Проектирование сети PON

Реферат

В дипломном проекте разрабатывается тема "Проектирование современных услуг связи для нового района с использованием технологии PON в городе Архангельске”.

Дипломный проект содержит 107 страниц, из них: 34 рисунка и 20 таблиц.

Перечень ключевых фраз: цифровая абонентская линия, абонентская распределительная сеть, оптический кабель, оптический разветвитель, пассивная оптическая сеть, бюджет потерь.

В дипломном проекте производится расчёт участка сети PON ОАО "Ростелеком” для района города Архангельска на основе реальных исходных данных. Необходимо спроектировать эффективную сеть для предоставления современных телекоммуникационных услуг на основе качественного оборудования, заказываемого у зарекомендовавших себя с лучшей стороны поставщиков.

В рамках проекта проанализированы характеристики и возможности технологий xDSL и FTTx, PON, изучено оборудование для пассивных оптических сетей, определен метод расчета его параметров и получен показатель экономической эффективности реализуемого проекта.

Методы и результаты расчетов могут быть использованы при построении реальной сети в любом районе г. Архангельска, а также в других городах.

Содержание

Реферат

Введение

1. Технологии "последней мили”

1.1 Технологии xDSL

1.2 Технология FTTx

1.2.1 FTTN и FTTC

1.2.2 FTTB

1.2.3 FTTH

1.3 Технология PON

1.3.1 Топология "Точка-точка" (P2P). Обобщённая структура сети, построенной по топологии P2P, показана на рис.3

1.3.2 Топология "Кольцо”. Структура сети показана на рисунке 4

1.3.3 Дерево с активными узлами. Топология показана на рисунке 5

1.3.4 Дерево с пассивным оптическим разветвлением PON (P2MP). Топология показана на рисунке 6

1.3.5 Определение основных терминов PON

1.3.6 Принцип действия PON

1.3.7 Стандарты PON

1.4 Выводы

2. Проектирование сети PON

2.1 Описание района для проектирования

2.2 Определение списка подключаемых домов. Коэффициент охвата технологией PON

2.3 Проведение изыскательных работ

2.3.1 Обследование кабельной канализации

2.3.2 Обследование жилых домов

2.3.3 Обследование линейных вводов АТС

2.3.4 Изыскания по станционным сооружениям сети PON (оптический кросс высокой плотности и оборудование OLT)

2.4 Описание оборудования OLT Huawei MA5680T

2.5 Описание ONT

2.6 Решения высокой плотности монтажа оптических волокон ВОКС-Б

2.7 Проектирование магистральной и распределительной сети

2.8 Проектирование распределительной сети в доме. Подключение одного дома

2.8.1 Устройство ввода в жилой дом

2.8.2 Распределительная схема дома

2.9 Расчёт оптического бюджета

2.10 Оценка объема оборудования

2.11 Выводы

3. Обеспечение безопасности жизнедеятельности

3.1 Анализ характеристик объекта проектирования и трудовой деятельности

3.2 Мероприятия по эргономическому обеспечению работ

3.3 Мероприятия по технике безопасности

3.3.1 Оборудование строительных площадок

3.3.2 Монтажные работы

3.3.3 Техника безопасности при работах в кабельных колодцах

3.4 Мероприятия по обеспечению электробезопасности

3.6 Выводы

4. Технико-экономические расчёты

4.1 Расчет капитальных затрат

4.2 Расчет годовых эксплуатационных расходов

4.3 Расчет доходов

4.4 Определение срока окупаемости

4.5 Выводы

4.6 Анализ технико-экономических показателей

Список сокращений

Заключение

Список литературы

Введение

Бурное развитие сети Internet, возрастающие скорости передачи данных на абонентском участке сети привели к необходимости разработки технологий, обеспечивающих высокие скорости доступа в сеть для конечного пользователя. Первым шагом в этом направлении была разработка семейства технологий xDSL, использующая существующую кабельную инфраструктуру, основанную на кабеле с медными жилами. Хотя эти технологии и обеспечивали мегабитные скорости доступа, качество предоставляемых услуг далеко не всегда было приемлемым для пользователя. Исправить эту ситуацию помогло внедрение на абонентском участке сети оптических кабелей, в которых используется оптическое волокно - качественно новая среда распространения сигнала. С помощью внедрения на сетях технологий FTTx и PON стало возможно предоставлять пользователям более качественные и современные услуги связи: высокоскоростной доступ в сеть Internet, IP-телефонию, IP-телевидение, видео по запросу и других услуг.

Предоставление услуг широкополосного доступа абонентам в г. Архангельске на данный момент в основном представлено технологией ADSL. Для поддержания конкурентоспособности компании и развития сети необходима модернизация абонентской сети с применением оптических технологий.

Целью данного дипломного проекта является решение задачи предоставления услуг широкополосного доступа жителям г. Архангельска на базе пассивных оптических сетей (PON). Разработка осуществляется на основе реальных данных.

В первой главе дипломного проекта изучены характеристики технологий xDSL и FTTx.

Во второй главе произведён расчёт и проектирование участка сети PON, выбрано и описано используемое на проектируемом участке оборудование PON (активное оборудование OLT, пассивное оборудование: ODF, разветвители и оптический кабель).

В третьей главе рассмотрены основные меры по обеспечению безопасности жизнедеятельности рабочего персонала при монтаже и обслуживании оптической сети.

В четвёртой главе произведен расчет капитальных затрат, которых потребует строительство сети, определены годовые затраты и доходы и рассчитан показатель экономической эффективности проекта.

оптическая сеть пассивная параметр

1. Технологии "последней мили”

Термином "последняя миля” [1] обозначают участок сети связи от телефонной (коммутационной) станции до абонентских оконечных устройств. Интерес к участку "последней мили” резко возрос в развитых странах в конце 80-х. начале 90-х. годов, когда, с одной стороны, стало ясно, что одни лишь услуги аналоговой телефонии перестали удовлетворять пользователей, а, с другой стороны, прошла модернизация и цифровизация магистральной сети и коммутационных станций, позволяющая удовлетворить потребность в новых услугах.

В настоящем дипломном проекте рассматриваются наиболее распространённые на данный момент проводные технологии "последней мили”: xDSL и FTTx.

1.1 Технологии xDSL

хDSL представляет собой семейство технологий высокоскоростного доступа к сетевым услугам по существующей медной абонентской телефонной линии [2]. В аббревиатуре хDSL символ "х" используется для обозначения конкретного типа технологии цифровой абонентской линии DSL (Digital Subscriber Line). Любой абонент, пользующийся в настоящий момент телефонной связью, имеет возможность с помощью технологий хDSL значительно увеличить скорость своего соединения, в первую очередь с сетью Интернет. Благодаря многообразию технологий DSL, пользователь может выбрать подходящую именно ему скорость передачи данных - от 32 Кбит/с до более чем 50 Мбит/с. При этом скорость передачи данных зависит только от параметров и протяженности абонентской линии.

Абонентская линия имеет ограниченную полосу пропускания. С помощью соответствующих схем кодирования технологии хDSL позволяют достигать мегабитной скорости передачи данных.

Самой старой и наиболее медленной технологией из семейства xDSL является IDSL (цифровая абонентская линия IDSN), а наиболее быстрой и "молодой" - VDSL (сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия). Между ними расположились другие технологии, в частности, технология HDSL (высокоскоростная цифровая абонентская линия) и технология ADSL (асимметричная цифровая абонентская линия); последняя имеет наибольший потенциал на рынке массового потребителя.

Технологии DSL позволяют достичь высокой скорости передачи данных. Например, ADSL обеспечивает нисходящий поток данных 1,5 - 8 Мбит/с, а восходящий поток данных 640 Кбит/с - 1,5 Мбит/с. VDSL обеспечивает при выборе асимметричной схемы нисходящий поток данных 13 - 52 Мбит/с, а восходящий поток данных 1,5 - 2,3 Мбит/с (для симметричной VDSL скорость передачи данных составляет 13 - 26 Мбит/с). Скорость передачи данных при использовании технологий DSL зависит от расстояния; с увеличением расстояния скорость передачи данных уменьшается. Например, для ADSL при длине линии 3 км может быть достигнута скорость передачи более 8 Мбит/с, а для длины линии 6 км может быть достигнута скорость передачи данных 1,5 Мбит/с. Для VDSL эти цифры примерно такие: скорости 52 Мбит/с соответствует длина линии порядка 300 метров, а скорости 13 Мбит/с соответствует длина линии порядка 1,5 км. При этом данные технологии обеспечивают одновременно телефонную связь, высокоскоростной доступ в сеть Интернет, видео по запросу и один (для ADSL) или три (для VDSL) телевизионных канала качества DVD. Другие технологии DSL могут использоваться для передачи голоса и высокоскоростного доступа в сеть Интернет, но не подходят для передачи высококачественных видеосигналов в режиме реального времени.

Технологии DSL имеют определенные преимущества. Любой абонент, подключенный к телефонной сети общего пользования, имеет медную телефонную линию, которая может быть использована для развертывания линии передачи данных. То есть не требуется создавать новую кабельную инфраструктуру. Для работы системы необходимы только два устройства ADSL (на станции и в помещении пользователя) и витая пара проводов (к сожалению, следует учитывать, что характеристики линии DSL ухудшаются по мере увеличения расстояния от станции или ухудшения качества линии). Линия DSL обеспечивает надежное и постоянно установленное (в отличие от аналоговых модемов) соединение. По сравнению с другими технологиями доступа, DSL требует значительно меньших инвестиций при учете достигаемой скорости передачи данных.

Разнообразие технологий DSL позволяет использовать конкретную технологию для конкретной категории пользователей. В частности, асимметричная технология ADSL наилучшим образом подходит для частных пользователей, которые являются в большей мере потребителями информации, в то время как симметричные технологии больше подходят представителям бизнеса, для которых потоки передаваемой и принимаемой информации близки по объему. Кроме того, при использовании технологии ADSL сохраняется аналоговый телефон и/или канал основного доступа ISDN (BRI ISDN). Первое свойство позволяет сохранить обычную телефонную связь при повреждении оборудования ADSL, а второе позволяет защитить инвестиции оператора связи.

Хотя отсутствие необходимости в построении новой кабельной инфраструктуры для обеспечения абонентов услугами широкополосного доступа является неоспоримым преимуществом технологий xDSL, использование старых телефонных кабелей, проложенных в кабельной канализации, является и основным ограничивающим скорость доступа фактором. Связано это с тем, что при увеличении протяжённости линии её параметры ухудшаются. Следовательно, при больших скоростях доступа уменьшается максимально возможное расстояние до абонента.

1.2 Технология FTTx

Fiber To The X или FTTx [3] (англ.  <#"803662.files/image001.gif">

Рисунок 3 - Топология P2P

Топология P2P не накладывает ограничения на используемую сетевую технологию. P2P может быть реализована как для любого сетевого стандарта, так и для нестандартных (proprietary) решений, например, использующих оптические модемы. С точки зрения безопасности и защиты передаваемой информации, при соединении P2P обеспечивается максимальная защищенность абонентских узлов. Поскольку ОК нужно прокладывать индивидуально до абонента, этот подход является наиболее дорогим и привлекателен в основном для крупных абонентов.

1.3.2 Топология "Кольцо”. Структура сети показана на рисунке 4

Рисунок 4 - Топология "кольцо”

Кольцевая топология на основе SDH положительно зарекомендовала себя в магистральных телекоммуникационных сетях. Однако в сетях доступа не все обстоит так же хорошо. Если при построении городской магистрали расположение узлов планируется на этапе проектирования, то в сетях доступа нельзя заранее знать, где, когда и сколько абонентских узлов будет установлено. При случайном территориальном и временном подключении пользователей кольцевая топология может превратиться в сильно изломанное кольцо с множеством ответвлений, подключение новых абонентов осуществлялось бы путем разрыва кольца и вставки дополнительных сегментов. На практике часто такие петли совмещаются в одном кабеле, что приводит к появлению колец, похожих больше на ломаную - "сжатых" колец (collapsed rings), что значительно снижает надежность сети. Фактически главное преимущество кольцевой топологии - высокая отказоустойчивость и присутствие обходных маршрутов, сводится к минимуму.

1.3.3 Дерево с активными узлами. Топология показана на рисунке 5

Рисунок 5 - Топология "дерево с активными узлами”

Дерево с активными узлами - это экономичное с точки зрения использования волокна решение. Это решение хорошо вписывается в рамки стандарта Ethernet с иерархией по скоростям от центрального узла к абонентам 1000/100/10 Мбит/с (1000Base-LX, 100Base-FX, 10Base-FL). Однако в каждом узле дерева обязательно должно находиться активное устройство (применительно к IP-сетям, коммутатор или маршрутизатор). Оптические сети доступа Ethernet, преимущественно использующие данную топологию, относительно недороги. К основному недостатку следует отнести наличие на промежуточных узлах активных устройств, требующих индивидуального питания.

1.3.4 Дерево с пассивным оптическим разветвлением PON (P2MP). Топология показана на рисунке 6

Рисунок 6 - Топология "дерево с пассивным оптическим разветвлением PON”

Решения на основе архитектуры PON используют логическую топологию "точка-многоточка" P2MP (point-to-multipoint), которая положена в основу технологии PON. К одному порту центрального узла можно подключать целый волоконно-оптический сегмент древовидной архитектуры, охватывающий десятки абонентов. При этом в промежуточных узлах дерева устанавливаются компактные, полностью пассивные оптические разветвители (сплиттеры), не требующие питания и обслуживания.

