ЛИЧНО ОТ МЕНЯМеня зовут Андрей. В 2008году я окончил железнодорожный университет (РГОТУПС). Диплом хотел написать натему ADSL, что бы больше узнать осетевых технологиях. Диплом, конечно, имеет железнодорожный уклон, потому чтоуниверситет железнодорожный, и сам я работаю на железнодорожном узле связистаршим механиком связи. Но думаю, что данная «болванка» подойдет и темстудентам, которые не имеют к железной дороге никакого отношения. В результате всех «согласований»тема приобрела следующий вид:
«Проектирование систем абонентского доступа на основетехнологии ADSL для Мичуринского регионального центра связи»Советую обязательно взятькакой-нибудь УЧАСТОК ПРОЕКТИРОВАНИЯ, а не рассчитывать на пустом месте,иначе получится просто описание. Привязываясь к участку, получается ИНЖЕНЕРНЫЙРАСЧЕТ, выполняется самостоятельная работа. Диплом защищался спомощью презентации, плакаты не распечатывали.Надеюсь, что вам эта«болванка» поможет в написании диплома. Могу так же прислать:· рецензию руководителя дипломного проекта;
· отчет по практикена тему" Включениеи настройка аппаратуры МВТК-2 "ЖЕЛАЮ УДАЧИ!
/>
АННОТАЦИЯ
В данном дипломном проектерассматривается вопрос проектирования сети абонентского доступа дляМичуринского регионального центра связи. В проекте обосновывается необходимостьразвития широкополосного доступа на участке связи железнодорожного транспорта ивыбрана технология ADSL. Произведен расчет пропускной способности дляпроектируемой сети доступа и для транспортной сети, расчет затуханиярегенерационных участков волоконно-оптической линии связи. Рассмотренымеханизмы, позволяющие эффективно использовать абонентскую пару в кабеле, спомощью технологии ADSL. Разработана схема подключения проектируемогооборудования к устройствам электропитания. Рассчитана экономическаяэффективность и срок окупаемости проекта.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 ТЕХНИКО-ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ ЧАСТЬ 10
1.1 Особенности построения цифровой сети ОАО РЖД сиспользованием волоконно-оптических линий связи
1.2 Выбор технологии широкополосногодоступа
1.3 Структура технологии ADSL
1.3.1 Типовая схема соединения ADSL
1.3.2 Функционирование ADSL с точки зрения протоколов
1.3.3 Алгоритм линейного кодированияв системах ADSL
1.3.4 Факторы, влияющие на параметрыкачества ADSL
1.4 Развитие ADSL. Технологии ADSL2, ADSL2+, READSL2
1.4.1 Технология ADSL2
1.4.2 Технология ADSL2+, READSL2
2 ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Анализ оснащенности участкапроектирования
2.2 Характеристика оборудования DSLAM
2.3 Расчет пропускной способности дляпроектируемой сети доступа
2.3.1 Расчет количества потенциальныхпользователей
2.3.2 Расчет трафика с учетомразделения на профили
2.4 Выбор транспортной сети
2.4.1 Транспортная сеть на основесуществующего оборудования SDH
2.4.2 Транспортная сеть на основемаршрутизаторов CISCO 7604
2.5 Расчет затухания регенерационныхучастков
2.6 Разработка схемы подключенияпроектируемого оборудования к устройствам электропитания
3 ОХРАНА ТРУДА
3.1 Анализ потенциальных опасностей ивредностей на железнодорожных узлах связи
3.2 Влияние электрического тока наорганизм человека
3.3 Средства защиты от пораженияэлектрическим током
3.4 Защитное заземление
3.4.1 Принцип действия и областьприменения защитного заземления
3.4.2 Расчет защитного заземления
4 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
4.1 Расчет единовременных капитальныхвложений
4.2 Расчет эксплуатационных расходов
4.2.1 Расчет заработной платы
4.2.2 Расчет расходов на социальныенужды
4.2.3 Расчет расходов на материалы изапасные части
4.2.4 Расчет платы за электроэнергию
4.2.5 Расчет амортизационныхотчислений и прочих расходов
4.3 Определение экономическойэффективности внедряемой сети абонентского доступа
4.3.1 Расчет средней прибыли отодного пользователя в месяц
4.3.2 Расчет прибыли от проектируемойсети доступа в год
4.3.3 Расчет чистогодисконтированного дохода (ЧДД) и срока окупаемости проекта графоаналитическимметодом
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
ПРИЛОЖЕНИЕ 7
ПРИЛОЖЕНИЕ 8
ПРИЛОЖЕНИЕ 9
ПРИЛОЖЕНИЕ 10
ПРИЛОЖЕНИЕ 11
ПРИЛОЖЕНИЕ 12
ВВЕДЕНИЕ
Информационные ресурсы в период перехода к глобальномуинформационному обществу (ГИО) становятся стратегическими наравне с запасамируды и нефти, сфера коммуникаций оказывается едва ли не основной для развитиябизнеса, экономические модели и модели производства все более виртуализируютсяи т.д. Одним из направлений внедрения новых виртуальных технологий в жизньявляется обеспечение максимально широкого доступа населения к информационнымресурсам общества и всей мировой цивилизации. Отсюда возникает необходимостьмодернизировать все современные системы связи: от магистральных сетей доконечного терминала. Такая модернизация в мировой и отечественной практикеполучила название сетей нового поколения (Next Generation Networks, NGN).
Решающая роль в стратегии развития железнодорожноготранспорта отводится информатизации и внедрению современных информационныхтехнологий во все сферы деятельности отрасли. Информатизация обеспечиваетрешение основной стратегической задачи транспорта — увеличение объемовперевозок при постоянном сокращении транспортных издержек. В свою очередьтранспортные сети и сети доступа являются фундаментом общей системыинформатизации и всей системы управления работой железнодорожного транспорта.Информационные системы позволяют контролировать сложные технологическиепроцессы в режиме реального времени, что обеспечивает безопасность движения.
КонцепцияTriple Play была сформирована как чисто маркетинговая концепция услуг NGN. В ееоснову был положен анализ возможных услуг, которые могут заинтересоватьпользователей XXI века. Детальный анализ показал, что все современные услуги,какими бы сложными они не казались, могут быть представлены в виде комбинациитрех базовых услуг:
— телефония;
— передача данных в широком смысле;
— телевидение, или передача телевизионной информации.
Телекоммукационнаясеть железнодорожного транспорта на основе волоконно-оплической линии связи(ВОЛС) и оборудования SDHдостаточно развита по всей территории России. Учитывая растущую популярность,приносящих доход услуг «Triple Play», необходиморазвитие широкополосного доступа для более эффективного использованиясуществующей телекоммуникационной сети. Внедряемые сети широкополосного доступаможно использовать не только для коммерческих целей, но и для передачи данныхинформационных систем железнодорожного транспорта.
Использованиетехнологий xDSL (цифровая абонентская линия) насуществующей медной паре позволяет превратить абонентскую кабельную сеть вчасть сети высокоскоростной передачи данных. Технологии xDSL позволяют значительно увеличитьскорость передачи данных по медным парам проводов, при этом не требуют глобальноймодернизации кабельной сети. Именно возможность преобразования существующих телефонныхлиний, при условии проведения определенного объема подготовительных техническихмероприятий, в высокоскоростные каналы передачи данных и является преимуществомтехнологии xDSL .
Вданном проекте было принято использовать технологию ADSL2+ (Asymmetric DigitalSubscriber Line) – асимметричная цифровая абонентская линия.Асимметричный характер скорости передачи данных вводится специально, так какпользователь Интернет обычно загружает данные из сети в свой компьютер, а вобратном направлении идут либо команды, либо поток данных существенно меньшейскорости. Стандарт ADSL2+(G.992.5) представляет собой новыйстандарт ADSL, обеспечивающий взаимодействие ссуществующими ADSL-решениями. В этом стандарте предусмотренынекоторые усовершенствования в отношении скорости и дальности передачи.Повышенная эффективность модуляции, уменьшение заголовка кадров, увеличениеэффективности кодирования и применение усовершенствованных алгоритмов обработкипотока позволяют повысить производительность по сравнению с линией DSL и обеспечить скорость передачи внаправлении пользователя до 12 Мбит/с. Стандарт обладает расширеннымидиагностическими возможностями для выявления проблем, возникающих приобслуживании пользователей.
1ТЕХНИКО-ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ ЧАСТЬ
1.1 Особенности построения цифровой сетиОАО РЖД с использованием волоконно-оптических линий связи
Вторичныесети ОАО РЖД представлены в виде телефонных сетей – оперативно-технологической(ОТС), общетехнологической (ОбТС) и сети передачи данных.
В настоящий момент происходятвнедрения цифровой аппаратуры ОТС на участках, оборудованныхволоконно-оптическими линиями связи (ВОЛС).
Приразработке цифровой сети связи МПС следует учитывать ряд характерных ееособенностей:
— сеть концентрируется вдоль железной дороги, полностью отражая при этом ееконфигурацию;
— первичная сеть должна обеспечить формирование единого информационного потока,проходящего через последовательно расположенные пункты выделения. В этихпунктах часть потока ответвляется с целью обслуживания абонентов местной сети;
— в большинстве пунктов выделения ответвляется незначительная часть потока, составляющая от долей донескольких процентов главного потока.
Использование на каждой станциидорогостоящих мультиплексоров для выделения малого потока, содержащего один илинесколько первичных цифровых каналов (ПЦК), нерационально.
Этапроблема решена использованием двухуровневой модели построения сети ОТС.
Разработка оснащенности участкапроводится с учетом существующей структуры первичной и вторичной сетей связи. Разрабатываемаясеть связи с использованием ВОЛС должна обеспечивать передачу и распределениевсевозможных информационных потоков, необходимых для нормальногофункционирования производственных процессов всех подразделений железнодорожноготранспорта и удовлетворения потребностей населения в услугах связи.Технологическая связь не просто обслуживает то или иное производствожелезнодорожного транспорта, а, непосредственно проникая в него, является однимиз важнейших звеньев единого процесса управления производством, необходимымэлементом производственных сил.
В современных условиях, когданаучно-технический процесс автоматизации технологий позволяет перейти кавтоматизации управления всей отраслью железнодорожного транспорта, необычнобыстро возрастает потребность в обмене информации.
