ОРГАНИЗАЦИЯ СЕТИ ШИРОКОПОЛОСНОГО ДОСТУПА КОМСОМОЛЬСКОГО МИКРОРАЙОНА Г. КРАСНОДАРА

Содержание

Обозначения и сокращения

Контент–любое информационное наполнение ресурса (к примеру, веб-сайта) – вся информация, которую пользователь сможет загрузить на диск компьютера, соблюдая соответствующие законности, в основном для личного пользования.

Сервер (англ. server от toserve – служить) подразделяется на

компьютер (или специальное компьютерное оборудование), выделенный для выполнения определенных сервисных функций.

В этом случае сервер – это аппаратное обеспечение, выделенное и/или специализированное для выполнения на нем сервисного программного обеспечения (в том числе серверов тех или иных задач). Другими словами, сервером называется компьютер, выделенный из группы персональных компьютеров (или рабочих станций) для выполнения какой-либо сервисной задачи без непосредственного участия человека.

программное обеспечение, принимающее запросы от клиентов.

А в этом случае сервер – программный компонент вычислительной системы, выполняющий сервисные (обслуживающие) функции по запросу клиента, предоставляя ему доступ к определённым ресурсам или услугам.

Клиент –это аппаратный или программный компонент вычислительной системы, посылающий запросы серверу. Другими словами – это программа, являющаяся клиентом, взаимодействует с сервером, используя определённый протокол.

Диэлектрик (изолятор) – вещество, плохо проводящее или совсем не проводящее электрический ток.

РУР–районные узлы распределения.

КЦ–коммутационный центр. Чаще всего это коммутатор.

ВОЛС – Волоконно-оптическаялиниясвязи – волоконно-оптическая система, состоящая из пассивных и активных элементов, предназначенная для передачи информации в оптическом (как правило – ближнем инфракрасном) диапазоне.

Оптический кросс – место соединения волокон оптического кабеля со стандартными разъёмами.

ТфОП–Телефония общего пользования, (англ. PSTN, PublicSwitchedTelephoneNetwork) – это сеть, для доступа к которой используются обычные проводные телефонные аппараты, мини-АТС и оборудование передачи данных.

Последняя миля–канал, соединяющий конечное (клиентское) оборудование с узлом доступа провайдера (оператора связи). Например, при предоставлении услуги подключения к сети Интернет последняя миля – участок от порта коммутатора провайдера на его узле связи до порта маршрутизатора клиента в его офисе. Для услуг коммутируемого (dial-up, диалапного) подключения последняя миля – это участок между модемом пользователя и модемом (модемным пулом) провайдера.

ATM (AsynchronousTransferMode) – технология асинхронного режима передачи, формирующая на цифровой сети универсальную транспортную среду для передачи всех видов непрерывных и дискретных информационных потоков и позволяющая наиболее эффективно использовать широкополосные цифровые каналы с предоставлением соответствующих классов обслуживания.

DOCSIS (DataOverCableServiceInterfaceSpecifications)–стандарт передачи данных по коаксиальному (телевизионному) кабелю. Этот стандарт предусматривает передачу данных абоненту по сети кабельного телевидения с максимальной скоростью до 42 Мбит/с.

HTTP (сокр. от англ. HyperTextTransferProtocol – «протокол передачи гипертекста») –протокол прикладного уровня передачи данных (изначально – в виде гипертекстовых документов). Основой HTTP является технология «клиент-сервер», то есть предполагается существование:

потребителей (клиентов), которые инициируют соединение и посылают запрос;
поставщиков (серверов), которые ожидают соединения для получения запроса, производят необходимые действия и возвращают обратно сообщение с результатом.

HTTP в настоящее время повсеместно используется во Всемирной паутине для получения информации с веб-сайтов.

HTTPS (HypertextTransferProtocolSecure) – расширение протокола HTTP, поддерживающее шифрование. Данные, передаваемые по протоколу HTTPS, «упаковываются» в криптографический протокол SSL или TLS, тем самым обеспечивается защита этих данных.

FTP (англ. FileTransferProtocol–протокол передачи файлов)–протокол, предназначенный для передачи файлов в компьютерных сетях. FTP позволяет подключаться к серверам FTP, просматривать содержимое каталогов и загружать файлы с сервера или на сервер.

P2P(от англ. peer-to-peer–равный к равному) одноранговая, децентрализованная или пиринговая сеть – это компьютерная сеть, основанная на равноправии участников. В такой сети отсутствуют выделенные серверы, а каждый узел (peer) является как клиентом, так и сервером. В отличие от архитектуры клиент-сервера, такая организация позволяет сохранять работоспособность сети при любом количестве и любом сочетании доступных узлов. Участниками сети являются пиры.

IPTV (англ. InternetProtocolTelevision) (IP-TV, IP-телевидение) – цифровое телевидение в сетях передачи данных по протоколу IP, новое поколение телевидения.

OLT (англ. OpticalLineTerminal) – в технологии PON, приёмопередающий модуль.

ONT (англ. Optical Network Terminal) илиONU (англ. OpticalNetworkUnit) –в технологии PON, множество абонентских устройств.

PON (англ. PassiveOpticalNetwork, пассивная оптическая сеть) – технология пассивных оптических сетей.

ODF (англ. OpticalDistributionFrame) –то же что и оптический кросс.

WDM(англ. Wavelength-divisionmultiplexing), буквально мультиплексирование с разделением по длине волны) – спектральное уплотнение каналов – технология, позволяющая одновременно передавать несколько информационных каналов по одному оптическому волокну на разных несущих частотах. Технология WDM позволяет существенно увеличить пропускную способность канала (к 2003 году достигнута скорость 10,72 Тбит/с, а к 2009 – 15,5 Тбит/с), причем она позволяет использовать уже проложенные волоконно-оптические линии.

СМР (строительно-монтажные работы) – работы по строительству производственных и непроизводственных объектов и монтажу (установке) в них оборудования.

Введение

Сегодня потребность пользователей Интернет в передаче большого объема данных на высокой скорости стремительно растет. Это связано с увеличением качества используемых данных, и как результат рост их объема. Также немалую роль играют технологии передачи всевозможных высококачественных мультимедийных данных (видео высокого разрешения, звук). Т. к. операторам связи экономически выгодно предоставление мультимедийных услуг, то их есть смысл развивать.

Одной из главных проблем развития высокоскоростных сетей является отсутствие достаточного количества высокоскоростных линий связи «последней мили» в России. Проблема особенно актуальна в средних и мелких населенных пунктах, в которых «последняя миля» организована посредством телефонных линий связи. Технологии передачи данных на таких линиях в данный момент практически не развиваются (V92, ISDN, xDSL), так как в перспективе требования к пропускной способности сетей будут расти в несколько раз, что не возможно при использовании телефонных линий. Поэтому необходимые скорости передачи информации могут охватить только оптоволоконные технологии в различных их вариациях.

В процессе поиска таких вариаций телекоммуникационный рынок нашел решение в технологии PON. Концепция её архитектуры заключается в организации пассивных оптоволоконных линий от магистрального узла до абонентских устройств, имеющих древовидную структуру, на ответвлениях ветвей которого используются пассивные оптические разветвители, не требующие обслуживания и питания. Технологии PON в последнее время уделяется много внимания со стороны операторов связи.

Целю данной работы, является организация сети ШПД по технологии PON, так как в наше время она наиболее актуальна, когда речь идет о проводных сетях и позволяет в полной мере решить проблему последней мили.

Основными поставленными задачами являются исследование методики организации оптимальной пассивной оптической сети и расчет её показателей. Параллельными задачами являются обзор существующих широкополосных сетей доступа на примере Комсомольского микрорайона г. Краснодара, анализ вариантов их развития, выбор приемо-передающего оборудования и оптических разветвителей.

В результате выполнения ожидается организация оптимальной сети ШПД по технологии PON, обладающая максимальным запасом мощности и обладающей наибольшей гибкостью.

1. Принципы организации абонентского широкополосного доступа Комсомольского микрорайона

На данный момент линии связи широкополосного доступа в Комсомольском районе города Краснодара подразумевают две основные технологии передачи данных к абоненту:

FTTB–(англ. FibertotheBuilding) – волокнодоздания. Это общий термин для любой компьютерной сети, в которой от узла связи до определенного здания доходит волоконно-оптический кабель и далее, до абонента, – медножильный кабель. Возможен и вариант, при котором оптический кабель прокладывается непосредственно до абонентского устройства. В этом случае технология называется FTTH (англ. FibertotheHome).
ADSL–(англ. AsymmetricDigitalSubscriberLine) – асимметричная цифровая абонентская линия) – модемная технология, в которой доступная полоса пропускания канала распределена между исходящим и входящим трафиком асимметрично.

На вышеуказанных технологиях передачи данных базируется так называемая мультимедийно-мультисервисная сеть (ММС), включающая в себя такие сервисы как Интернет и IP телевидение. Сертификат на ММС был получен компанией «Ростелеком» в 2003 году, а сама услуга вначале базировалась на технологии FTTBи ETTH (англ. EthernettotheHome), а затем была внедрена на сети ШПД ADSL. В апреле 2011г. компания РОСТЕЛЕКОМ была подвергнута слиянию с компанией «Ростелеком» и в нынешнем виде подразумевает макрорегиональный филиал «Юг» ОАО «Ростелеком».

С каждым годом расширяется спрос на новые виды мультимедийных услуг, которые пользователи могут получить, «не выходя из дома». Это и кабельное телевидение, где каждый может найти канал ТВ по вкусу, а при желании и высокого качества; и широкий спектр услуг передачи данных, включая предоставление доступа в Интернет; и файловый обмен, видеоконференции, игры; и телефонные и банковские услуги; и услуги охранных систем и т.д. Все это становится возможным с помощью современных сетей широкополосного доступа (ШПД).

Ниже представлена наглядная схема сети передачи данных операторской сети Комсомольского микрорайона г. Краснодара, включающая в себя оборудование FTTBи ADSL.

Рисунок 1 – Схема СПД Комсомольского мкр. г. Краснодара[5]

Где:

BR (BackboneRouter) –магистральный маршрутизатор

ABR–пограничный маршрутизатор, через который происходит подключение АТС к основной сети Краснодарского филиала МРФ «Юг»;

DSLAM (DigitalSubscriberLineAccessMultiplexer) –мультиплексор доступа цифровой абонентской линии;

коммутаторы абонентского доступа FTTB.