Общеизвестно, что PON позволяет экономить на кабельной инфраструктуре за счет сокращения суммарной протяженности оптических волокон, т.к. на участке от центрального узла до разветвителя используется всего одно волокно. В меньшей степени обращают внимание на другой источник экономии - сокращение числа оптических передатчиков и приемников в центральном узле. Между тем экономия второго фактора в некоторых случаях оказывается даже более существенной. Так, по оценкам компании NTT [5], конфигурация PON с разветвителем в центральном офисе в непосредственной близости к центральному узлу оказывается экономичнее, чем сеть точка-точка, хотя сокращения длины оптического волокна практически нет. Более того, если расстояния до абонентов невелики, как в Японии, то с учетом затрат на эксплуатацию (в Японии это существенный фактор) оказывается, что PON с разветвителем в центральном офисе экономичнее, чем PON с разветвителем, приближенным к абонентским узлам.

Преимущества архитектуры PON:

·        отсутствие промежуточных активных узлов;

·        экономия оптических приемопередатчиков в центральном узле;

·        экономия волокон;

·        легкость подключения новых абонентов и

·        удобство обслуживания (подключение, отключение или выход из строя одного или нескольких абонентских узлов никак не сказывается на работе остальных).

Древовидная топология P2MP позволяет оптимизировать размещение оптических разветвителей исходя из реального расположения абонентов, затрат на прокладку ОК и эксплуатацию кабельной сети. К недостаткам можно отнести возросшую сложность технологии PON и отсутствие резервирования в простейшей топологии дерева.

1.3.5 Определение основных терминов PON

Центральный узел OLT (optical line terminal) - устройство, устанавливаемое в центральном офисе. Это устройство принимает данные со стороны магистральных сетей через интерфейсы SNI (service node interfaces) и формирует нисходящий поток к абонентским узлам (прямой поток) по дереву PON.

Абонентский узел ONT (optical network terminal) имеет, с одной стороны, абонентские интерфейсы, а с другой - интерфейс для подключения к дереву PON, передача ведется на длине волны 1310 нм, а прием - на длине волны 1550 нм. ONT принимает данные от OLT, конвертирует их и передает абонентам через абонентские интерфейсы UNI (user network interfaces).

Оптический разветвитель - это пассивный оптический многополюсник, распределяющий поток оптического излучения в одном направлении и объединяющий несколько потоков в обратном направлении. В общем случае у разветвителя может быть M входных и N выходных портов. В сетях PON наиболее часто используют разветвители 1xN с одним входным портом. Разветвители 2xN могут использоваться в системе с резервированием по волокну.

1.3.6 Принцип действия PON

Основная идея архитектуры PON - использование всего одного приемопередающего модуля в центральном узле OLT для передачи информации множеству абонентских устройств ONT и приема информации от

них. Реализация этого принципа показана на рис.7. Число абонентских узлов ONT, подключенных к одному приемопередающему модулю OLT, может быть настолько большим, насколько позволяет бюджет мощности и максимальная скорость приемопередающей аппаратуры.

Рисунок 7 - Основные элементы архитектуры PON и принцип действия

Для передачи потока информации от OLT к ONT - прямого (нисходящего) потока, как правило, используется длина волны 1550 нм.

Наоборот, потоки данных от разных абонентских узлов в центральный узел, совместно образующие обратный (восходящий) поток, передаются на длине волны 1310 нм. В OLT и ONT встроены мультиплексоры WDM, разделяющие исходящие и входящие потоки.

Прямой поток на уровне оптических сигналов является широковещательным. Каждый абонентский узел ONT, читая адресные поля, выделяет из общего потока предназначенную только ему часть информации (рис.7). Фактически мы имеем дело с распределенным демультиплексором.

Все абонентские узлы ONT ведут передачу в обратном потоке на одной и той же длине волны, используя концепцию множественного доступа с временным разделением TDMA (time division multiple access). Для того, чтобы исключить возможность пересечения сигналов от разных ONT, для каждого из них устанавливается свое индивидуальное расписание по передаче данных c учетом поправки на задержку, связанную с удалением данного ONT от центрального узла OLT. Эту задачу решает протокол TDMA MAC.

Взаимодействие OLT и ONT

Взаимодействие абонентского узла с центральным начинается с установления соединения, после чего происходит передача данных. Все это выполняется в соответствии с протоколом TDMA MAC. В процессе установления соединения запускается процедура ранжирования (ranging), которая включает в себя ранжирование по расстоянию, ранжирование по мощности и синхронизацию.

Ранжирование по расстоянию

Ранжирование по расстоянию (distance ranging) - определение временной задержки, связанной с удалением ONT от OLT - выполняется на этапе регистрации абонентских узлов и требуется для того, чтобы обеспечить бесколлизионный транспорт и создать единую синхронизацию в обратном потоке.

Сначала администратор сети заносит в реестр OLT данные о новом ONT, его серийный номер, параметры предоставляемых абоненту услуг. Затем после физического подключения к сети PON этого абонентского узла и включении питания на нем, центральный узел начинает процесс ранжирования. Ранжирование с ONT, который прописан в реестре OLT, происходит каждый раз при включении ONT. При выключении и включении питания на OLT ранжирование происходит со всеми внесенными в реестр ONT. ОLT, посылая сигнал ранжируемому ONT, слушает отклик от него и на основании этого вычисляет временную задержку на двойном пробеге RTT (round trip time), затем в прямом потоке передает ONT вычисленное значение. Абонентский узел ONT вносит соответствующую задержку, которая предшествует началу отправки кадра в обратном потоке, компенсируя задержку на распространении оптического сигнала по волокну от ONT к OLT. С учетом того, что расстояния OLT-ОNT могут изменяться в больших пределах (стандарт G.983.1 определяет диапазон 0-20 км), оценим возможные вариации задержки. Если учесть, что скорость света в волокне составляет 2·10⁵ км/c, то приросту расстояния OLT-ONT на 1 км будет соответствовать увеличение времени задержки на двойном пробеге на 10 мкс. А для расстояния 20 км RTT составит 0,2 мс. Фактически это минимальное теоретическое время, которое требуется OLT, чтобы выполнить ранжирование с одним ONT.

Ранжирование по расстоянию большего числа абонентских узлов происходит последовательно и требует пропорционального увеличения суммарного времени ранжирования. В течение этого времени передача данных в обратном потоке не идет. После того как ранжирование по расстоянию выполнено, OLT на основании прописанных услуг для каждого ONT и с использованием протокола МАС принимает решение, какому абонентскому узлу передавать в каждом конкретном временном слоте. Заметим, что общая задержка при отправлении кадра в обратный поток вносится не только конечным временем распространения сигнала по волокну, но и элементами электроники OLT, ONT. Задержка со стороны последних может испытывать небольшой дрейф, например вследствие колебаний температуры оборудования. Поэтому на этапе передачи данных OLT сообщает ONT о небольших подстройках задержки, вносимой в обратный поток, - микроранжирование (micro ranging). В результате точность, с которой стабилизируются отправляемые кадры от разных ONT, составляет 2-3 бита.

В основе инициализации сети PON лежат три процедуры: определение расстояний от OLT до разных ONT (distance ranging), синхронизация всех ONT (clock ranging) и определение при приеме на OLT интенсивностей оптических сигналов от разных ONT (power ranging).

Ранжирование по мощности

Ранжирование по мощности (power ranging) - изменение порога дискриминации фотоприемника с целью повышения чувствительности фотоприемника или во избежание его нежелательного насыщения.

Поскольку ONT удалены на разные расстояния от OLT, то и вносимые потери в оптические сигналы при распространении по дереву PON будут разными. Это может привести к нарушению работы фотоприемников из-за перегрузки или слабого сигнала.

Возможны два варианта выхода из сложившейся ситуации: либо подстраивать мощность передатчиков ONT, либо подстраивать порог срабатывания на фотоприемнике OLT. Был выбран второй вариант как более надежный и простой в управлении.

Подстройка порога срабатывания фотоприемника OLT происходит каждый раз при получении нового пакета из обратного потока по преамбуле на основе измерения интегральной мощности в преамбуле пакета.

Подстройка по мощности также необходима на всех ONT. Она выполняется аналогичным образом, но только один раз, прежде чем синхронизировать приемник для работы с синхронным потоком от OLT. Затем непрерывно подсчитывается интегральная мощность на ONT, и делается плавная подстройка порога дискриминации фотоприемника.

Синхронизация

Синхронизация, или ранжирование по фазе (phase ranging), необходимо как для прямого, так и для обратного потока.

Абонентские узлы ONT синхронизируются в начале своей инициализации и затем все время поддерживают синхронизацию, подстраиваясь под непрерывный TDM трафик от OLT и осуществляя, как принято называть, синхронный прием данных. Напротив, центральный узел OLT синхронизируется каждый раз по преамбуле вновь приходящего пакета. Знания вычисленной на этапе ранжирования по расстоянию временной задержки со стороны ONT, отправившего этот пакет, здесь не достаточно - требуется большая точность.

Для каждого стандарта PON предусмотрен свой метод синхронизации.

1.3.7 Стандарты PON

Первые шаги в технологии PON были предприняты 1995 году, когда влиятельная группа из семи компаний (British Telecom, France Telecom, Deutsche Telecom, NTT, KPN, Telefoniсa и Telecom Italia) создала консорциум для того, чтобы претворить в жизнь идеи множественного доступа по одному волокну. Эта неформальная организация, поддерживаемая ITU-T, получила название FSAN (full service access network). Много новых членов, как операторов, так и производителей оборудования, вошло в нее в конце 90-х годов. Целью FSAN была разработка общих рекомендаций и требований к оборудованию PON для того, чтобы производители оборудования и операторы могли сосуществовать вместе на конкурентном рынке систем доступа PON. На сегодня FSAN насчитывает 40 операторов и производителей и работает в тесном сотрудничестве с такими организациями по стандартизации, как ITU-T, ETSI и ATM форум./BPON

В середине 90-х годов общепринятой была точка зрения, что только протокол ATM способен гарантировать приемлемое качество услуг связи QoS между конечными абонентами. Поэтому FSAN, желая обеспечить транспорт мультисервисных услуг через сеть PON, выбрал за основу технологию ATM. В результате в октябре 1998 года появился первый стандарт ITU-T G.983.1, базирующийся на транспорте ячеек ATM в дереве PON и получивший название APON (ATM PON). Далее в течение нескольких лет появляется множество новых поправок и рекомендаций в серии G.983. x (x = 1-7), скорость передачи увеличивается до 622 Мбит/c. В марте 2001 года появляется рекомендация G.983.3, добавляющая новые функции в стандарт PON:

·        передача разнообразных приложений (голоса, видео, данные) - это фактически позволило производителям добавлять соответствующие интерфейсы на OLT для подключения к магистральной сети и на ONT для подключения к абонентам;

·        расширение спектрального диапазона - открывает возможность для дополнительных услуг на других длинах волн в условиях одного и того же дерева PON, например, широковещательное телевидение на третьей длине волны (triple play).

За расширенным таким образом стандартом APON закрепляется название BPON (broadband PON). APON сегодня допускает динамическое распределение полосы между различными приложениями и различными ONT и рассчитан на предоставление как широкополосных, так и узкополосных услуг.

Оборудование APON разных производителей поддерживает магистральные интерфейсы: SDH (STM-1), ATM (STM-1/4), Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, видео (SDI PAL), абонентские интерфейсы E1 (G.703), Ethernet 10/100Base-TX, телефонию (FXS). Из-за широковещательной природы прямого потока в дереве PON и потенциально существующей возможности несанкционированного доступа к данным со стороны ONT, которому эти данные не адресованы, в APON предусмотрена возможность передачи данных в прямом потоке с использованием техники шифрования с открытыми ключами. Необходимости в шифровании обратного потока нет, поскольку OLT находится на территории оператора.

В ноябре 2000 года комитет LMSC (LAN/MAN standards committee) IEEE создает специальную комиссию под названием EFM (Ethernet in the first mile - Ethernet на первой миле) 802.3ah, реализуя тем самым пожелания многих экспертов построить архитектуру сети PON, наиболее приближенную к широко распространенным в настоящее время сетям Ethernet. Параллельно идет формирование альянса EFMA (Ethernet in the first mile alliance), который создается в декабре 2001 года. В дальнейшем альянс EFMA и комиссия EFM дополняют друг друга и тесно работают над стандартом. Если EFM больше концентрируется на технических вопросах и разработке стандарта в рамках IEEE, то EFMA преимущественно изучает индустриальные и коммерческие аспекты использования новой технологии. Цель совместной работы - достижение консенсуса между операторами и производителями оборудования и выработка стандарта IEEE 802.3ah, полностью совместимого с разрабатываемым стандартом магистрального пакетного кольца IEEE 802.17. Комиссия EFM 802.3ah должна стандартизировать три разновидности решения для сети доступа:

·        EFMC (EFM copper) - решение "точка-точка" с использованием витых медных пар. Из двух альтернативных технологий (G. SHDSL и ADSL+), между которыми развернулась основная борьба, выбор был сделан в пользу G. SHDSL;

·        EFMF (EFM fiber) - решение, основанное на соединении "точка-точка" по волокну. Здесь предстоит стандартизировать различные варианты: "дуплекс по одному волокну на одинаковых длинах волн”, "дуплекс по одному волокну на разных длинах волн”, "дуплекс по паре волокон”, новые варианты оптических приемопередатчиков. Подобные решения уже несколько лет предлагаются рядом компаний как "proprietary”.