Структура первичной сети на железныхдорогах соответствует иерархии управления. Выбор структуры цифровой первичнойсети серьезная научная проблема в комплексе задач, относящихся к оптимизациисистемы оперативно-технологической связи. Цикл жизни потока первичной сетиобычно значительно превышает цикл жизни вторичной сети, поэтому топологияперспективной первичной сети должна быть оптимальной для всех организованных наее основе вторичных сетей и для возможного расширения их функций и интеграции.Перенос всех вторичных сетей в единые средства передачи первичной сети возможентолько при условии обеспечения ее надежности. Система обеспечения надежности вперспективной первичной сети один из самых важных ее элементов. Эта задачадолжна решаться разработкой и использованием целого комплекса организационных,технических и сетевых решений.
Построение цифровых сетей нажелезнодорожном транспорте с использованием цифровых систем передачи (ЦСП)синхронной цифровой иерархии (СЦИ) рационально осуществлять связь намагистральном, дорожном и отделенческом уровнях, используя стратегию“наложения” [6]. Это позволит создать качественно новую сеть, оптимальную поструктуре, управлению и возможностям ее дальнейшего развития. Местные сетицелесообразно разрабатывать на базе систем передачи цифровой информации наволоконно-оптических и существующих кабельных линиях передачи, используястратегию “замещения” аналоговых систем передачи на цифровые. Причем, насуществующих кабелях с медными жилами целесообразно использовать специальныетехнологии семейства хDSL.Таким образом, задача оптимального построения цифровой первичной сети связиявляется задачей рационального выбора технических средств, обеспечивающихудовлетворение потребностей в передаче и распределении всех видов информации налюбом ее уровне.
В качестве основного виданаправляющей системы при новом строительстве и увеличении пропускнойспособности существующей сети связи используется волоконно-оптический кабель(ВОК) как обладающий наибольшими помехозащищенностью, пропускной способностью,и допускающий различные варианты подвески, прокладки в зависимости от условийэксплуатации. Волоконно-оптические кабели, используемые при строительстве ВОЛСна грузонапряженных участках, где проходят магистральные и дорожные линиисвязи, должны иметь не менее 16 волокон. На малозагруженных участках не менее 8волокон для обеспечения резервирования и защиты. Кабели должны быть содномодовыми волокнами и сертифицированы для длин волн 1,31 и 1,55 мкм. Этопозволит в случае необходимости осуществлять спектральное уплотнение оптическихволокон.
ОТС железных дорог России, в качествебазовой, устанавливается кольцевая 2-уровневая модель цифровой сети.
Каждое направление сети строится сиспользованием колец нижнего уровня, охватывающих участки железной дороги,содержащие не более 50 исполнительных станций. Кольца нижнего уровнясоответствуют видам ОТС отделенческого уровня и формируются в пределах участковОТС. Каждое кольцо нижнего уровня образовано на базе пучка ПЦК с величинойинформационного потока Е1 2048 Кбит/с в каждом. Количество ПЦК в пучке зависитот суммарного информационного потока в кольце нижнего уровня.
Порядок разбиения цифровой сети накольца нижнего уровня устанавливается на этапе проектирования системы ОТС с учетомконфигурации первичной цифровой сети МПС, реализованной в конкретном регионе.При этом полученные в результате разбиения кольца могут не совпадать сдиспетчерскими кругами соответствующих служб. Количество колец ПЦК нижнегоуровня, объединенных в единую сеть ОТС отделения (дороги) одним кольцомверхнего уровня должно быть не более 20.
Кольцаверхнего уровня, объединяя кольца нижнего с помощью мостовых станций, соединяютих с распорядительной станцией ЕДЦУ соответствующего направления. Кольцаверхнего уровня формируются в масштабах отделения (или дороги), поэтому на ихбазе организуются виды ОТС дорожного и магистрального уровней.
ИнтерфейсыПЦК предназначены для сопряжения станции с каналами цифровой сети ОТС.
Интерфейсыабонентских окончаний должны обеспечиваться с помощью адаптеров доступа сети(АДС), входящих в состав станций. Для этого АДС реализуют протоколы сопряженияс техническими средствами абонентов.
Всепараметры абонентских окончаний и комплектность АДС определяются для каждойстанции на этапе проектирования.
ПотокЕ1, в котором выделен общий канал сигнализации (ОКС), должен проходить черезвсе мостовые станции и распорядительную станцию данного направления.
Дляорганизации связи диспетчеров, круги которых охватывают несколько направлений,аппаратура распорядительных станций каждого направления объединяется внутреннимкольцом Е1. В аппаратуре мостовых и распорядительных станций производитьсяполупостоянное соединение канальных интервалов колец нижнего и верхнего уровнейв соответствии со схемами диспетчерских связей каждого направления. Дляорганизации междиспетчерских связей распорядительные станции ЕДЦУ объединяютсядополнительными каналами Е1.
Возможен вариант резервированиядиспетчерских связей с исполь-зованием существующей аналоговой сети ирезервного диспетчерского пульта ПДР, устанавливаемого на рабочем местедиспетчера. ПДР обеспечивает возможность работы по каналу диспетчерскойтелефонной связи и поездной радиосвязи. Пульт ПДР подключается непосредственнок четырехпроводным каналам ТЧ аналоговой системы передачи.
В кольцевых структурах каждого уровнядля обеспечения надежности (живучести) сети ОТС не рекомендуется использование«плоских» колец, организованных в одном кабеле ВОЛС.
При отсутствии возможностиорганизации колец в разных, желательно территориально разнесенных, кабелях ВОЛСили с помощью каналов Е1 обходных направлений в дорожной сети ОТС необходимодля построения кольца использовать кабели с металлическими жилами, по которымможно (с использованием технологий хDSL или аналоговых систем передачи и трансмультиплексоров) организоватьканалы Е1. Для организации «пространственного» кольца верхнего уровнярекомендуется также использовать потоки Е1, выделенные в системе передачимагистральной сети, имеющей пространственную кольцевую структуру. Как правило,это системы STM-4 или STM-16.
Должна быть предусмотрена возможностьиспользования для организации колец нижнего уровня прямых каналов ТЧ.Количество ТЧ каналов, используемых для резервирования, должно быть равноколичеству диспетчерских связей, сохраняемых при повреждении основногонаправления.
Объемыпередаваемой информации по цифровой сети железнодорож-ного транспорта с каждымгодом возрастают. Передача данных требует более высоких скоростей. Можнополучать дополнительную прибыль от квартирных абонентов, желающих пользоватьсяуслугой высокоскоростного доступа в глобальную сеть Интернет. Учитывая все это,существует потребность развития широкополосного доступа. Следует отметитьнеобходимость создания широкополосного доступа для мобильных абонентов, именнотакого доступа нет в существующих сетях.
1.2Выбор технологии широкополосного доступа
Сети доступа должны либо создаваться заново, либоиспользовать имеющиеся ресурсы [1]. И если транспортную сеть оператор можетстроить, как хочет, то сети доступа в современных революционных условиях онвынужден строить, как может. Если есть проводная телефонная сеть – следуетиспользовать провода (xDSL). Нет проводов – можно прокладывать волокно допользователя (FTTx). Нет возможности проложить волокно — можно использоватьрадиодоступ (Wi-Fi, WiMAX, WLL и пр.). Нельзя разместить базовую станциюрадиодоступа – можно использовать ресурсы сотовых сетей (GPRS). Именно поэтомув области технологий доступа богатство технических решений намного превосходиттехнологии транспортных сетей.
На развитие кабельного хозяйства местной связи, в течениемногих лет, затрачены огромные ресурсы и силы. Поэтому самым простым иэкономичным методом организации широкополосного доступа является адаптациясуществующего абонентского кабеля для целей сети доступа NGN.
Втаблице 1.1 приведены различные стандарты технологии ADSL. Можно достаточноскептически отнестись к значениям скорости (особенно ADSL2+), и утверждать чтони один из абонентов не сможет получить 24 Мбит/с по линии вниз. Необходимопонимать, что это максимум, и технология ADSL не будет обеспечивать каждогопользователя такой скоростью. Но технология обещает максимально эффективноиспользовать абонентскую пару при передаче данных.
Удобство миграции абонентов из телефонной сети в сеть
NGN, которое дает технология ADSL, неоспоримо. В том случае,когда абоненту необходимо предоставить широкополосный доступ как можно быстрееи с минимальными издержками, технология ADSL почти не имеет конкурентов средипроводных решений.
Завершая рассмотрение вопроса о структуре традиционнойтехнологии
Таблица 1.1 – Стандарты технологии ADSLТехнология Стандарт
Год
выпуска
Максимальная
скорость передачи ADSL G.992.1 1999
7 Мбит/с вниз,
800 кбит/с вверх ADSL2 G.992.3 2002
8 Мбит/с вниз,
1 Мбит/с вверх ADSL2+ G.992.5 2003
24 Мбит/с вниз,
1 Мбит/с вверх ADSL2-RE G.992.3 2003
8 Мбит/с вниз,
1 Мбит/с вверх
ADSL, обратим внимание, что эта технология при всех еепреимуществах является «заплаточной», т.е. представляется всего лишь промежуточными временным решением между существующими в настоящее время сетями телефонии иперспективными сетями NGN.
Единственное универсальное решение, которое имеет перспективув NGN – перестройка абонентских кабельных сетей, т.е. полная реконструкция исоздание отдельной широкополосной абонентской сети. При этом состав абонентскойсети меняется качественно. Если раньше абонентские кабельные сети использовалиметаллические кабели, то с появлением абонентских сетей NGN наступает эраоптики, и только оптические кабели могут обеспечить почти бесконечный ресурсдля любого перспективного развития абонентского NGN.
В настоящее время уже имеется целая концепция абонентскихкабельных сетей нового поколения. Связана она с семейством концепций FTTx, чтов переводе означает «Оптика до…». Соответственно, вместо х добавляютсяразличные пункты доведения оптического транспорта до пользователя (рис.1.1):
FTTB (Fiber To The Building) — оптическая система передачи додома;
FTTC (Fiber To The Curb) — оптическая система передачи дораспределительной коробки;
FTTCab (Fiber To The Cabinet) — оптическая система передачидо распределительного шкафа;
FTTP (Fiber To The Premises) — оптическая система передачи досегмента сети;
FTTO (Fiber To The Office) — оптическая система передачи до офиса;
FTTH (Fiber To The Home) — оптическая система передачи доквартиры;
FTTU (Fiber To The User) — оптическая система передачи доконечного пользователя.
