительными муфтами и ОРШ) можно найти по количеству задействованных рабочих/резервных волокон. На вышестоящих участках емкость кабеля последовательно наращивается и складывается в суммарную емкость подведенного к микрорайону магистрального кабеля. Распределение волокон в кабеле приведено на рисунке 4.2. Рисунок 4.2 - Распределение волокон в магистральном кабеле 35 4.2 Расчёт оптических сплиттеров Оптические разветвители (сплиттеры) в проектируемой сети доступа используются внутри каждого многоквартирного дома для распределения ресурса общего волокна между абонентами. Оптические разветвители рекомендуется устанавливать в местах, удобных для их размещения и обслуживания: в муфтах, распределительных шкафах, боксах, блоках оптического кросса. Наиболее просты для установки безкорпусные разветвители, размеры которых позволяют укладывать их посадочное место защитной гильзы в сплайс-кассете. Потери в сварных соединениях разветвителей значительно ниже, чем в соединениях разъемных, а надежность их выше. Корпусные соединители более удобны при дальнейших эксплуатационных измерениях. В целях экономии оптических волокон их целесообразно устанавливать как можно ближе к абонентам, однако окончательное место установки определяется реальными условиями проекта. Самой ответственной задачей проектирования является расчет бюджета потерь и определение оптимальных коэффициентов деления всех разветвителей. Алгоритм расчета выглядит следующим образом: - расчет суммарных потерь для каждой ветви без учета потерь в разветвителях; - поочередное определение коэффициентов деления каждого разветвителя, начиная с наиболее удаленных; - расчет бюджета потерь для каждого абонентского терминала с учетом потерь во всех элементах цепи, сравнение его с динамическим диапазоном системы. Сначала найдем потери в каждой ветви дерева без учета потерь в разветвителях и соединениях. При расчетах будем учитывать максимальное километрическое затухание стандартного SMF волокна типа G.652, равное 0,35 дБ/км. На практике, принято считать это затухание равным 0,4 дБ/км. В случае нахождения двух ОРШ в одном доме, расстояниями между ОРШ условно пренебрегаем. Потери в абонентском распределительном кабеле (поэтажная разводка) не будем принимать во внимание ввиду их малости. Подбор параметров разветвителей связан с необходимостью получения на входе каждого абонентского терминала сети примерно одинакового уровня оптической мощности, т.е. построить так называемую сбалансированную сеть. Это принципиально важно по двум причинам: - для дальнейшего развития сети важно иметь примерно равномерный запас по затуханию в каждой ветви «дерева» PON. - если сеть не сбалансирована, то на станционный терминал OLT от различных ONU будут приходить в общем потоке сигналы, сильно отличающиеся по уровню. Система детектирования не в состоянии отрабатывать значительные перепады (более 10-15 дБ) принимаемых сигналов, что значительно увеличит количество ошибок при приеме обратного потока. Найдем коэффициенты деления каждого из требуемых к установке разветвителей, начиная с наиболее удаленного. На участке от узла доступа до домовых ОРШ сплиттеры не устанавливаются, т.к. используется прямая проварка волокон. В многоквартирных домах сплиттеры выбираются исходя из количества абонентов и рабочих волокон. Во всех подключаемых домах проектом предусматриваем использование сплиттеров 1х64. Величина затухания на используемых сплиттерах, согласно их технических характеристик составляет, 21,5 дБ. Конкретные значения вносимых потерь для каждого сплиттера даются производителем, 36 однако и расчетные значения пригодны для проектирования (паспортные значения затуханий обычно ниже расчётных). Далее произведем расчет потерь в соединениях. Подходящий к микрорайону магистральный кабель разветвляется в муфтах, образуя дерево сети. Ветви дерева - участки кабеля, идущие к отдельным домам, соединяются между собой сварным соединением. На станционной стороне примем наличие одного сварного и одного разъемного соединения. От входящего в дом магистрального кабеля до абонента имеются 3 соединения: два сварных и одно разъемное Волокно магистрального кабеля сваривается с волокном сплиттера в ОРШ; сваривается кабель, подходящий от этажного кросса к сплиттерному шкафу. Волокно от абонента до этажного кросса следует оснастить разъемным соединением, так как в случае повреждения проводки на стороне абонента не потребуется ремонтные работы с применением сварки. Потери в разъемных соединениях примем АР = 0,3 дБ, потери на сварных соединениях АС = 0,05 дБ (рисунок 4.3). Рисунок 4.3 - Схема соединений сети 4.3 Расчёт бюджета оптической мощности Бюджет запаса мощности предоставляет удобный метод анализа и количественной оценки потерь в волоконно-оптической линии. Бюджет мощности линии представляет собой сумму усилений и потерь на пути передачи сигнала от трансмиттера (через кабель и разъемы) к оптическому приемнику, включая запас мощности. Разность между передаваемой оптической мощностью и потерями в разъемах и соединителях должна находиться в границах между переданной мощностью и порогом чувствительности приемника. Чрезмерно большая оптическая мощность может указывать на насыщение оптического приемника, а слишком маленькая говорит о том, что приемник близок к своему порогу чувствительности. Это обычно сказывается на увеличении доли ошибок BER или выражается в нарушении работы кабеля и оконечного оборудования. Результаты данного анализа позволят проверить наличие у волоконнооптической линии достаточной мощности для преодоления потерь и корректного функционирования. Если анализ показывает обратное, то кабельную систему придется проектировать заново, чтобы она обеспечивала пересылку данных из конца в конец. Скорее всего, решение этой задачи может потребовать увеличения оптической мощности передатчика, повышения оптической чувствительности приемника, уменьшения потерь в волоконно-оптическом кабеле или разъемах либо применения всех перечисленных мер. [2] Составление бюджета запаса мощности - одна из наиболее важных задач при планировании инсталляции волоконно-оптической системы. При этом необходимо учитывать следующие факторы: - срок эксплуатации оптического трансмиттера (мощность трансмиттеров, как правило, падает с течением времени); - любое увеличение физической нагрузки на кабели (при этом потери в кабеле возрастают); 37 - микроизгибы кабеля; - износ соединителей при их подключении и замене (это вызывает нарушение центровки и увеличение потерь при прохождении сигнала через разъем); - загрязнение оптических соединителей (пыль или грязь могут не пропустить сигнал через соединитель). Запас мощности должен допускать некоторые вариации в рабочих характеристиках системы, не сказываясь на значении BER. Типичный запас мощности находится в границах от 3 до 6 дБ. Между тем никаких жестких правил относительно величины запаса мощности не существует. Необходимый запас зависит от типа волоконно-оптического кабеля, соединителей и применяемого. Если сделать запас мощности нулевым, то волоконно-оптическая линия должна иметь в точности ту оптическую мощность, которая необходима для преодоления потерь в кабеле и соединителях (при этом малейшее дополнительное ослабление сигнала чревато ухудшением характеристик передачи). Такого "нулевого варианта" следует по возможности избегать. Технические характеристики приведены в таблицах 4.1 и 4.2. Таблица 4.1 - Характеристики приёмопередачи OLT LTE-У Мощность передатчика от +2 до +7 дБ в соответствии с 1000BASE-PX20-D, 1000BASE-PX20-U Чувствительность приемника от -30 до -5 дБ Бюджет оптической мощности 30,5 дБ/30 дБ Таблица 4.2 - Характеристики приёмопередачи ONT Мощность передатчика от +0,5 до +5 дБ Чувствительность приемника от -28 до -8 дБ Бюджет оптической мощности 30,5 дБ/30 дБ В дополнение к затуханиям линий следует добавить эксплуатационный запас по затуханию АЭКПЛ, который необходим на случай повреждений в линейном тракте, ухудшения условий передачи и дальнейшего развития сети. Обычно берется запас 3-6 дБ. В расчете примем запас на 3 дБ. Далее проверим, не превышает ли бюджета потерь, включая запас, динамический диапазон системы (учитывая, что для системы TurboGEPON от Элтекс динамический диапазон составляет 30 дБ). Рассчитаем затухание линий к каждому абоненту с учетом эксплуатационного запаса по формуле (4.3) и результаты сведём в таблицу 4.3. Таблица 4.3 - Расчёт потерь в оптической линии Аналогично, не произойдет перегрузки приемника OLT, так как минимальное затухание без учета эксплуатационного запаса не меньше 8 дБ. Балансировку сети производить не обязательно, так как абоненты, подключенные к участку сети с минимальным затуханием, сгруппированы на отдельном волокне. По данным со схемы топологии сети (рисунок 4.1), наименее удаленные от станционного терминала ONT расположены в доме по адресу Композиторов д.15 (ОРШ1). 