Изначально, FTTBсети Комсомольского мкр. г. Краснодара развивались под торговой маркой «Навигатор», которая включала в себя предоставление мультимедийной мультисервисной сети (ММС) абонентам. Она включала в себя услуги Internet, IPTV. При реализации проекта, для организации последней мили к абоненту была построена сеть FTTB, которая не покрывала всех абонентов. Поэтому, наряду с FTTBчасти абонентов последняя миля предоставлялась на существующих медножильных кабелях и для передачи данных к абоненту использовала технологию ADSL2+. В дальнейшем услуги ММС предоставляются под торговой маркой «Disel».

В Комсомольском мкр. на 32 и 36 АТС задействованных портов ТфОП около 15000. Из них доля ADSL абонентов составляет около 45%.

Консолидированной информации по количеству абонентских портовFTTB не представляется возможным, в связи с отсутствием возможности необходимой фильтрации.

2. Анализ вариантов широкополосного доступа

2.1 Вариант сети абонентского доступа с использованием технологии DSL

Основной плюс технологии ADSL – в отсутствии необходимости прокладывать кабель: для подключения Интернета таким способом используются уже проведенные в квартиру телефонные провода.

При этом при выходе в Интернет телефонная линия остается свободной благодаря специальному устройству – сплиттерам, которые разделяют сигнал на «телефонный» и «модемный».

К минусам можно отнести зависимость качества подключения к ADSLот состояния телефонных линий.

Технология ADSLлегко развивается, но далеко не во всех случаях может покрыть всю емкость телефонной сети общего пользования. Это связано с ограничением длины линейного участка – от ADSLмультиплексора до оконечного оборудования абонента.

Российский рынок услуг передачи данных в режиме on-line находится в начальной стадии своего развития. Основным сдерживающим фактором является несоответствие между большой себестоимостью услуг и платежеспособностью потребителей, в результате чего такого рода услуги до настоящего времени могли позволить себе только средние и крупные корпоративные пользователи. Не секрет, что для снижения себестоимости услуг важнейшую роль играет выбор среды передачи данных именно для организации "последней мили", то есть линий, по которым помещения абонентов подключаются к точкам доступа оператора. При построении сети, рассчитанной на массового пользователя, выбор технологии для "последней мили" становится принципиальным с точки зрения влияния на тарифы.

Возможности высокоскоростной передачи данных долгие годы не распространялись на миллионы представителей мелкого бизнеса и частных абонентов, которые по понятным экономическим соображениям не могут себе позволить содержать выделенную оптико-волоконную линию. И хотя потребность этих групп абонентов в технологиях цифровой передачи постоянно росла и растет, до последнего времени им оставалось полагаться только на те средства передачи данных, которые используют линии телефонной сети общего пользования. Технологии DSL(Цифровая абонентская линия) являются одним из главных средств решения проблем такого рода.

Использование технологий DSL на абонентской телефонной линии позволило превратить абонентскую кабельную сеть в часть сети высокоскоростной передачи данных. Телефонные компании получили возможность увеличить свои прибыли, используя существующую кабельную телефонную сеть для предоставления своим абонентам возможности высокоскоростной передачи данных по доступной цене.Организация видеоконференций требует симметричной передачи данных. Так как при организации видеоконференций необходимо передавать и голос и видеосигнал, то такая служба требует наиболее широкой частотной полосы по сравнению с другими службами. При этом минимальная задержка в передачи или потеря части информации могут быть замечены немедленно.

Организация службы видео по запросу требует установки асимметричного соединения. Восходящий поток передачи данных (от пользователя в сеть) используется для передачи пользователем сигналов управления (таких, как воспроизведение, остановка, пауза, перемотка и т.п.). Нисходящий поток передачи данных используется для передачи пользователю запрошенного видеосигнала.

Для обеспечения возможности организации новых служб сеть абонентских двухпроводных телефонных линий должна пройти определенный этап развития от аналоговой узкополосной сети, предназначенной для передачи только телефонных разговоров, до цифровой широкополосной сети, предназначенной не только для передачи голоса, но и для передачи данных и видеосигналов.

Ниже представлена схема абонентского доступа по технологии ADSLк сервисам оператора связи, таким как: телефония общего пользования, Интернет, IPTV.

Рисунок 2 – Общая схема сети абонентского доступа по технологии ADSL

2.1.1 Состав оборудования и описание технологии цифровой линии ADSL

Всем давно известны возможности медной витой пары по передаче высокочастотного аналогового сигнала. Аналоговые модемы позволяют достигать скоростей до 56 Кбит/с по стандартному телефонному каналу. Используя схожие методы модуляции технология ADSL позволяет достичь скорости нисходящего потока (от станции к пользователю) до нескольких Мбит/с. На низкоскоростном канале от пользователя к станции эта технология позволяет пользователю управлять нисходящим потоком. Необходимо отметить, что современные алгоритмы модуляции и кодирования обеспечивают скорость ADSL, которая приближается к теоретическому пределу.

В 1881 Грэхем Белл изобрел аналоговый модем, т.е. телефон. После этого потребовалось 80 лет, чтобы изобрести цифровые модемы. В таблице 1 приведены самые распространенные стандартные протоколы передачи для аналоговых модемов.

Таблица 1 – Протоколы передачи данных аналоговых модемов

Протокол передачи	Скорость
V.21,V23	300-1.2 Кбит/с
V.26	2.4 Кбит/с
V.27	4.8 Кбит/с
V.29	9.6 Кбит/с
V.33	14.4 Кбит/с
V.33bis	19.2 Кбит/с
V.34	28.8 Кбит/с
V.90, V.32	56.6 Кбит/с

Необходимо отметить, что современные алгоритмы модуляции и кодирования обеспечивают скорость ADSL, которая приближается к теоретическому пределу.

Рисунок 3 – Абонентская линия ADSL

Высокая скорость нисходящего потока выбрана потому, что большинство домашних пользовательских приложений, а также приложений небольших предприятий являются асимметричными. Другими словами, распределение движения трафика таких пользователей происходит в пользу входящего к абоненту трафика. Например, просмотр веб-страниц (протоколы HTTP, HTTPS и др.), «скачивание» аудио/видео контента (протоколы FTP, P2P, и др.). По некоторым данным, принято считать, что соотношение входящего трафика к исходящему равно 8/1. Более же крупные бизнес пользователи, которым необходимы симметричные высокоскоростные приложения, используют оптический или коаксиальный кабель для обеспечения высокоскоростного двустороннего обмена данными. Поэтому технология ADSL была разработана в первую очередь для рынка домашних пользователей и мелких организаций.

2.1.2 Среда передачи

Среда передачи, по которой должна работать цифровая система передачи – сеть доступа на медножильных кабелях, которая обеспечивает подключение абонентов к местной АТС с помощью абонентских линий.

В этой сети для предоставления абонентам услуг используются медножильные кабели. Предполагается, что меднопроводные местные линии способны обеспечивать одновременную передачу цифровых сигналов ISDN/xDSL в обоих направлениях между линейным окончанием (LT) и сетевым окончанием (NT), как показано на рисунке 8.

Для упрощения предоставления услуг ISDN/xDSL цифровая система передачи должна быть способна обеспечивать приемлемые рабочие характеристики по большинству меднопроводных местных линий без проведения специальной адаптации. Максимальное количество меднопроводных местных линий, которые могут быть использованы для ISDN/xDSL, может быть получено путем использования минимальных требований систем ISDN/xDSL к этим линиям [8].

В дальнейшем термин "цифровая местная линия" используется для описания меднопроводной местной линии, удовлетворяющей минимальным требованиям систем ISDN/xDSL.

Нормативный срок эксплуатации медножильных кабелей связи составляет 25 лет. В реальности эти кабели используются гораздо дольше и поэтому электрические характеристики могут значительно отличаться от нормативных, а это приведет к ухудшению качества предоставляемых услуг.

Поэтому технология ADSL2+ применима как временная мера по использованию «старых» медножильных кабелей связи.

2.2 Вариант сети абонентского доступа с использованием технологии FTTх

Метод подключения с сети ADSL в последнее время дополняет технология FTTB. После анализа её особенностей можно выявить как ряд преимуществ, так и недостатков.

Плюсами технологии FTTB являются:

Малое затухание сигнала позволяет передавать информацию на значительно большее расстояние без использования усилителей;
Высокая пропускная способность оптического волокна позволяет передавать информацию на высокой скорости, недостижимой для других систем связи;
Высокая надёжность оптической среды: оптические волокна не окисляются, не намокают, не подвержены слабому электромагнитному воздействию;
Высокая защищённость от межволоконных влияний – уровень экранирования излучения более 100 дБ. Излучение в одном волокне совершенно не влияет на сигнал в соседнем волокне;
отсутствие необходимости в приобретении специализированных модемов;
Использование единых стандартов при низкой стоимости оборудования и его монтажа;

Минусами FTTB являются:

Высокая стоимость волоконно-оптического кабеля;
Ограниченная длина «витой пары» (100 м) от коммутатора до абонента. Поэтому на сельских сетях эта технология будет экономически нецелесообразна;

Невозможность загрузить все емкость многопарного кабеля, поскольку возникают взаимные влияния между цепями, что приводит к снижению скорости и качества предоставляемой услуги.

Название технологии FTTх происходит от заглавных букв английского выражения Fiber-to-the-X, что означает «оптика до точки Х». Этот термин применяется для любой компьютерной сети, в которой от узла связи до определенного места (точка X) доходит оптоволоконный кабель [9].

В семейство FTTx входят различные виды архитектур:

FTTN (FibertotheNode) – волокно до сетевого узла;

FTTC (FibertotheCurb) –волокно до микрорайона, квартала или группы домов;

FTTB (Fiber to the Building) – волокнодоздания;

FTTH (FibertotheHome) – волокно до жилища (квартиры или отдельного коттеджа).

Они отличаются главным образом тем, насколько близко к пользовательскому терминалу подходит оптический кабель.

Рисунок 4 – Схема, иллюстрирующая различия архитектур FTTx

Широкая полоса систем FTTx открывает новые возможности предоставления абонентам большего числа новых услуг. По прогнозам аналитиков, ожидается, что количество подключений по FTTx к 2013 году увеличится в три раза по сравнению с 2008 годом и будет составлять 20% от числа широкополосных проводных сетей.

Исторически первыми появились решения FTTN и FTTC.