Еще одна причина последовательной динамики перехода вабонентской системе с ADSL на FTTx представлен на рис.1.2. Здесь показанпроцесс эволюции загрузки пучка абонентских линий. На первом этапе весь пучокреализуется под задачи телефонной связи за исключением нескольких абонентовADSL. По мере роста популярности услуг ADSL доля пар, используемых для широкополоснойпередачи, растет. Наступает момент, который связан с состоянием пучкаабонентских пар, когда абоненты ADSL начинают влиять друг на друга. Наконецнаступает состояние, которое можно назвать максимальным процентом услуг ADSL вкабельной системе. После достижения критического соотношения между телефоннымиабонентами и абонентами ADSL в пучке любое новое подключение абонента ADSLприводит к существенному ухудшению качества для всех остальных абонентов ADSL.Дальнейшее увеличение скорости передачи в нем невозможно и тогда требуетсяреконструкция абонентского кабеля на основе технологии FTTx.
Достижение на пучках сети критического соотношения можетзанять не одно десятилетие, что и обеспечивает технологии ADSL статус оченьперспективной. Таким образом, технология ADSL может считаться «заплаточной»,временной, но в то же время очень перспективной и современной.
/>
1.3Структура технологии ADSL
1.3.1Типовая схема соединения ADSL
Технология ADSL базируется на идее использовать существующуюабонентскую телефонную линию для обеспечения абонентов услугами широкополосногодоступа. При этом в технологию были заложены некоторые основополагающиепринципы:
— в технологии предусмотрена организация асимметричногообмена данными;
— при внедрении ADSL объем работ должен быть минимальным, поскольку технологияADSL изначально ориентирована на массовое внедрение;
— при любых нарушениях в оборудовании или сети NGNтрадиционная телефонная связь должна работать;
— в технологии используются существующие абонентские линиителефонной сети, в каком бы состоянии они не были.
На этих основаниях выросла вся структура технологии ADSL ипроизошел процесс миграции обычной телефонной линии в систему абонентскогоширокополосного доступа ADSL (рис 1.3).
В основе типовой схемы абонентского подключения лежитиспользование принципа частотного разделения. Весь сигнал, передаваемый поабонентской
линии, делится в частотном диапазоне на три части (рис.1.4):
— диапазон передачи сигналов традиционной телефонии;
— диапазон для ADSL линия вверх ;
— диапазон для ADSL линия вниз .
Асимметричный обмен предусматривает, что скорость передачиданных от абонента к узлу сети (линия вверх) будет заведомо меньше, чемскорость передачи от узла сети к абоненту (линия вниз). Поэтому для передачиданных по линии вверх отводится меньший частотный диапазон в телефонном канале.Технология ADSL занимает общий диапазон до 1,1 МГц.
Телефонный сигнал занимает диапазон от 0,3 до 20 кГц, ADSL полинии вверх – диапазон от 30 кГц до 140 кГц, а сигнал ADSL по линии вниз — от140 до 1100 кГц.
Для обеспечения частотного разделения сигналов по обеимсторонам бывшей телефонной линии устанавливаются разветвители сигнала(сплиттеры), которые выполняют функции разделения между цепями телефонии иширокополосного доступа ADSL. Телефонная связь (или связь ISDN) передается, каки раньше, в своем частотном диапазоне. В зависимости от того, являлась лиабонентская линия линией обычной телефонной сети или линией ISDN, различаютсядва стандарта ADSL :
1. В случае использования обычной телефонной линии телефоннаясвязь передается в диапазоне от 300 до 3400 Гц, ADSL занимает частоты,
начиная с 30 кГц.
2. В случае использования линии ISDN данные ISDN передаются вдиапазоне до 80 кГц, a ADSL занимает частоты, начиная со 138 кГц.
Сплиттеры представляют собой пассивные элементы, сделанные наоснову двух фильтров: фильтра высоких частот (ФВЧ) и фильтра низких частот(ФНЧ).
/>
/>
Их основное назначение –обеспечить разделение трафика ADSL и трафикатрадиционной телефонии/ISDN. Сплиттеры не требуют для своей работы питания, таккак представляют собой пассивные элементы.
Рассмотрим элементы, добавляемые к абонентскому подключениюдля обеспечения широкополосного доступа. Со станционной стороны добавляетсяоборудование DSLAM (DSL Access Multiplexer — мультиплексор доступа DSL),выполняющее функции преобразования сигналов ADSL в ячейки ATM, которые затемпередаются в сеть.
1.3.2Функционирование ADSL с точкизрения протоколов
От рассмотрения ADSL как технологии использованиясуществующей абонентской пары перейдем к изучению всего комплекса устройств всоставе абонентского включения ADSL. Для этого проследим преобразование данныхв различных протоколах от компьютера до сервера Интернет-провайдера (ISP),основываясь на том факте, что широкополосный доступ создается в первую очередьдля активной работы пользователя в сети Интернет. На рис 1.5 показана всяцепочка различных устройств, участвующих в процессе передачи данных и наиболее частаясхема взаимодействия по уровням протоколов.
Данные пользователя передаются в виде запросов протоколаверхнего уровня HTTP, который применяется в Интернете. Для передачи данныхкадры HTTP упаковываются в транспортные кадры TCP/IP и передаются на модемADSL. Для этого могут использоваться различные интерфейсы обмена, наиболеечасто – Ethernet или USB.
Ключевая роль модема ADSL состоит в том, чтобы преобразоватьданные пользователя в формат, удобный для передачи через ADSL. Модем неработает с данными верхних уровней, для него существуют только кадры TCP/IP.Для передачи кадров по цепи абонентского доступа модем формируетчетырехуровневую структуру ADSL, включающую физический уровень протокола ADSL,канальный уровень на основе ATM, уровень РРР для контроля связности канала врежиме точка-точка и собственно TCP/IP.
Главная цель преобразования данных в модеме в том, чтобысформировать довольно сложную структуру ADSL. Сформированные в модеме кадрыADSL в виде модулированного сигнала поступают в используемую для передачителефонную линию и передаются на DSLAM. Обычно на один DSLAM приходитсянесколько (иногда несколько сотен) подключений модемов.
DSLAM представляет собой довольно простое устройство, котороеработает с данными только на уровне ADSL и ATM. Основная задача DSLAM — восстановление данных из кадров ADSL и формирование потока ячеек ATM, которыйбудет передаваться дальше по сети. Нельзя забывать, что технология ADSLродилась в середине 1990-х, когда стратегической концепцией построениямультисервисных сетей являлась технология ATM.
Тогда вполне логично считалось, что преобразование данныхпользователя в ячейки ATM на стороне сети заведомо обеспечивает функцииширокополосного доступа. В современной концепции NGN технология ATM сохраненатолько как служебная. По этой причине оказалось необходимым преобразоватьячейки ATM в более привычную для современных сетей форму на базе TCP/IP. Всостав цепи абонентского доступа было включено еще одно устройство, получившееназвание сервера широкополосного удаленного доступа (Broadband Remote AccessServer, BRAS). Такое устройство представляет собой краевой маршрутизатор IP дляинтеллектуального управления широкополосным доступом. BRAS позволяет управлятьпараметрами трафика от пользователей ADSL на уровне канала передачи данныхпакетного трафика. Например, регулирование скорости передачи данных отпользователя в сеть осуществляет именно BRAS. Сейчас операторы сетей доступаDSL для ограничения прямого и обратного трафика используют на узлах доступа ATMфиксированные профили скорости, что возможно реализовать без помощи BRAS. Но наперспективу для предоставления гибко адаптируемой пропускной способностипотребуются более тонко настраиваемые механизмы, и реализовать такие функциибез краевого маршрутизатора оказывается затруднительным. Кроме того, на фонерастущего спроса на пропускную способность операторы региональных
сетей и сетей доступа нуждаются в более гибкоймасштабируемости решений, и здесь BRAS становится тоже важным элементом.
Управлениепотоком пакетного трафика IP в DSLAM не может быть реализовано, DSLAMподдерживает только уровень ATM, не выше. Помимо функций управления потокомBRAS выполняет важную функцию по преобразованию форматов данных, так что этотэлемент действительно выполняет краевую задачу: после него данные передаются посети
/>
Подводя итог вышесказанному, отметим, что с точки зренияфункционирования системы ADSL, критичной является связка модем и
DSLAM, где, собственно, ADSL присутствует. Все остальныеэлементы схемы широкополосного абонентского доступа (см.рис.1.5) могут бытьотнесены к абонентским устройствам NGN или вообще составным частям транспортнойсети NGN.
1.3.3Алгоритм линейного кодирования в системах ADSL
Специфическая особенность ADSL – это использование модуляции256DMT, о чем необходимо сказать подробнее. Метод передачи информации,разработанный для ADSL, состоит в том, что для передачи сигналов используются256 несущих. Это означает, что в канале передачи работают 256 мини-модемов,каждый из которых передает информацию на своей несущей. Применение такойметодики позволяет повысить эффективность использования ресурса за счеткомпенсации любых селективных шумовых влияний на параметры передачи. Междунесущими устанавливается защитный интервал 4312,5 Гц. Часть несущих отдаетсяпод передачу данных по линии вверх, часть — для передачи по линии вниз (рис.1.6).Передача данных на несущей осуществляется посредством амплитудно-фазовоймодуляции (Quadrature Amplitude Modulation, QAM).
Объем передаваемой информации на отдельной несущей зависит отсоотношения сигнал/шум на данной частоте. Если на несущей соотношениесигнал/шум оказывается небольшим, то количество бит/с на ней устанавливаетсяменьшим. В результате распределение скорости передачи по частоте в абонентскойпаре повторяет зависимость отношения сигнал/шум от частоты. В качестве примерафункционирования единого алгоритма передачи256DMT/QAM (рис. 1.7) представленвариант абонентской линии, в которой присутствует неравномерностьамплитудно-частотной характеристики (АЧХ) и селективная помеха. В результатепрофиль уровней передачи сигнала ADSL повторяет профиль АЧХ, селективная помехавоздействует не на весь сигнал ADSL, а только на одну или несколько несущих.Двухшаговый алгоритм 256DMT/QAM адаптирует передачу цифрового потока к любымпараметрам абонентской пары.
1.3.4Факторы, влияющие на параметры качества ADSL
Можновыделить две группы факторов влияющих на параметры качества ADSL:
— влияние параметров абонентской кабельной пары,
— влияние со стороны пары модем-DSLAM.