·        EFMP (EFM PON) - решение, основанное на соединении "точка-многоточка” по волокну. Это решение, являющееся по сути альтернативой APON, получило схожее название EPON. Ethernet PON (EPON) является сетью, базирующейся на PON, которая транспортирует данные, инкапсулированные в Ethernet-кадры (определено стандартом IEEE 802.3). При этом используется канальное кодирование 8B/10B (8 пользовательских бит преобразуются в 10 канальных). Аргументы в пользу технологии EPON подкрепляются ориентацией сети Internet исключительно на протокол IP и стандарты Ethernet.

GPON

Архитектуру сети доступа GPON (Gigabit PON) можно рассматривать как органичное продолжение технологии APON. При этом реализуется увеличение как полосы пропускания сети PON, так и эффективности передачи приложений. Стандарт GPON ITU-T Rec. G.984.3 был принят в октябре 2003 года. GPON предоставляет масштабируемую структуру кадров при скоростях передачи от 622 Мбит/с до 2,5 Гбит/c и допускает системы как с одинаковой скоростью передачи прямого и обратного потока в дереве PON, так и с разной. GPON базируется на стандарте ITU-T G.704.1 GFP (generic framing protocol, общий протокол кадров), обеспечивая инкапсуляцию в синхронный транспортный протокол любого типа сервиса, в том числе TDM. Если в SDH реализуется только статическое деление полосы, то протокол GFP (generic framing protocol), сохраняя структуру кадра SDH позволяет динамически распределять полосу.

Ниже приведен пример построения сети PON.

Рисунок 8 - Вариант построения сети PON

В таблице 1 представлены обобщённые характеристики стандартов PON.

Таблица 1 - Стандарты PON

Характеристики	APON (BPON)	EPON	GPON
Институты стандартизации/ альянсы	ITU-T SG15/FSAN	IEEE / EFMА	ITU-T SG15/FSAN
Дата принятия стандарта	октябрь 1998	июль 2004	октябрь 2003
Стандарт	ITU-T G.981. x	IEEE 802.3ah	ITU-T G.984. x
Скорость передачи, прямой/обратный поток, Мбит/с	155/155 622/155 622/622	1000/1000	1244/155,622,1244 2488/622,1244, 2488
Базовый протокол	ATM	Ethernet	SDH
Линейный код	NRZ	8B/10B	NRZ
Максимальный радиус сети, км	20	20 (>30)	20
Максимальное число абонентских узлов на одно волокно	32	16	64 (128)
Приложения	любые	IP, данные	любые
Коррекция ошибок FEC	предусмотрена	нет	необходима
Длины волн прямого/обратного потоков, нм	1550/1310 (1480/1310)	1550/1310 (1310/1310)	1550/1310 (1480/1310)
Динамическое распределение полосы	есть	поддержка	есть
IP-фрагментация	есть	нет	есть
Защита данных	шифрование открытыми ключами	нет	шифрование открытыми ключами
Резервирование	есть	нет	есть
Оценка поддержки голосовых приложений и QoS	высокая	низкая	высокая

1.4 Выводы

В ходе анализа и сравнения технологий xDSL и FTTx было выявлено, что технологии xDSL, применяемые на морально и физически устаревших сетях, построенных с помощью кабелей с медными жилами, не могут обеспечить требуемое в современных условиях качество услуг. Применение оптических технологий на абонентском участке сети позволяет кардинально изменить ситуацию.

В городе Архангельске развёртывание оптической сети абонентского доступа производится несколькими операторами связи. В дипломном проекте осуществляется проектирование участка сети для компании "Ростелеком”. Построение абонентской оптической сети по технологии PON позволит компании успешнее конкурировать с другими операторами, предоставляя качественные услуги на вновь построенной оптической сети.

2. Проектирование сети PON

2.1 Описание района для проектирования

Для проектирования сети выбран небольшой район города Архангельска, находящийся в Соломбальском районе. Такой выбор обусловлен тем, что, во-первых, сеть PON здесь развита недостаточно, а, во-вторых, район имеет удобную сосредоточенную вокруг РАТС архитектуру, в отличие от других районов Архангельска.

Оптическая сеть связи в проектируемом районе представлена только межстанционной сетью SDH (кольцо SDH), соединяющим между собой все РАТС и АМТС г. Архангельска. Поэтому магистральную и распределительную сеть PON нужно проектировать отдельно.

Проектируемые магистральные и распределительные ОК сети PON прокладываются в существующей кабельной канализации, прикреплённой к РАТС 61, расположенной по адресу пл. Терёхина, 1. Схема района представлена на рисунке 9, схема района с существующей кабельной канализацией представлена на рисунке 10.

Рисунок 10 - Район для проектирования сети с показанной существующей кабельной канализацией

2.2 Определение списка подключаемых домов. Коэффициент охвата технологией PON

Для проектирования сети, в первую очередь, нужно определиться со списком жилых домов и других зданий, подлежащих подключению к сети PON.

Таблица 2 - Подключаемые дома

Улица, дом	Подъездов/квартир в подъезде	Квартир всего
Советская, 15	4/45	315
Советская, 15 к.1	4/20	80
Советская, 17	7/45	315
Советская, 17 к.1	Детский сад №167	-
Советская, 17 к.2	10/45	450
Советская, 19	5/20	100
Советская,19 к.1	6/45	270
Советская,19 к.2	5/45	225
Советская, 21	6/20	160
Краснофлотская 3	Избир. комиссия	-
Краснофлотская 5	7/45	315
Терёхина 4	7/45	315
Терёхина 6	10/45	450
Никольский 32	7/45	405
Никольский 32 к.1	10/45	450

Рассчитаем процент охвата квартир технологией PON в жилых домах. Процент охвата квартир в доме при строительстве по технологии PON определяется по отношению сплиттерной ёмкости (количеству сплиттеров, умноженному на коэффициент ветвления) к общему количеству квартир [6].

где N_spl - общее количество конечных разветвителей в доме; _{(1: K) -} коэффициент ветвления;_кв - общее количество квартир в доме.

По причине применения сплиттеров определенной кратности невозможно достигнуть для многих домов четкого и однозначного процента охвата. Поэтому под процентом охвата понимается средняя величина или диапазон. Для существующих домов и домов нового строительства процент охвата может быть различным. Обычно в новых домах процент охвата составляет 100 %. При этом, следует придерживаться разумного подхода, если количество квартир не кратно сплиттерной ёмкости. Например, если в доме 100 квартир, а 3 сплиттера 1: 32 охватят 96 квартир, то нецелесообразно подключать четвертый сплиттер всего на 4 абонента. Каждый оконечный сплиттер - это наибольшая или целая часть отдельного преобразования PON интерфейса активного оборудования OLT, что связано со стоимостью оборудования и эффективностью его использования.

Рекомендуется установить изначально условие расчета порога количества сплиттеров в новых домах, когда целесообразно устанавливать дополнительный сплиттер. Дополнительный сплиттер устанавливается, например, если загрузка сплиттера составляет от половины и больше его ёмкости (для 1: 32 - это 15 и более подключений).

Здесь же, при расчетах определяется необходимость включать в общее количество квартир офисы и ведомственные предприятия, которые могут располагаться в жилых домах или вблизи.

Таблица 3 - Количество проектируемых подключений

Улица, дом	Кол-во. ONT	Спл.1x2, шт.	Спл.1x32, шт	Коэффициент покрытия, %
Советская, 15	320	5	10	100
Советская, 15 к.1	64	1	2	80
Советская, 17	320	5	10	100
Советская, 17 к.1	-	-	-	-
Советская, 17 к.2	448	7	14	99,5
Советская, 19	96	1	3 (2+1)	96
Советская,19 к.1	256	4	8	94,8
Советская,19 к.2	224	3	7 (6+1)	99,5
Советская, 21	160	2	5 (4+1)	100
Краснофлотская, 3	32	-	1	100
Краснофлотская, 5	320	5	10	100
Терёхина, 4	320	5	10	100
Терёхина, 6	448	7	14	99,5
Никольский, 32	416	6	13 (12+1)	100	448	7	14	99,5
	3872

В домах на Советская 15 к.1, Советская, 17 к.2, Советская 19, Советская 19 к.1, Советская 19 к.2, Терёхина 6, Никольский 32 к.1 коэффициент покрытия абонентов услугами сети PON не равен 100%, так как не выгодно устанавливать дополнительный сплиттер 1x32, ёмкость которого будет задействована незначительно.

Детский сад по адресу Советская, 17 к.1 может быть подключен к сети при помощи воздушного ввода от дома по адресу Советская, 17, который имеет запас по ёмкости подключаемых абонентов в количестве 5 шт.

В избирательную комиссию Архангельской области по адресу Краснофлотская, 3 устанавливается один сплиттер 1x32, что полностью обеспечит потребности организации в широкополосном доступе в сеть Internet.

В домах по адресам Советская 15, Советская 17, Советская 21, Краснофлотская 3, Краснофлотская 5, Терёхина 4, Никольский 32 имеется небольшая избыточность по возможности подключения абонентов, появившаяся вследствие неполного использования выходов одного из устанавливаемых в домах сплиттера 1x32. Этот запас можно использовать как резерв.

2.3 Проведение изыскательных работ

После определения списка подключаемых домов производится сбор данных о существующей кабельной канализации, возможности прокладки в ней оптических кабелей сети PON, обследование жилых домов, обследование линейных вводов АТС, изыскания по станционным сооружениям сети PON.

Схема района с существующей кабельной канализацией, нумерацией колодцев, указанием количества каналов в пролётах и длины пролётов приведена на рисунке 11. В существующей кабельной канализации применены асбоцементные трубы с внутренним диаметром 100 мм.

Рисунок 11 - Схема кабельной канализации района

Количество подъездов в домах, подключаемых к сети PON, квартир в подъездах и общее количество квартир в домах указано в таблице 2.

2.3.1 Обследование кабельной канализации

При обследовании кабельной канализации на предмет использования её для прокладки ОК магистральной и распределительной сети PON проводятся следующие мероприятия:

·        выявляются участки, где в кабельной канализации пройти вообще невозможно и существуют обходные пути или требуется строительство КК;

·        определяются отдельные участки докладки или прокладки КК и отмечается, сколько требуется каналов;

·        по существующим паспортам кабельных колодцев определяют конкретные номера каналов для прокладки ОК магистральной сети.

При обследовании существующей кабельной канализации в выбранном для проектирования районе было выяснено, что её проходимость достаточна для прокладки магистрального и распределительных кабелей, докладка новых труб (каналов) или строительство новой кабельной канализации не требуется. Разветвительные муфты для магистрального ОК будут располагаться в кабельных колодцах ККМ. Эти данные используются в дальнейшем при проектировании магистральной и распределительной сети PON.

2.3.2 Обследование жилых домов

При обследовании жилых домов и других зданий, подлежащих подключению к сети, производится оценка состояния кабельных вводов в дом, оценка проходимости межэтажных стояков слаботочной проводки, выясняется, необходима ли дополнительная установка закладных полиэтиленовых труб в подъездах, если каналы стояков забиты и нет возможности прокладывать в них оптические кабели распределительной сети PON. Также при обследовании домов выясняется, где возможна установка пассивных элементов сети (разветвителей, ОРК). Результаты этих изысканий применяются в дальнейшем при проектировании распределительной оптической сети в доме.

При обследовании зданий, подлежащих по проекту подключению к сети PON, выяснено, что установка дополнительных полиэтиленовых труб не требуется, все ОК могут быть проложены в существующих стояках. Места установки разветвителей и ОРК рассматриваются при описании построения распределительной сети в домах.

2.3.3 Обследование линейных вводов АТС

Обследования линейных вводов АТС проводят в помещениях ввода кабелей на АТС, куда заводятся из кабельной канализации линейные кабели, укладываются на металлоконструкции, заземляются (если ОК бронированный) и расшиваются в станционные муфты (если требуется). Обследования линейных вводов АТС включают в себя:

·        разработку эскиза с необходимыми промерами помещения ввода кабелей, вводного блока (блоков) труб, металлоконструкций, количеством, видом и размещением существующих кабелей, отверстий для подъёма кабелей;

·        определение трассы прокладки кабелей по помещению до подъема в ЛАЦ, кросс, автозал;

·        определение места укладки запаса кабелей;

·        определение необходимости умощнения линейных вводов: объем дополнительных каркасов, консолей, кабельростов, возможность использования существующих каналов вводного блока труб или количество требуемых дополнительных труб;

·        определение способа заземления металлической брони кабелей (если требуется): на КИП в помещении ввода кабелей или на оптическом кроссе. Уточнить тип и размещение КИП, расстояние до щитка "Земля".

После обследования линейных вводов разрабатываются схемы линейных вводов (рис.12)

Рисунок 12 - Схема линейного вода магистрального ОК в шахту

Магистральный оптический кабель (МОК) проектируемой сети из кабельной канализации вводится в помещение кабельной шахты в здании АТС 61, далее по существующему кабельросту прокладывается в гофрированной трубе диаметром 25 мм и проходит в отверстие, ведущее на 3 этаж здания, где будет расположено оборудование оптического кросса высокой плотности и оборудование OLT. Длина ОК от ввода в здание до оптического кросса (общая длина ОК, прокладываемого в здании) составляет 98,7 м.

В помещении шахты не требуется установка дополнительных кабельростов. Заземление МОК будет осуществлено в стойке оптического кросса в помещении ЛАЗ-а.

Сечение каналов кабельной канализации, из которой МОК вводится в здание, показано на рисунке 3.3 В здание АТС оптический кабель заводится в канале 20. Направление взгляда - от здания в сторону кабельной канализации [7].