38 Следовательно, мощность сигнала upstream (от ONT к OLT) от данных абонентов будет максимальной. Минимальная мощность передатчика ONT равна +0,5 дБ, а порог перегрузки приемника OLT составляет минус 5 дБ. Следовательно, затухание линии между ONT и OLT должно быть не менее 5,5 дБ. Следовательно, во избежание перегрузки приемника OLT, в линию необходимо дополнительно внести потери не менее 5,5-2,288 = 3,212 дБ путем установки таких аттенюаторов. После установки аттенюаторов, максимальное затухание потока downstream - для участка сети до ОРШ7 уже без учета эксплуатационного запаса становится равным 25,996+3,212=29,208 дБ, что не превышает заявленного производителем оборудования бюджета оптической мощности в 30 дБ. Следовательно, это условие будет соблюдаться и для других участков с меньшими затуханиями. 39 5 ОРГАНИЗАЦИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ПРОЕКТИРУЕМОЙ СЕТИ ДОСТУПА 5.1 Схема организация связи Задачей дипломного проекта является организация оптическую сеть доступа по технологии GEPON в ЖК «Октава» в г. Нижнем Новгороде. Проектируемая сеть доступа состоит из трех главных элементов: центрального устройства OLT, пассивных оптических сплиттеров и абонентского устройства. Размещение узла доступа и оптических распределительных шкафов предусматривается в чердачных помещениях зданий микрорайона. Прокладка магистрального оптического кабеля между домами осуществляется по кабельной канализации. Ввод оптического кабеля из кабельной канализации в жилые дома и прокладка до ОРШ осуществляется в существующих стояках здания. В данном дипломном проекте была выбрана однокаскадная схема включения сплиттеров, что позволило оптимально построить пассивную распределительную сеть (рисунок 5.1). 40 Рисунок 5.1 – Схема организации сети Магистрали соединяются с входными портами сплиттеров 1х64. Выходные порты 41 сплиттеров соединяются с волокнами распределительного кабеля. От ОРШ прокладывается вертикальный распределительный кабель требуемой емкости, обеспечивающий не менее 75%-ого подключения всех абонентов подъезда. На каждом этаже устанавливается оптическая распределительная коробка (РК). РК имеет небольшие размеры и предназначена для соединения извлеченных из распределительного кабеля волокон и волокон ШОС (drop-кабеля). В помещение абонента до места установки ONT заводится одно волоконный кабель ШОС (drop кабель), он подключается непосредственно в ONT. В таблицах 5.1 и 5.2 приведен список требуемого кабеля и оборудования для оснащения узла доступа, ОРШ и этажных щитков требуемыми материалами при построении внутридомовой сети на заданном объекте. Таблица 5.1 - Спецификация узла доступа и магистрального участка сети Наименование Кол-во, шт (км) Станционное оборудование (OLT) Eltex LTE8X 2 Маршрутизатор Eltex ESR-1000 1 ИБЭП APC SURTD3000 с набором АКБ 1 ШКОС, шт 1 Шкаф телекоммуникационный SNR 19’’, 18U 1 Кабель ОКГнг-0,22-48П (км) 1,1 № п/п 1 2 3 4 5 Всего: Таблица 5.2 - Спецификация материалов для построения внутридомовой сети ШКОС, Сплиттер РК, Кабель Кол-во Адрес шт 1х64, шт шт ОБВ, м ONT, шт Глеба Успенского, 8 2 2 80 380 240 Глеба Успенского, 9 1 1 50 240 180 Паскаля, 10 2 2 80 380 240 Паскаля,11 1 1 30 120 120 Композиторов, 15 1 1 60 280 180 7 7 300 1400 960 5.2 Мероприятия по организации строительных работ Строительство или реконструкция ВОЛП осуществляются по утвержденным техническим проектам. В процессе подготовки к строительству, как правило, выполняются следующие основные виды работ: изучается проектно-сметная документация, составляется проект производства работ (ПНР), решаются организационные вопросы взаимодействия строительной организации с представителями заказчика; проводится входной контроль поставленного ОК, решаются задачи материально-технического обеспечения. До начала поступления кабеля на строительство ВОЛП должны быть выполнены работы по обследованию будущей трассы прокладки ОК, определению мест и помещений для проведения входного контроля кабелей. Для ОК городского типа преимущественное применение получила прокладка в канализации. Подземная телефонная кабельная канализация, состоящая из подземных трубопроводов и смотровых устройств (колодцев) различных конструкций и размеров, предназначена для прокладки, монтажа и эксплуатации кабелей связи проложенных в черте города. Телефонную канализацию прокладывают в основном под пешеходной частью улиц и по кромке газонов, а на пересечении дорог - под проезжей частью улиц. Кабельная канализация обеспечивает возможность прокладки по мере надобности необходимого числа кабелей без разрытия земли. Возможна также подвеска ОК на опорах и по стенам зданий. Процесс прокладки 42 ОК в телефонной канализации состоит из двух этапов: подготовительного и собственно прокладки. Подготовительный этап включает входной контроль кабеля, группирование строительных длин и подготовку телефонной канализации. Входной контроль заключается в общем, осмотре кабеля, простейшем просвечивании и измерении затухания световодов. Подготовка кабельной канализации к прокладке ОК включает устройство ограждений, подготовку колодцев, подготовку каналов кабельной канализации, прокладку полиэтиленовой трубы (вспомогательного трубопровода) в канале, заготовку вспомогательного трубопровода. Ограждения устанавливают по обе стороны от колодца. На проезжей части улицы ограждения устраивают со стороны движения транспорта на расстоянии не менее 2м от люка колодца. Перед началом работ по прокладке кабеля проводятся подготовительные работы, состоящие в очистке кабельных колодцев от воды и грязи, вентиляции для очистки их от светильного и болотного газов, которые могут скапливаться в колодцах, а также в подготовке канала канализации к протягиванию кабеля. В состав комплекта для прокладки ОК в канализации в обязательном порядке должны входить следующие основные устройства и приспособления, которые обеспечивают качественную прокладку: лебедка проволочная ручная или лебедка универсальная для заготовки каналов, прокладки полиэтиленовой трубы с помощью троса, затягивания кабеля; устройство для размотки кабеля с барабанов; труба направляющая гибкая для ввода кабеля через люк колодца от барабана до канала канализации; комплект люкоогибных роликов для направления прохождения заготовки (троса, проволоки) и кабеля через люк последнего колодца; горизонтальная распорка внутренняя и блок кабельный для внутреннего поворота кабеля в угловом колодце; воронки, направляющие на трубу кабельной канализации и на полиэтиленовую трубу, проложенную в канале для предотвращения повреждений кабеля и обеспечения требуемого радиуса изгиба на входе и выходе канала (по 2 штуки в колодец); противоугон для предотвращения смещения вспомогательного трубопровода при его заготовке проволокой или тросом и прокладке кабеля; компенсатор кручения для исключения осевого скручивания прокладываемого кабеля; чулок кабельный ЧСК-12К с наконечником, чулок кабельный ЧСК-12 и наконечник ИКС для тяжения кабеля за центральный силовой элемент и полиэтиленовую оболочку. Прокладку кабеля в кабельной канализации следует прокладывать при температуре окружающего воздуха не ниже -10° С. В зависимости от рельефа трассы определяют первый колодец, с которого начинают прокладку кабеля. Если трасса прямолинейна, имеет не более одного-двух угловых колодцев, на ней отсутствуют изгибы и снижения, то за одну протяжку можно затянуть в одном направлении всю строительную длину кабеля. Если трасса не прямолинейна, имеет больше двух угловых колодцев и т.