Наиболее интересным для эксплуатации фактором,непосредственно влияющим на параметры качества ADSL, являются параметрыабонентской кабельной пары. Поскольку абонентский кабель и его параметры непривносится технологией ADSL извне, а уже имеется у оператора.
Базовые параметры абонентской пары полностью описаны внормативных документах и хорошо известны. К основным базовым параметрам можноотнести:
— наличие постоянного/переменного напряжения на линии;
— сопротивление абонентского шлейфа;
— сопротивление изоляции абонентского шлейфа;
— емкость и индуктивность абонентского шлейфа;
— комплексное сопротивление линии на определенной частоте(импеданс линии);
— симметрию пары в смысле омического сопротивления.
/>
/>
Значения перечисленных параметров определяют качествоабонентской пары, и уже на этом основании можно говорить, что они важны дляпаспортизации кабелей под ADSL.
Кроме базовых параметров существуют специализированные параметры кабеля. Процедурно специализированныепараметры отличаются от базовых тем, что любые измерения этих параметров всегдаопираются на методики частотного тестированиялинии. Согласно данным методикам для диагностики абонентского кабеля следует подать тестовый специализированный сигнал (воздействие) и анализировать качество прохождения такогосигнала по линии (отклик).
К специализированным параметрам относятся:
— затухание в кабеле;
— шум в широкой полосе частот и отношение сигнал/шум;
— амплитудно-частотная характеристика (АЧХ);
— переходное затухание на ближнем конце;
— переходное затухание на дальнем конце;
— импульсные помехи;
— возвратные потери;
— симметрия пары в смысле неравномерности характеристикпередачи.
Еще один фактор, непосредственно влияющий на параметрыкачества ADSL на уровне абонентского кабеля, — наличие в кабеленеоднородностей. Любые неоднородности в абонентском кабеле негативносказываются на параметрах передачи. В случае передачи широкополосного сигналачерез параллельную отпайку передаваемый сигнал сначала разветвляется, а затемотражается от несогласованного конца отпайки. В результате на стороне приемникадва сигнала – прямой и отраженный – накладываются друг на друга, причемотраженный сигнал может рассматриваться как шумовой.
Уровень деструктивного влияния отраженного сигнала будетнапрямую зависеть от уровня отражения на отпайке. Из теории сигналов уровеньотражения будет тем выше, чем больше частота передаваемого сигнала. Врезультате любые системы широкополосной передачи оказываются оченьчувствительными к любым неоднородностям в кабеле. В случае ADSLчувствительность к неоднородностям немного компенсируется адаптивнойподстройкой пары модем-DSLAM, так что наличие отпаек не отменяет возможностьпередачи. Но в случае отпайки скорость передачи ADSL резко падает, чтопозволяет производителям оборудования и системщикам выдвигать требования онедопустимости никаких неоднородностей в кабеле для ADSL.
Увлекшись темой диагностики абонентских пар, многиеспециалисты готовы приравнять эксплуатацию ADSL к задаче диагностики кабелей.Но это неправильно. На общие параметры качества доступа ADSL влияетэффективность работы пары модем-DSLAM. Здесь сказывается несколько факторов.
1. Технология ADSL предусматривает технологическуюнезависимость
параметров DSLAM и модема, эти устройства могут быть разногопроизводства. Любые варианты нестыковки в паре модем-DSLAM должны
сказываться на качестве доступа ADSL.
2. Фактор нестыковки на уровне «рукопожатия» может проявитьсяв том,
что модем и DSLAM могут установить не самый эффективный режимработы и обмена данными.
3. На уровне диагностики соединения фактор нестыковки можетпривести
к неправильной настройке эквалайзеров и эхокомпенсаторов, чтоскажется на параметрах скорости передачи. Здесь же может присутствовать факторнарушения в работе только одного устройства. Например, сама процедура настройкиэхокомпенсатора в модеме может оказаться некорректной и могут возникнуть нарушения.Аналогичные нарушения могут быть вызваны некор-ректной работой процедурвыравнивания уровня сигнала в DSLAM и т.д.
4. Аналогичные проблемы могут быть обусловлены нестыковкой науровне диагностики канала. Здесь нарушения в процессе согласования схем кодированияи любые сбои в работе алгоритмов диагностики SNR могут привести к ухудшениюкачества подключения ADSL.
1.4Развитие ADSL. Технологии ADSL2, ADSL2+,READSL2
1.4.1Технология ADSL2
Технология ADSL2 оформилась в виде стандарта в 2002 г. В основе ADSL2 была использована традиционнаятехнология ADSL, но в рамкахADSL2 были сделаны доработки для повышенияэффективности.
Итак, в технологию ADSL2 были внесены следующие дополнения ADSL:
— модернизацияалгоритма модуляции и схемы кодирования и повышение эффективности работыфизического уровня;
— внедрение алгоритма управления мощностью передачи;
— оптимизация процедуры инициализации модема;
— функции диагностики абонентского кабеля в процессе работыпары модем-DSLAM;
— разработаны три новых механизма адаптации процесса передачиданных к нарушениям в параметрах абонентской линии;
— разработана схема работы ADSL2 только в режиме цифровойпередачи, без аналогового телефонного сигнала;
— режим быстрого запуска модема позволил существенносократить время восстановления обмена данными в ADSL2.
Важным для практики нюансом технологии ADSL2 являетсяреализация в рамках этой технологии режима управления мощностью передачи.Напомним, что для ADSL не предполагался «спящий» режим модема. Модем ADSLвсегда активен, за счет чего увеличиваются в целом энергопотребление на сторонепользователя и уровень переходных помех в кабеле. В технологии ADSL2 былиустановлены три режима работы устройства:
— L0 – режим максимальной мощности передачи (используется вслучае передачи высокоскоростного трафика);
— L2– режим низкогоэнергопотребления (соответствует передаче фонового трафика, например трафикаИнтернет);
— L3 – «спящий режим» (включается, когда абонент неиспользует ADSL).
В технологии появляется диагностика параметров абонентскойпары. Измеряются наиболее критичные параметры пары: уровень шума, уровеньзатухания сигнала, отношения сигнал/шум и пр. Согласно стандарту измеренияпроводятся с двух сторон линии, со стороны модема и со стороны DSLAM. Причемдопускается ситуация, когда качество линии таково, что установить по ней связьпо ADSL нельзя, но можно включить диагностический режим. Вообще, длядиагностики имеют место три режима:
— диагностика в процессе передачи данных;
— диагностика в процессе инициации модема, во время настройкипараметров пары модем-DSLAM;
— диагностика в специальном режиме, позволяющем выполнитьполный
спектр измерений.
Согласно стандарту ADSL2 в процессе работы пары модем-DSLAMдиагностируются следующие параметры абонентской пары:
— характеристика канала на каждой несущей – эквивалент АЧХ;
— уровень шумов на каждой несущей;
— отношение сигнал/шум на каждой несущей;
— затухание в линии;
— затухание сигнала;
— запас по соотношению сигнал/шум;
— максимальная скорость передачи данных;
— уровень наведенной мощности на ближнем конце;
— уровень наведенной мощности на дальнем конце.
Еще одним важным следствием развития технологии ADSL2 явилосьпоявление трех новых алгоритмов адаптации процесса передачи ADSL к условиямпередачи сигналов ADSL. Рассмотрим еще три алгоритма, позволяющие еще лучшеадаптировать ADSL к любым условиям передачи сигналов.
Алгоритмы работают по одному принципу, позволяют безнарушения связи подстроить режим передачи пары модем-DSLAM таким образом, чтобыкомпенсировать влияние вновь появившейся помехи. Этим данные алгоритмыотличаются от уже известного нам 256DMT/QAM, обеспечивающего подстройкупараметров пары модем-DSLAM перед началом обмена. Таким образом, имеется возможностькомпенсировать нерегулярные помехи, связанные с переходными помехами, явлениямиинтерференции, импульсными шумами и пр., т.е. наиболее «капризные» помехи.
Всего в технологии ADSL были разработаны три алгоритмаадаптации.
1. Алгоритм Bit Swapping1 (BS), суть которого состоит в том,что при возникновении селективной помехи трансиверы используют резерв в каналепередачи, «перетаскивая» данные с поврежденных несущих на
более благополучные.
2. Алгоритм объединения данных (Dynamic Rate Repartitioning,DRR), который позволяет компенсировать разницу в задержках данных от разных каналовпередачи за счет изменения параметров настройки мультиплексоров.
3. Алгоритм адаптации скорости передачи (Seamless RateAdaptation, SRA) позволяет выровнять скорости различного трафика за счетизменений настроек того же управляющего мультиплексора.
Алгоритм BS присущ самой технологии ADSL2 и являетсяобязательным в реализации на всем оборудовании ADSL2. Два других алгоритмасчитаются дополнительными, поскольку связаны с управляющими командами отразличных приложений.
Лучше всего иллюстрировать работу алгоритма BS примером. Наверхнем (рис.1.8) представлена ситуация возникновения помехи, котораявоздействует на некоторые несущие. Согласно традиционному алгоритму
адаптации 256DMT/QAM для уменьшения влияния данной помехи мыдолжны уменьшить уровень QAM на пораженных несущих. Опыт показывает, чтосоответствующее уменьшение скорости передачи не всегда адекватно уровню помехи.Это определяется тем, что QAM регулируется в высшей степени дискретно.Например, если на всех несущих используется модуляция QAM-4096, чтосоответствует 12 битам на один передаваемый символ, то согласно 256DMT/QAM мыдолжны перейти на уровень, например, QAM-1024, для которого скорость передачибудет уже 10 бит на символ. Это эквивалентно уменьшению SNR на данной несущейна 6 дБ. Но уменьшение скорости может не соответствовать реальному уровню SNRна пораженных несущих. Алгоритм BS предлагает альтернативное решениерассматриваемой проблемы. На всех непораженных несущих существует определенныйрезерв пропускной способности, связанный с разницей между реальной скоростьюпередачи данных на несущей и максимально допустимой. В алгоритме BSпредполагается «перетащить» пораженные помехой символы на резервные места вструктуре сигнала (см. рис.1.8). В результате такого «перетаскивания» скоростьобмена не уменьшается, но адаптация к существующей помехе выполняется в полноймере.