Рисунок 13 - Сечение кабельной канализации.

2.3.4 Изыскания по станционным сооружениям сети PON (оптический кросс высокой плотности и оборудование OLT)

Проводятся следующие изыскания:

·        определяется место расположения оптического кросса высокой плотности ODF;

·        определяется место установки оборудования PON OLT;

·        разрабатывается план расположения проектируемого оборудования;

·        разрабатываются трассы прокладки кабелей для стыка OLT c ODF, количество и тип оптических кабелей.

Оборудование ODF и OLT проектируемой сети будет расположено в помещении ЛАЗ (линейно-аппаратного зала) на 3 этаже. План расположения проектируемого оборудования представлен на рисунке 14.

Рисунок 14 - План расположения проектируемого оборудования ODF и OLT в помещении ЛАЗ-а., 3 этаж.

Электропитание оборудования PON OLT будет осуществляться от источника постоянного напряжения U=60В. Т.к. АТС-61 по обеспечению бесперебойности электроснабжения относится к первой группе особой категории [8], резервирование питание осуществляется от двухсекционной (две секции по 30 аккумуляторов VARTA OPZS 800А*ч) аккумуляторной батареи и дизель-генераторном P100 мощностью 100 кВ*А. Подключение оборудования к сети электропитания производится в существующем электрощите ЩРЗ-60 двумя проводами марки ПВЗ-10 (на шины "+”и "-”) длиной 20 м. С учётом того, что максимальная потребляемая мощность оборудования составляет ≤1500 Вт, подключение осуществляется через автоматический выключатель с номинальным током 25А.

Заземление корпусов стоек ODF и OLT осуществляется с соответствующих клемм на самих стойках к существующей шине заземления ЛАЗ-а. проводом марки ПВЗ-16 длиной 20 м.

2.4 Описание оборудования OLT Huawei MA5680T

Оборудование MA5680T [9] (рис.15) разработано с учетом современных требований и полностью поддерживает функциональность IP-сетей доступа. MA5680T обладает коммутационной емкостью до 400G и неблокируемой коммутацией терабитной емкости. Пропускная способность каждого слота составляет 10 Гбит/с, что позволяет решить проблему дефицита ресурсов полосы пропускания.

Рисунок 15 - Полка MA5680T

Оборудование MA5680T имеет 16 сервисных слотов. Одна плата услуг PON имеет 4 портов PON, каждый порт поддерживание расщепление 1: 64, таким образом, одна полка поддерживает до 4096 абонентов.

Для доступа по интерфейсу GPON пропускная способность MA5680T составляет в нисходящем направлении 2,5 Гбит/с, а в восходящем - 1,25 Гбит/с. Протокол режима инкапсуляции GEM используется для инкапсуляции с фиксированной длиной фрейма 125 мкс, что в сочетании с алгоритмом кодирования NRZ позволяет уменьшить количество служебной информации в фрейме, оставляя под полезную нагрузку до 93% фрейма.T может предоставлять доступ по оптическим интерфейсам FE/GE/GPON одновременно. Являясь унифицированной платформой для P2P и P2MP, MA5680T может применяться в различных вариантах построения сети доступа и обеспечивать комфортную сетевую миграцию. Оптический доступ в режиме P2P вполне удовлетворит требованиям организаций, нуждающихся в выделенной полосе пропускания.

Оборудование MA5680T имеет ряд особенностей, представляющих собой решения для предоставления различных видов услуг.

Рисунок 16 - Пример сети с использованием MA5680T

Управляемый multicastT имеет функцию управления многоадресной передачей, что характерно для оборудования операторского класса. Данная функция позволяет операторам предоставлять и управлять дополнительными широкополосными услугами многоадресной передачи:

·        функции предварительного вступления и быстрого выхода из группы;

·        различные режимы аутентификации для различных операторов многоадресной передачи;

·        предварительный просмотр каналов и сбор статистики по просмотрам;

·        управляемая многоадресная передача для управления доступом пользователей многоадресных групп.

Решения для видеоуслуг

Оборудование MA5680T поддерживает 2 способа передачи видео: IPTV и кабельное телевидение. Использование MA5680T совместно с IPTV позволит оператору управлять до 1000 видеоканалов, а с случае с кабельным телевидением оборудование будет предоставлять аналоговое и цифровое телевещание по кабелю. Пользователи смогут воспользоваться услугами передачи видео, данных и речи по оптоволоконному кабелю.

Решения для голосовых услуг

Для передачи речи используется технология VoIP, при этом терминалы предоставляют два способа реализации VoIP (рис.2.2):

-        преобразование речи из VoIP осуществляется медиашлюзом, встроенным в ONT;

-        преобразование речи из VoIP осуществляется внешним медиашлюзом.

Решение по передаче трафика TDM

Мощный механизм QoS оборудования MA5680T предоставляет идеальное решение по передаче потоков E1 (рис.2.3). Фрейм GEM обеспечивает соответствующее качество передачи E1 по GPON, а также позволяет решить проблему синхронизации E1 поверх IP. В данном решении достигается такое же качество, как и в передачи с использованием систем SDH.

Рисунок 18 - Передача E1 при помощи MA5680T

Мощный механизм гарантирования QoST обладает большими возможностями QoS, идеальным образом обеспечивая доступ к различным услугам:

-        комплексное решение QoS для всей сети (от OLT до ONT/ONU);

-        организация очередей как на уровне OLT, так и на уровне ONT, предоставляя QoS на основе разделения служб и пользователей;

-        механизм обеспечения QoS на основе правил трафика: фильтрация и переадресация пакетов, зеркальное копирование трафика, статистика и управление стратегиями трафика, составление графика запросов по порту, ограничение скорости порта;

-        классификация трафика VoIP для каждого порта гарантирует качественную голосовую связь при больших объемах передаваемой информации;

-        динамическое распределение полосы пропускания (диапазон от 512 Кбит/с до максимального значения с шагом 64 Кбит/с).

В качестве подведения итога основные характеристики оборудования MA5680T были сведены в таблицу.

Таблица 4 - Спецификации оборудования MA5680T

Характеристика	Ед. измерения	Значение
Рабочее напряжение (постоянное) напряжение диапазон	В В	48/60 38.4≤U≤72
Энергопотребление при полной нагрузке	Вт	Не более 1500
Кол-во. портов GPON на 1 плату	шт.	4
Скорость передачи порта GPON	Гбит/с	1,25 Up и 2.488 down
Дальность передачи	км	20
Коэфф-т. расщепления GPON	-	1: 64
Распределение полосы пропускания	-	динамическое с шагом 64 кбит/с

2.5 Описание ONT

Линейка абонентских терминалов EchoLife включает в себя различные модификации, предназначенные для удовлетворения различных потребностей пользователей [10]. Различие состоит в наборе услуг, которые пользователь может получить, используя тот или иной терминал. Всего в линейке EchoLife три модели: HG813 (рис), HG850 и HG865.

Серия EchoLife - это терминалы оптической сети (ONT), разработанные специально для домашних пользователей, а также для небольших офисов. Используя технологию GPON, они обеспечивают высокоскоростные каналы передачи данных в одном оптическом кабеле. Пропускная способность восходящего потока составляет до 1,244 Гбит/с, пропускная способность нисходящего потока - до 2,488 Гбит/с.

Использование интерфейса управления дает возможность легкого удаленного конфигурирования, управления и технического обслуживания. А со стороны локальной сети терминалы предоставляют множество интерфейсов для соединения с другими устройствами, позволяя гибко подстраиваться к различным сетевым условиям.

Таблица 5 наглядно демонстрирует различия между HG813, HG850 и HG865 в плане предоставляемых услуг.

Таблица 5 - Сравнение абонентских терминалов серии EchoLife

Характеристика	HG813	HG850	HG865	Описание
Гигабитная скорость передачи	+	+	+	Предоставление высокоскоростных каналов передачи данных по оптическому кабелю
Услуги "Triple Play"	+	+	+	Предоставление услуг "Triple Play", включая голос, данные и видео
Услуги VoIP и FoIP	-	+	+	Предоставление услуги передачи голоса и факса через IP-сеть
Кабельное ТВ	-	-	+	Возможность подключения услуг кабельного ТВ через существующую сеть кабельного телевидения
Набор интерфейсов	+	+	+	Наличие различных интерфейсов для подключения различных устройств
Дистанционное управление	+	+	+	Использование интерфейса управления для конфигурации и удаленного управления терминалом

HG850 (коротко HG850) - это терминал оптической сети (ONT), разработанный для домашних пользователей, а так же небольших офисов и домашних офисов (SOHO). Используя технологию (GPON), HG850 терминал обеспечивает высокоскоростные каналы передачи в одном оптическом кабеле. Пропускная способность восходящего потока до 1.244 Гбит/с, пропускная способность нисходящего потока до 2.488 Гбит/с. Используя HG850, пользователи получают высокоскоростной доступ к сети, а так же широкополосные голосовые и видеоуслуги высокого качества. Как сетевой терминал, размещаемый на уровне доступа сети GPON, HG850 позволяет домашним пользователям и SOHO пользователям получать доступ к IP и IPTV сетям через оптический восходящий поток.

Со стороны локальной сети HG850 предоставляет множество интерфейсов для соединения с другими устройствами, что очень гибко в различных сетевых условиях. Кроме того HG850 поддерживает высококачественные и не дорогие услуги голос через IP (VoIP) и факс через IP (FoIP).

Использующий интерфейс контроля и управления (OMCI) технологии ONT, терминал HG850 особенно удобен для удаленного конфигурирования, управления и эксплуатации.

Характеристики аппаратной платформы:

·        один оптический интерфейс;

·        четыре Ethernet порта с функцией автоматического определения скорости и метода передачи данных 10/100 Base-T (RJ-45);

·        два VoIP телефонных интерфейса (RJ-11);

·        один интерфейс питания от постоянного тока (используется для соединения с внешним резервным источником питания);

·        один интерфейс мониторинга АКБ (поддерживает мониторинг внешнего резервного источника питания).

Функциональные характеристики:

·        полностью соответствует требованиям технологии FTTH;

·        поддерживает высококачественные услуги VoIP и FoIP;

·        предоставляет высокоскоростной доступ к сети Internet.

Характеристики GPON:

·        полностью соответствует стандарту ITU-T G.984 GPON;

·        поддерживает режим инкапсуляции GPON (GEM);

·        поддерживает динамическое распределения полосы пропускания (DBA);

·        предоставляет 8 T-CONT портов и 32 GEM порта;

·        поддерживает приемники оптической мощности Class B+;

·        поддерживает маппинг между VLAN и GEM портами;

·        поддерживает функции прямой коррекции ошибок в нисходящем потоке (FEC).

Характеристики VoIP:

·        предоставляет телефонный номер каждому присоединенному абоненту;

·        поддерживает вызовы двух звонящих абонентов POTS одновременно;

·        поддерживает конфигурацию (в соответствии с конфигурацией интерфейса пользователя) отображения номера вызываемого абонента;

·        поддерживает DTMF;

·        поддерживает FSK;

·        поддерживает RTP/RTCP;

·        поддерживает MGCP или SIP;

·        поддерживает G.711A/u, G.723, G.729 и T.38.

Характеристики Ethernet:

·        поддерживает авто-переговоры;

·        поддерживает MDI/MDI-X автоопределение;

·        поддерживает Ethernet фрейм до 1536 байт;

·        поддержка до 1024 областей в локальной таблице обмена MAC.

Управление устройством:

·        поддерживает удаленное управления устройством через Telnet;

·        поддерживает удаленное конфигурирования услуг и управления устройством через OMCI.

Характеристики питания:

·        входное напряжение адаптера питания: 100-240 В AC, 50-60 Гц;

·        напряжение питания устройства: 12 В DC, 2 A;

·        стандартное энергопотребление: < 12 Вт.

2.6 Решения высокой плотности монтажа оптических волокон ВОКС-Б

Предназначены для ввода большого количества оптических кабелей (нескольких десятков и более) в конструктивы стандартизованных типоразмеров, монтажа и кросс-коммутации оптических волокон, организации входящих-исходящих и коммутационных кабелей (патчкордов). Подобные решения могут применяться в центрах коммутации волоконно-оптических сетей операторов связи (АТС, ЦУС), в сетях кабельного ТВ, в сетях доступа с идеологией "волокно-до-дома" (микрорайона, рабочего стола, и т.д.) (FTTx), в пассивных оптических сетях (PON), в кроссовых помещениях крупных бизнес-центров.

Шкафы и стойки высокой плотности монтажа ОВ целесообразно использовать при концентрации в одной аппаратной большого количества оптических портов (не менее 100…200). Максимальная емкость решения высокой плотности составляет, как правило, не менее 1000 ОВ в одном конструктиве высотой 2, 2,2 или 2,6 м.

Отличительной особенностью решений такого рода является дополнительная функциональность применительно к вводу оптических кабелей, монтажу ОВ и кросс-коммутации оптических портов патчкордами.

Как правило, во внутреннем пространстве конструктива выделяются отдельные зоны для крепления многоволоконных кабелей, для сварки волокон и для выкладки и хранения запасов патчкордов, что сильно упрощает задачу монтажа и обслуживания (переключений) большого количества оптических портов. Кроме того, решение высокой плотности монтажа ОВ должно быть модульным и позволять наращивать емкость по мере роста сети и ввода новых кабелей. Система кабельного менеджмента должна обеспечивать монтаж новых кабелей и переключение действующих без негативного влияния на ранее смонтированные волокна

Система ВОКС компании Связьстройдеталь [11]

Решение высокой плотности монтажа оптических волокон ВОКС предназначено для использования в центральных офисах операторов, в случаях, когда общее число волокон входящих и исходящих оптических кабелей достигает 200 и более.