д., необходимо определить первый колодец и произвести прокладку кабеля от этого колодца в двух направлениях. Желательно, чтобы это был угловой колодец. Барабан с удаленной обшивкой устанавливают со стороны трассы прокладки так, чтобы смотка шла сверху. Барабан должен свободно вращаться от руки. Конец кабеля освобождают от крепления к барабану, а также от защитного колпачка. Конец кабеля, с которого начинают прокладку, очищают, заделывая в одном из приспособлений: ЧСК-12; ЧСК-12К: ИКС. В каждом случае натяжение кабеля производится за центральный элемент и оболочку. Соединение компенсатора кручения с заготовочной проволокой осуществляют обычной скруткой. Скрутка не должна выступать за габариты наконечника и компенсатора кручения. Прокладку кабеля производят с помощью лебедки с ограничителем тяжения, вращая ее равномерно без рывков. С 43 противоположной стороны кабель разматывают с барабана вручную. Размотка барабана натяжением кабеля недопустима. Во время прокладки необходимо следить за прохождением кабеля через угловые колодцы. Кабель должен проходить по центру поворотного колеса и фиксироваться прижимными роликами. Если из-за сложного рельефа трассы тяговое усилие лебедки превышает допустимое значение, в транзитных колодцах производят подтяжку ОК. Подтяжка производится вручную в промежуточных точках. Если прокладка кабеля производится в двух направлениях, то вначале прокладывают одну большую длину в одну сторону. Оставшийся на барабане кабель разматывают, укладывают восьмеркой и прокладывают в другую сторону. По окончании прокладки кабеля его конец возле наконечника (чулка) обрезают и герметизируют полиэтиленовым колпачком. Оптические кабели выкладывают по форме транзитных колодцев, укладывают их на консоли соответствующего ряда в ближайших к кронштейну ручьях (желательно на первое консольное место) и закрепляют перевязкой. Выкладываемый кабель не должен перекрещиваться с другими кабелями, идущими в том же ряду, и заслонять собой отверстия каналов. Запас кабеля, оставляемый в колодце для монтажа муфты, сворачивают кольцами диаметром 1000... 1200 мм, укладывают к стене и прикрепляют к кронштейнам. При последующем монтаже муфты в монтажноизмерительной машине запас кабеля после выкладки составляет 8 м, а при монтаже муфты в колодце (в зависимости от типа колодца) - 3... 5 м. После выкладки кабеля снимают все противоугоны, направляющие воронки, другие устройства и устанавливают их на следующем участке трассы. Затем производят контрольные измерения затухания ОВ, которое должно быть в пределах установленной километрической нормы. После проверки проложенной длины кабеля полиэтиленовые колпачки на его концах должны быть восстановлены. [13] Монтаж оптического кабеля Одной из самых важных операций является монтаж оптических кабелей. Эта операция предопределяет качество и дальность связи по ВОЛС. Монтаж ОК должен обеспечивать малые потери мощности сигнала в сростке, высокую влагостойкость и герметичность соединительной муфты, надежные механические параметры сростка на разрыв, сжатие, вибрацию и требуемые нормами ограничения радиусов изгиба ОВ, а также работоспособность сростка в условиях длительного нахождения земле (или в телефонной канализации). В настоящее время для сращивания ОК в основном применяются два способа: сварка оптических волокон и механическое соединение [15]. Сварка ОВ проводится путем нагрева волокон до расплавления с помощью электрической дуги. При сварке ОВ предварительно подготовленные волокна подводят друг к другу до минимального зазора между ними и юстируют до минимальных (оптимальных) смещений оптических осей, а затем нагревают. При этом силы поверхностного натяжения волокна уменьшают смещение осей свариваемых волокон. При сварке одномодовых волокон приходится решать сложные инженерные задачи, связанные с необходимостью обеспечения малых значений осевого и углового смещений. Осевое смещение свариваемых одномодовых ОВ не должно превышать 0,1мкм. Поэтому в современных сварочных устройствах предусмотрена автоматическая юстировка. Она осуществляется двумя методами: 1) минимизацией потерь в стыке: в месте изгиба волокна в одно из соединяемых ОВ вводят, а в другом ОВ выводят оптический сигнал, и юстировка проводится пьезоподвижками по максимуму прошедшего сигнала; 2) анализом изображения стыков соединяемых ОВ в параллельном пучке света: свет падает перпендикулярно оптической оси волокон, и изображение стыков получают с помощью телекамеры; необходимая юстировка проводится путем анализа сигнала телекамеры. Первый способ юстировки относительно прост и эффективен: он обеспечивает потери не хуже 0,1 дБ и используется как для одномодовых, так и для многомодовых волокон. Однако этот 44 метод не пригоден для сварки W- образных волокон, в которых ввод тестирующего сигнала через боковую поверхность затруднен. Второй метод выравнивания ОВ универсален и обеспечивает потери при сварке порядка 0,01 дБ. На нашей трассе сварные соединения будем производить с помощью автоматического аппарата для сварки оптических волокон Fujikura FSM-50S. Основные характеристики: - Система выравнивания по сердцевине волокон - Profile Alignment System (PAS); - средние потери при сварке волокон: многомодовых - 0,01 дБ; одномодовых - 0,02 дБ; - оценка потерь по относительному смещению жил волокон; - автоматический контроль мощности дугового разряда, совмещенный с коррекцией бокового сдвига волокон из-за поверхностного натяжения в процессе сварки; - запись до 24000 результатов сварок и режимов процесса на электронную карту памяти PCMCIA. Разъемные соединения волокон Оптические соединители (коннекторы) используются в волоконнооптических системах связи и локальных вычислительных сетях и предназначены для подключения оптического кабеля к коммутационно-распределительным устройствам, терминальному оборудованию и контрольно-измерительной аппаратуре. К оптическим разъемам предъявляются высокие требования: малые стыковочные потери, низкий коэффициент отражения и высокая надежность работы в различных условиях эксплуатации. Для высококачественного соединения ОК необходимо устранить попадание воздуха между торцами совмещаемых ОВ. Для этого торцы ОВ шлифуют и придают им сферическую форму, благодаря чему при соединении волокон их торцы плотно прижимаются друг к другу и возникает оптический контакт (Physical Contact - PC), в разъеме значительно снижаются потери и обратное рассеяние из-за френелевского отражения на границе «стекло-воздух». Качество полировки торцов определяет величину коэффициента отражения оптического соединителя. Типичные значения обратных отражений: <-30дБ (РС), <-40 дБ (SuperPC), <-50 дБ (UltraPC). При использовании технологии АРС (скошенный торец) можно получить коэффициент отражения ниже -75 дБ [9]. Для обеспечения малых потерь при разъемных соединениях необходимо обеспечить весьма высокую точность изготовления всех деталей соединения, так как любая целесообразная конструкция разъемного соединителя должна исключать необходимость оптической юстировки. Основные типы оптических разъемов, применяемых в настоящее время - FC, SC, ST. Также используются типы Лист-Х и FDDI. Для подключения волоконно-оптического кабеля к аппаратуре и контрольноизмерительным приборам будем использовать разъемы типа SC/FC, которые предназначены для одномодовых и многомодовых волокон. Для одномодовых волокон торец керамического наконечника имеет стандарт PC или APC. В зависимости от модификации корпус коннектора изготавливается из различных материалов: металл, полимеры. Типичные вносимые дополнительные потери сигнала для одномодового волокна - 0,2 дБ; для многомодового - 0,4 дБ. Максимально допустимые потери до 0,5 дБ для одномодового волокна и 0,6 дБ для многомодового волокна. Муфты предназначены для прямого и разветвительного сращивания оптических распределительных бронированных кабелей и кабелей для подвеса. Могут устанавливаться в колодцах кабельной канализации, в коллекторах, в тоннелях, в грунте всех типов, кроме скальных и вечно-мерзлотных. На проектируемой трассе будем использовать муфту типа SNRFOSC-D-T. SNR-FOSC-D-T - герметичная механическая муфта предназначена для использования на подвесных, прокладываемых в грунте и в каналах кабельной канализации кабелях, не содержащихся под избыточным давлением. Характеристики муфты: 45 - корпус муфты имеет жёсткую конструкцию с высокой механической прочностью; - уникальная система гелевой герметизации позволяет просто и удобно монтировать при любых температурах, легко вскрывать и повторно герметизировать муфту; - муфта имеет уникальную технологию фиксации кабеля; - не требует специальных инструментов для монтажа или перемонтажа; - муфта имеет зажимы откидного типа; - гибкая система ввода кабеля позволяет заводить от 5 до 100 пар; - встроенные монтажные кронштейны позволяют подвешивать муфту; - наличие нескольких типоразмеров муфты обеспечивает соединение кабелей суммарной ёмкостью до 100 пар; - может быть тупикового и проходного типов; - изменение конфигурации кабелей требует минимального числа дополнительных аксессуаров; - неограниченный срок хранения Общий вид схемы прокладки магистрального оптического кабеля в кабельной канализации представлен на рисунке 5.2. Данная схема может корректироваться, в зависимости от реального расположения смотровых колодцев и кабельных каналов. Рисунок 5.2 - План прокладки магистрального участка волоконно-оптической сети 46 Рисунок 5.3 - Внутренняя разводка в доме по адресу Глеба Успенского , 8 47 6. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА 6.1 Безопасность жизнедеятельности Перечень опасных и вредных производственных факторов При работах на линейных сооружениях КЛП возможны воздействия сле дующих опасных и вредных производственных факторов: - движущиеся машины и механизмы; - повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны, повы шенная влажность воздуха; - повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание ко торой может произойти через тело человека; - острые кромки, заусенцы и шероховатость на поверхностях заготовок инструментов и оборудования; - воздействие лазерного излучения; - появление в зоне работы взрывоопасных, пожароопасных и ядовитых сред; - недостаточная освещенность рабочих мест; - попадание остатков оптического волокна на работника; - физические перегрузки. Действующим нормативным документом по технике безопасности на объектах отрасли связи является “Правила по охране труда при работах на линейных сооружениях кабельных линий передачи” (ПОТ Р О-45-009-2003), утвержденный приказом Минсвязи РФ от 10 апреля 2003 г. N 39. Требования при монтаже ВОК Монтаж волоконно-оптического кабеля должен проводиться в передвижной монтажноизмерительной лаборатории, расположенной в закрытом салон автомашины, или в спецпалатках. Салон машины должен быть оборудован обогревом на период холодной времени года, иметь приточно-вытяжную вентиляцию, естественное и искусственное освещение (12 В от аккумулятора автомобиля или 220 В от внешнего источника напряжения с применением понижающего трансформатора). В салоне кузова должны быть размещены: рабочий стол и стул удобной конструкции для монтажа оптических кабелей; - ящик с монтажным материалом, чемодан с инструментом; - приборы для сварки оптического волокна и измерений ОК; - средства радиосвязи; - средства индивидуальной защиты (СИЗ); - тары для сбора сколов оптического волокна и отработанной ветоши; спецпалатки для производства работ по монтажу ОК в условиях бездорожья; - портативная электростанция, средства малой механизации, заземлители; - первичные средства пожаротушения; - аптечка первой помощи; - канистра с водой. Эти предметы должны быть расположены и укреплены так, чтобы исключить возможность травм из-за ограниченной свободы передвижения в салоне. Салон кузова должен иметь естественное и искусственное освещение. Организация рабочего места для монтажных работ должна обеспечивать безопасность и удобство выполняемых работ. Работу с оптическим волокном следует производить в клеенчатом фартуке. 48 Переносные комплекты для сварки оптического волокна независимо от их типов, модификаций, заводов-изготовителей должны эксплуатироваться в соответствии с технической документацией к ним. Запрещается пользоваться устройствами для сварки оптических кабелей, не имеющих паспорта на прибор, инструкции по эксплуатации. Переносное устройство для сварки оптического волокна должно быть заземлено. Возле зажима заземления должен быть помещен знак заземления. В устройстве должна быть предусмотрена индикация включения напряжения питания и индикация подачи высокого напряжения. Устройство должно быть снабжено блокировкой подачи высокого напряжения на электроды при открытой крышке узла во время установки оптического волокна. Работа блокировки высокого напряжения должна сопровождаться световой индикацией. Запрещается эксплуатация прибора со снятой защитной оболочкой блока электродов. Подключение осуществляется с помощью комплекта шнуров, которые должны находиться в исправном состоянии (не иметь обрывов, оголенных от изоляции мест). На передвижных электростанциях должны быть предусмотрены места крепления при транспортировании. Все операции по разделке и монтажу оптического кабеля (снятие полиэтиленовой оболочки, разделка и обработка бронепокрова, подготовка и установка колец, фиксирующих хомутов и т.д.) должны производиться с помощью специального инструмента и приспособлений, имеющихся в наборе инструментов у работника, и обязательно в х/б рукавицах. При затягивании кабеля механизированным или ручным способом весь персонал должен знать установленные сигналы готовности к началу работ, пуска и остановки лебедки и др., которые применяют для передачи сообщений от одного колодца до другого работающие электромонтеры связи. Подача сигналов, как правило, поручается опытным лицам, находящимся в местах хорошей видимости, не загораживаемых городским транспортом и пешеходами. Если кабель затягивают транзитом через несколько колодцев, у каждого из них должен находиться электромонтер связи, наблюдающий за движением кабеля или троса и сигнализирующий обо всех непредвиденных производственных случайностях. В процессе работ дежурный у колодца не должен допускать присутствия посторонних лиц около открытых люков, вращающихся барабанов, движущегося троса и кабеля и т. п. Работу в подземных кабельных сооружениях, а также осмотр со спуском в них должна выполнять бригада в составе не менее трех работников, из которых двое страхующие. Между работниками, выполняющими работу, и страхующими должна быть установлена связь. Производитель работ должен иметь группу IV по электробезопасности [9.2.17 ПОТ Р О-45-0092003]. При работе в подземных смотровых устройствах должен выдаваться наряд - допуск. На каждом рабочем, спускающемся в колодец, должен быть одет спасательный пояс с лямками с надежно прикрепленной к нему веревкой. Спускаться в колодец разрешается только по надежно установленной лестнице. Подготовка кабельной канализации к прокладке ОК включает устройство ограждений, подготовку колодцев, подготовку каналов кабельной канализации, прокладку полиэтиленовой трубы (вспомогательного трубопровода) в канале. заготовку вспомогательного трубопровода. Ограждения устанавливают по обе стороны от колодца. На проезжей части улицы ограждения устраивают со стороны движения транспорта на расстоянии не менее двух метров от люка колодца [9.2.18 ПОТ Р 0-45-009-2003]. Открывать колодцы разрешается только специальными медными крюками или ломиками с медными наконечниками. Запрещается спускаться в колодец без предварительной проверки на наличие опасных газов. Около колодца, в котором ведется работа, должен находиться дежурный, который обязан следить за состоянием спустившихся в колодец рабочих. Периодические проверки воздуха в колодце на присутствие опасных газов и вентилирование колодцев, в которых ведутся работы, является обязанностью 49 дежурных: воздух должен проверяться не реже одного раза в час. Обеспечение соблюдения требований охраны труда, осуществление контроля за их выполнением в организации возлагается на службу охраны труда или на специалиста по охране труда, имеющего соответствующую подготовку или опыт работы в этой области. Требования по лазерной безопасности При лазерной сварке наибольшей опасности подвержены глаза и кожные покровы сварщика вследствие излучения, характеризующегося высокой энергией и оказывающего тепловое, электрическое, фотохимическое, ультразвуковое воздействия. Поражающее действие лазера зависит от потока его энергии, длительности излучения, характера отражающих поверхностей (опасны зеркальные и светлые поверхности). Обязательно применение защитных очков против общего яркого освещения. Пучок излучения при сварке должен быть направлен на неотражающие и невоспламеняющиеся поверхности, траектория пучка излучения должна быть недоступна для сварщика. Для сварщика обязателен офтальмологический контроль. Масляные баки выпрямителей должны иметь клапаны для сброса газов. Смотровое окно для наблюдения за процессом сварки должно быть оборудовано свинцовыми стеклами для защиты от рентгеновского излучения и закрыто светофильтром. Блоки электронно - лучевых установок должны быть в закрытом исполнении или иметь сплошные прочные ограждения. К лазерным изделиям относятся генераторы лазерного излучения и оптические усилители, предназначенные для генерации или