Технология ADSL2 немного улучшила ситуацию с переходнымипомехами за счет внедрения «спящего» режима в работе модемов.Тем не менее,фактор взаимного влияния пар друг на друга есть и остается ограничением напотенциальное число абонентов в пучке.
Специфика переходной помехи заключается в том, что в случаеустановления слабой связи между парами, работа абонента ADSL в одной пареприводит к появлению широкополосного шумового фона в другой паре, так как шумот переходной помехи логично проявляется во всем рабочем диапазоне частот ADSL.И чем будет больше связей между парами, тем меньше окажется абонентов в пучке.Помочь может алгоритм BS, следствием которого является «перетекание» сигналовмежду связанными парами в пучке в разные диапазоны (рис.1.9)
Алгоритм объединения данных (Dynamic Rate Repartitioning,DRR) позволяет компенсировать разницу в задержках данных от разных каналовпередачи за счет изменения параметров настройки мультиплексоров. Смысл этогоалгоритма заключается в том, что он позволяет внутри одного потока данных ADSLустановить несколько каналов передачи данных с целью регулирования задержкипередачи для каждого канала (рис.1.10). Это особенно востребовано в концепцииTriple Play, где разные категории трафика имеют разные требования к задержке впроцессе передачи.
Передача данных в целом некритична к задержке, тогда какпередача речевой информации очень критична к этому параметру. Алгоритм DRR предусматриваетв начале работы ADSL предоставление всей полосы передачи потоку LP1, посколькувначале нет необходимости передачи голосовой информации. Но с появлениемпервого вызова CVoDSL (передача голоса в системе DSL по выделенному каналу)часть полосы передачи с высоким приоритетом отводится передаче голоса, а полосапередачи, отводимая данным, уменьшается. Появление второго вызова еще большеуменьшает полосу для передачи данных, поскольку передача голоса в алгоритме DRRявляется более приоритетной. Как только вызовы CVoDSL заканчиваются, вся полосаснова отводится передаче данных.
Таким образом, в технологии ADSL2 был реализован механизмраспределения ресурсов канала передачи ADSL между разными категориями трафика,что само по себе делает серьезный шаг вперед по пути адаптации ADSL к концепцииTriple Play.
/>
/>
/>
Рисунок1.10 – Алгоритм объединения данных
Еще одним дополнительным адаптивным алгоритмом, реализованнымв технологии ADSL2, является алгоритм адаптации скорости (Seamless Rate
Adaptation, SRA).
Рассмотрим случай, когда на канал передачи воздействуетнерегулярная помеха (рис.1.11), например радипомеха от внешнего источника. Этапомеха присутствует только в течение ограниченного времени. В традиционнойтехнологии ADSL реакция в системе доступа будет следующей. Радиопомеха вызываетповышение уровня шумов во всем диапазоне или в его части. Как следствие, ссуществующими параметрами настройки передать информацию оказываетсяневозможным. Модем начинает перезагрузку и повторную инициацию. Инициациязанимает в среднем 10 с. В процессе инициации пара модем-DSLAM устанавливает новыепараметры обмена и новую совокупную скорость передачи в канале. Даже если послеэтого радиопомеха исчезнет, скорость обмена останется меньше той, которая былаустановлена изначально.
Алгоритм SRA (см. рис.1.11) выполняет подстройку скорости врежиме реального времени без необходимости перезагрузки модема. Для этого устанавливаетсярежим изменения схемы модуляции без влияния на параметры циклового синхронизма,что в традиционной технологии ADSL не предполагалось. В результате примененияалгоритма SRA при появлении радиопомехи скорость обмена данными уменьшается, нокак только помеха устраняется, скорость принимает начальное значение.
/>
/>
Широкая популярность технологии VoDSL привела к необходимостипредусматривать варианты использования ADSL только в «цифровом режиме», безвыделения ресурса под передачу сигнала традиционной телефонной связи(рис.1.12). Основным преимуществом при переводеADSL в чисто цифровой режим работы является увеличение скорости передачи данныхпо линии вверх, что оказывается крайне востребованным для любых приложенийVoDSL.
1.4.2Технология ADSL2+, READSL2
Технология ADSL2 означала реформирование традиционнойтехнологии ADSL. Ее последователи — ADSL2+ и READSL2 — преследовали болееприкладные цели: расширение полосы передачи и зоны покрытия услугами. Тот факт,что технология ADSL2+ была стандартизирована в 2003 г., т.е. через год послеADSL2, показывает, что никаких новых технологических прорывов здесь не былосделано.
Единственное, что отличает технологию ADSL2+ от ADSL2 — этодиапазон работы. Традиционная технология ADSL и ADSL2 работали в диапазоне до1,1 МГц, а для расширения полосы передачи в технологии ADSL2+ было предложенопросто увеличить диапазон работы вдвое, т.е. до 2,2 МГц. В результатеувеличилось количество несущих DMT и, как следствие, увеличилась совокупнаяскорость передачи.
Напомним,что для традиционной технологии ADSL обязательной скоростью по линии внизявлялась скорость 6,144 Мбит/с, а максимально допустимой – 8 Мбит/с. Для ADSL2соответствующие параметры составляли 8 и 15 Мбит/с. Для ADSL2+ параметрыувеличились соответственно до 16 и 24,5 Мбит/с.
Следует отметить, что все преимущества ADSL2+ в части болеевысокой скорости обмена, актуальны только для пользователей, расположенныхвблизи узла связи. При удалении абонента на 2,5 кмразницы между технологиями ADSL2и ADSL2+ не существует, более того, небольшиеоптимизации в цикловой структуре и схемах кодирования,принятые в ADSL2+, привели к тому, что эта технология даже несколько хуже, чемADSL2 работает на протяженных абонентских линиях. Никаких других принципиальныхотличий в технологиях ADSL2 и ADSL2+ не существует. Но необходимо учесть, чтовсе перечисленные в предыдущем разделе технологические новшества ADSL2применяются и в технологии ADSL2+ .
Так же мало, как о технологии ADSL2+ можно сказать о READSL2.Эта технология ставила своей задачей обеспечить большую зону покрытия услугамиADSL пользователей, удаленных от узла связи. За счет чего достигается дальностьтехнологии READSL2. Принцип довольно простой: использовать ту же мощность, чтоимеет ADSL, но в меньшем диапазоне. За счет этого технология READSL2 способнапокрывать большие расстояния При этом в самой технологии нет ничего особенного,поскольку она не позволяет предоставлять удаленным абонентам большую скорость.Существует зависимость скорости передачи (рис.1.13) для абонентов ADSL
и READSL2 от длины абонентской линии. Видно, что «битва» идетза абонентов, удаленных от узла связи более 5 км. На таком расстоянии скоростьADSL стремительно падает, a READSL2 продолжаетработать, в чем и есть ее главное преимущество.
Средирассмотренных технологий семейства ADSL следуетвыбрать оборудование, поддерживающее ADSL2+. Эта технология наиболее эффективно использует существующуюабонентскую пару в кабеле. READSL2 обеспечивает максимальную дальность, ноподключение оборудования с поддержкой READSL2 возможно после большогоколичества предварительных заявок от абонентов, удаленных от узла связи.
/>
2ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1Анализ оснащенности участка проектирования
В Мичуринском региональном центре связи в качестве магистральныхлиний связи применяются как симметричные кабели (МКПАШп, МКСАШп и т. д.) различной емкости, так и волоконно-оптический кабель,который существует еще не на всех участках (рис. 2.1). Если сеть магистральнойсвязи организована с использованием волоконно-оптической линии связи (ВОЛС), тона участке обязательно действует симметричный кабель. Наличие медного кабеляобусловлено резервированием, а также необходимостью организации различных видовсвязи (линейно-путевая связь, перегонная связь, аварийно восстановительнаясвязь и т.д. ) непосредственно на перегоне.
Тип волоконно-оплического кабеля, применяемого научастках связи ОКМС-А-4/2(2,4) Сп-12(2)/4(5):
— ОКМС- оптический кабель магистральный самонесущий;
— защитные покровы А- обмотки из арамидных нитей;
— внешняя оболочка – полиэтиленовая (в обозначении неуказывается);
— число ОМ в кабеле – 6, в том числе 4 – с оптическимиволокнами и 2 – заполняющих (без волокон);
— номинальный наружный диаметр ОМ – 2,4 мм;
— центральный силовой элемент кабель Сп – стеклопластиковый пруток;
— число оптических волокон – 16, в том числе 12 типа G.652, и 4 – G.655;
— тип оптического волокна (2) – G.652, (5) – G.655.
Сеть магистральной связи организована с использованием ВОЛС исистем передачи, построенных на основе мультиплексоров SDH типа STM-4,STM-16, размещаемых на расстоянии 60-80км. Передача данных в сети магистральной связи осуществляется с использованиемконцентраторов и маршрутизаторов.
/>
Технологический сегмент телекоммуникационной сети содержит всвоем составе сети оперативно-технологической связи (ОТС), общетехнологическойсвязи (ОбТС) и передачи данных оперативно-технологического назначения(СПД-ОТН).
Технологическая связь организована на основе цифровой ианалоговой сетей.
Цифровая сеть технологической связи построена на базе ВОЛС,используемых и для сети магистральной связи, и систем передачи SDH типа STM-l, STM-4, размещаемых на каждой станции(через 10-20 км).
Рассмотрим на примере участок Тамбов – Мичуринск (рис. 2.2). На такие железнодорожныеузлы связи как Мичуринск, Тамбов, Никифоровка заводятся все 16 оптическихволокон, на остальные станции заводятся только 6 оптических волокон(№11÷№16). На каждом узле связи к ОВ №13 и ОВ №14 подключенооборудование «МЦП 155 КА» (STM-l). К оптическим волокнам№1÷№10 на железнодорожных узлах связи Тамбов и Мичуринск подключаетсяоборудование STM-4(16). Станция Никифоровка являетсямалонаселенным пунктом, поэтому там оборудование STM-4(16) устанавливается, либо не устанавливается подвум причинам:
— необходимость подключения к существующей транспортной сети;
— если энергетический потенциал оборудования в Тамбове иМичуринске является недостаточным и требуется установка регенератора.
Оборудование ОТС, ОбТС, СПД-ОТН подключается как к цифровымканалам Е1, имеющим скорость передачи 2048 Кбит/с (2Мбит/с), так и ксимметричным кабелям.