Номинальная ёмкость кросса ВОКС составляет 576-1440 портов стандартного форм-фактора (соединители FC или SC) в одном конструктиве. При использовании малогабаритных соединителей (LC) емкость может быть удвоена. Для увеличения общей ёмкости кросса изделия ВОКС можно объединить, устанавливая их "бок о бок" или "спина к спине".

Кроссовое решение ВОКС базируется на специализированном конструктиве (стойке или шкафе) высотой 2000-2200 мм.

Входящие линейные и распределительные кабели фиксируются и разделываются до модулей в разветвительных узлах ввода (узлах ВКР). Здесь же при необходимости происходит заземление металлических элементов кабелей.

Узлы ВКР имеют различное исполнение в зависимости от конструкции кабелей, для которых они предназначены.

Узлы ВКР размещаются на несущих панелях. На одной панели может размещаться от 4 до 42 таких узлов в зависимости от их исполнения и конструкции несущих панелей.

От узлов ввода оптические волокна в специальных транспортных трубках поступают в кроссовые модули, где свариваются с пигтейлами. На лицевой панели кроссового модуля устанавливаются оптические адаптеры. Для удобства монтажа и обслуживания волокон кроссовые модули вместе с кассетой и панелью с адаптерами могут выдвигаться или поворачиваться (в зависимости от конструкции). Кроссовые модули объединяются в блоки, которые, в свою очередь, монтируются на конструктиве.

Для выкладки и хранения запасов патчкордов, подключенных к портам кроссовых модулей, используются органайзеры различной конфигурации, позволяющие повысить надежность эксплуатации и минимизировать временные потери при эксплуатации кросса в частности, при переключениях.

ВОКС-Б

Решение ВОКС-Б (волоконно-оптическая коммутационная система, боковой доступ к кроссовому полю) базируется на специализированном шкафе глубиной 300 мм и высотой 2200 мм. Шкаф может иметь ширину 600 мм или 900 мм, в зависимости от ёмкости.

Маркировка кросса: ВОКС-Б-63-0-XX. Расшифровка:

ВОКС - волоконно-оптическая коммутационная система;

Б - боковой доступ к оптическому полю;

- ширина 600 мм;

- глубина 300 мм;- дополнительная информация.

Технические характеристики:

·        высота 2200 мм:

·        ширина 600 (900) мм;

·        глубина 300 мм;

·        масса 80 (110) кг;

·        ввод до 20 (40) ОК;

·        ёмкость до 576 (960) портов;

·        тип портов: FC, SC.

В решении ВОКС-Б выделены следующие функциональные зоны:

·        зона ввода, разделки и фиксации ОК;

·        зона монтажа и коммутации ОВ;

·        зона выкладки и хранения запасов патчкордов.

Зона ввода ОК организуется в верхней или нижней части шкафа с использованием узлов ввода ВКР-3 и несущих 10''.

Рисунок 20 - Узел ввода оптического кабеля ВОКС

Способ силового крепления узлов ввода облегчает и ускоряет доступ к оптическим кабелям как при монтаже и обслуживании, так и при доуплотнении и переконфигурировании сети. Всего в узле ВОКС 4 места для крепления ОК. Данный вариант конструкции ввода предназначен для организации помодульного распределения магистрального и внутриобъектового ОК с возможностью закрепления силовых элементов кабеля: брони, центрального силового элемента и упрочняющих нитей. Оптические волокна в модулях выводятся из ВКР в индивидуальных защитных гофрированных трубках наружным диаметром 5 мм.

В центральной части шкафа располагается зона монтажа и кросскоммутации волокон.

Зона выкладки и хранения запаса соединительных шнуров расположена сбоку от зоны коммутации, здесь же установлены органайзеры.

Рисунок 21 - Органайзер

Органайзер ВОКС-Б предназначен для размещения излишней длины и удобного обслуживания кроссового шнура. Конструкция органайзера обеспечивает раскладку запасов соединительного кроссового шнура и удобное извлечение всей длины кроссового шнура, включая хранящийся запас, для перекроссировки оптических линий. Данный способ раскладки позволяет проводить регламентные перекроссировки без создания дополнительного затухания на находящихся под сигналом оптических шнурах.

Рисунок 22 - Стойка ВОКС-Б в сборе

Рисунок 23 - Зона для разделки и фиксации ОК

Рисунок 24 - Зоны монтажа и коммутации ОВ и выкладки запаса патчкордов

Кроссовый модуль

Конструктивной особенностью данного решения является монтаж и кросс-коммутация ОВ в откидных кроссовых модулях, объединенных в кроссовые блоки. Каждый модуль содержит кассету для укладки ОВ и панель с адаптерами (до 24 для SC или FC). В кроссовом модуле осуществляется сращивание входящих ОВ из кабеля с пигтейлами, подключаемыми на разъёмы патч-панели.

Модуль состоит из металлической несущей пластины, установленной на ней сплайс-кассеты с крышкой и патч-панели для установки оптических разъёмов. В комплект также могут входить установленные в патч-панель оптические разъёмы и подключенные пигтейлы.

В собранном состоянии модули размещаются в блоке вертикально, при этом адаптерные панели образуют кроссовое поле. При повороте модуля в горизонтальное положение обеспечивается удобный доступ к адаптерам и пигтейлам. Для монтажа модуль свободно снимается с блока за счет запаса длины транспортных трубок. Расположение оптических разъёмов на располагающейся сбоку патч-панели существенно снижает опасностьпоражения лазерным излучением.

Рисунок 25 - Кроссовый модуль ВОКС-Б

Кроссовый блок

В кроссах ВОКС-Б-63 используются кроссовые блоки на 6 кросс-модулей ёмкостью 144 порта FC или SC. При использовании соединителей LC ёмкость может быть удвоена.

В кроссах ВОКС-Б-93 используются кроссовые блоки на 10 кросс-модулей ёмкостью 240 портов FC или SC. При использовании соединителей LC ёмкость может быть удвоена.

Всего в шкафах ВОКС-Б-63 и ВОКС-Б-93 устанавливается 4 кроссовых блока.

Таблица 6 - Технические характеристики кроссового блока

	КБ6-К6-44	КБ10-К10-240
Макс. Число оптич. Портов FC/SC (LC)	144 (288)	240 (480)
Применяемость	ВОКС-Б-63	ВОКС-Б-93
Габариты, мм	390x156x171	476x156x258
Масса, кг	2,1	5,1

Для применения в проекте можно использовать оптический кросс ВОКС-Б-63 с установлены кроссовым блоком КБ6-К6-144SC/SM-144SC/UPC-ВОКС-Б, т.е. с установленными в кроссовый блок шестью кроссовыми модулями (К-24SC-ВОКС-Б). Общая ёмкость кроссового блока 144 порта с оптическими разъёмами SC. К кроссовому блоку прилагаются 144 оптических соединительных шнура с разъёмами SC и полировкой оптического коннектора типа UPC.

2.7 Проектирование магистральной и распределительной сети

Магистральная сеть абонентского доступа является основным элементом всей сети. Правильный выбор системы построения сети, топологии, определение условий и правил организации доступа позволит исключить лишние затраты при дальнейшем развитии сети.

Вопросы проектирования магистральной сети PON касаются следующих положений:

·        топология построения магистральной сети;

·        способы резервирования на магистральной сети;

·        максимальная ёмкость магистральных кабелей, тип кабеля;

·        выбор и монтаж оптических муфт;

·        организация системы заземления брони оптического кабеля.

В проектируемом районе была выбрана для проектируемой сети топология типа многоуровневая (каскадная) схема сети PON, число каскадов равно двум (сплиттеры 1x2 и 1x32) до каждого подключаемого дома. Схема топологии представлена на рисунке 27.

Рисунок 27 - Многоуровневая (каскадная) схема сети PON.

Выбор такой топологии обусловлен следующими причинами:

кабельная канализация проходит по центру вдоль всего района с ответвлениями к каждому дому. При этом построение сети с ОРШ видится неприемлемым, т.к. будет большой перерасход распределительного ОК и использование большего числа каналов кабельной канализации. Сеть будет строиться с ответвлениями распределительного ОК к подключаемым домам от магистрального ОК с помощью кабельных муфт.

многоквартирность подключаемых домов и коэффициент охвата абонентов услугой, равный 100%, не позволяют применить другие топологии (точка-точка (P2P) и ”дерево”), т.к., в случае топологии P2P потребуется очень большая ёмкость магистрального и распределительных кабелей, а в случае древовидной структуры сети невозможно обеспечить согласование баланса оптической мощности при помощи существующих на данный момент оптических разветвителей.

Резервирование на магистральной сети осуществляется подводом к каждому сплиттеру, которые располагаются в домах, двух оптических волокон: одно рабочее и одно резервное.

Максимальная ёмкость магистрального оптического кабеля определяется с учётом количества вводимых в каждый дом ОВ и с учётом резерва (одно резервное ОВ на сплиттер). Количество ОВ, вводимых в каждый дом, представлено в таблице 7.

Таблица 7 - Количество ОВ, вводимых в каждый дом

Улица, дом	Кол-во. вводимых ОВ в дом
Советская, 15	10
Советская, 15 к.1	2
Советская, 17	10
Советская, 17 к.1	-
Советская, 17 к.2	14
Советская, 19	4
Советская,19 к.1	8
Советская,19 к.2	8
Советская, 21	6
Краснофлотская, 3	2
Краснофлотская, 5	10
Терёхина, 4	10
Терёхина, 6	14
Никольский, 32	14
Никольский, 32 к.1	14
Всего ОВ	126

Магистральный ОК содержит 9 модулей по 14 ОВ. Такая ёмкость модуля обусловлена тем, что максимальное количество ОВ, ответвляемых от магистрального ОК к дому, равно 14.

В качестве магистрального оптического кабеля может быть использован кабель ДПС-П-126А9-7кН производства фирмы "Опотен”. Расшифровка маркировки выглядит следующим образом:

Д - тип центрального силового элемента (диэлектрический);

П - тип внутренней оболочки (полимерная);

С - броня из стальных проволок;

П - материал внешней оболочки (полиэтилен);

- число ОВ в кабеле;

А - тип ОВ (одномодовое с расширенным рабочим спектром);

- число модулей в сердечнике кабеля;

кН - максимально-допустимая растягивающая нагрузка.

Оптический кабель ДПС предназначен для прокладки в грунт, включая болота и неглубокие несудоходные реки, в кабельной канализации, трубах, лотках, блоках, тоннелях, коллекторах, по мостам и эстакадам, между зданиями и сооружениями, внутри зданий.

Кабель содержит сердечник модульной конструкции с центральным силовым элементом из диэлектрического стержня, вокруг которого скручены модули со свободно уложенными оптическими волокнами. Свободное пространство в оптических модулях и в сердечнике заполнено гидрофобным гелем. Кордели изготавливаются из полиэтилена высокой плотности чёрного цвета. На сердечник накладывается промежуточная оболочка из полиэтилена средней плотности. На промежуточную оболочку спирально накладывается броня из стальных проволок. Свободное пространство между проволоками заполнено гидрофобным гелем. На броню накладывается оболочка из полиэтилена высокой плотности.

Для идентификации модулей используется счетная пара: красный - основной, жёлтый - направляющий, натуральные - согласно счёту от жёлтого.

Рисунок 29 - Идентификация модулей в ОК

Параметры эксплуатации кабеля представлены в таблице 8.

Таблица 8 - Параметры эксплуатации ОК ДПС

Рабочая температура	-500С…+500С
Температура монтажа	100С…+500С
Максимальный радиус изгиба	Не менее 20 диаметров кабеля
Срок службы	25 лет
Минимальный радиус изгиба ОВ	Не менее 3 мм (в течение 10 мин)

Диаметр кабеля равен 20,8 мм.

Цветовая идентификация оптических волокон в модуле представлена в таблице 9.

Таблица 9 - Цветовая идентификация оптических волокон в модуле

№ оптического волокна в модуле	Цвет волокна
1	Красный
2	Жёлтый
3	Зелёный
4	Синий
5	Коричневый
6	Чёрный
7
8	Фиолетовый
9	Белый
10	Серый
11	Бирюзовый
12	Розовый
13	Красный + 1 кольцо
14	Жёлтый + 1 кольцо

Разветвление ОВ от магистрального ОК к подключаемым домам производится в оптических муфтах. В качестве муфт на проектируемой сети могут быть использованы муфты МТОК-Б1/216-1КТ3645-К-44 производства компании "Связьстройдеталь”. Расшифровка маркировки:

МТОК - муфта тупиковая для оптического кабеля (может использоваться как транзитная);

Б - тип оголовника;

- тип кожуха;

- максимальная ёмкость муфты;

КТ3645 - одна кассета типа КТ3645 в комплекте. Кассета обеспечивает размещение 36 сростков ОВ, защищённых КДЗС длиной 45 мм;

К - наличие КДЗС/соединителей в комплекте муфты (входят в комплект);

- номера комплектов ввода кабеля (№4 - 2 шт.).

Магистральные муфты типа МТОК предназначены для прямого и разветвительного сращивания подземных и подводных кабелей с бронёй из стальных проволок. В соответствии с требованиями действующих "Правил применения муфт для кабелей связи" 2006г., года магистральные муфты оснащаются специальными кабельными вводами со стальными штуцерами, а также дополнительными принадлежностями, которые обеспечивают возможность вывода проводов заземления, как от соединённой брони, так и от брони каждого ОК в отдельности.