На сегодняшний день FTTN используется в основном как бюджетное и быстро внедряемое решение там, где существует распределительная «медная» инфраструктура и прокладка оптоволокна нерентабельна. Всем известны связанные с этим решением трудности: невысокое качество предоставляемых услуг, обусловленное специфическими проблемами лежащих в канализации медных кабелей, существенное ограничение по скорости и количеству подключений в одном кабеле.

Очевидно, что запланированный набор услуг и необходимая для их предоставления полоса пропускания имеют самое непосредственное влияние на выбор технологии FTTx. Чем выше скорость доступа и чем больше набор услуг, тем ближе к терминалу должна подходить оптика, а именно нужно использовать технологии FTTH. Если же приоритетом является сохранение имеющейся инфраструктуры и оборудования, наилучшим выбором будет FTTB.

FTTH– Fiber to the Home. Один из вариантов перевода – "волокно в дом". Т.к. ситуация в России такова, что массовое строительство жилья с прокладкой оптического волокна в каждую квартиру экономически неоправданно, тодля нас более популярной и актуальной является технология FTTB–FibertotheBuilding–"волокно в здание", где чаще всего зданием является многоквартирный дом". В рассматриваемом, Комсомольском микрорайоне г. Краснодара, в рамках предоставляемых услуг Краснодарского филиала МРФ «Юг» ОАО «Ростелеком» используется технология FTTB. Причина этому – снижение за последние годы цены на оптический кабель, появление дешевых оптических приемников, передатчиков и оптических усилителей (ОУ). При этом использование оптики в FTTB позволяет, во-первых, использовать для передачи данных технологию MetroEthernet, которая по сравнению с DOCSIS(или другими системами передачи данных) приносит ощутимую прибавку в скорости передачи данных. А во-вторых, использование самонесущего оптического кабеля с диэлектрическими силовым элементом и защитным покрытием избавляет от необходимости заземления несущего троса, что исключает выход оборудования из строя от статического электричества, и решает проблемы с контролирующими организациями. Ряд производителей наладили выпуск недорогих оптических узлов, что позволяет установить оптический узел в каждый дом. Таким образом, для кабельных операторов открываются новые возможности при реализации проектов по технологии "волокно в дом".

При технологии FTTB, доступ абонента к предоставляемым оператором связи сервисам осуществляется, посредством оптического кабеля, подходящего от коммутатора узла связи до коммутатора доступа в жилом доме. Затем передача сервисов до квартир абонентов уже осуществляется на базе других доступных технологий передачи данных. Чаще всего на 100-мегабитных медножильных UTPкабелях.Наглядно, схема такой сети изображена на рисунке 5.

Рисунок 5– Общая схема сети FTTB

В частном случае, в Комсомольском микрорайоне г.Краснодара, компанией «Ростелеком» используется схема подключения FTTB, изображенная на рисунке 2. Где коммутационные узлы построены на базе коммутаторов QTECH.

2.2.1 Состав оборудования FTTB

В Комсомольском микрорайоне г. Краснодара, компанией Ростелеком используется коммутаторы абонентского доступа QTECH QSW-2900-24T, средняя стоимость которых 12 т.р. Которые включают в себя 24 порта 10/100MTX и 2 порта GEкомбо (оптика/медь).

Применяемые на сетях FTTB конструкции оптических кабелей (ОК) могут достаточно сильно отличаться в зависимости от конфигурации сети и условий прокладки таких кабелей. Например, при обеспечении пользователей частных домов или коттеджей чаще используется ОК с небольшим количеством волокон: подвесные – на внешнем (уличном) участке и малогабаритные негорючие. В многоквартирные дома ОК, как правило, прокладываются в кабельные канализации. Далее все зависит схемы. При системе FTTB применяются маловолоконные, а при FTTH, наоборот – кабели большой емкости.

С учетом различных условий использования и технические требования к кабелям оптических сетей доступа будут отличаться. В частности, подвесные кабели должны иметь большую прочность к растягивающим усилиям, хорошую защиту от попадания влаги, влияния ультрафиолета, стойкость к сильным перепадам температур, раздавливающим и ударным нагрузкам, конструкцию удобную для крепления на опорах. Внутренние ОК должны быть гибкими, защищенными от некоторых растягивающих, ударных нагрузок, удобными при прокладке и монтаже, неподверженными распространению пламени (негорючая оболочка), отличаться малыми габаритами и весом.

2.2.2 Технология ЕТТН

При подключении к сети интернет, используя технологию FTTB, оптической кабель прокладывается от узла связи до коммутатора обслуживающего какое-либо здание (например, многоквартирный дом). Далее, от коммутатора в квартиру абонента сотрудниками компании прокладывается кабель витой пары, с оконечным разъемом RJ45 и использующий технологию передачи данных Ethernet. Таким образом,Ethernet-кабель витой пары оказывается в квартире абонента. По этой причине технология именуется ETTH (EthernetToTheHome–Ethernetв дом).В простейшем случае, этот разъем подключается непосредственно в абонентский сетевой интерфейс, например в сетевую карту стационарного персонального компьютера или ноутбука. В более сложных случаях кабель может быть подключен к сетевому интерфейсу абонентского маршрутизатора или же к другому сетевому устройству, поддерживающему технологию передачи данных Ethernet. В простейшем случае, никакого дополнительного оборудования при этом не требуется (рис. 6, рис. 7).

Рисунок 6 – Общая схема подключения к сети Интернет

Рисунок 7 – Схема подключения к сети интернет, используя маршрутизатор с 3 LAN портами

При подключении Интернет совместно с услугой IPTV, использование маршрутизатора становится обязательным условием. При этом маршрутизатор должен поддерживать технологию разделения VLAN по портам (рис. 8).

Рисунок8 – Схемаподключения IPTV

Технология предоставления абоненту Ethernet – кабеля называется ETTH (EthernetToTheHome) – Ethernetвдом. ETTH часто встречается в паре с FTTB, что и было описано в вышеуказанном случае.

2.3 Технология PON

Следует выделить несколько основных преимуществ операторов связи, которые развертывают сети доступа на базе PON-архитектуры вместо оптоволоконных сетей с топологией «точка-точка».

PON (англ. Passiveopticalnetwork, пассивная оптическая сеть) – технология пассивных оптических сетей, основная идея которой – использование всего одного приёмопередающего модуля в OLT (англ. opticallineterminal) для передачи информации множеству абонентских устройств ONT (opticalnetworkterminal) и приёма информации от них.

Традиционно, между узлом доступа и оконечным пользовательским оборудованием сети имеется какое-либо активное оборудование (например, регенератор или коммутатор). В пассивной сети активное оборудование отсутствует, т.е. сеть состоит только из пассивных компонентов (не считая оптического волокна): волоконно-оптические соединители, разветвители и мультиплексоры WDM [4].

Сеть FTTx по технологии PON состоит из трех основных частей:

Станционный участок – это активное оборудование OLT (OLT –OpticalLineTerminal) и оптический кросс высокой плотности ODF (ODF –OpticalDistributionFrame), смонтированные на узле связи в помещении АТС;

Линейный участок – это волоконно-оптический кабель, шкафы, сплиттеры, коннекторы и соединители, располагающиеся на всем пространстве между станционным и абонентским участком;

Абонентский участок – это персональная абонентская разводка одноволоконным дроп-кабелем (реже двухволоконным) от элементов общих распределительных устройств до оптической розетки и активного оборудования ONT (ONT –OpticalNetworkTerminal) в квартире абонента; или до группового сетевого узла ONU (ONU –OpticalNetworkUnit), смонтированного в офисе корпоративного клиента.

Ниже, на рисунке 9, представлена схема подключения абонентских устройств по технологии PON в двух вариациях включения сплиттеров: многоуровневая и одноуровневая.

Рисунок 9 –Схемы подключения сплиттеров при использовании технологии PON

Чем меньше уровней каскадирования сплиттеров, тем проще сеть абонентского доступа и, соответственно, больше возможностей быстрого устранения неисправностей, повышения качества связи за счет исключения возможных переходных искажений на многоступенчатой передаче сигналов.

С другой стороны, каскадирование позволяет более гибко расположить распределительные устройства и кабели, т.е. оптимально построить пассивную распределительную сеть.

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).

К недостатку можно отнести:

Возросшую сложность технологии PONи отсутствие резервирования в простейшей топологии дерева;
Отсутствие резервного источника питания у абонента.

2.4 Определение пригодности сети PON для предоставления широкополосной услуги

Определяющим условием в оценке наиболее востребованных услуг будет способность обеспечения доставки наиболее требовательного к полосе трафика IP-видео.

Отметим, что сейчас активно развиваются технологии трансляции по сетям широкополосного доступа телевидения высокой четкости (HDTV): приставки STB, поддерживающие HD,телевизионные приемники высокого разрешения, спутники, вещающие в формате HD.

В связи с этим потребности скорости абонентского доступа интенсивно растут и такие технологии широкополосного доступа как DSL уже сейчас не справляются с полным объемом нужд абонентов. Например, необходимая пропускная способность для 2-х HD-каналов составляет более 10 Мбит/с против 8 Мбит/с ADSL.

Объём IP-трафика в мире растет гигантскими темпами, удваиваясь каждые полтора года. Такие данные опубликовала американская транснациональная компания, разработчик сетевого оборудования CiscoSystems [13].

Уже сейчас скорость широкополосного подключения в некоторых странах доходит до 200 Мбит/сек.

Для наглядности это отражено на рисунке 10.

Рисунок 10 – Хронология развития пропускной способности сетей абонентского доступа

Высокая привлекательность PON в том, что можно получить до 100 Мбит/с на абонента, в зависимости от числа потребителей, использующих PON. Поэтому PON представляет метод реализации широкополосного доступа, который будет актуален, наверное, на 10 или более лет вперед.