усиления излучения. Работы на оборудовании, содержащем лазерные изделия (лазерное изделие - изделие, предназначенное для генерации или усиления излучения), должны выполняться в соответствии с требованиями действующего стандарта, санитарных норм и правил устройства и эксплуатации лазеров, настоящих Правил. Конкретные меры безопасности и защиты от вредных и опасных производственных факторов при работе с лазерными изделиями, в том числе и индивидуальные средства защиты, должны указываться в технических условиях и документации на изготовление, эксплуатацию и обслуживание в зависимости от конструкции, класса опасности, а также условий эксплуатации лазерного изделия. Лазерные изделия в зависимости от генерируемого излучения подразделяются на четыре класса опасности. В наших работах используется только один: Класс 1. Лазерные изделия, безопасные при предполагаемых условиях эксплуатации. В применяемых на взаимоувязанных сетях связи России (ВСС РФ) оптических системах передачи (ОСП) класс 2 не используется, а наличие точек доступа с уровнем опасности 4 не допускается. Класс опасности лазерных изделий определяется при их разработке и должен быть указан в технических условиях на изделия, эксплуатационной, ремонтной и другой технической и рекламной документации. К источникам оптического излучения (источник оптического излучения - любое оптическое устройство или компонент оптической системы передачи, на выходе которого действует или может возникнуть при определенных условиях оптическое излучение) могут быть отнесены: генераторы лазерного излучения (лазеры или передающие оптические модули); оптические усилители; оптические волокна при обрыве или разъединении волоконнооптического тракта. Лазерное изделие должно иметь защитные устройства, предотвращающие несанкционированное воздействие на персонал лазерного излучения, превышающего допустимый предел излучения (ДПИ) для класса 1, а также защитные блокировки с целью обеспечения безопасности при техническом обслуживании и работе. Защитные блокировки должны предусматривать отключение подачи опасного электрического напряжения к лазерному изделию или его составным частям. Возможность генерирования лазерного излучения при случайном отключении блокировок должна быть исключена. К работе с лазерными изделиями допускаются лица, достигшие 18 лет, прошедшие 50 медицинское обследование и не имеющие медицинских противопоказаний, обученные безопасным методам работы с источниками оптического излучения и по техническому обслуживанию оптических систем передачи, прошедшие проверку знаний требований по безопасности труда, имеющие группу по электробезопасности, имеющие соответствующую квалификацию согласно тарифно-квалификационному справочнику. Обслуживающий персонал должен обеспечиваться средствами индивидуальной защиты, в т.ч. специальными защитными очками или щитками со светофильтрами. Требования к применению средств защиты Работники, выполняющие работы на линейных сооружениях кабельных линий передачи, должны быть обеспечены специальной одеждой, специальной обувью и другими средствами индивидуальной защиты в соответствии с действующими типовыми отраслевыми нормами бесплатной выдачи специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты работникам связи. На руководителя организации, выполняющей работы на линейных сооружениях кабельных линий передачи, возлагается ответственность за своевременное обеспечение работников спецобувью, спецодеждой и другими средствами индивидуальной защиты (согласно статьи 212 Трудового кодекса РФ). В случае необеспечения работника средствами индивидуальной и коллективной защиты работодатель не вправе требовать от работника выполнения трудовых обязанностей и обязан оплатить возникший по этой причине простой в соответствии с законодательством Российской Федерации. Для хранения выданных работникам спецодежды, спецобуви и других средств индивидуальной защиты администрация организации обязана предоставить в соответствии с требованиями строительных норм специально оборудованные помещения (гардеробные). Администрация обязана следить за тем, чтобы работники во время работы пользовались выданными им спецодеждой, спецобувью и другими средствами индивидуальной защиты. Работники обязаны бережно относиться к выданной им в пользование специальной одежде, специальной обуви и другим средствам индивидуальной защиты. Выдача работникам специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты по установленным нормам производится за счет средств работодателя независимо от того, к какой отрасли экономики относятся производства, цехи, участки и виды работ, а также независимо от форм собственности организаций и их организационно - правовых форм. Выбор средств индивидуальной защиты производится с учетом требований безопасности для каждого конкретного вида работ. Средства индивидуальной защиты должны отвечать требованиям стандартов, технической эстетики и эргономики, обеспечивать эффективную защиту и удобство при работе. Средства индивидуальной защиты приводятся в готовность до начала рабочего процесса. Средства индивидуальной защиты, на которые не имеется технической документации, к применению не допускаются. При выборе средств индивидуальной защиты учитываются конкретные условия, вид и длительность воздействия опасных и вредных производственных факторов. [17] Электробезопасность Электрические установки, к которым относится многое оборудование модернизируемой сети, представляют для человека большую потенциальную опасность, так как в процессе эксплуатации или проведения профилактических работ человек может коснуться частей, находящихся под напряжением. Специфическая опасность электроустановок - токоведущие проводники, корпуса активного оборудования сетей передачи данных, ПК и прочего оборудования, оказавшегося под напряжением в результате повреждения (пробоя) изоляции, не подают каких-либо сигналов, которые предупреждают человека об опасности. Реакция человека на электрический ток возникает лишь при протекании последнего через тело человека. Защитой от прикосновения к токоведущим частям электроустановок являются изоляция 51 проводов, ограждения, блокировки и защитные средства. Изоляция проводов характеризуется ее сопротивлением. Высокое сопротивление изоляции проводов от земли и корпусов электроустановок создает безопасные условия для обслуживающего персонала. Во время работы электроустановок состояние электрической изоляции ухудшается за счет нагревания, механических повреждений, влияния климатических условий и окружающей производственной среды (температуры, давления и большой влажности свыше 80% и чрезмерной сухости). Состояние изоляции характеризуется ее сопротивлением току утечки. Регулярный контроль состояния изоляции является одной из основных мер защиты обслуживающего персонала от поражения электрическим током. Защитой от напряжения, появившегося на корпусах электроустановок в результате нарушения изоляции, являются защитное заземление, зануление и защитное отключение. Занулением называется преднамеренное соединение корпусов электроустановок с нулевым проводом, идущим от заземленной наглухо нейтрали источника питания. Принцип действия зануления — превращение замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание, при котором срабатывает защита (плавкие предохранители, автоматы) и электроустановка отключается. Мероприятия, обеспечивающие безопасную эксплуатацию электроустановок, разделяют на организационные и технические. Организационными мероприятиями, обеспечивающими безопасность работ в электроустановках, являются: - оформление работ нарядом, распоряжением или перечнем работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации; - допуск к работе; - надзор во время работы; - оформление перерыва в работе, перевода на другое место, окончания работы. Технические мероприятия, обеспечивающие безопасность работ со снятием напряжения: 1) произведены необходимые отключения и приняты меры, препятствующие подаче напряжения к месту работы вследствие ошибочного или самопроизвольного включения коммутационной аппаратуры. 2) на приводах ручного и ключах дистанционного управления коммутационной аппаратурой вывешены запрещающие плакаты («Не включать, работают люди», «Не включать, работа на линии») и, при необходимости, установлены заграждения. 