Магистральные муфты устанавливаются в помещениях ввода кабелей, в колодцах, в котлованах и на дне водоёмов глубиной до 10 метров.

Муфта стандартного размера МТОК-Б1 имеет четыре круглых патрубка и один овальный, на котором также имеется четыре малых патрубка для вывода из муфты проводов заземления. При необходимости использовать овальный патрубок для ввода транзитной петли малые патрубки срезаются. Для ввода ОК в круглые патрубки используются комплекты ввода №4 и №5. Внутри муфты установлен пластмассовый универсальный кронштейн, на котором размещается до шести кассет типа КТ. При этом с нижней стороны к кронштейну можно прикрепить бухту запаса модулей или уложенную в компактную бухту петлю транзитных модулей.

Для увеличения ёмкости муфты МТОК-Б1 используется другой кронштейн с установкой до 8-ми кассет типа КТ. При этом емкость муфты составит 288 ОВ без возможности выкладки запаса модулей.

Герметизация кожуха с оголовником осуществляется "горячим" методом с помощью термоусаживаемой трубки. Для дополнительной защиты могут использоваться защитные чугунные и пластиковые муфты.

Заземление оптического кабеля осуществляется в здании АТС в помещении шахты к оборудованию КИП и в домах к шине заземления ГРЩ.

На схеме ОМ-1 - оптическая магистраль 1, проложенная кабелем ДПС-П-126А9. Обозначения типа М1-М9, М5-М9+4/М3+4/М4 означают, что на этом участке в магистральном кабеле присутствуют незадействованные ранее модули и ОВ из модулей, задействованных ранее, но в которых остались свободные ОВ для транзита.

Например, запись М5-М9+4/М3+4/М4 означает: полные модули М5-М9, 4 незадействованных ОВ из модуля М3 и 4 незадействованных ОВ из модуля М4, пущенных транзитом дальше в ОК. Ответвления оптических волокон от магистрального кабеля к домам и транзит оптических волокон магистрального кабеля производятся в муфтах М1-М7 на сплайс-пластинах.

Для ответвления ОВ от магистрального ОК к домам применяется ОК ТОЛ-П на 16, 12, 8, 6 и 4 ОВ производства фирмы "Опотен”.

Оптический кабель типа ТОЛ предназначен для прокладки в кабельной канализации, трубах, лотках, блоках, тоннелях, коллекторах, по мостам и эстакадам, в грунт, между зданиями и сооружениями, а также внутри зданий.

Кабель содержит оптический модуль со свободно уложенными оптическими волокнами. Свободное пространство в оптическом модуле заполнено гидрофобным гелем. Поверх модуля накладывается броня из гофрированной стальной ленты и оболочка из полиэтилена высокой плотности. Свободное пространство под гофрированной лентой заполнено гидрофобным гелем.

В оболочке кабеля диаметрально противоположно расположены две стальные проволоки, которые выполняют функции силовых элементов.

Таблица 10 - Параметры эксплуатации ОК ТОЛ

Рабочая температура	-500С…+500С
Температура монтажа	100С…+500С
Максимальный радиус изгиба	Не менее 20 диаметров кабеля
Срок службы	25 лет
Минимальный радиус изгиба ОВ	Не менее 3 мм (в течение 10 мин)

Цветовая идентификация оптических волокон в модуле представлена в таблице 11.

Таблица 11 - Цветовая идентификация оптических волокон в модуле

№ оптического волокна в модуле	Цвет волокна
1	Красный
2	Жёлтый
3	Зелёный
4	Синий
5	Коричневый
6	Чёрный
7	Оранжевый
8	Фиолетовый
9	Белый
10	Серый
11	Бирюзовый
12	Розовый
13	Красный + 1 кольцо
14	Жёлтый + 1 кольцо
15	Зелёный + 1 кольцо
16	Синий + 1 кольцо

Расшифровка маркировка ТОЛ-П-16А-2,7 кН

Т - центральный оптический модуль (трубка);

О - без внутренней оболочки;

Л - стальная гофрированная лента с двухсторонним полимерным покрытием, наложенная продольно с перекрытием;

П - внешняя оболочка из полиэтилена высокой плотности;

- число ОВ в модуле;

А - одномодовое ОВ (G.652D);

,7 кН - максимально допустимая растягивающая нагрузка.

Количество и тип кабелей ТОЛ-П показаны в таблице 12.

Таблица 12 - Количество и тип кабелей ТОЛ-П

Тип кабеляКоличество, м.
ТОЛ-П-16А	410
ТОЛ-П-12А	320
ТОЛ-П-8А	100
ТОЛ-П-6А	50
ТОЛ-П-4А	150

На схеме магистральной сети также присутствует обозначение и распределение по подключаемым зданиям оптических разветвителей (сплиттеров) 1x2 и 1x32. Например, обозначение С32 1-13/С2 1-6 означает: в доме установлены разветвители 1x32 с порядковыми номерами 1-13 и разветвители 1x2 с порядковыми номерами 1-6.

Общее количество разветвителей 1x32 на сети - 121, количество разветвителей 1x2 - 61 (58 в зданиях и 3 на АТС в оптическом кроссе).

2.8 Проектирование распределительной сети в доме. Подключение одного дома

.8.1 Устройство ввода в жилой дом

Вводы в жилой дом могут быть организованы тремя способами:

·        подземный ввод через подвальное помещение;

·        воздушный ввод через чердачное помещение;

·        подземный (воздушный) ввод на внешнюю стену здания.

В курсовом проекте применяется ввод ОК в дом в подвальное помещение. Типовые варианты таких вводов представлены на рисунке 33.

Рисунок 33 - Ввод ОК в подвал дома.

В курсовом проекте кабель, вводимый в подвал, заводится на антивандальный шкаф, в котором располагаются разветвители 1x2. Также здесь при надобности производится осуществление транзита распределительного ОК к другим домам (такой случай - дома по адресам ул. Советская 19 и ул. Советская 21).

2.8.2 Распределительная схема дома

Распределительная схема дома содержит в себе следующие элементы:

·        разветвители 1x2;

·        разветвители 1x32;

·        этажные оптические распределительные коробки;

·        распределительные оптические кабели;

·        абонентская проводка.

В качестве разветвителей 1x2 используются разветвители PO-1x2-PLC-SM/0,9-1м-SC/APC производства фирмы "Связьстройдеталь” (планарные разветвители, снабжённые пигтейлами длиной 1м с оптическими разъёмами типа SC).

В качестве разветвителей 1x32 используются шкафы ШКОН-ПР-32-SC~34-SC/SM~34-SC/UPC в защитном исполнении. Разветвители снабжены 34 портами SC/SM (2 резервных) и 34-мя. пигтейлами с оптическими разъёмами типа SC и полировкой типа UPC.

Разветвители 1x32 устанавливаются в подъездах на любом удобном этаже. Местоположение каждого разветвителя 1x32 в конкретном доме зависит от количества подъездов этажности дома.

В качестве ОК, прокладываемого от разветвителей 1x2 до разветвителей 1x32, используется ОК InLAN Distribution B ОБР-В нг (A) HF 2 G.657А1 производства фирмы "Связьстройдеталь”. Это кабель с центральным модулем в оболочке не содержащей галогенов и не распространяющей горение. В каждом кабеле по 2 ОВ, за счёт чего обеспечивается резервирование ОВ, подводимых к каждому разветвителю 1x32.

Распределение ОВ от разветвителей 1x32 до этажных оптических распределительных коробок осуществляется оптическим кабелем HPC-1626-48. Это гибкий кабель модульной конструкции ёмкостью 48 ОВ, позволяющий свободно извлекать любой модуль длиной до 10м из ОК. Он удобен для прокладки распределительной сети в зданиях с большим количеством этажей. В девятиэтажных домах при помощи распределительного кабеля такой ёмкости можно обеспечить резервирование оптических волокон из расчёта 1 резервное ОВ на 3 ОРК. В пятиэтажных домах с помощью ОК HPC-1525-48 можно обеспечить резервное ОВ можно на каждую этажную ОРК.

В качестве ОРК используются ШКОН-П-8-SC~8-SC/SM~8-SC/UPC. Это этажный оптический кросс, содержащий в себе 8 оптических портов SC/SM и снабжённый восемью пигтейлами с оптическими коннекторами типа SC с полировкой UPC.

Абонентская проводка осуществляется при непосредственном подключении абонентов к сети и не учитывается при проектировании настоящей сети.

Распределительная схема дома, расположенного по адресу ул. Советская, дом 21, представлена на рисунке 34.

Рисунок 34 - Распределительная сеть дома.

2.9 Расчёт оптического бюджета

Расчеты затухания выполняются для оптической линии от подключения волокна на активном оборудовании (на передатчике) до самого удаленного абонента (на приемнике). В пассивной сети PON источниками потерь являются:

·        полное затухание в оптическом волокне, зависит от коэффициента затухания волокна на определенной длине волны и его длины;

·        полные потери в сростках (сварные соединения), зависят от потерь в каждом сростке и их общего количества;

·        полные потери в соединителях (разъёмные соединения), зависят от потерь в каждом соединителе и их общего количества;

·        потери в разветвителях, зависят от коэффициента разветвления;

·        эксплуатационные потери: потери на дополнительных сростках и кабельных вставках при проведении ремонтных работ.

Расчеты производят для каждой АТС по самой удаленной оптической линии с учетом магистрального, распределительного участков сети, абонентской проводки и внутристанционных соединений со всеми пассивными устройствами в цепи соединения.

С учётом используемой в проекте топологии сети, нет необходимости рассчитывать процент деления мощности в оптических разветвителях, сеть получится сбалансированной, что обеспечит безошибочный приём потоков данных оптическим приёмником оборудования OLT.

При расчетах учитываются следующие параметры вносимых в линию потерь:

·        коэффициент затухания волокна (по Рек. G.652D) на длине волны

·        1310 нм - 0,34 дб/км;

·        неразъёмные соединения (сварные) - 0,05 дБ;

·        разъёмные соединения (коннекторы) - 0,3 дБ;

·        разветвители: 1x2 - 3,5 дБ, 1x32 - 17,5 дБ;

·        эксплуатационный запас - 3 дБ;

Диапазон перекрываемого затухания для оборудования Huawei MA5680T составляет 29 дБ.

Самый удалённый абонент в проектируемой сети находится в доме по адресу ул. Советская, дом 15. На данном участке 9 разъёмных соединений, 8 сварных соединений, длина ОВ от оборудования OLT до дома (до квартиры) составляет 763 м.

Затухания на этом участке сети, вносимые различными факторами, представлены в таблице 13.

Таблица 13 - Затухание наиболее протяжённого участка сети

Параметр	Ров, дБ	Рразъёмн., дБ	Рсварн., дБ	Р1: N, дБ	Экспл. Запас, дБ
Значение	0,27	2,7	0,4	21	3

где:

Р_ОВ - потери в оптическом волокне;

Р_{разъёмн} - потери в разъёмных соединениях;

Р_сварн - потери в сварных соединениях;

Р_{1: N -} потери в разветвителях.

Таким образом, затухание на данном участке равно:

Р = Р_ОВ + Р_{разъёмн} + Р_сварн + Р_{1: N} + экспл. запас = 27,37 Дб.

Таким образом, проектируемая сеть удовлетворяет требованиям к оптическому бюджету активного оборудования OLT.

2.10 Оценка объема оборудования

В рамках данного дипломного проекта, учитывая специфику задачи, используется метод оценки объема оборудования, необходимого для его реализации. Учету подлежат пассивное оборудование, необходимое для организации сети PON, активное оборудование OLT, оптоволоконный кабель. При этом активные абонентские терминалы, устанавливаемые в квартирах конечных пользователей, не учитываются, поскольку выбор определенного устройства влечет за собой выбор конкретного набора услуг и в полной мере предоставляется абоненту.

В таблице 14 приведен перечень наименований и количества оборудования согласно произведенным расчетам.

Таблица 14 - Сводная таблица используемого оборудования

№ п/п	Наименование	Количество	Единица измерения
1	ШКОН-ПР-32	121	шт.
2	PO-1x2 PLC	61	шт.
3	ШКОН-П-8	778	шт.
4	Шкаф антивандальный	13	шт.
5	Кабель гибкий распределительный HPC-1626-48	7	км
6	Кабель ДПС-П-126А9-7кН	1	км
7	Кабель ТОЛ-П-16А-2,7кН	410	м
8	Кабель ТОЛ-П-12А-2,7кН	720	м
9	Кабель ТОЛ-П-8А-2,7кН	100	м
10	Кабель ТОЛ-П-6А-2,7кН	100	м
11	Кабель ТОЛ-П-4А-2,7кН	150	м
12	Кабель InLAN Distribution В-ОРБ-В нг (А) HF 2 G.657A1	3	км
13	Муфта МТОК-Б1/216-1КТ3645-К-44	7	шт.
	Оборудование OLT Huawei MA5680T	1	шт.
	Кросс оптический высокой плотности ВОКС-Б-63	1	шт.

2.11 Выводы

В результате анализа района для проектирования сети была выбрана наиболее подходящая топология, произведено обследование подключаемых домов и помещений АТС, выбрано оборудование для строительства сети, рассчитаны его количественные характеристики.

В результате можно сказать, что рассчитанные в главе параметры позволят построить сбалансированную и надёжную оптическую сеть доступа.