3. Абонентский доступ с применением технологии PON

3.1 Принципы организации сети по технологии PON

Одной из наиболее популярных оптических технологий для сетей доступа является PON (PassiveOpticalNetwork). Ее идея заключается в построении сети доступа с большой пропускной способностью при минимальных капитальных затратах. Это решение предполагает создание разветвленной сети (преимущественно древовидной топологии) без активных компонентов – на пассивных оптических разветвителях[3]. Информация для всех пользователей передается одновременно с временным разделением каналов от головной станции – оптического линейного терминала (OLT, OpticalLineTerminal) – до оконечных оптических сетевых блоков (ONU, OpticalNetworkUnit). Передача и прием в обоих направлениях производятся, как правило, по одному оптическому волокну, но на разных длинах волн. В прямом потоке (от абонента к станции) используют длину волны 1310 нм, а в обратном (от станции к абоненту) – 1490 нм или 1550 нм. Оптическая мощность с выхода OLT в узлах сети делится (равномерно или неравномерно) таким образом, чтобы уровень сигнала на входе всех ONU был примерно одинаков. Достаточно часто одна из длин волн (чаще всего 1550 нм) выделяется для передачи всем абонентам телевизионного сигнала. Тогда на станции устанавливается оптический мультиплексор WDM для объединения передаваемых сигналов 1310 нм (голос, данные) и 1550 нм (видео). Всего возможно подключение до 32 (в некоторых разновидностях – до 64) абонентов при максимальной дальности связи – до 20 км.

Одна из главных задач, стоящих перед современными телекоммуникационными сетями доступа – так называемая проблема «последней мили», предоставление как можно большей полосы пропускания индивидуальным и корпоративным абонентам при минимальных затратах.

Одной из наиболее популярных оптических технологий для сетей доступа является PON (PassiveOpticalNetwork). Ее идея заключается в построении сети доступа с большой пропускной способностью при минимальных капитальных затратах. Это решение предполагает создание разветвленной сети (преимущественно древовидной топологии) без активных компонентов – на пассивных оптических разветвителях. Информация для всех пользователей передается одновременно с временным разделением каналов от головной станции – оптического линейного терминала (OLT, OpticalLineTerminal) – до оконечных оптических сетевых блоков (ONU, OpticalNetworkUnit). Передача и прием в обоих направлениях производятся, как правило, по одному оптическому волокну, но на разных длинах волн. В прямом потоке (от абонента к станции) используют длину волны 1310 нм, а в обратном (от станции к абоненту) – 1490 нм или 1550 нм. Оптическая мощность с выхода OLT в узлах сети делится (равномерно или неравномерно) таким образом, чтобы уровень сигнала на входе всех ONU был примерно одинаков. Достаточно часто одна из длин волн (чаще всего 1550 нм) выделяется для передачи всем абонентам телевизионного сигнала. Тогда на станции устанавливается оптический мультиплексор WDM для объединения передаваемых сигналов 1310 нм (голос, данные) и 1550 нм (видео). Всего возможно подключение до 32 (в некоторых разновидностях – до 64) абонентов при максимальной дальности связи – до 20 км.

3.2 Архитектура PON

Основная идея архитектуры PON – использование всего одного приемопередающего модуля в OLT для передачи информации множеству абонентских устройств ONU и приема информации от них. Число абонентских узлов, подключенных к одному приемопередающему модулю OLT, может быть настолько большим, насколько позволяет бюджет мощности и максимальная скорость приемопередающей аппаратуры. Для передачи потока информации от OLT к ONU – 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 ONU встроены мультиплексоры WDM, разделяющие исходящие и входящие потоки. Реализация этого принципа показана на рисунке.

Рисунок11 – Типовая схема архитектуры PON

Прямой поток. Прямой поток на уровне оптических сигналов, является широковещательным. Каждый абонентский узел ONT, читая адресные поля, выделяет из этого общего потока предназначенную только ему часть информации. Фактически, мы имеем дело с распределенным демультиплексором. [2]

Обратный поток. Все абонентские узлы ONT ведут передачу в обратном потоке на одной и той же длине волны, используя концепцию множественного доступа с временным разделением TDMA (timedivisionmultipleaccess). Для то го, 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 OLT. Эту задачу решает протокол TDMAMAC. [2]

Для передачи прямого и обратного канала используется одно оптическое волокно, полоса пропускания которого динамически распределяется между абонентами, или два волокна в случае резервирования. Нисходящий поток (downstream) от центрального узла к абонентам идет на длине волны 1490 нм и 1550 нм для видео. Восходящие потоки (upstream) от абонентов идут на длине волны 1310 нм с использованием протокола множественного доступа с временным разделением (TDMA).

Рисунок12 – Структурная схема сети FTTH в микрорайоне

3.3 Способы организации ШПД по технологии PON

Бурное развитие технологий PONпородило множество протоколов взаимодействия между оптическим линейным терминалом (OLT), размещенным на центральной станции, и оконечными оптическими сетевыми блоками (ONU), размещенными у пользователей. Заинтересованность разработчиков оборудования в увеличении пропускной способности сетей доступа побудило к созданию качественно новых технологий. Так в семействе сетей PONпоявилось несколько разновидностей, отличающихся, в первую очередь, базовым протоколом передачи.

Для построения PON используется топология «точка – многоточка» и сама сеть имеет древовидную структуру. Каждый волоконно-оптический сегмент подключается к одному приемопередатчику в центральном узле (в отличие от топологии “точка-точка”), что также дает значительную экономию в стоимости оборудования. Один волоконно-оптический сегмент сети PON может охватывает до 32 абонентских узлов в радиусе до 20 км для технологий EPON / BPON и до 128 абонентских узлов в радиусе до 60 км для технологии GPON. Каждый абонентский узел рассчитан на обычный жилой дом или офисное здание и в свою очередь может охватывать сотни абонентов. Все абонентские узлы являются терминальными, и отключение или выход из строя одного или нескольких абонентских узлов никак не влияет на работу остальных.

Первой в середине 90-х годов была разработана технология APON, которая базировалась на передаче информации в ячейках структуры ATM со служебными данными. В этом случае обеспечивалась скорость передачи прямого и обратного потоков по 155 Мбит/с (симметричный режим) или 622 Мбит/с в прямом потоке и 155 Мбит/с в обратном (асимметричный режим). Во избежание наложения данных, поступающих от разных абонентов, OLT направляло на каждый ONU служебные сообщения с разрешением на отправку данных. В настоящее время APON в своем первоначальном виде практически не используется.

Дальнейшее совершенствование этой технологии привело к созданию нового стандарта – BPON. Здесь скорость прямого и обратного потоков доведена до 622 Мбит/с в симметричном режиме или 1244 Мбит/с и 622 Мбит/с в асимметричном режиме. Предусмотрена возможность передачи трех основных типов информации (голос, видео, данные), причем для потока видеоинформации выделена длина волны 1550 нм. BPON позволяет организовывать динамическое распределение полосы между отдельными абонентами. После разработки более высокоскоростной технологии GPON, применение BPON практически утратило смысл чисто экономически.

Успешное использование технологии Ethernet в локальных сетях и построение на их основе оптических сетей доступа предопределил разработку в 2000 г. нового стандарта – EPON. Такие сети, в основном, рассчитаны на передачу данных со скоростью прямого и обратного потоков 1 Гбит/с на основе IP-протокола для 16 (или 32) абонентов. Исходя из скорости передачи, в статьях и литературных источниках часто фигурирует название GEPON (GigabitEthernetPON), которое также относится к стандарту IEEE 802.3ah. Дальность передачи в таких системах достигает 20 км. Для прямого потока используется длина волны 1490 нм, 1550 нм резервируется для видео приложений. Обратный поток передается на 1310 нм. Во избежание конфликтов между сигналами обратного потока применяется специальный протокол управления множеством узлов (Multi-PointControlProtocol, MPCP). В GEPON поддерживается операция обмена информацией между пользователями (bridging).

Для больших операторов, строящих большие разветвленные сети с системами резервирования, наиболее удачной считается технология GPON, которая наследует линейку APON – BPON, но с более высокой скоростью передачи – 1244 Мбит/с и 2488 Мбит/с (в асимметричном режиме) и 1244 Мбит/с (в симметричном режиме). За основу был принят базовый протокол SDH (а точнее на протоколе GFP) со всеми вытекающими преимуществами и недостатками. Возможно подключение до 32 (или 64) абонентов на расстоянии до 20 км (с возможностью расширения до 60 км).GPON поддерживает как трафик ATM, так и IP, речь и видео (инкапсулированные в кадры GEM–GPONEncapsulatedMethod), а также SDH. Сеть работает в синхронном режиме с постоянной длительностью кадра. Линейный код NRZ со скремблированием обеспечивают высокую эффективность полосы пропускания. Единственным серьезным недостатком GPON является высокая стоимость оборудования.

Сравнительная таблица по характеристикам видов PON представлена ниже.

Таблица 2 – Характеристики видов PON

Виды PON	APON	BPON	EPON (GEPON)	GPON
Стандарт	G.983	ITU G.983	IEEE 802.3ah	ITU G.984.6
Полоса пропускания для нисходящего потока	155 Мбит/с	622 Мбит/с	1,244 Гбит/с	2,488 Гбит/с
Полоса пропускания для восходящего потока	155 Мбит/с	155 Мбит/с	1,244 Гбит/с	1,244 Гбит/с
Емкость		32	32	128
Максимальная длина передачи, км		20	20	60
Затухание линии PON			26 дБ	22 дБ

Таблица 3 – Характеристики оптических сплиттеровпроизводства OptokonCo, LTD [14]

Рабочая длина волны, нм	S35: 1310 ± 40 и 1550 ± 80 / SWB: 1250 – 1630
Конфигурация портов	1x3	1x4	1x5	1x6	1x8	1x12	1x16	1x32
Класс	S(standard)	S	S	S	S	S	S	S
Максимальное вносимое затухание, дБ	6.1	7.2	8.5	9.4	10.7	12.5	14.4	18.5
Однородность, дБ (SWB: для 1310 и 1550)	0.9	1.0/0.8	1.4	1.6	2.0/1.6	2.2	2.5	3.5/3.2
PDL, дБ	0.3	0.3	0.3	0.4	0.5	0.6	0.6	0.8
Термическая устойчивость, дБ/°C	0.003	0.003	0.003	0.003	0.004	0.005	0.005	0.006
Направленность, дБ	> 50 стандарт, > 70 по запросу
Рабочая температура, °C	-40 до +70
Температура хранения, °C	-40 до +85

Рисунок 13 –Сравнение технологий PON

3.4 Пример реализации PON в Комсомольском микрорайоне. г. Краснодара

Комсомольский микрорайон (КМР) расположен в северо-восточной части города и входит в состав Карасунского административного округа города Краснодара. Основные магистрали микрорайона – улицы Сормовская, Уральская, Тюляева.В микрорайоне проживают около 80 тысяч человек.Комсомольский относится к числу "спальных" микрорайонов города. Он строился в 70-80-х годах прошлого века, поэтому практически все многоквартирные дома здесь представляют собой панельные или блочные 9-14-этажные строения, есть небольшое количество пятиэтажных "хрущевок".