3) присоединены к «Земле» переносные заземления, проверено отсутствие напряжения на токоведущих частях, на которых должно быть наложено заземление для защиты людей от поражения электрическим током; 4) непосредственно после проверки отсутствия напряжения должно быть наложено заземление (включены заземляющие ножи, а там, где они отсутствуют, установлены переносные заземления); 5) вывешены предупреждающие и предписывающие плакаты, ограждены при необходимости рабочие места и оставшиеся под напряжением токоведущие части. В зависимости от местных условий токоведущие части ограждаются до или после наложения заземлений. Как показывают экспериментальные данные, наибольшие разрядные токи статического электричества в серверных узлов связи возникают при прикосновении обслуживающего персонала к любому из элементов активного оборудования сетей передачи данных и ПК. Такие разряды непосредственной опасности для человека не представляют, однако приводят к неприятным ощущениям в виде укола и толчка. При неожиданности такого воздействия в результате испуга человек может отдернуться и оказаться в опасной зоне. Кроме того, разрядные токи статического электричества могут приводить к выходу из строя оборудования. 52 Величины возникающих разрядов статического электричества во многом зависят от электрических свойств контактирующих материалов. Для снижения возникающих зарядов статического электричества в операторских узлов связи покрытие технологических полов следует выполнять из однослойного поливинилхлоридного антистатического линолеума марки АСН. Обслуживающему персоналу не рекомендуется носить одежду из синтетических тканей. К общим мерам защиты от статического электричества в производственном помещении можно отнести общее и местное увлажнение воздуха (до 50%), ионизацию воздуха. Мероприятия пожарной безопасности Причины пожаров могут быть электрического и неэлектрического характера. К первым относятся искрение в электрических аппаратах, машинах, электростатические разряды и удары молнии, токи коротких замыканий, плохие контакты в местах соединения проводов и прочее. Здание, в котором располагается помещение узла связи относится к I степени огнестойкости, так как его конструкция включает в себя железобетон с применением плитных негорючих материалов. В качестве средств сигнализации предполагается использовать автоматический комбинированный извещатель, который реагирует на возникновение дыма, на повышения температуры. Поскольку в помещении серверной находятся электроустановки под напряжением, то в качестве средств тушения пожара можно использовать только углекислотные - ОУ-2, ОУ-5, ОУ8, где 2, 5, 8 - соответственно ёмкость баллонов. На предприятии должны быть разработаны мероприятия, устраняющие причины пожаров и взрывов. Они подразделяются на технические, эксплуатационные, организационные и режимные. К техническим относятся соблюдение противопожарных норм при устройстве отопления, вентиляции, выборе и монтаже электрооборудования. Эксплуатационные мероприятия подразумевают правильную эксплуатацию производственных машин и оборудования. К организационным мероприятиям относятся обучение производственного персонала противопожарным правилам и издание необходимых инструкций и плакатов. Все токоведущие части, распределительные приборы, пусковые аппараты должны монтироваться на негорючих основаниях. Измерение сопротивления изоляции электросети должно производиться в помещении один раз в три года. На случай возникновения пожара должны быть разработаны планы эвакуации людей. Эффективность огнезащитного состава измеряется временем, по истечении которого образец или конструктивный элемент воспламеняется от теплового источника. Прекращение горения и тления после удаления источника тепла определяет качество огнезащитного состава. Установлены характеристики возгораемости строительных материалов и конструкций: - время воспламенения; - скорость горения; - время прекращения горения и тления после удаления источника воспламенения. Скорость горения определяется отношением процента потери веса образца при огневом воздействии, к времени испытания. Исследование возгораемости производится испытанием стандартных образцов материала при обусловленных тепловых источниках, положение этих источников относительно образца и времени испытания. Воздействие огнетушащих веществ на очаг пожара может быть различным: они охлаждают горящее вещество, изолируют его от воздуха, снимают концентрацию кислорода и горючих веществ. Иными словами, огнетушащие вещества воздействуют на факторы, вызывающие процесс горения. Принципы прекращения горения. Изоляция очага горения от воздуха или снижение концентрации кислорода негорючими газами до значения, при котором не может происходить горение: - охлаждение очага горения ниже определенных температур; - интенсивное торможение скорости химической реакции в пламени; 53 - механический срыв пламени действием струи газа или воды; - создание условий огне-преграждения. При обнаружении пожара или его признаков (дым, запах гари и др.), а также по сигналам оповещения о пожаре и при эвакуации, работник и служащий должен: - сообщить об этом в пожарную охрану по телефону «01» или «112», при этом необходимо сообщить точный адрес объекта, место возникновения пожара или обнаружения признаков пожара, вероятную возможность угрозы людям, а также другие сведения, необходимые диспетчеру пожарной охраны. Кроме того, следует назвать себя и номер телефона, с которого делается сообщение о пожаре; - сообщить руководителю объекта о пожаре; - голосом оповестить о пожаре или его признаках людей, находящихся поблизости и принять необходимые меры для эвакуации всех людей из здания; - по возможности, используя первичные средства пожаротушения, затушить очаг пожара. К тушению пожара приступать только в том случае, если нет угрозы для жизни, и существует возможность покинуть опасную зону в случае необходимости. Какое из перечисленных действий является первоочередным, должен решить в каждом конкретном случае сам обнаруживший пожар человек. Наиболее эффективным является одновременное выполнение всех трех первоочередных мероприятий. Это возможно, если о пожаре оповещены сразу несколько человек и они, распределив между собой обязанности, смогут предпринять все необходимые экстренные меры. При получении сигнала об эвакуации рабочие и служащие должны обеспечив безаварийную остановку производства, быстро без паники, в соответствии с Планом эвакуации покинуть помещение и выйти в безопасное место. 6.2 Расчет технико-экономических показателей Расчет капитальных затрат Капитальные затраты - это капитал, который используется организацией для приобретения или модернизации физических активов. Капитальные расходы представляют собой инвестиционную деятельность предприятия, вложения в покупку оборудования, зданий и сооружений, строительство и т.п. В общем случае капитальные затраты рассчитываются как прирост основных средств во времени (определяется по балансу организации). Большинство предприятий осуществляет значительные вложения в основные средства, поскольку они создают основу для их деятельности. На протяжении всей деятельности предприятия большая часть капитальных затрат постепенно становится расходами в части процесса формирования финансового результата. [14-16] В таблице 6.1 представлена смета затрат на оборудование и материалы, необходимые для построения проектируемой сети оптического доступа. Таблица 6.1 - Смета затрат на оборудование и материалы для проектируемой сети Общая стоиТип оборудования/работы Цена за оборуКоличество, шт (км) мость с НДС, дования с НДС, руб. руб. 1. Оборудование Станционное оборудование 173 188 346 376 2 (OLT) Eltex LTE-8X Абонентский терминал 4 817 960 4 624 680 (ONT) NTP-RG-1402GC-W Маршрутизатор Eltex ESR283 334 1 283 334 54 1000 ИБЭП APC SURTD3000 с набором АКБ Шкаф телекоммуникационный SNR 19’’, 18U Шкаф телекоммуникационный антивандальный ШКОС 19м Распределительная коробка NR-FTTH-FDB-04 Сплиттер 1х64 110 155 1 2. Материалы 15 600 7 300 1 8 2 250 270 110 155 15 600 58 400 8 300 18 000 18 210 600 Кабель ОКГ нг-0,22-48П 1,1 (км) Кабель ОБВ-нг(А)-42 (км) 28 510,00 1,4 Муфта оптическая серии 1 790 4 SNR-FOSC-D-T (GPJ-D-T) Итого (п.1 - п.3) 4.