3. Обеспечение безопасности жизнедеятельности

3.1 Анализ характеристик объекта проектирования и трудовой деятельности

Проектируемая кабельная линия связи строится в существующей кабельной канализации. В зимнее время средняя температура воздуха достигает минус 25°С, в летнее - плюс 20°С.

По трассе имеются пересечения с существующими кабелями связи и другими подземными коммуникациями.

При строительстве линии связи выполняется общий объем работ, связанный с погрузочно-разгрузочными мероприятиями, выполняемыми ручным и механизированным способами; с работой в кабельных колодцах и канализации, вблизи автомобильных дорог, линий электропередач; монтажными работами. Будут осуществляться работы по прокладке оптического кабеля в кабельной канализации, монтажу оптических муфт, монтажные работы в жилых домах и в производственных помещениях АТС.

3.2 Мероприятия по эргономическому обеспечению работ

В соответствии с ПОТ РО-45-009-2003 монтаж линейного оптического кабеля должен проводиться в передвижной монтажно-измерительной лаборатории, расположенной в закрытом салоне автомашины, или в спецпалатках.

Салон машины должен быть оборудован обогревом на период холодного 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.

В салоне кузова должна быть приточно-вытяжная вентиляция, а непосредственно у рабочего места должен быть местный отсос, удаляющий при работе вредные пары и газы, с помощью вентилятора или электропылесоса. Вентилятор или пылесос для отсоса вредных газов и паров должен включаться перед началом работы и выключаться не ранее, чем через 5 минут после окончания работы.

Салон кузова должен иметь естественное и искусственное освещение. При использовании ламп накаливания в соответствии со СНиП 23-05-95 освещённость рабочего места должна составлять 300 лк. Лампы должны быть во взрывозащищенном исполнении.

Организация рабочего места для монтажных работ должна обеспечивать безопасность и удобство выполняемых работ. Конструкция рабочей мебели (стол, стул, подставка для ног и т.п.) должны обеспечивать ее регулировку под индивидуальные особенности тела работающего (высота стола, сиденья, угол наклона и т.п.), соответствовать росту работающего и создавать удобную рабочую позу.

Рабочий стол должен составлять по высоте 630-680 мм. Столешница должна быть оборудована приспособлением для закрепления концов монтируемого кабеля. Поверхность стола должна быть матовой фактуры и не создавать отраженной блескости (наиболее подходит черная, не отражающая свет и устойчивая к воздействию химических препаратов рабочая поверхность, которая легко очищается). Рабочий стол должен иметь пространство для ног работающего: высотой не менее 600 мм, шириной не менее 500 мм, глубиной не менее 600 мм.

Рабочий стул должен быть подъемно-поворотной конструкции, обеспечивающей регулировку высоты сидения и спинки. Стул должен иметь подлокотники. Высота поверхности сиденья должна регулироваться в пределах 400-500 мм. Передний край сиденья должен быть закругленным. Сиденье стула должно легко очищаться от загрязнений. Спинка и сидение стула должны быть покрыты полумягкими неэлектризующими воздухопроницаемыми материалами.

Рабочее место должно быть оборудовано подставкой для ног, глубиной и длиной равной 400 мм и имеющей бортик по переднему краю высотой 10 мм.

При разделке оптического кабеля для его отходов должен быть специальный ящик. Нельзя допускать, чтобы отходы (обломки) оптических волокон попадали на пол, монтажный стол и спецодежду, что может привести к ранению оптическими волокнами незащищенных участков кожи монтажника. Работу с оптическим волокном следует производить в клеенчатом фартуке. Монтажный стол и пол в салоне по окончании работ следует очищать или обрабатывать пылесосом и затем протирать мокрой тряпкой. Отжим тряпки следует производить в плотных резиновых перчатках.

Машина с монтажно-измерительной лабораторией устанавливается у колодца, в который попадают концы сращиваемых кабелей. Для этого должен иметься запас длины порядка 8-10 м с каждой стороны.

Все работники, занятые в строительстве, должны быть обеспечены спецодеждой в соответствии с характером выполняемой работы, сезоном и погодой.

3.3 Мероприятия по технике безопасности

3.3.1 Оборудование строительных площадок

Для размещения поступающих на строительство барабанов с кабелем, кабельного оборудования и арматуры подготавливают специальные кабельные площадки. Местность, выбранная для площадок, должна быть ровной и сухой, для отвода воды должны быть сделаны водотоки.

Размеры площадки определяются исходя из полного количества барабанов с кабелем и другого оборудования, ожидаемого в данном пункте. Также учитывается необходимость устройства специальных ям для погрузки-разгрузки, проезда, места для ремонта кабеля.

Прокладка кабеля должна выполняться в соответствии с требованиями норм технологического проектирования, ведомственных строительных норм, по утвержденному проекту. Проект должен быть согласован со службами подземных сооружений.

При прокладке кабеля ручным способом на каждого работника должен приходиться участок кабеля массой не более 30 кг. Работать следует в брезентовых рукавицах.

При перекатке барабана с кабелем необходимо принять меры против захвата его выступами частей одежды. До начала работ по перекатке барабана следует закрепить концы кабеля и удалить торчащие из барабана гвозди.

Барабан с кабелем допускается перекатывать только по горизонтальной поверхности по твердому грунту или настилу в соответствии со стрелкой (нанесенной на щеке барабана), указывающей направление перекатывания барабана.

3.3.2 Монтажные работы

Работы по монтажу муфт на ЗПТ и волоконно-оптическом кабеле должны производиться бригадой, состоящей как минимум из двух человек, старший должен иметь квалификационную группу по электробезопасности не менее IV. Перед началом работ необходимо застегнуть рукава одежды и надеть головные уборы. Все монтажные и контрольно-измерительные работы на ОК производятся в специально оборудованных автомашинах.

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.

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 хлопчатобумажных рукавицах.

При работе с растворителями следует использовать инструмент, не дающий искрообразования. Использовать нагревательные приборы с открытым пламенем, курить в салоне автомобиля и спецпалатках запрещается.

К лазерным изделиям относятся генераторы лазерного излучения и оптические усилители, предназначенные для генерации или усиления излучения.

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.

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 волоконно-оптического тракта.

Лазерное изделие должно иметь защитные устройства, предотвращающие несанкционированное воздействие на персонал лазерного излучения, 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 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.

Обслуживающий персонал должен обеспечиваться средствами индивидуальной защиты, в т. ч. специальными защитными очками или щитками со светофильтрами.

3.3.3 Техника безопасности при работах в кабельных колодцах

Работы в кабельных колодцах представляют повышенную опасность из-за возможности наличия в них вредных и горючих газов. До начала работы в подземных сооружениях воздух в них должен быть проверен на присутствие опасных газов (метан, углекислый газ). Наличие газа необходимо проверять в колодце, где будет производиться работа, и в близлежащих смежных колодцах.

При открывании люка колодца необходимо применять инструмент, не дающий искрообразования, а также избегать ударов крышки о горловину люка.

У открытого люка колодца должен быть установлен предупреждающий знак или сделано ограждение.

Убедившись с помощью газоанализатора (газосигнализатора) в отсутствии взрывоопасных газов, необходимо проверить в колодце наличие углекислого газа, а также содержание в воздухе кислорода, которого должно быть не менее 20%.

Если при открытии колодца опасный газ в нем не был обнаружен, то дальнейшая проверка на присутствие опасного газа должна производиться газоанализатором (газоиндикатором, газосигнализатором) через каждый час.

При обнаружении наличия взрывоопасного газа в колодце нужно немедленно известить об этом службу газа.

До начала работ в колодце, где должна проводиться работа, а также смежные с ним колодцы должны быть обеспечены естественной или принудительной вентиляцией. На время вентилирования в колодце, в котором предстоит вести работы, должны быть временно открыты не менее чем по одному каналу с каждой стороны. В смежных колодцах должны быть открыты те же каналы, но только в направлении колодца, в котором предстоит вести работы. Каналы желательно открывать свободные и по возможности верхние. С окончанием вентилирования каналы в колодце, в котором предстоит вести работы, должны быть снова закрыты пробками. В смежных колодцах эти каналы могут оставаться открытыми в течение всего времени производства работ. Продолжительность естественной вентиляции перед началом работ должна составлять не менее 20 минут. Принудительная вентиляция обеспечивается вентилятором или компрессором в течение 10-15 минут для полного обмена воздуха в подземном сооружении посредством рукава, опускаемого вниз и не достигающего дна на 0,25 м.

В колодце допускается находиться и работать одному работнику, имеющему группу III по электробезопасности, с применением предохранительного пояса со страховочным канатом и с применением каски. Предохранительный пояс должен иметь наплечные ремни, пересекающиеся со стороны спины, с кольцом на пересечении для крепления каната. Другой конец каната должен держать один из страхующих работников. Работник, находящийся в колодце должен иметь газосигнализатор, работающий в автоматическом режиме. Спускаться в колодец можно только по надежно установленной и испытанной лестнице. При использовании металлических лестниц лестницы должны быть изготовлены из цветного металла.

Для освещения подземных смотровых устройств должны применяться переносные электрические светильники напряжением не выше 12 В или ручные электрические (аккумуляторные) фонари. Светильники должны быть во взрывобезопасном исполнении.

3.4 Мероприятия по обеспечению электробезопасности

Работы по монтажу муфт на ЗПТ и волоконно-оптическом кабеле должны производиться бригадой, состоящей как минимум из двух человек, старший должен иметь квалификационную группу по электробезопасности не менее IV. Все монтажные и контрольно-измерительные работы на ОК производятся в специально оборудованных автомашинах.

Переносное устройство для сварки оптического волокна должно быть заземлено. Возле зажима заземления должен быть помещен знак заземления. На защитной крышке узла крепления и перемещения оптического волокна должен быть нанесен знак электрического напряжения в соответствии с действующим ГОСТ-ом.

При осуществлении сварки в передвижной лаборатории питание всех электропотребителей может осуществляться от бортовой сети 12 В или внешней сети напряжением 220 В через понижающий трансформатор или от передвижной электростанции. Подключение осуществляется с помощью комплекта шнуров, которые должны находиться в исправном состоянии (не иметь обрывов, оголенных от изоляции мест).

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. В случае необходимости непосредственного наблюдения за сваркой работник обязан применять защитные очки.

В салоне кузова передвижной лаборатории должны быть размещены:

·        средства индивидуальной защиты (СИЗ);

·        заземлители.

3.5 Мероприятия по пожарной безопасности

На строительных площадках должны соблюдаться правила пожарной безопасности в соответствии с ППБ-01-03. Площадки оборудуются противопожарными средствами: огнетушителями, ящиками с песком, бочками с водой и т.д.

Правила применения на территории строительства линии открытого огня, проезда транспорта, допустимость курения и проведения временных пожароопасных работ устанавливаются общеобъектовыми инструкциями о мерах пожарной безопасности.

Места размещения (нахождения) средств пожарной безопасности и специально оборудованные места для курения должны быть обозначены знаками пожарной безопасности, в том числе знаком пожарной безопасности "Не загромождать".

Около оборудования, имеющего повышенную пожарную опасность, следует вывешивать стандартные знаки безопасности.

Территория объектов строительства должна постоянно содержаться в чистоте. Горючий мусор должен периодически удаляться. Разведение костров, если это необходимо, допускается на расстоянии не ближе 50 м от строений и складов ГСМ. Обтирочные материалы должны храниться в металлических ящиках с плотно закрывающимися крышками. По окончании рабочей смены содержимое указанных контейнеров должно удаляться. Спецодежда должна храниться в развешенном виде.

Весь пожарный инвентарь и оборудование должны содержаться в исправном состоянии, находиться на видном месте.

Использовать приемники электрической энергии (электроприемники) в условиях, не соответствующих требованиям инструкций организаций-изготовителей, или приемники, имеющие неисправности, которые в соответствии с инструкцией по эксплуатации могут привести к пожару, а также эксплуатировать электропровода и кабели с поврежденной или потерявшей защитные свойства изоляцией запрещено.

При обнаружении пожара или признаков горения (задымление, запах гари, повышение температуры и т.п.) необходимо:

незамедлительно сообщить об этом по телефону в пожарную охрану (при этом необходимо назвать адрес объекта, место возникновения пожара, а также сообщить свою фамилию);

принять по возможности меры по эвакуации людей, тушению пожара и сохранности материальных ценностей.

Для мойки и обезжиривания оборудования, изделий и деталей должны, как правило, применяться негорючие технические моющие средства, а также безопасные в пожарном отношении установки и способы.

На взрывопожароопасных участках должен применяться только инструмент, изготовленный из безыскровых материалов или в соответствующем взрывобезопасном исполнении.

Газоопасные работы, к которым относятся и работы в кабельных колодцах, должны проводиться только по наряду в соответствии с правилами безопасности. С персоналом должен проводиться инструктаж о мерах пожарной безопасности. Члены бригады, не прошедшие инструктаж, к работе не допускаются.

При прокладке ОК в зданиях должны использоваться кабели с оболочкой, не распространяющей горение. Не разрешается при проведении реконструкции или ремонта применять кабели с горючей полиэтиленовой изоляцией. Металлические оболочки кабелей и металлические поверхности, по которым они прокладываются, должны быть защищены негорючими антикоррозийными покрытиями.

Использовать нагревательные приборы с открытым пламенем, курить в салоне специально оборудованных автомашин и спецпалатках запрещается.

В салоне кузова должны быть размещены первичные средства пожаротушения.