В пределах данного проекта мною планируется осуществитьорганизацию широкополосного доступа на основе технологии ADSL для квартирных абонентовжелезнодорожных АТС. Необходимо выбрать железнодорожные узлы связи, на которыхимеются АТС с емкостью 1000 номеров и более. На выбранных узлах связи должнабыть возможность подключения к волоконно-оптическому кабелю.
/>
ВМичуринском региональном центре связи данным требованиям удовлетворяют четыреузла связи: Грязи Воронежские (АТС КЭ “Квант” – 2048 номеров), Мичуринск (АТС КЭ “Квант” – 2048 номеров), Кочетовка (АТС КЭ “Квант” – 2048 номеров), Тамбов (декадно-шаговая АТС – 1000 номеров). В текущем году по Тамбову будет осуществлена заменадекадно-шаговой АТС нацифровую АТС «DEFINITY». При составлении проектаАТС «DEFINITY» были включены мероприятияпо замене тех кабелей местной связи, которые не удовлетворяют номам. Этоявляется благоприятным фактором для технологии ADSL, так как качество широкополосного доступа во многом зависит от состоянияабонентской линии.
2.2Характеристика оборудования DSLAM
Настоящимдипломным проектом предусматривается организация узлов СПД с доступом кГлобальной сети «Интернет» с технологией ADSL2+ с применением продукта DSLAM «SI2000» производствафирмы «Iskratel» (Словения).
Мультисервисныйпродукт операторского класса DSLAM«SI2000» создан на основе платформы универсального доступа и имеет функцииинтегрированного программного коммутатора под названием ICS. Наличие ICS делает DSLAMусовершенствованным продуктом для создания интеллектуальных мультисервисныхсетей. Поэтому DSLAM применяетсяв различных типовых сетевых конфигурациях, предоставляя требуемые услуги, какпользователям квартирного сектора, так и предприятиям.
DSLAM,производства фирмы «Iskratel», можетиспользоваться в качестве различных устройств от узла широкополосного доступа иузла доступа TDM до узла универсального доступа,шлюза доступа и шлюза соединительных линий. DSLAM «SI2000» занимает уникальное место на рынке и можетприменяться в качестве интегрированных шлюза сигнализации и медиа-шлюза, атакже в качестве местной станции.
Припроектировании высокоэффективных сетей доступа с применением продукта DSLAM используется технология «Gigabit Ethernet», оптоволоконные каналы исовременные протоколы сигнализации. Помимо стандартных пользовательских исетевых интерфейсов, DSLAM поддерживаетуникальную функцию встроенного программного коммутатора CS, который обеспечивает плавнуюмодернизацию существующей инфраструктуры ТфОП и упрощает переход к сетям следующегопоколения и интеграцию в такие сети.
Крометого, DSLAM «SI2000» включает в себя системуцентрализованного управления, которая позволяет управлять дистанционно всемисетевыми элементами и наблюдения за ними. Она снижает затраты на конфигурированиеи контроль посредством всестороннего управления диагностикой, конфигурированием,рабочими характеристиками, тарификацией и регистрацией тарифных данных.
Всвязи с тем, что DSLAM имеетвнутренние соединения платформы «Gigabit Ethernet» свысокой пропускной способностью без ограничений и дублированные платыкоммутатора Ethernet с гигабитными оптоволоконнымисетевыми интерфейсами, он может использоваться для предоставления новых,приносящих доход услуг «Triple Play» (услугипередачи данных и речи, мультимедийной информации, IP-телевидение), предъявляющих очень жесткие требования к оборудованию.
Дляулучшения функции передачи речи, в оборудовании предусмотрено:
— сжатие голосового трафика;
— определение присутствия голосового сигнала (VAD);
-дополнительныеуслуги (SS);
-генерациякомфортного шума (CNG);
-эхоподавление;
-буферизацияджиттера.
Впроектируемой 19 “ стойке, на каждом узле связи, устанавливается следующееоборудование:
— коммутаторIDC12;
— абонентские комплекты ADSL2+в количестве 7 штук по 48 портов (всего 336 портов для подключенияпотенциальных абонентов).
Напряжениепитания 48 В или 60 В постоянного тока.
2.3Расчет пропускной способности для проектируемой сети доступа
2.3.1Расчет количества потенциальных пользователей
Предположитькакое количество абонентов захотят подключить услугу доступа к сети Интернет потехнологии ADSL достаточно сложно. Некоторымабонентам может быть вообще отказано в услуге из-за большого удаления от АТС,либо из-за неудовлетворительного состояния абонентской пары. На количествопотенциальных пользователей также влияет развитие сети доступа другихоператоров.
Абонентовжелезнодорожных АТС можно разделить на две группы: железнодорожные организациии квартирные абоненты. Услуга широкополосного доступа интересует прежде всегоквартирных абонентов. Для железнодорожных организаций существует своя сеть –Интранет. Интранет – это корпоративная объединенная сеть, обеспечивающая работуключевых Интернет-приложений [2]. Эта сеть функционирует в пределах организациидля внутренних целей, имеет с глобальной сетью Интернет, но достаточноограниченное.
Предположим,что 10 % квартирных абонентов подключат услугу широкополосного доступа втечение двух лет (по 5% в год). Расчет потенциальных пользователей оформим ввиде таблицы 2.1.
Таблица2.2 – Количество потенциальных пользователейЖелезнодорожный узел связи
Количество
квартирных абонентов Количество потенциаль-ных пользователей Мичуринск 413 41 Кочетовка 600 60 Грязи Воронежские 1456 146 Тамбов 421 42 итого: 289
2.3.2Расчет трафика с учетом разделения на профили
Методы обеспечения качества обслуживания занимают одно изважнейших мест в технологиях сетей с коммутацией пакетов, так как без ихприменения невозможна работа современных мультимедийных приложений, таких какIP-телефония, видео- и радиовещание, интерактивное дистанционное обучение и т.п. [4]. Эти методы оперируют параметрами, характеризующими скорость передачиданных, задержку пакетов и потерю пакетов. Набор механизмов достаточно широк ибольшинство из них учитывает и использует в своей работе факт существования всети трафика различного типа.
Взависимости от класса обслуживания, подключаемым абонентам можетпредоставляться либо гарантированная полоса пропускания (CBR), либонегарантированная (UBR).
СервисCBR (constant bit rate, сервис с постоянной битовой скоростью) представляет собойнаиболее простой класс сервиса. Когда сетевое приложение устанавливаетсоединение CBR, оно заказывает пиковую скорость трафика, которая являетсямаксимальной скоростью, которое может поддерживать соединение без рискапотерять пакет. Затем данные передаются по этому соединению с запрошеннойскоростью — не более и, в большинстве случаев, не менее. Сервис CBRпредназначен специально для передачи голоса и видео в реальном масштабевремени.
Вотличие от CBR, сервис UBR (unspecified bit rate, неопределенная битоваяскорость) не определяет ни битовую скорость, ни параметры трафика, ни качествосервиса. Сервис UBR предлагает только доставку «по возможности», безгарантий по утере пакетов, задержке пакетов или границам изменения задержки.Разработанный специально для возможности превышения полосы пропускания, сервисUBR представляет собой адекватное решение для тех непредсказуемых«взрывных» приложений, которые не готовы согласиться с фиксациейпараметров трафика. Вместе с тем, UBR позволяет обеспечить максимальную пропускную способность в том, случае,когда происходит сложение нескольких потоков данных, имеющих разнесенные вовремени пики нагрузки.
Современныемультиплексоры DSLAM могутустанавливать различные профили по нескольким параметрам. Для более точногорасчета пропускной способности проектируемой сети доступа необходимо разделитьтрафик на профили.
Однимиз способов обеспечения качества обслуживания пользователя является ограничениескорости доступа для безлимитных тарифных планов.
Профили«UBR+» (условно назовем их «1 UBR+», «2 UBR+», «3 UBR+»,«4 UBR+», « 5 UBR+») выберем для безлимитных тарифов. Для каждогопрофиля устанавливается максимальная скорость передачи данных (таблица 2.2).
Дляпользователей имеющих лимит трафика, входящего в оплату, доступ в сетьограничивается тем, что за каждый превышенный Мбайт придется заплатить (см.приложение 3, приложение 4). Для этих тарифных планов оговаривается, чтоскорость доступа определяется техническими возможностями узла, к которомуосуществляется подключение. На эту скорость влияет:
— развитиетранспортной сети;
— состояние абонентской пары;
— удаленность абонента от узла связи;
— развитие сети доступа и транспортной сети, откуда происходит получение данных.
Дляпользователей имеющих лимит трафика, входящего в оплату, установим профиль сосредней скоростью 2048 кбит/с. Условно назовем этот профиль «UBR».
Необходимоучесть два варианта пропускной способности для проектируемой сети доступа.Вариант№1: максимальное использование безлимитных тарифных планов, вариант№2:минимальное использование безлимитных тарифных планов.
Длякаждой сети доступа необходимо соблюдение условия:
/>UBR + />UBR+
где/> UBR – сумма скоростей доступа всехпрофилей UBR, Мбит/с;
/>UBR+ – сумма скоростей доступа всехпрофилей UBR+, Мбит/с;
GE –эффективная пропускная способность используемой среды передачи «Gigabit Ethernet», GE = 1000 Мбит/с.
Произведемрасчет для Варианта№1. Предположим, что все пользователи регионального центрасвязи в какой-то момент времени выберут безлимитные тарифы:
-5% – профиль 1 UBR+ (скорость доступа не более 2048кбит/с);
-10% – профиль 2 UBR+ (скорость доступа не более 1024кбит/с);
-20% – профиль 3 UBR+ (скорость доступа не более 512кбит/с);
-30% – профиль 4 UBR+ (скорость доступа не более 256кбит/с);
-35% – профиль 5 UBR+ (скорость доступа не более 128кбит/с).
Количествопользователей для каждого профиля вычислим по формуле:
/>, (2.2)
где/> –количество пользователей профиля
N – общееколичество пользователей узла связи
/>– количество пользователейi-го профиля, выраженное в процентах
Скоростьдля всех пользователей одного профиля рассчитываем по формуле:
/> (2.3)
где/> – скоростьдоступа для всех пользователей одного профиля
/>– скоростьдоступа для каждого профиля
Наосновании формул (2.2) и (2.3):
/>
/> (2.4)
Рассчитаемнеобходимую скорость для сети доступа узла связи Кочетовка. Количествопотенциальных пользователей равно 60 (см. таблица 2.1)
/> Мбит/с
/> Мбит/с
/> Мбит/с
/> Мбит/с
/> Мбит/с
/>UBR+ = 6,144+6,144+6,144+4,608+2,688 =25,728 Мбит/с
25,728Мбит/с
Условие(2.1) для сети доступа узла связи Кочетовка выполняется.