Стоимость неучтённых материалов 10% от суммы п. 1 и п. 2 Итого по смете 89 880 11 700 3. Кабельная продукция 73 300,00 81 000 193 781 7860 6 038 966 6 326 731 В смете капитальных вложений отсутствуют вложения в создание гражданских сооружений, так как узел связи и шкафы сетей доступа размещаются в существующих зданиях. В таблице 6.2 составлена сводная смета капитальных затрат на строительство проектируемой сети. Таблица 6.2 - Сводная смета капитальных затрат на реализацию проектируемой сети Затраты на оборудование и материалы 6 326 731 Структура капитальных затрат, % 75,2 Затраты на монтажные и пусконаладочные работы (20% от затрат на оборудование) 1 265 346 15,0 Наименование затрат Сумма, руб. 506 139 6,0 Затраты на проектные работы (8% от затрат на оборудование) 316 337 3,8 Затраты на транспортные услуги (5% от затрат на оборудование) Итого: 8 414 553 100,0 Поскольку все цены приведённые в таблицах содержат НДС нужно рассчитать капитальные затраты без НДС (ставка - 18%): Величина капитальных вложений, переходящих в основные производственные фонды (ОПФ) проектируемого объекта, принимается на основании среднего значения, полученного на основе отраслевых отчётных данных, и принята 0,97 (или 97%) от капитальных вложений, рассчитанных без НДС: 55 Расчёт величины затрат на эксплуатацию Эксплуатационные затраты представляют собой стоимостную оценку использованных в процессе производства за определенный период (год) трудовых ресурсов, основных фондов и оборотных средств. Расчет годовых затрат на эксплуатацию вводимого оборудования складывается из следующих основных статей затрат: затраты на оплату труда (ФОТ); страховые взносы (30,2% от ФОТ); амортизационные отчисления; затраты на материалы и запасные части; затраты на электроэнергию со стороны для производственных нужд; прочие затраты. Рассчитаем фонд оплаты труда. К основным производственным рабочим на рассматриваемом предприятии относятся рабочие связи, занятые эксплуатационно-техническим обслуживанием оборудования и сооружений связи (электромонтеры, инженеры). В общем виде расчет необходимой численности работников занятых эксплуатационнотехническим обслуживанием оборудования и сооружений связи, основан на применении норм времени. Данный расчет определяется формулой: , где Ni - средние число технических средств (устройств) i-го вида, подлежащего обслуживанию, ед.; Hepi - норма времени в чел.-час. на обслуживание единицы i-го вида оборудования за месяц; Фрв - фонд рабочего времени за месяц. В качестве норм времени примем величины, определенные опытным способом на других подобных сетях в числе в городе Нижний Новгород (таблица 6.3). Числом технических средств (Ni) здесь принимается количество абонентских терминалов (портов PON). Низкие величины нормативов обусловлены минимальным количеством активного оборудования на сети, а также применением единой системы мониторинга и управления сетью, предусмотренных технологией PON. Таблица 6.3 - Нормы эксплуатационно-технического персонала Категория персонала Норматив, чел.-час./порт за месяц Инженер 0,21 Электромонтёр 0,35 Специалист технической поддержки 0,2 Численность работников может быть представлена дробной величиной, т.к. речь идёт не о физических единицах людей, а о штатных единицах. В расчёте количества штатных единиц применяется коэффициент, учитывающий увеличение численности работников за счет подмены на время очередных отпусков, равный 1,08. ФОТ для административного (менеджеры, абонентский отдел, бухгалтерия и т.д.) и обслуживающего (уборщики и т.д.) персонала принимаем равным 40% от величины ФОТ эксплуатационно-технического персонала. 56 Фонд рабочего времени за месяц (Фрв) составляет 168 часов. Произведём расчёты по (6.3): - инженеры: - электромонтёры: - специалисты технической поддержки: Расчёт величины ФОТ и страховых взносов сведён в таблицу 6.4. Таблица 6.4 - Расчёт величины ФОТ и страховых отчислений Количество штатных единиц Категория персонала Оклад, руб. ФОТ, руб. (в год) 1 Эксплуатационно-технический персонал 1.1 Инженер 1,38 35000 578 340 1.2 Электромонтёр 2,30 25000 688 500 1.3 Специалист технической поддержки 1,31 20000 314 743 Итого по п.1: 1 581 583 2 Административный и обслуживающий персонал 632 633 Итого с учётом районного коэффициента в г. Нижнем Новгороде (Крк=1,2) 2 657 059 Отчисления страховых взносов (30,2%) 797 118 Таким образом, годовой фонд заработной платы составляет 2 657 059 рублей. Отчисления на социальные нужды составят 797 118 рублей. Далее рассчитаем амортизационные отчисления. Амортизация представляет собой постепенный перенос стоимости основных производственных фондов (ОПФ) на стоимость вновь создаваемой продукции или услуг по мере их износа. Количественной мерой амортизации являются амортизационные отчисления, предназначенные на реновацию ОПФ. Амортизационные отчисления на полное восстановление ОПФ (А) определяются исходя из сметной стоимости ОПФ (кабельных линий связи, аппаратуры систем передачи) и норм амортизации на полное восстановление. На предприятии расчет амортизационных отчислений осуществляется линейным способом. Сумма амортизационных отчислений (Ам) определяется по формуле: Норма амортизационных отчислений рассчитывается по формуле: Таким образом, норма амортизации отчислений составляет: Расчёты начисления амортизации и изменения стоимости основных фондов отражено в таблице 6.5. 57 Таблица 6.5 - Расчёт амортизационных отчислений Наименование групп ОПФ Основное оборудование Итого Стоимость Ф, тыс. руб Норма амортизации Нам, % Срок Сумма эксплуатации, амортизационных отлет числений, тыс.руб. 6917,047 6,7 15 461,136 6917,047 - - 461,136 По результат расчетов сумма амортизационных отчислений составляет 461,136 тыс. рублей в год. Произведём расчёт величины налога на имущества (таблица 6.6). Согласно закона Нижнего Новгорода "О налоге на имущество организаций" налог на имущество организаций в области составляет 2,2%. Налоговая база по налогу на имущество определяется как среднегодовая стоимость имущества, признаваемого объектом налогообложения. В таблице 6.6: Фнг - стоимость фондов на начало года, Фкг - стоимость фондов на конец года. Таблица 6.6 - Расчёт налога на имущество Год 1 2 3 4 5 Фнг, тыс.руб 6917,047 6455,911 5994,775 5533,639 5072,503 Фкг, тыс.руб 6455,911 5994,775 5533,639 5072,503 4611,367 Амортизационные отчисления, тыс.руб. 461,136 461,136 461,136 461,136 461,136 Налог на имущество, тыс.руб 147,103 136,958 126,813 116,668 106,523 Материальные затраты включают в себя расходы, связанные с приобретением вспомогательных материалов, запасных частей, топлива. Также сюда относятся затраты на оплату электроэнергии со стороны для производственных нужд. Величина расходов на электроэнергию принимается равной 0,5...1% от суммы эксплуатационных затрат. Прочие расходы включают выплаты процентов по краткосрочным ссудам банков; оплату консультационных, информационных, банковских и аудиторских услуг; представительские расходы, связанные с коммерческой деятельностью операторов связи; расходы на рекламу и маркетинговые исследования; затраты на аренду нежилых помещений. Затраты на материалы и запасные части и прочие затраты определяются также укрупненно по удельному весу этих затрат на аналогичных предприятиях и составляют 6% и 8% соответственно. Проведённые выше расходы сведём в смету (таблица 6.7) для дальнейшего анализа их структуры. 58 Таблица 6.7 - Эксплуатационные затраты Наименование затрат ФОТ Страховые взносы Амортизационные отчисления Электрическая энергия Затраты на материалы и запасные части Прочие расходы Итого: 2 657 059 797 118 461 136 30 000 Структура эксплуатационных затрат, % 57,9 17,4 10,1 0,7 275 126 6,0 365 000 4 585 439 8,0 100,0 Сумма, руб. Определение доходов от реализации проекта При планировании финансовых результатов применяется свободный (рыночный) способ ценообразования, то есть тарифы устанавливаются по усмотрению компании. Формирование стратегии ценообразования предусматривает ряд этапов: определение оптимальной величины производственных затрат в условиях сложившегося уровня цен на рынке; установление полезности предлагаемого на рынок товара и сопоставление его потребительских свойств с запрашиваемой ценой; расчёт объёма производства продукции и доли рынка, обеспечивающей оптимальное достижение поставленной управленческой цели; анализ конкуренции: прогноз ответной реакции конкурентов и её влияния на ценовые мероприятия. Общий объем доходов от основной деятельности определяется их суммой, полученной от всех видов услуг, предоставленных соответствующим группам потребителей. Доходами от ввода сети в эксплуатацию считается абонентская плата за предоставляемые услуги, а именно: услуги кабельного телевидения, доступ в Интернет и телефония. Однако необходимо учесть, что часть абонентской платы необходимо перечислять провайдеру за пользование услугами. Вследствие этого абонентская плата для пользователей должна быть выше стоимости услуг у провайдера. Однако, слишком высокие тарифы могут вынудить пользователей отказаться от услуг проектируемой сети, поэтому абонентская плата должна быть приемлемой. Плата за подключение к сети не взимается для повышения лояльности пользователей. Также на основе проведенных маркетинговых исследований разработаны три тарифных плана и определён процент доли каждого тарифного плана в общем числе абонентов (таблица 6.8). Доступ во внутрисетевые ресурсы на скорости 100 Мбит/с входит в состав каждого тарифного плана. Таблица 6.8 - Тарифные планы Наименование Характеристика Доля Ежемесячная абонентская плата, абонентов руб «Юпитер» 700 70% Доступ в Интернет - 50 Мбит/с «Юпитер-TV» 30% Доступ в Интернет - 50 Мбит/с + 1 000 пакет IP-TV Произведём расчёт годовой величины выручки (таблица 6.9). 