В инфраструктуру КМР входят: 9 школ, 3 поликлиники, 10 детских садов, стоматологическая поликлиника, Дом детского творчества, Музыкальный эстетический центр. Учебные заведения расположены таким образом, что детям не нужно переходить оживленные улицы.

Так как Комсомольский микрорайон составляют многоэтажные дома, то сеть пассивного оптического доступа организована методом воздушной подвески кабеля и методом подведения оптического магистрального кабеля до объекта по кабельной канализации.

Рассчитаем ёмкость оптического кабеля (H) для подключения 512 абонентов многоквартирного дома по технологии PON.

,(1)

где: N – количество абонентов, 64 – количество волокон.

Типовая схема такой реализации представлена на следующем рисунке.

Рисунок 14 – Схема применения оптических кабелей на сетях доступа PON

На сети КМР используется модульный коммутатор на 16 портов ZyxelGEPONOLT-2300

Рисунок 15 – Коммутатор ZyxelGEPONOLT-2300

Модульный GEPON-коммутатор занимает в 19” стойке 4,5 юнита, допускает настольное размещение и предназначен для подключения по оптике до 512 GEPON-модемов корпоративной или операторской сети на расстояниях до 20 километров. Шасси OLT-2300М позволяет установить до 16 линейных модулей GEPONOLC-2301, обеспечивающих связь на расстояниях до 20 км. Линейный модуль имеет один GEPON-порт с разъемом SC для подключения к пассивной оптической сети и порт DualPersonality (1000Base-T/SFP) для агрегации трафика. Управляющий модуль OMC-2301 имеет два порта внесетевого управления 10/100Base-TXRJ-45 и RS-232. Блок питания OPA-2300 обеспечивает двойное резервирование напряжений питания коммутатора.

4. Расчет длины абонентской линии по технологии PON

4.1 Методика расчета длины абонентской линии по технологии PON (на примере затухания)

Основной задачей проектирования является расчет бюджета потерь и определение оптимальных коэффициентов деления всех разветвителей. Расчет выглядит следующим образом:

расчет суммарных потерь для каждой ветви без учета потерь в разветвителях;
поочередное определение коэффициентов деления каждого разветвителя, начиная с наиболее удаленных;
расчет бюджета потерь для каждого абонентского терминала с учетом потерь во всех элементах цепи, сравнение его с динамическим диапазоном системы.

Обычно абоненты находятся на различном расстоянии от головной станции, то при равномерном делении мощности в каждом разветвителе, мощность на входе каждого ONU будет различна. Подбор параметров разветвителей связан с необходимостью получения на входе каждого абонентского терминала сети примерно одинакового уровня оптической мощности, т.е. построить так называемую сбалансированную сеть. Это принципиально важно по двум причинам. Во-первых, для дальнейшего развития сети важно иметь примерно равномерный запас по затуханию в каждой ветви «дерева» PON.Во-вторых, если сеть не сбалансирована, то на станционный терминал OLT от различных ONU будут приходить в общем потоке сигналы, сильно отличающиеся по уровню.

При выборе разветвителей необходимо знать, какие потери будут вноситься в цепь. Для примерного определения вносимых потерь двухоконных (1210 нм и 1550 нм) разветвителей типа 1х2, 1х4, 1х8, 1х16, 1х32 воспользуемся следующей справочной таблицей.

Таблица 4 – Технические характеристики разветвителей

Конфигурация	12	18	116	132
Вносимые потери (Insertion Loss) (дБ)	7,2	10,5	13,8	17,1
Допустимая неравномерность деления оптической мощности между выходными портами (Uniformity) (дБ)	0,8	1,0	1,5	2,0
Допустимые изменения потерь оптической мощности при передаче между входным и каждым из выходных портов, обусловленные изменением поляризации (PolarizationDependentLoss)	0.3	0.3	0.3	0.3
Возвратные потери (ReturnLoss) (дБ)	55	55	55	55
Направленность (Directivity) (дБ)	55	55	55	55

Таблица 5 – Рабочие условия и конфигурация разветвителей

Длина волны	1260 – 1360 Нм, 1450 – 1625 Нм	Конфигурация	Размеры (ВШ Д)
Максимальный вх. сигнал	17 дБм, 1550 Нм	148	4 мм4 мм40 мм
Рабочие температуры	-40С – 85С	116	5 мм4 мм40 мм
Отн. влажность	5%...85%	132	7 мм4 мм50 мм

Общие параметры:

Мощность передатчика OLT, дБм.

Исходя из технических характеристик выбранного оборудования, мощность передатчика OLT варьируется в диапазоне -1~+3дБм;

Чувствительность приемника ONT, дБм.

Исходя из технических характеристик выбранного оборудования, чувствительность приемника ONT варьируется в диапазоне -26~-30 дБм;

Избыточные потери, дБ.

Исходя из технических характеристик выбранного оборудования, избыточные потери каждого сплиттера составляют 0,1 дБ;

4. Затухание в волокне, дБ/км

Тип оптического волокна, применяемого при построении данной сети SMF-28e производства CorningIncorporated. В качестве расчетного используется затухание на той длине волны, где оно максимально. Таким образом, примем максимальное затухание при =1310 нм =0,35 дБ/км.[8].

Для каждой оптической линии представим все потери в линии в виде суммы затуханий всех компонентов:

(2)

где

A– длина i-участка, км;

n – количество участков;

– коэффициент затухания оптического кабеля, дБ/км;

NPC– средние потери в разъемном соединении, дБ;

NCB – количество сварных соединений;

ACB – средние потери в сварном соединении, дБ;

AРАЗ1 – потери в i-оптическом разветвителе, дБ.

Первое слагаемое относится к суммарным потерям в оптическом кабеле, второе – к потерям в разъемах, третье – к потерям на сварках, и четвертое – потери в разветвителях.

После этого, произведем расчет затухания для каждой цепи (от OLT до ONU). Расчет бюджета потерь должен подтвердить, что для каждой цепи общая величина потерь (включая запас) не превышает динамический диапазон системы, т.е.:

,(3)

где

P – динамический диапазон;

PВЫХmin – минимальная выходная мощность передатчика OLT, дБм;

PВХ – допустимая мощность на входе приемника ONU, дБм;

A – суммарные потери в линии (между OLT и ONU), дБ;

PЗАП – эксплуатационный запас PON, дБ.

Эксплуатационный запас необходимо предусматривать на случай повреждений в линейном тракте, ухудшения условий передачи и дальнейшего развития сети. Обычно берется запас 3-4 дБ, но если на отдельных сегментах сети предполагается подключение значительного количества пользователей, то там запас должен быть явно больше [1].

Описанную последовательность расчетов применим в дальнейшем.

Определим параметры оптических разветвителей и производим расчет оптического бюджета сети для проекта PON, представленного на следующем рисунке. Потери в разъемных соединениях принять APC = 0,3 дБ, потери на сварках АСВ = 0,05 дБ, коэффициент затухания оптического кабеля – 0,35дБ/км на длине волны 1310нм.

Длины участков: l1=4км, l2=2км, l3=2км, l4=4км, l5=6км.

Рисунок 16 – Участок OLT – ONU

Произведем расчет потерь по приведенной выше формуле для каждой из трех цепей:

(4)

(5)

(6)

Сеть можно считать сбалансированной, т.к. разброс между затуханиями цепей минимален.

Проверим. не превышает ли бюджета потерь, включая запас, динамический диапазон системы. Учитывая, что для системы PONUTSTARCOMдинамический диапазон составляет 29дБ, получим:

29дБ>(10,2+3) дБ(7)

Выводы. Расчет параметров оптической распределительной сети успешно завершен. Произведен расчет потерь для оптических линий. Определены коэффициенты деления разветвителей для сети заданной топологии.

4.2 Тестированиесети PON

При тестировании сети PON оператора обычно волнуют два основных вопроса:

Реальное затухание в оптической линии между центральным узлом и абонентским устройством (действующим или готовящимся к подключению).
Местоположение проблемного участка, если реальное затухание в линии оказалось выше ожидаемого (расчетного или опорного).

Для ответа на первый вопрос достаточно провести простые измерения с помощью оптического тестера. Второй вопрос более сложен и требует применения оптического рефлектометра (OTDR), а также определенного опыта расшифровки рефлектограмм.

Как правило, желательно, чтобы все необходимые измерения могли проводиться на работающей сети PON без отключения абонентов (кроме, возможно, тестируемого). Такое тестирование осуществляется на нерабочей длине волны с применением дополнительных устройств (волновых мультиплексоров, фильтров), чтобы излучение измерительной аппаратуры не вносило помех в полезный сигнал. В сети PON для прямого канала (от центра к абонентам) используется длина волны 1490 или 1550 нм, для обратного канала – 1310 нм. Для тестирования сети PON обычно используют длину волны 1625 нм.

Излучение измерительной аппаратуры (тестера, рефлектометра) вводится в волокно сразу после центрального узла с использованием волнового мультиплексора. Это излучение способно вызвать помехи на оптическом приемнике абонентского устройства, поэтому перед каждым абонентским устройством необходимо установить фильтр. Для того чтобы можно было проводить тестирование без отключения сети, волновой мультиплексор и фильтры должны быть стационарно включены в оптический тракт, рис. 17.

Рисунок 17 – Схема подключения волнового мультиплексора и фильтров

Для измерения затухания в оптической линии между центральным узлом и абонентским устройством используется оптический тестер на 1625 нм. Передатчик тестера подключается к свободному концу волнового мультиплексора на центральном узле. Приемник тестера подключается к свободному концу волокна перед фильтром, рис. 18.

Рисунок 18 –Измерение затухания с отключением абонентского устройства

Можно измерять затухание и без отключения абонентского устройства. Для этого на абонентском устройстве нужно использовать не фильтр, а волновой мультиплексор, как на центральном узле, рис. 19.

Рисунок19 – Измерение затухания без отключения абонентского устройства

Затухание на длине волны 1625 нм несколько выше, чем на 1550 и 1490 нм (в среднем на 10%). Поэтому тестирование затухания на длине волны 1625 нм дает оценку сверху для затухания на рабочих длинах волн. Если эта оценка укладывается в допустимый бюджет (23 дБ), то затухание на рабочих длинах волн заведомо удовлетворяет требованиям по бюджету. Если затухание на длине волны 1625 нм превышает допустимое значение, то для точного определения затухания на рабочих длинах волн необходимо провести перерасчет на основе паспорта оптического кабеля.