Необходиморассчитать скорость для сети доступа узлов связи Грязи Воронежские, Мичуринск,Тамбов. Вычисления достаточно однообразны и отличаются только количествомпользователей, поэтому целесообразно оформление расчетов в виде таблиц (таблица2.2, таблица 2.3, таблица 2.4 таблица 2.5).
Таблица2.2 – Расчет скорости для сети доступа узла связи КочетовкаПрофиль трафика Скорость доступа для профиля, не более, кбит/с
Процент абонентов профиля,
% Количество абонентов каждого профиля
Общ. скорость доступа, для каждого профиля,
кбит/с 1 UBR+ 2048 5 3 6144 2 UBR+ 1024 10 6 6144 3 UBR+ 512 20 12 6144 4 UBR+ 256 30 18 4608 5 UBR+ 128 35 21 2688 Общая скорость для сети доступа узла связи, кбит/с 25728
Таблица2.3 – Расчет скорости для сети доступа узла связи Грязи ВоронежскиеПрофиль трафика Скорость доступа для профиля, не более, кбит/с
Процент абонентов профиля,
% Количество абонентов каждого профиля
Общ. скорость доступа, для каждого профиля,
кбит/с 1 UBR+ 2048 5 7 14336 2 UBR+ 1024 10 15 15360 3 UBR+ 512 20 29 14848 4 UBR+ 256 30 44 11264 5 UBR+ 128 35 51 6528 Общая скорость для сети доступа узла связи, кбит/с 62336
62,336Мбит/с
Условие(2.1) для сети доступа узла связи Грязи Воронежские выполняется.
Таблица2.4 – Расчет скорости для сети доступа узла связи МичуринскПрофиль трафика Скорость доступа для профиля, не более, кбит/с
Процент абонентов профиля,
% Количество абонентов каждого профиля
Общ. скорость доступа, для каждого профиля,
кбит/с 1 UBR+ 2048 5 2 4096 2 UBR+ 1024 10 4 4096 3 UBR+ 512 20 8 4096 4 UBR+ 256 30 12 3072 5 UBR+ 128 35 15 1920 Общая скорость для сети доступа узла связи, кбит/с 17280
17,280Мбит/с
Условие(2.1) для сети доступа узла связи Мичуринск выполняется.
Таблица2.5 – Расчет скорости для сети доступа узла связи ТамбовПрофиль трафика Скорость доступа для профиля, не более, кбит/с
Процент абонентов профиля,
% Количество абонентов каждого профиля
Общ. скорость доступа, для каждого профиля,
кбит/с 1 UBR+ 2048 5 2 4096 2 UBR+ 1024 10 4 4096 3 UBR+ 512 20 8 4096 4 UBR+ 256 30 12 3072 5 UBR+ 128 35 16 2048 Общая скорость для сети доступа узла связи, кбит/с 17408
17,408Мбит/с
Условие(2.1) для сети доступа узла связи Мичуринск выполняется.
Произведеманалогичный расчет для варианта №2. Предположим, что наибольшей популярностьюбудут пользоваться тарифы имеющие лимит трафика, входящего в оплату и такихпользователей будет 75 %.
-5% – профиль 1 UBR+ (скорость доступа не более 2048кбит/с);
-5% – профиль 2 UBR+ (скорость доступа не более 1024кбит/с);
-5% – профиль 3 UBR+ (скорость доступа не более 512кбит/с);
-5% – профиль 4 UBR+ (скорость доступа не более 256кбит/с);
-5% – профиль 5 UBR+ (скорость доступа не более 128кбит/с).
-75% – профиль UBR (средняя скорость доступа 2048кбит/с.).
Расчетоформим в виде таблиц (таблица 2.6, таблица 2.7, таблица 2.8, таблица 2.9)
Таблица2.6 – Расчет скорости для сети доступа узла связи КочетовкаПрофиль трафика Скорость доступа для профиля, не более, кбит/с
Процент абонентов профиля,
% Количество абонентов каждого профиля
Общ. скорость доступа, для каждого профиля,
кбит/с 1 UBR+ 2048 5 3 6144 2 UBR+ 1024 5 3 3072 3 UBR+ 512 5 3 1536 4 UBR+ 256 5 3 768 5 UBR+ 128 5 3 384 UBR 2048 75 45 92160 Общая скорость для сети доступа узла связи, кбит/с 104064
104,064Мбит/с
Условие(2.1) для сети доступа узла связи Кочетовка выполняется.
Таблица2.7 – Расчет скорости для сети доступа узла связи Грязи ВоронежскиеПрофиль трафика Скорость доступа для профиля, не более, кбит/с
Процент абонентов профиля,
% Количество абонентов каждого профиля
Общ. скорость доступа, для каждого профиля,
кбит/с 1 UBR+ 2048 5 7 14336 2 UBR+ 1024 5 7 7168 3 UBR+ 512 5 7 3584 4 UBR+ 256 5 7 1792 5 UBR+ 128 5 7 896 UBR 2048 75 111 227328 Общая скорость для сети доступа узла связи, кбит/с 255104
255,104Мбит/с
Таблица2.8 – Расчет скорости для сети доступа узла связи МичуринскПрофиль трафика Скорость доступа для профиля, не более, кбит/с
Процент абонентов профиля,
% Количество абонентов каждого профиля
Общ. скорость доступа, для каждого профиля,
кбит/с 1 UBR+ 2048 5 2 4096 2 UBR+ 1024 5 2 2048 3 UBR+ 512 5 2 1024 4 UBR+ 256 5 2 512 5 UBR+ 128 5 2 256 UBR 2048 75 31 63488 Общая скорость для сети доступа узла связи, кбит/с 71424
71,424Мбит/с
Таблица2.9 – Расчет скорости для сети доступа узла связи ТамбовПрофиль трафика Скорость доступа для профиля, не более, кбит/с
Процент абонентов профиля,
% Количество абонентов каждого профиля
Общ. скорость доступа, для каждого профиля,
кбит/с 1 UBR+ 2048 5 2 4096 2 UBR+ 1024 5 2 2048 3 UBR+ 512 5 2 1024 4 UBR+ 256 5 2 512 5 UBR+ 128 5 2 256 UBR 2048 75 32 65536 Общая скорость для сети доступа узла связи, кбит/с 73472
73,472Мбит/с
Прирасчетах соблюдается условие />UBR + />UBR+
2.4Выбор транспортной сети
2.4.1Транспортная сеть на основе существующего оборудования SDH
Любаясеть доступа сопровождается транспортной сетью. Именно поэтому оборудованиеDSLAM «SI2000» производства фирмы «Iskratel» имеет в своем составе модуль «Gigabit Ethernet» (с оптическим интерфейсом) дляподключения к транспортной сети. Плата имеет оптический интерфейс. В связи стем, что на всех железнодорожных узлах связи (Мичуринск, Кочетовка, ГрязиВоронежские, Тамбов) существует оборудование ADM16/1 (STM-16),то его можно использовать в качестве транспортной сети (рис.2.3). Оборудование ADM-16/1 также имеет модуль «Gigabit Ethernet».
ПомещенияАТС и оборудование «ТрансТелекома» находятся в одном здании, поэтому выбранноеоборудование SDH и оборудование DSLAM «SI2000» необходимосоединить оптическими коннекторами. Оптические коннекторы не имеют прочногозащитного покрова, поэтому прокладываются по кабельросту в гофрированной трубеиз полиропилена.
Скоростьпервого уровня SDH иерархии STM-1 равна 155,52 Мбит/c, но суммарная полезная нагрузкадействительной АТМ ячейки в STM-1 составляет 149,76 Мбит/с [3]. STM-4 имеет скорость 622,080 Мбит/с, STM-16 имеет скорость 2488,320 Мбит/с.Суммарная полезная скорость равна 149,76•4•4=2396,16 Мбит/с.
Длявыбранной транспортной сети необходимо соблюсти следующее условие:
/>
/>/> (2.5)
где/>– скоростьдоступа i-го узла связи, Мбит/с;
STM-16пол– полезная скорость, равная 2396,16 Мбит/с.
/>/> =104,064+255,104+71,424 +73,472=504,064 Мбит/с
Условие(2.5) для выбранной транспортной сети выполняется. Необходимо понимать, что всуществующем оборудовании ADM-16/1уже задействованы потоки Е1, модули Fast Ethernet на каждомузле связи, поэтому скорость для проектируемой сети доступа будет меньше 2396,16Мбит/с. Потребность в очередных подключениях к аппаратуре ADM-16/1 с каждым годом будет толькорасти, следовательно необходимо рассмотреть другой вариант транспортной сети.Необходимо также учесть, что сеть доступа нельзя расширять дальше, еслитранспортная сеть имеет ограничение по пропускной способности.
2.4.2Транспортная сеть на основе маршрутизаторов Cisco 7604
Рассмотримтранспортную сеть на основе маршрутизаторов Cisco 7604 (рис.2.12). На всем участке есть свободныеоптические волокна. Маршрутизатор Cisco 7604 имеет возможность включать в свой состав модули STM-16.
УстройствоCisco 7604 OSR (OpticalServices Router) – модульные магистральные маршрутизаторы,предназначенные для обработки больших объемов высокоскоростного трафика ипредоставления IP-сервисов.
Cisco7604 OSR обеспечивает возможность перехода к массовому
использованиюIP в оптических сетях для тех операторов, которые осуществляют агрегациюканалов на граничных участках сети и предоставляют соответствующие сервисы.
МаршрутизаторыCisco 7604 поддерживают порт-адаптеры глобальных сетей WAN (Wide Area Networcs), совместимые с сериями Cisco 7200 и7500 и с модулем FlexWAN, что обеспечивает полную интеграцию и переход отскоростей DS0 (64 кбит/с) к потокам OC3/STM-1 (150 Мбит/с).
Характеристики Cisco 7604:
Тип управляющего ПО: Cisco IOS Software.