59 Расчёт годовой выручки от предоставления услуг по каждому отдельному тарифному плану произведём по формуле: Таблица 6.9 - Расчёт годовой величины выручки 2020 год Тарифный план Количество Выручка, абонентов руб. «Юпитер» 714 5 997 600 «Юпитер-TV» 306 3 672 000 Итого: 9 669 600 Расчёт экономической эффективности проекта Для оценки эффективности инвестиционного проекта или для выбора оптимального варианта технических решений, обеспечивающих наибольшую эффективность инвестиционных вложений, используется метод дисконтирования, позволяющий привести к одинаковой размерности во времени разность между всеми поступающими средствами и затратами по каждому году (чистый дисконтированный поток денежных средств). Приведение к одинаковой размерности осуществляется с помощью коэффициента дисконтирования - коэффициента приведения к текущей стоимости. Чистый дисконтированный поток денежных средств нарастающим итогом показывает конкретный год, в котором отрицательное сальдо текущей стоимости перейдет в положительное сальдо чистой текущей стоимости - этот год и будет годом окупаемости инвестиций, определенным по чистой текущей стоимости. Расчёт нормы дисконта осуществим по формуле: где rd - норма доходности, которая учитывает альтернативность дохода, минимальная норма доходности по безрисковым вложениям, на которую согласен инвестор, %; rn - темп инфляции за один шаг реализации проекта, %; rf - рисковая премия, предъявляемая в требованиям инвестора, %. Норма дохода по безрисковым вложениям в РФ обычно привязывается к облигациям федерального займа - ОФЗ с различными сроками погашения (максимальный близок к 25 годам). Для определения данной величины, как правило, используются ставки по долгосрочным правительственным облигациям страны с высоким инвестиционным рейтингом. По данным сайта Банка России по состоянию на февраль 2020 г. долгосрочная ставка рынка ОФЗ равна 10,96%. Также по информации Банка России инфляция за последний полный год (за 2019 год) составила 12,90%. Рисковая премия отражает требуемую компенсацию за риск (того, что какое-либо из вышеприведенных требований не будет выполнено), который инвесторы несут при инвестировании. Она рассчитывается на основе статистических данных о рыночных премиях за продолжительный период. По данным экономической литературы в качестве средняя рисковая премия принимается 57%. Тогда, R = 10,96 +12,90 + 5 = 28,86 %. Расчёт эффективности инвестиционного проекта на основе чистой текущей стоимости сведём в таблицу 6.10. В расчётах произведён анализ первых пяти лет реализации инвестиционного проекта. 60 Таблица 6.10 - Эффективность инвестиционного проекта на основе ЧТС Наименование показателей Приток средств Доходы от основной деятельности, тыс.руб. Амортизационные отчисления, тыс.руб. Итого по притоку: Года 2019 - 2020 2021 2022 2023 2024 9669,600 9669,600 9669,600 9669,600 9669,600 461,136 461,136 461,136 461,136 461,136 65038,096 10130,736 10130,736 10130,736 10130,736 Отток средств 6326,731 - - - - 4585,439 4585,439 4585,439 4585,439 1083,697 1085,726 1087,755 Общие инвестиции, тыс.руб 4585,439 Эксплуатационные расходы, тыс.руб 1079,639 Налог на прибыль, 20% 147,103 136,958 126,813 59352,006 6326,731 5812,181 5804,065 5795,949 5787,833 -6326,731 4318,555 4326,671 4334,787 4342,903 4351,019 0,467 0,363 Налог на имущество, 2,2% Итого по оттоку: Чистый поток денежных средств (п.1-п.2), тыс.руб Коэффициент дисконтирования (Е1=28,86%) Чистый дисконтированный поток денежных средств (п.3*п.4), тыс.руб То же с нарастающим итогом, тыс.руб 1081,668 1,000 0,776 0,602 116,668 106,523 0,281 -6326,731 3351,354 2605,659 2025,879 1575,098 1224,617 -6326,731 -2975,377 -369,717 1656,161 3231,259 4455,877 В таблицу 6.11 сведены ключевые технико-экономические показатели проекта. Таблица 6.11 - Технико-экономические показатели проекта № п/п Показатель Значение показателя 1 Капитальные вложения, тыс.руб. 8 141,553 2 Стоимость ОПФ, тыс.руб. 6 917,047 3 Общие инвестиции, тыс.руб. 8 141,553 4 Срок окупаемости инвестиций PP, год 2,18 Анализ технико-экономических показателей показывает, что можно сделать вывод об экономической целесообразности строительства сети GEPON в ЖК «Октава» города Нижний Новгород. 60 ЗАКЛЮЧЕНИЕ В данном дипломном проекте осуществлена разработка структуры мультисервисной сети ЖК «Октава» в г. Нижнем Новгороде. Основное внимание было уделено рассмотрению технологий пассивных оптических сетей GEPON. В силу своей экономичности, масштабируемости, мультисервисности и возможности обеспечить высокие, до 2,5 Гбит/с, скорости передачи, GEPON может считаться одной из немногих технологий, способной удовлетворить растущие требования абонентов к качеству и набору предоставляемых услуг в перспективе на ближайшие годы. В ходе выполнения технического задания была исследована методика проектирования оптимальных пассивных оптических сетей. Также, на основе предъявляемых требований, были выбраны OLT Eltex LTP-8X, абонентские терминалы Eltex NTP-RG-1402GC-W и оптические кабели марок ОКГнг и ОБВнг. Далее был произведен расчет оптических потерь сети, доказывающий работоспособность системы. В итоге была разработана схема сети доступа на основе GEPON и составлена комплектация проектируемого оборудования. В проекте рассмотрены вопросы безопасности жизнедеятельности. Кроме этого, была оценена экономическая эффективность проекта. В зависимости от дохода от реализации услуг на базе данной сети, срок окупаемости c учетом чисто дисконтированного дохода составит чуть более двух лет. Реализация данного проекта позволит предоставить весь спектр предлагаемых услуг абоненту, нарастить абонентскую базу и тем самым увеличить доходы. СПИСОК ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ 1. Семенов Ю.В. Проектирование сетей связи следующего поколения. - Спб.: Наука и техника, 2005. - 240 с. 2. Фокин В.Г. Проектирование оптической сети доступа. Учебное пособие/ ФГОБУ ВПО «СибГУТИ». - Нижний Новогород, 2012. - 320 с. 3. Берлин А.Н. Терминалы и основные технологии обмена информацией: учебное пособие. М.: ИУИТ, 2007. - 511 с. 4. Мир телекома, №1, 2012 г. Сети абонентского доступа на базе технологии PON. - 74с. 5. http://eltex.nsk.ru/- сайт производителя Элтекс. 6. http://qtech/ - сайт производителя QTECH. 7. Скляров О.А. Волоконно-оптические сети и системы связи. - М.: Лань, 2010 - 272 с. 8. Гаскевич Е. Оптические сети многоэтажного дома. Ключевые характеристики и определения для кабельной подсистемы// Технологии и средства связи, №3, 2010 г. 9. http://www.sarko.ru/ - сайт «Сарансккабель-Оптика» 10.http://www.opten.spb.ru/ - сайт «ОПТЕН-КАБЕЛЬ» 11.http://soccom.ru/ - сайт «Самарская Оптическая Кабельная Компания» 12.Назаров А.Н. Модели и методы расчета структурно-сетевых параметров сетей АТМ. - М.: Изд-во «Горячая линия-Телеком», 2002. -256 с 13.Руководство по прокладке, монтажу и сдаче в эксплуатацию волоконнооптических линий связи ГТС. - М.: ССКТБ, 1987 14.Современные телекоммуникации. Технология и экономика. Под ред. С.А. Довгого. - М.: Эко-Трендз, 2003. - 320 с. 15.Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов (вторая редакция). Офиц. изд.- М.: Экономика, 2000. - 82 с. 16.Турманидзе Т.У. Анализ и оценка эффективности инвестиций: учебник для студентов вузов, обучающихся по экономическим специальностям. 2е изд., перараб. и доп. - М.: ЮНИТИДАНА, 2014. - 247 с. 17.Трудовой кодекс РФ. 18.Безопасность жизнедеятельности. Учебник для бакалавров. Под ред. А.А. Бирюкова. - М.: Проспект, 2014. - 400 с.