Измерение с помощью оптического тестера позволяет получить реальное значение затухания на участке от центрального узла до абонентского устройства, но не дает ответа на вопрос, где находится проблемный участок, если это затухание оказалось выше ожидаемого (расчетного или опорного). Для локализации проблемного участка используется более сложное устройство – оптический рефлектометр (OTDR).

Рефлектометр с тестовым модулем на 1625 нм подключается к свободному концу волнового мультиплексора на центральном узле, рис. 20. Излучение рефлектометра распространяется по дереву PON и за счет отражения на препятствиях и обратного рассеивания в оптическом волокне частично поступает обратно на вход рефлектометра. Таким образом, снимается рефлектограмма дерева PON – график затухания в линии в зависимости от расстояния. Каждый пик или скачок затухания на этом графике соответствует определенному элементу сети или событию в волокне.

Рисунок 20 – Снятие рефлектограммы дерева PON

Методика тестирования сети PON с использованием рефлектометра заключается в следующем. После каждого изменения топологии сети (подключения нового абонента, замены сплиттера и т.п.) снимается опорная (эталонная) рефлектограмма, которая соответствует нормальному состоянию сети. При обнаружении проблем в сети (например, если затухание, измеренное оптическим тестером, оказалось выше расчетного) снимается новая рефлектограмма, которая сравнивается с опорной.

сеть оптический абонентский

5. Технология выполнения строительно-монтажных работ

5.1 Алгоритм работы монтера

При подаче заявки абонента на подключение услуги происходит проверка технической возможности на подключение (загруженность абонентской линии, наличие свободных портов на оборудовании). При наличии такой возможности монтёр получает у диспетчера наряды и необходимое оборудование с полным пакетом документов в зависимости от выбранного клиентом перечня услуг с назначенным временем проведения инсталляционных работ.

В приложении А отображена блок-схема алгоритма действий при строительно-монтажных работах.

5.2 Выбор топологии

Если места установки абонентских терминалов легко выбираются исходя из реального расположения пользователей, то выбор топологии требует выбора одного из нескольких возможных вариантов. Кроме наиболее распространенной топологии «дерево», на практике могут встречаться варианты, преобразованные к топологиям типа «звезда» или «шина». Схема «звезда» может применяться при плотном расположении абонентов недалеко от главной станции. В этом случае разветвитель размещается в станционном помещении рядом с OLT, что удобно в обслуживании. Такая схема проста и удобна для эксплуатационных измерений и обнаружения места повреждения линии. Однако, по аналогии со схемой «точка-точка», здесь нет экономии волокон. При достаточно разнесенном и неравномерном расположении абонентов такая схема может оказаться неэффективной.

Рисунок 21 – Топология PON«звезда»

Шинная топология может использоваться, если дома абонентов находятся на одной линии вдоль оптической магистрали. Схема достаточно экономичная, но она предполагает очень большую разность выходных мощностей оптических разветвителей (типа 1/99, 3/97 и т.п.), что достаточно сложно технологически реализовать с хорошей точностью. Она реально может применяться только при «линейном» расположении пользователей вдоль магистрали и только при небольшом количестве каскадов, иначе потери в разветвителях станут сильно ограничивать дальность передачи.

Рисунок 22 – Топология PON«шина»

Традиционная топология «дерево» остается наиболее популярной. Вопросы оптимального распределения мощности между различными ветвями решаются удачным подбором коэффициентов деления оптических разветвителей. Древообразная топология является очень гибкой с точки зрения потенциального развития и расширения абонентской базы. Потенциальные проблемы могут быть связаны со сложностью оптических измерений, особенно со станционной стороны. В целом, такую схему можно рекомендовать при локальных сосредоточениях (кластерах) абонентов в районе обслуживания.

Рисунок 23 – Топология PON«дерево»

5.3 Выбор технологии

Основной задумкой архитектуры является использование только одного модуля в OLT, который нужен для приема/передачи информации к абонентским ONT. Количество подключенных к OLT узлов зависит от мощности аппаратуры и максимальной скорости внутри сети. Для прямого канала обычно используются волны длинной в 15хх нм. Обратный же канал передается на длине волны 1310нм.Для разделения прямых и обратных потоков в OLT и ONT встроены мультиплексоры WDM.

На сегодняшний день операторам нужно предоставлять широкополосные услуги передачи данных для бизнес-центров или клиентов из частного сектора, соответственно скорость передачи данных должна быть не меньше 10/100 Мбит/с. PON легко модернизируется просто подключая к новым магистралям существующие сети доступа, что позволяет оператору переходить к современным мультигигабитным технологиям – таким как GigabitEthernet, ATM, DWDM.

Если до недавнего времени оборудование PON предлагалось в основном узкоспециализированными небольшими компаниями-производителями, то сегодня, когда перспективы этой технологии стали очевидны, большинство крупных производителей, ориентированных на работу с операторами связи, стали предлагать свои решения на базе современных технологий GPON и GEPON. Количество абонентских узлов, подключенных к одному приемопередающему модулю OLT, зависит от выбора технологии и, например, при использовании GPON может доходить до 128.

Таблица 6 – Характеристики технологий PON

5.3 Выбор приемопередающего оборудования

Основная тенденция в конструкции оборудования – повышение плотности абонентов на один центральный узел (OLT). Большинство OLTимеют модульную архитектуру и в полной загрузке обеспечивают подключение свыше 1 тысячи абонентских устройств (ONT, ONU). Для подключения к транспортной сети, как правило, используются интерфейсы 1GigEи GigE. Для обеспечения абонентов телефонными каналами многие изготовители комбинируютOLT с концентратором телефонной транспортной сети (SDH) по каналам Е1 с протоколом V5.2. Многие OLT имеют возможность установки волновых фильтров для ввода аналогового сигнала кабельного ТВ на длине волны 1550нм. Практически во всех реализациях OLT оптический усилитель для КВТ- сигнала выполнен в виде отдельного устройства. У некоторых изготовителей в состав OLT входит коммутатор 2/3 уровней.

Абонентские устройства ONT выпускаются с различными комбинациями портов. Это 2-4 порта Ethernet, 2 телефонных порта FXS, аналоговый коаксиальный порт КТВ. Также выпускаются ONTдля установки в помещении и внешней установки на стену здания. Конструкция ONTдля внешней установки такова, что оператор может обслуживать и без присутствия абонента. Батарея резервного питания в любом случае находится в помещении и обслуживается абонентом (замена раз в 3-5 лет).

Терминальные устройства ONUимеют модульную конструкцию и позволяют подключать 12-24 абонента по витой паре (Ethernet 100BaseTX), телефонным проводам (DSL), оптическому волокну. Выбор типа внутридомовой разводки определяется тем, имеет ли оператор доступ к существующей телефонной разводке, (если имеет, то можно использовать DSL), а также характерными расстояниями от ONUдо абонентов (если меньше 100 метров, то можно использовать медь, если больше – оптику).

5.4 Выбор пассивных оптических разветвителей

Разветвители используются во многих приложениях: в сетях КТВ, в распределительных сетях телевещания, в сетях LAN, в системах мониторинга и в последнее время в сетях доступа PON. В рекомендации ITU-TG.671 изложены требования к параметрам оптических разветвителей независимо от области их применения.

По рабочей полосе пропускания разветвители делятся на стандартные однооконные ( раб ± 10 нм), широкополосные, однооконные ( раб ± 40 нм) и двухоконные (1310 ± 40 нм и 1550 ± 40 нм). Для сетей PON следует использовать двухоконные разветвители. Однако встречаются разветвители с 3-й рабочей длиной 1490 нм, а также с расширенной полосой 1430-1580 нм. В указанных рабочих окнах вносимые потери и коэффициенты деления разветвителя должны быть стабильными, так как это непосредственно влияет на величину неравномерности и разброс потерь в системе.

6. Безопасность жизнедеятельности

При строительстве, проведении тестирования или ремонта волоконно-оптической линии связи очень важно не пренебрегать правилами техники безопасности, которые должны быть установлены в каждой компании, так или иначе связанной с ВОЛС. Чтобы при работе с оптическими системами связи сотрудники компании могли избежать потенциальных опасностей, они обязаны проходить инструктаж по технике безопасности, а также не забывать о здравом смысле.

Все внешние цепи подключенные к системе электропитания должны соответствовать требованиям SELV, сформулированным в стандарте EN60950.
При проведении работ внутри шкафа электроустановки, система электропитания должна быть обесточена. Переменное напряжение и АКБ (если они установлены) должны быть отключены.
В нормальном состоянии шкафы с оборудованием должны быть заперты и установлены в запираемом помещении. Ключ должен храниться у ответственного лица.
Необходимо исключить возможность случайного прикосновения к токоведущим частям. В этих целях устанавливаются соответствующие ограждения или токоведущие части располагают на высоте, недоступной без специальных приспособлений.
Устройство таковой защиты цепей питания должны иметь маркировку с четким указанием потребителей, к которым они относятся.
При работе с аккумуляторными батареями или оборудованием, находящимся под напряжением необходимо использовать инструмент с изолированными ручками.
Распределительные щиты, щитки, распределительные пункты размещают в специальных помещениях [5].

Кроме этого для обеспечения электробезопасности должны применяться отдельно или в сочетании друг с другом следующие технические способы и средства: малые напряжения; электрическое разделение сетей; контроль и профилактика повреждений изоляции; компенсация емкостной составляющей тока замыкания на землю; обеспечение недоступности токоведущих частей; защитное заземление; двойная изоляция; защитное отключение; изолирующие площадки.

Для обеспечения безопасности обслуживающего персонала и нормальной работы проектируемого оборудования проектом предусматривается заземление оборудования от существующих в помещениях шин защитного заземления с сопротивлением не более 4 Ом, что удовлетворяет требованиям ГОСТ 464-79.

Заземление для стационарных установок проводной связи, радиорелейных станций, радиотрансляционных узлов проводного вещания и антенн систем коллективного приема телевидения.

В целях безопасности эксплуатации все вращающиеся части вентиляционных установок должны иметь ограждение, корпуса двигателей заземления, установлены предохранители от перегрузок.

Противопожарные мероприятия способствуют обеспечению взрывной и пожарной безопасности помещений. Эти мероприятия зависят от категории взрывной и пожарной опасности производства.