3.6 Выводы

Правильная организация всех мероприятий по охране труда способствует обеспечению безопасной работы на предприятиях связи и созданию нормальных условий работы обслуживающего персонала.

4. Технико-экономические расчёты

4.1 Расчет капитальных затрат

Технико-экономические расчеты направлены на вычисление показателей, характеризующих экономическую эффективность проектных работ.

Величина капитальных вложений рассчитывается по формуле:

,

где  - стоимость оборудования;

 - стоимость монтажных и настроечных работ (10% от стоимости оборудования);

 - транспортные расходы (10% от стоимости оборудования);

 - затраты на проектно-изыскательные работы (2% от стоимости оборудования).

Стоимость оборудования, необходимого для развития сети (табл.14), составляет 13132,100 тыс. руб. Следовательно:

Рассчитаем итоговые капитальные затраты:

Результаты расчетов занесены в таблицу 15.

Таблица 15 - Капитальные затраты

Виды затрат	Сумма, тыс. руб.
Стоимость оборудования	13132,100
Стоимость монтажных и настроечных работ	1313,210
Транспортные расходы	1313,210
Стоимость проектно-изыскательных работ	262,642
Итого	16021,162
НДС, 18%	2891,189
Всего	18912,351

4.2 Расчет годовых эксплуатационных расходов

В годовые эксплуатационные расходы входят:

·        фонд заработной платы ;

·        отчисления в фонды социального страхования и обеспечения ;

·        амортизационные отчисления ;

·        затраты на прочие производственные и административно-хозяйственные нужды .

1)      Затраты на оплату труда. Обеспечение функционирования сети и своевременное устранение неисправностей обеспечивается персоналом из трех человек: инженер с окладом 12000 рублей, электромонтер с окладом 8000 рублей и кабельщик-спайщик с окладом 9000 рублей.

Фонд заработной платы рассчитывается по формуле

,

где  - оклад работника; 1,25 - коэффициент, учитывающий ежегодную премию.

Тогда

1)      Отчисления в фонды социального страхования и обеспечения

Отчисления составляют 30% от годового фонда оплаты труда:

2)      Амортизационные отчисления

Амортизационные отчисления определяются исходя из стоимости производственных фондов, которые приравниваются к капитальным затратам, и установленной нормы амортизации, составляющей для стационарных сооружений 10%.

3)      Расходы на материалы и запасные части

Расходы на материалы и запасные части составляют 1% от общей стоимости оборудования.

4)      Прочие расходы

Прочие расходы включают в себя:

-        Расходы на страхование имущества - 2% от стоимости оборудования

-        Расходы на ремонт оборудования - 2% от стоимости оборудования

-        Прочие административно-хозяйственные расходы - 25% от фонда заработной платы

В результате прочие годовые расходы составят

Общие годовые эксплуатационные расходы составят

Эксплуатационные расходы по статьям затрат сведены в таблицу 16.

Таблица 16 - Годовые эксплуатационные расходы

Статья затрат	Сумма, тыс. руб.	Удельный вес, %
Фонд заработной платы	435,000	13,57
Отчисления в фонды социального страхования и обеспечения	130,500	3,54
Амортизационные отчисления	1891,235	59
Расходы на материалы и запасные части	131,321	4,1
Прочие расходы	634,278	19,79
Всего	3222,090	100,00

4.3 Расчет доходов

Доходы подразделяются на разовые и годовые. В рамках данного дипломного проекта разовые доходы рассчитываются из платы абонентов за первый месяц пользования услугами, а годовые - из абонентской платы за пользование услугами в последующие месяцы. Подключение абонентов осуществляется по акции за 1 рубль.

Разовые доходы определяются из расчёта единовременного подключения к сети 25% абонентов от их максимального проектируемого количества (см. таблицу 3 в главе 2).

В таблице 17 представлены возможные варианты услуг для физических лиц. Тариф на телефонию - 200 р/месяц. Услуги телефонии отдельно (без подключения Internet или ТВ) не предоставляются. Тариф для гос. учреждений - 700 р/месяц.

Таблица 17 - Услуги и тарифы

Услуги	Тариф, руб.	Абонентов, %
Internet 2 Мб/с	350	5
Internet 8 Мб/с	600	10
Internet 15 Мб/с	750	5
Internet 20 Мб/с	900	2
Internet 2 Мб/с+ ТВ + тлф.	850	5
Internet 8 Мб/с+ ТВ + тлф.	1100	10
Internet 15 Мб/с+ ТВ + тлф.	1250	5
Internet 20 Мб/с+ ТВ + тлф.	1400	2
Internet 2 Мб/с+ ТВ	650	5
Internet 8 Мб/с+ ТВ	900	10
Internet 15 Мб/с+ ТВ	1050	5
Internet 20 Мб/с+ ТВ	1200	2
Internet 2 Мб/с+ тлф.	550	5
Internet 8 Мб/с+ тлф.	800	10
Internet 15 Мб/с+ тлф.	950	5
Internet 20 Мб/с+ тлф.	110	2
ТВ	300	8
ТВ + тлф.	500	4

Разовые доходы, исходя из того, что количество абонентов - физических лиц - составляет 961 человек, а абонентов гос. учреждений - 8 (доходы от платы абонентов за первый месяц пользования услугами) составляет 770,6 тыс. руб.

Годовые доходы определяются, исходя из количества абонентов, пользующихся услугами, прироста количества абонентов в месяц (в расчёте от общего числа абонентов) и действующих тарифов. Прирост абонентов в месяц - 2%. В таблице 18 представлено количество подключенных абонентов по месяцам с учётом прироста.

Таблица 18 - Количество абонентов

Месяцы	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Nаб+Nгос	961 +8	1036 +9	1111 +10	1186 +11	1261 +12	1336 +13	1411+ 14	1486+ 15	1561+ 16	1636+ 17	1711+ 18	1786+ 19

Доходы за каждый месяц вычисляется:_аб - количество абонентов;- количество тарифов (количество вариантов предоставления услуг);

К_тарифn - коэффициент, определяющий количество абонентов, подключенных на данный тариф;

Тариф n - тариф, руб.;_гос - число абонентов госучреждений.

Годовые доходы вычисляются путём суммирования доходов за каждый месяц.

Таблица 19 - Расчёт годового дохода

Месяцы	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Nаб+Nгос	961 +8	1036 +9	1111 +10	1186 +11	1261 +12	1336 +13	1411+ 14	1486+ 15	1561+ 16	1636+ 17	1711+ 18	1786+ 19
Доход, тыс. р.	770,6	831,0	891,4	951,8	1012,0	1073,0	1133,0	1193,0	1254,0	1314,0	1375,0	1435,0

Годовые доходы, исходя из произведённых расчётов, составляют 13233,800 тыс. руб.

4.4 Определение срока окупаемости

Для определения срока окупаемости проекта воспользуемся формулой:

,

где  - разовые доходы,  - годовые доходы.

4.5 Выводы

Срок окупаемости не превышает нормативного значения (5 лет), следовательно, данный проект является экономически выгодным. Необходимо отметить, что срок окупаемости 2 года 4 месяца достигается при условии, что с момента начала эксплуатации все виды доходов начнут поступать немедленно. Реальный срок окупаемости может оказаться ненамного выше рассчитанного значения.

В таблице 20 приведены основные технико-экономические показатели проектируемой сети PON.

Таблица 20 - Технико-экономические показатели проектируемой сети

Наименование показателей, ед. изм.	Значение
Количество абонентов при первом подключении физические лица государственные учреждения	691 8
Количество абонентов в конце года физические лица государственные учреждения	1786 19
Оборудование OLT	Huawei MA5680T
Максимальное количество абонентов сети	3872
Динамический диапазон системы, дБ	29
Тип магистрального кабеля	ДПС-П-126А9-7кН
Стоимость оборудования, тыс. руб.	13132,100
Капитальные затраты (с НДС), тыс. руб.	18912,351
Эксплуатационные расходы, тыс. руб. /год	3222,090
Годовой доход, тыс. руб.	13233,800
Срок окупаемости, лет	2 года 4 месяца

4.6 Анализ технико-экономических показателей

При анализе технико-экономических показателей проектируемой сети было установлено, что к концу года с момента запуска проектируемой сети число подключенных абонентов составляет 1805, из них 1796 - физические лица,19 - абоненты гос. учреждений. Таким образом, данная сеть имеет перспективы по дальнейшему подключению абонентов с учётом того, что максимально возможное число подключенных абонентов составляет 3872.

Были рассчитаны капитальные затраты на строительство проектируемой сети и эксплуатационные расходы на её содержание, а также срок окупаемости сети.

Рассчитанный срок окупаемости сети 2 года 4 месяца позволяет сделать вывод, что строительство спроектированной сети является целесообразным.

Список сокращений

ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) - Ассиметричная цифровая абонентская линия- АТМ PON(Asynchronous Transfer Mode) - Асинхронный способ передачи данных(Broadband PON) - Расширенный PON(Basic Rate Interface) - Базовый доступ ISDN(Digital Subscriber Line Access Multiplexer) - Мультиплексор доступа цифровой абонентской линии- Ethernet PON(Fiber-To-The-Building) - Оптика до здания(Fiber-To-The-Curb) - Оптика до группы зданий(Fiber-To-The-Home) - Оптика до квартиры(Fiber-To-The-Node) - Оптика до сетевого узла(GPON Encapsulation Mode) - Режим инкапсуляции GPON- Gigabit PON(High data rate Digital Subscriber Line) - Высокоскоростная цифровая абонентская линия(Internet Protocol) - Межсетевой протокол(Integrated Services Digital Network) - Цифровая сеть с интеграцией услуг(Next Generation Network) - Сеть следующего поколения(Non Return to Zero) - Невозвращающийся в ноль код(Optical Line Terminal) - Терминал оптической линии(Optical Network Terminal) - Терминал оптической сетиMP (Point to Multipoint) - Соединение "точка-многоточка"P (Point to Point) - Соединение "точка-точка"(Passive Optical Network) - Пассивная оптическая сеть(Plain Old Telephone Service) - Старая обычная телефонная служба(Quality of Service) - Качество обслуживания(Round Trip Time) - Задержка на двойном пробеге(Synchronous Digital Hierarchy) - Синхронная цифровая иерархия(Service Node Interface) - Станционные интерфейсы PON(Time Division Multiple Access) - Множественный доступ с разделением по времени(User Network Interface) - Абонентские интерфейсы PON(Very high data rate Digital Subscriber Line) - Очень высокоскоростная цифровая абонентская линия(Virtual LAN) - Виртуальная локальная сеть(Voice over IP) - Голос поверх протокола IP(Wavelength Division Multiplexing) - Спектральное уплотнение каналов

АТС - Автоматическая телефонная станция

ВОКС - Волоконно-оптическая кроссовая система

КК - Кабельная канализация

МОК - Магистральный оптический кабель

ОВ - Оптическое волокно

ОК - Оптический кабель

ОМ - Оптическая магистраль, оптический модуль

ОРК - Оптическая распределительная коробка

РАТС - Районированная АТС

ШКОН - Шкаф кроссовый оптический настенный

Заключение

В данном дипломном проекте рассмотрены вопросы, связанные с развитием сети PON в г. Архангельске на базе оборудования фирм Huawei и "Связьстройдеталь”. Проект выполнен в полном объеме и в соответствии с техническим заданием на дипломное проектирование.

При анализе технологий xDSL были выявлены их недостатки, делающие их применение нецелесообразным при организации широкополосного доступа для вновь строящихся сетей. В качестве лучшей альтернативы технологиям xDSL были выбраны оптические сети PON как наиболее перспективные и подходящие для предоставления современных услуг широкополосного доступа абонентам.

В дипломном проекте был рассчитан участок сети PON для небольшого района города Архангельска. Была определена наиболее подходящая топология сети, рассчитана магистральная сеть (ёмкость и тип ОК, типы и количество оптических муфт) и распределительная сеть (ёмкость и типы распределительных ОК, разветвителей, ОРК). Также были рассчитаны параметры активного оборудования сети PON - OLT и оптического кросса высокой плотности.

При проектировании было уделено внимание как жилому сектору, так и государственным учреждениям.

В результате, благодаря переходу на оптическое волокно, стало возможным предоставление абонентам новых видов услуг, таких как видеотелефония, IP-телефония и цифровое телевидение по одному оптоволоконному кабелю.

При расчёте экономической эффективности проекта было выяснено, что при существующих тарифах срок окупаемости спроектированной сети составляет 2 года 4 месяца, что свидетельствует о высокой экономической привлекательности проекта.

Список литературы

1. Денисьева O. M., Мирошников Д.Г. - Средства связи для последней мили. - М: Эко-Трэндз - НТЦ Натэкс, 2000

2. <http://www.xdsl.ru/articles/kran.htm> - сайт xDSL-технологии

. http://ru. wikipedia.org <http://ru.wikipedia.org/wiki/Fttx> - сайт Wikipedia.org

. "Сети и системы связи" №9, 09.2008. - М: Радио и связь, 2008

. "Lightwave" 01.2004. - М: Высокие технологии, 2004

. Современный подход к проектированию сети абонентского доступа на технологии PON. - Сп-б: Гипросвязь, 2009

. Руководство по техническому учету оборудования и паспортизации сооружений ГТС. - М: Главное управление городской телефонной связи, 1979

. Правила устройства электроустановок. - М: ДЕАН, 2007

. <http://www.o-link.ru> - сайт компании O-Link

. <http://www.huawei.com/ru> - сайт компании Huawei

. ВОКС. Волоконно-оптическая кроссовая система. - М: Связьстройдеталь, 2011