Помещение, в которых размещается проектируемое оборудование, оборудованы системами охранно-пожарной сигнализации, которые удовлетворяют требованиям ГОСТ 27990-88.

6.1 Безопасность при работе с оптическим кабелем

Оголенное волокно

Обломки оголенного волокна, т.е. волокна, с которого удалили защитную (вторичную) оболочку, оставив открытой стеклянную поверхность, могут быть очень опасными, если с ними обращаться неправильно. Каждый осколок нужно вовремя увидеть и избавиться от него. Его необходимо удалить, отрезав волокно в области защитной оболочки. Нужно резать волокно в области, содержащей защитное покрытие, а затем оголить участок нужной длины.

Оголенные концы могут легко попасть под кожу и обломаться, вызывая микроповреждения. При извлечении осколки могут ломаться, усугубляя проблему. Осколки волокна могут привести к попаданию инфекции в кожу, серьезным повреждениям глаз или внутренним повреждениям при попадании в легкие или в пищеварительный тракт.

Если в пределах рабочей области оказался осколок волокна, его нельзя упускать из виду. Лучше пометить его чернильной ручкой или чем-нибудь другим. Осколок можно поднять с помощью прозрачной клейкой ленты. Не нужно трогать осколок руками!

Нужно носить защитную одежду, например, защитные очки с боковыми экранами, которые также следует выдать помощнику или любому стороннему наблюдателю, так как волоконные осколки могут отлетать па расстояние около метра и даже более. Но следует помнить, что такие очки не спасают от вредного излучения[10].

Утилизация осколков

В полевых условиях так же, как и в лабораториях, необходимо избавляться от осколков волокна. На сегодняшний день для этого существует два метода: использование специальных контейнеров и клейкой ленты. Специальные контейнеры, так называемые волоконные «урны», можно приобрести в магазинах: они должны иметь правильную маркировку и защиту от попадания осколков наружу.

Другой способ избавления от этих почти невидимых врагов – помещать их на клейкую сторону кусочка изоляционной ленты. Этот метод подвергается жестокой критике из-за того, что часть осколка волокна может остаться снаружи ленты, что, конечно, опасно.

После этого клейкую ленту с кусочками волокна все же следует поместить в волоконную «урну». Полную осколков волоконную «урну» нужно обмотать широкой изоляционной лентой, затем поместить её в двойной мусорный пакет и только потом выбросить.

Другие меры предосторожности

Есть и пить на месте работы не рекомендуется, так как это может привести к внутренним повреждениям в результате случайного попадания осколков в еду или напиток. Кроме того, не стоит протирать глаза или просто идти в комнату отдыха, не помыв перед этим руки.

Цветовое оформление рабочего места может помочь сократить число потерянных осколков. Лучше всего подходит черный цвет, так как создает четкий контраст между рабочей поверхностью и голым стеклом.

Обитые тканью виниловые стулья способствуют; попаданию потерянных осколков волокна прямо на подушку сиденья. Лучше использовать гладкий виниловый или кожаный стул с как можно меньшим количеством обивки. Необходимо хорошее освещение, увеличительное стекло должно находиться в оптимальном положении по отношению к волокну, все материалы и инструмент должны быть удобно размещены [11].

Меры предосторожности при работе с источниками света

Действие лазерного излучения на живую ткань зависит от мощности светового потока и режима облучения.

Импульсные лазеры, кроме теплового действия, могут вызывать сложные превращения в ткани (взрывные процессы, процессы ионизации и пр.). Лазерное излучение действует также на нервную систему. Но особенно оно опасно для глаз. Даже излучение маломощных газовых лазеров (с мощностью в пределах 1-100 мВт) из-за фокусирующего действия оптической системы глаза может создать на сетчатке плотность мощности намного превышающую норму. Это может привести к серьезнейшим последствиям вплоть до потери зрения.

Практически во всех телекоммуникационных системах для передачи сигналов применяется инфракрасное излучение (ИК). Это значит, что его невозможно обнаружить визуально. Ни в коем случае нельзя «заглядывать» в волокно.

Для определения активности волокна лучше всего использовать датчик инфракрасного излучения.

При соединении волокон можно свести риск к минимуму, если держать конец волокна по направлению от себя.

Конец волокна должен находиться на расстоянии вытянутей руки, что также очень важно.

Следует быть особенно осторожным при тестировании соединителей с помощью специального микроскопа, так как торец волокна находится достаточно близко к глазу в течение длительного интервала времени. Большинство мощных микроскопов (300х) снабжены встроенным инфракрасным фильтром для безопасности, но более дешевые маломощные приоры (100х) могут и не иметь такого фильтра.

Важно помнить, что увидеть и почувствовать опасность, связанную с ИК-излучением, нельзя, поэтому необходимо использовать безопасное измерительное оборудование, быть внимательным и выполнять простые правила, приведенные выше.

Кроме инфракрасного света нужно быть особенно внимательным при работе с ультрафиолетовым излучением (УФ). УФ иногда используется для отверждения клея в разветвителях и соединителях. В этом случае нельзя проводить работу без специальных защитных очков, ослабляющих УФ-излучение.

Химикаты, острые объекты и электричество

В некоторых случаях при работе с оптическим кабелем может потребоваться использование клеев, растворителей и пр.

Необходимо носить защитные рукавицы. При использовании испаряющихся химикатов необходимо тщательно проветривать помещение и не курить. Перед работой с конкретным химикатом ознакомиться с соответствующей техникой безопасности. Бронированные кабели наружной прокладки содержат прочное металлическое покрытие, обычно сделанное из нержавеющей стали. При подготовке кабеля к соединению или разъединению нужно надевать перчатки для защиты от серьезных порезов, которые может нанести кабельная оплетка. Перчатки должны быть из кожи или кевлара. Большинство кабелей снабжены «вытяжным тросом» для создания разреза в кожухе. Лучше использовать щипцы или перчатки для удерживания троса во избежание получения от него травм.

Необходимо проверять кабель на предмет опасного напряжения, перед тем как работать с ними, и всегда создавать временное заземление кабеля при работе [10].

Основные требования безопасности при выполнении монтажных работ на оптических линиях передачи

Монтаж линейного оптического кабеля должен проводиться в передвижной монтажно-измерительной лаборатории, расположенной в закрытом салоне автомашины, или в специальных палатках. Салон машины должен быть оборудован обогревом на период холодного времени года, иметь приточно-вытяжную вентиляцию, естественное и искусственное освещение.

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 и измерений ОВ;
средства радио связи;
средства индивидуальной защиты (СИЗ);
тары для сбора сколов ОВ 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.

Использовать нагревательные приборы с открытым пламенем, курить в салоне автомобиля и спецпалатках запрещается.

7. Расчет технико-экономических показателей

В данном дипломном проекте осуществляется проектирование сети доступа на базе технологии пассивных оптических сетей PON. Сети PON характеризуются высокой скоростью передачи информации, высокой степенью масштабируемости, мультисервисностью и простотой наращивания. Однако ни для кого не секрет, что пока не слишком активное проникновение этой технологии на рынок связано с её дороговизной. Безусловно, единовременные инвестиции в строительство такой сети и сравнительно высоки, тем не менее, с учетом операционных затрат PON более эффективна в среднесрочном периоде 3-5 лет [7]. Таким образом, основной целью проведения расчета технико-экономических показателей является подтверждение экономической эффективности данного проекта.

7.1 Капитальные затраты на реализацию проекта

Капитальные затраты могут быть определены как любые затраты, понесенные при создании, приобретении, расширении или усовершенствовании актива, предназначенного для использования в компании. Важным моментом при этом является то, что выгода от таких капитальных затрат будет поступать на протяжений ряда учетных периодов.

С учетом использования готовой, кабельной инфраструктуры, основными составляющими капитальных затрат данного проекта являются покупка приемопередаюшего оборудования (включая затраты на транспортировку и настройку), пассивных оптических разветвителей и программного обеспечения, а также затрат на проектные и строительно-монтажные работы. Общий объём капитальных затрат на реализацию проекта приведен в Таблице 7 [6].

Таблица 7 – Общий объем капитальных затрат на реализацию проекта

п/п	Наименование капитальных затрат	Процент от общих затрат
1	Строительно-монтажные и пуско-наладочные работы	29%
2	Проектные работы	3%
3	Оборудование	67%

	Наименование капитальных затрат	Капитальные затраты, руб. (с учётом НДС)	Доля от общих затрат
11	Приемопередающее оборудование: Модель OLT с малым количеством портов GEPON (до 4)- 1шт., Модель ONIJ с 1-4 портами FE – 72 шт., Модель ONU с более 4 портами FE – 24 шт.	1 182 006	20%
22	Волоконно-оптический одномодовый двухоконный разветвитель 1х2 с заданными коэффициентами деления, ROKS – 30 шт.	18 300	3%
33	Программное обеспечение	3 159 662	55%
44	Проектный работы,	627932,4	11%
55	Строительно-монтажные работы, 29%	635932,4	11%
Итого:	5 623 832,8

Капитальный затраты без НДС вычисляются по формуле:

Кбез НДС= Кс НДС/1,18(8)

КбезНДС = 5 623 832,8/1,18 = 4 765 960 (руб.)(9)

7.2 Основные производственные фонды

Основные производственные фонды – средства труда (здания, сооружения, передаточные устройства, машины и оборудование, транспортные средства, инструменты, рабочий и продуктивный скот и др.), с помощью которых и изготавливается продукция предприятия. Объем основных средств исчисляется в денежном выражении, в виде их стоимости. Основные производственные фонды функционируют в неизменной форме и переносят свою стоимость на продукцию по частям по мере износа за ряд кругооборотов.

Основные производственные фонды соответствуют капитальным вложениям за; вычетом сумм, не переходящих в основные фонды (возвратные суммы, долевое участие, производственный и хозяйственный инвентарь). Beличина капитальных вложений, переходящих в основные производственные фонды (ОПФ) проектируемого объекта, принимается на основании среднего значения, полученного на основе отраслевых отчетных данных, и принята 0,97(или 97%) от капитальных вложений, рассчитанных без НДС [12].

Ф = 0,97*Кбез НДС(10)

Ф = 0,97*4:765 960 = 4 622 981,2 (руб.)(11)

7.3 Эксплуатационные затраты

Эксплуатационные затраты или операционные расходы – затраты и платежи, связанные с проведением за определенный период времени финансовых, производственных, хозяйственных операций. Операционные расходы включают затраты на производство и реализацию продукции, административные и финансовые расходы. Эксплуатационные затраты включают в себя фонд оплаты труда (ФОТ), единый социальный налог (ЕСН), затраты на электроэнергию, амортизационные отчисления, затраты на материалы и запасные части и прочие затраты.

Э = Эфот + Эвсн + Ээл/эн + ЭАм + Эм и з + ЭПр(12)

Фонд оплаты труда – суммарные денежные средства предприятия, организации, израсходованные в течение определенного периода времени на заработную плату; премиальные выплаты, доплаты работникам, компенсирующие выплаты. Годовой фонд оплаты труда (ФОТ) работников, обслуживающих проектируемую сеть, рассчитывается по формуле:

ЭФОТ= Ч*Зпл.ср* kтер.к * 12,(13)

где Ч – численность работников,

Зпл.ср – среднемесячная заработная плата,

kтер.к – территориальный коэффициент.

Для обслуживания проектируемой сети достаточно троих монтажников и одного инженера отдела эксплуатации. Среднемесячная зарплата инженера в компании «РОСТЕЛЕКОМ» составляет 19 000 рублей. Среднемесячная зарплата монтажника, составляет 15 000 рублей. Для г. Краснодара территориальный коэффициент составляет 25%[6]. Таким образом, фонд оплаты труда составит:

ЭФОТ = 3*15 000*1,25*12+1*19 000*1,25*12 = 960 000 (руб.)(14)

Единый социальный налог (ЕСН) включает в себя отчисления в Федеральный бюджет (20,0%), в Фонд социального страхования РФ (2,9%), в Фонды обязательного медицинского страхования (в Федеральный фонд медицинского страхования – 1,1% и в Территориальные фонды обязательного медицинского страхования – 2,0%). Итого ЕСН составляет 26,0% от фонда оплаты труда.

Таким образом, отчисления по ЕСН в составят:

ЗЕСН = 960 000*0.26 = 249 600 (руб.) (15)

Мощность, потребляемая активным оборудованием, функционирующим на проектируемой сети, за год, определяется по формуле:

Wi = Ni*Wi*ti,(16)

где Ni – количество единиц оборудования определенного типа, шт.;

Wi – мощность потребляемая за час работы единицей оборудования, Вт;

ti – время действия оборудования за год в часах (365*24 час).

Мощность активного оборудования данной сети считается в соответствии с величинами, указанными в технических характеристиках приемопередающего оборудования.

Таблица 8 – Расчет мощности, потребляемой активным оборудованием

№№	Наименование оборудования	Максимальная потребляемая мощность за час, Вт	Кол-во, штук	Суммарная потребляемая мощность за год, КВт
11	GEPON концентратор UT Starccin BBS 1000+	23	1	201,5
12	Абонентский терминал UT Starcom ONU 2004	10	14	1 226,4
33	Абонентский, Терминал UT Starcom ONU 804	12	10	1 051,2
44	Абонентский терминал UT Starcom ONU 2024	35	2	613,2
	Итого:	3 092,3

В соответствии с Приложением к приказу Департамента по тарифам НСО одноставочный тариф на электрическую энергию, поставляемую базовым потребителям Краснодарского края, без учёта НДС составляет 1024 руб./МВтч [6]. Таким образом, годовые затраты на электроэнергию составят:

Ээл/эн = 3 0923* 1 024 = 3 166,52 (руб.)(17)

Амортизационные отчисления на полное восстановление определяются исходя из стоимости ОПФ и норм амортизационных отчислений по формуле:

Эам = Ф*Nа/100%,(18)

где NA – норма амортизации, %

Норма амортизационных отчислений рассчитывается по формуле:

NA =1/ tCJI *100%,(19)

NA=1/5* 100 =20%(20)

где tCJI – срок службы оборудования, лет.

Таким образом, амортизационные отчисления составят:

ЭАМ = 4 622 981,2*0,2 = 924 596,2 (руб.)(21)

Затраты на материалы и запасные части примем равными 1% в общем весе эксплуатационных затрат.

Прочие затраты включают в себя страхование имущества, ремонт и обслуживание зданий, сооружений и оборудования, общие хозяйственные расходы и так далее. Прочие затраты примем равными 5% в общем весе эксплуатационных затрат.

Результаты расчетов эксплуатационных затрат отражены в Таблице 9.

Таблица 9 – Эксплуатационные затраты

Статья затрат	Затраты в год, рублей	Структура затрат
Фонд оплаты груда	960 000	42,7%
Единый социальный налог	249 600	11,1%
Затраты на электроэнергию	3 166,5	0,1%
Амортизационные отчисления	924 596,2	40,1%
Затраты на материмы и ЗИП	22 498,6	1%
Прочие затраты	112 492,8	5%
Итого:	2 249 855,47	100%

7.4 Доходы

Доход – чрезвычайно распространенное, широко применяемое и в то же время крайне многозначное понятие, употребляемое в разнообразных значениях. В широком смысле слова обозначает любой приток денежных средств или получение материальных ценностей, обладающих денежной стоимостью. Определить точное значение дохода в денежном выражении невозможно. Однако возможно оценить предполагаемый доход. Таким образом, оценим возможный максимальный, минимальный и средний, ожидаемый приток денежных средств от оказания услуг связи компанией «РОСТЕЛЕКОМ» на проектируемой сети. Результаты оценки сведены в Таблицу 10.

Таблица10 – Предполагаемый доход

#№	Услуга	Стоимость, руб.	Общее количество портов	Доход в месяц, руб.	Доход в год, руб.
11	Безлимитный доступ к Интернет на скорости 512 Кбит/с	15 730	26	408 980	4 907 760
22	Безлимитный доступ к Интернет на скорости 1024 Кбит/с	27 520	26	715 520	8 586 240
33	Безлимитньй доступ к Интернет на скорости 1024 Кбит/с	27 520	52	1 431 040	17 172 480
	Итого				30 666 480

7.5 Оценка эффективности инвестиционного проекта

Оценка экономической эффективности проекта является ключевой при принятии решений о целесообразности инвестирования в него средств. Для проведения оценки будем использовать такой показатель эффективности, как чистая текущая стоимость инвестиционного проекта (ЧТС) или чистый дисконтированный доход (ЧДД). Чистый дисконтированный доход [NetPresentValue, NPY] – сумма годовых текущих эффектов капитальных вложений в проект, приведенная к начальному шагу по каждому шагу расчетов. Чем больше ЧДД, тем эффективнее проект; если же показатель будет отрицательным, то инвестор понесет убытки, т. е. проект неэффективен[12].

Дисконтирование – приведение экономических показателей разных лет к сопоставимому по времени виду (к началу реализации проекта или иному моменту) путем умножения этих показателей на коэффициент дисконтирования. В частности, дисконтированием денежных потоков называют приведение их разновременных (относящихся к разным этапам оценки бизнеса или расчета эффективности инвестиционного проекта) значений к их ценности на определенный момент времени, который называется моментом приведения и обозначается t°.

Коэффициент дисконтирования рассчитывается по формуле:

К=1/(1+Е)t,(22)

где Е – норма дисконта, Е=0,2,

t – шаг расчёта.

Построим график, отражающий эффективность данного инвестиционного проекта с учетом возможных вариантов дохода (Рис. 24).

Рисунок 24 – Эффективность инвестиционного проекта с учетом возможных вариантов дохода

Рассчитаем срок окупаемости инвестиционного проекта, который составляет 2 249 855,47 руб.

Таким образом, при годовой прибыли в 449 971,094 руб/г. срок окупаемости вложений составит:

Заключение

В представленной дипломной работе рассмотрены следующие вопросы:

Дан анализ ШПД Комсомольского микрорайона. Рассмотрены варианты сети абонентского доступа с использованием технологии DSL, FTTx, PON, их основные параметры и пути развития;
Рассмотрена топология и технология для организации PON-архитектуры. Приведен пример реализации PON в Комсомольском микрорайоне г. Краснодара.
Рассчитана длина абонентской линии по технологии PON на примере затухания.
Проанализированы и выбраны модели приёмо-передающего оборудования;
Разработана схема действий монтера при СМР.
Рассмотрена техника безопасности при проведении работ с оптическим кабелем.
Рассчитаны технико-экономические показатели, дана оценка эффективности инвестиционного проекта.

Список использованных источников

Парфенов Ю.А. Кабели электросвязи / Ю.А. Парфенов. – М.: Эко-трендз, 2003.
Сайткомпании deps /Практика проектирования пассивных оптических сетей (PON)
СайтWikipedia / PON – 2012.
Портнов Э. Л. Оптические кабели связи и пассивные компоненты волоконно-оптических линий связи / Э.Л. Портнов. – М.: Горячая линия – Телеком, 2007.– 464 с.
Цех сетей передачи данных ОАО «Ростелеком», 2013
Сметный отдел ОАО «Ростелеком», 2012.
Леонов А. Технология PON – эффективная сеть доступа / А. Леонов, В. Конышев // CONNECT – 2007. – №7. – С. 110-114
Петренко И.И. Пассивные оптические сети PON. Часть 3. Проектирование оптимальных сетей / И.И. Петренко, Р.Р. Убайдуллаев // LightwaveRE. – 2004. №3. – С. 21-28.
Шварц, М. Сети связи: протоколы, моделирование и анализ: в 2"х ч. Ч. I: пер. с англ. – М.: Наука, 1992.
Бессалов И.Е. Безопасность при работе с оптическим кабелем / И. Е. Бессалов//LightwaveRE.– 2005. – №3. – С. 42-44.
ГОСТ 12.1.04083. Группа Т58. Система стандартов безопасности труда. Лазерная безопасность. Общие положения. – М.: Изд-во стандартов, 2001. – 47 с.
Орлов С. Оптика вплотную с клиентами / С. Орлов // LAN. – 2003. – №5. – С. 50-60.
Сайт Cisco Systems / Visual Networking Index – The Zettabyte Era – URL:VNI_Hyperconnectivity_WP.html [14мая 2013]
Сайт Optokon / Оптический сплиттер - как основной элемент сетей PON.

Приложение А

Блок-схема действий обслуживающего персонала при выполнении СМР

ОРГАНИЗАЦИЯ СЕТИ ШИРОКОПОЛОСНОГО ДОСТУПА КОМСОМОЛЬСКОГО МИКРОРАЙОНА Г. КРАСНОДАРА