Модульные интерфейсы:
- Optical service modules(OSMs):
Packet over SONET (POS): 8-портовый OC-3c/STM-lc POS с 4-портовым Gigabit Ethernet; 16-портовый OC-3c/STM-lc POS с 4-портовым Gigabit Ethernet; 2-портовый ОС-12с STM-4c POS с 4-портовым Gigabit Ethernet; 4-портовый OC-12c/STM-4c POS с 4-портовым Gigabit Ethernet; 1-портовый OC-48c/STM-16c POS с 4-портовым Gigabit Ethernet. ATM: 2-портовый OC-12c/STM-4c ATM с 4-портовым Gigabit Ethernet. Gigabit Ethernet: 4-портовый Gigabit Ethernet WAN.
4 или 7 слотов могут использоватьсяпод оптические модули OSM илюбую комбинацию LAN интерфейсовсемейства Catalyst 6000/6500, включая модуль Flex WAN.
Мноюпринято решение выбрать транспортную сеть на основе маршрутизаторов Cisco 7604.Эта транспортная сеть потребует дополнительных затрат денежных средств назакупку оборудования, но, учитывая популярность и преспективу развитияширокополосного доступа, эти затраты необходимы.
Однаиз потенциальных сетей доступа (рис.2.4) может использоваться для передачиданных для Единойсистемы мониторинга и администрирова-ния (ЕСМА) сетей связи ОАО«РЖД». Задачирешаемые системой:
— обеспечение управления сетью связи технологического сегмента ОАО «РЖД» в целом;
— обеспечение эффективного мониторинга параметровфункционирования оборудования сети связи;
-поддержказаданных параметров функционирования и качества сервисов;
-обеспечениеадекватной и своевременной реакции на возникновение не штатных ситуаций;
-прогнозирование поведения сети связив различных условиях;
-инвентаризациясетевого оборудования;
-планированиеразвития сетевой инфраструктуры.
2.5Расчет затухания регенерационных участков
Помере распространения оптического сигнала по линии происходит снижение уровнямощности и усиление влияния дисперсии. Таким образом длина регенерационногоучастка Lмах ограничивается либо ослаблением, либоуширением (изменением длительности импульсов в линии).
Энергетический потенциал (Э) ВОСП определяется как разностьмежду
уровнем мощности оптического сигнала Рпер, введенного в ОВ, и уровнем мощностиРпр на входе приемного устройства, прикотором коэффициент ошибок регенератора не превышает заданного значения,установленного для ВОСП [5]. Энергетический потенциал определяетмаксимально допустимое затухание оптического сигнала в ОВ, разъемные инеразъемных соединениях на участке регенерации, а также другие потери в узлахВОСП.
Максимальная длина регенерационногоучастка, при условии обеспечения допустимого ослабления, вычисляется по формуле(2.6):
/> (2.6)
где /> – максимальная длина регенерационногоучастка;
Э – энергетический потенциал системы;
αн– потери в неразъемном соединении ОВ, aн = 0,1 дБ;
αр– потери в разъемном соединении ОВ, ар = 0,5 дБ;
np– количество разъемных соединений научастке;
Aз– эксплуатационный запас (обычнопринимается Aз = 6 дБ);
lсд– строительная длина ОК, lсд = 4км;
α –коэффициент затухания одномодового оптического волокна, α = 0,22 дБ/км;
∆α – увеличение затухания ОВ при температуре воздуха ниже-40ºС,
∆α не превышает 0,05 дБ.
Затухание на участке регенерацииопределяется по формуле (2.7)
/> (2.7)
где Lр – длинарегенерационного участка;
nн – количество неразъемных соединений на участке.
Количество разъемных соединений ОВ на всех участках будетразное. Все 16 ОВ (на проектируемом участке) заводятся на следующих железнодорожных узлах связи: Мичуринск, Кочетовка, ГрязиВоронежские, Тамбов, Никифоровка, Никольское, Избердей (рис.1.3). При расчетемаксимальной длины регенерационных участков необходимо учитывать, что каждый изперечисленных узлов связи добавляет два разъемных соединения.
Характеристика участка Грязи Воронежские – Мичуринск:
— энергетический потенциал аппаратуры Э = 30дБ;
— количество разъемных соединителей np= 6;
-длина регенерационного участка Lр = 59 км;
— количество сварных соединений nн =15.
Произведем расчет для участка Грязи Воронежские – Мичуринск.
/>
Lр
Затухание на данном регенерационномучастке определяется согласно формуле (2.7)
/>= 59·0,22 + 0,1·15 + 6·0,5 = 17, 48 дБ
Характеристика участка Мичуринск — Тамбов:
— энергетический потенциал аппаратуры Э = 30дБ;
— количество разъемных соединителей np= 4;
-длина регенерационного участка Lр = 66 км;
— количество сварных соединений nн =17.
Произведем расчет для участка Мичуринск — Тамбов.
/>
Lр
Затухание на данном регенерационномучастке определяется согласно формуле (2.7)
/>= 66·0,22 + 0,1·17 + 4·0,5 = 18, 22 дБ
Характеристика участка Кочетовка – Мичуринск:
— энергетический потенциал аппаратуры Э = 30дБ;
— количество разъемных соединителей np= 2;
-длина регенерационного участка Lр = 9 км;
— количество сварных соединений nн =3.
Произведем расчет для участка Кочетовка – Мичуринск.
/>
Lр
Затухание на данном регенерационномучастке определяется согласно формуле (2.7)
/>= 9·0,22 + 0,1·3 + 2·0,5 = 3,28 дБ
На всех регенерационных участках соблюдается условие:Lр , следовательно нет необходимостиустанавливать дополнительное оборудование для усиления сигнала нажелезнодорожных узлах связи Никифоровка, Никольское, Избердей (рис.1.3).
2.6Разработка схемы подключения проектируемого оборудования к устройствамэлектропитания
Проектируемоеоборудование необходимо подключить к устройствам электропитания. Схемы электропитаниячетырех узлов связи достаточно похожи, поэтому будет рационально рассмотретьодин железнодорожный узел связи станции Тамбов (рис.2.14).
Электропитание осуществляется по двумраздельным линиям (фидерам) от двух независимых источников внешних сетейпеременного тока. В качестве третьего независимого источника переменного токапредусматривается установка в доме связи автоматизированного дизель-генератора(ДГА). Поскольку аппаратура связи не допускает даже кратковременных перерывовпитания, возникающих, например при переключении фидеров, то ДГА дополняетсяаккумуляторной батареей [7], емкость которой рассчитывается исходя изэлектропитания аппаратуры связи в аварийных условиях в течение одного часа.
Гарантированное питаниеобеспечивается устройством ВРЩ (вторичный распределительный щит). В помещении Транстелекома«Мультиплексорная», также существует дополнительный разъем для подключения ДГА. К негарантированному питаниюподключается кондиционеры, пятьдесят процентов осветительных устройств ирозеток с напряжением питания 220 вольт.
Выпрямительные устройства «NTX» обеспечивают напряжение постоянноготока 48 вольт. Аккумуляторные батареи включаются по способу буферной работы свыпрямителями в режиме непрерывного подзаряда.
Устройство DSLAM«SI2000» питается от источникапостоянного тока 48 вольт. Мною принято решение подключить DSLAM к аккумуляторной батарее, котораяработает совместно с устройством NTX4031.5-540.
Устройство Cisco 7604 питается от источника напряжения переменноготока 220 вольт. Дляисключения кратковременных перерывов питания устройства, его необходимоподключить к аккумуляторной батарее, которая находится в помещении «Мультиплексорная». Это подключениевозможно осуществить с помощью инвертора «Штиль PS48/700» ( 48 вольт, 700 ватт). Данное устройство крепится всуществующей 19” стойке.
Мною принято решение использовать все силовые кабели марки ВВГнг-LS.Это силовой медный кабель, нераспространяющий горение. В случае возгоранияобеспечивает пониженное выделение дыма и газа. Если использовать любой другойкабель, то его необходимо заключать в гофрированную трубу из полипропилена.
/>
3 ОХРАНА ТРУДА
3.1Анализ потенциальных опасностей и вредностей на железнодорожных узлах связи
Анализтравматизма среди лиц, работающих с аппаратурой связи, показывает, что на первомместе находятся случаи, связанные с воздействием электрического тока начеловека.
Припроизводстве измерений линий связи возможно воздействие на работникаатмосферных разрядов, а также постороннего напряжения. В процессе измерений самприбор может выдавать в линию (например при измерении изоляции линии связи)напряжение постоянного или переменного тока. Поэтому работник, проводящийизмерения, может поразить электрическим током себя или работника, находящегосяна другом конце линии. Вызывное напряжение автоматических телефонных станцийсоставляет от 80 до 110 вольт.
Электропитаниеузлов связи осуществляется от трехфазного источника переменного тока с линейнымнапряжением 380 вольт.
Работыв линейно-аппаратных залах и в других помещениях могут производиться на высоте.
Возможныдва случая неисправностей, в результате которых человек может быть пораженэлектрическим током: наличие оголенных проводов и контактов; пробой напряженияна корпус электрооборудования, из-за повреждения изоляции. В обоих случаяхчеловек окажется под фазным напряжением сети.
Прикоротком замыкании возникает электрическая дуга.
3.2Влияние электрического тока на организм человека
Напряжения и токи прикосновения представляют собой основныеопасные факторы электромагнитного поля (ЭМП) электроустановок при ихэксплуатации.
Исход опасного воздействия ЭМП на человека при случайномприкосновении к токоведущим частям электрооборудования или частям, которые принарушении изоляции могут оказаться под напряжением ЭМП, может быть различным. Водних случаях прикосновение человека к указанным частям электрооборудованиябудет сопровождаться прохождением через его тело малых токов и не будет иметьопасных последствий, в других — токи могут достигать значений, способныхвызвать электрическую травму и даже смертельное поражение.
С точки зрения физиологического действия на организм человекаследует различать два уровня напряжений и токов, при которых происходятсущественно различающиеся явления, сопровождающие протекание тока через телочеловека при случайных прикосновениях, а именно:
-высокий уровень — разрушающее тонкуюструктуру тканей действие (тепловое и электролитическое разрушение), вызывающееэлектрический пробой живой ткани с образованием узкого канала, по которомупротекает весь ток, сопровождающееся тяжелыми ожоговыми повреждениямиконечностей в месте контакта с электроустановкой, характеризующеесянапряжениями выше 600—1000 В и токами более 500 мА;
-низкий уровень — раздражающее иболевое действие, характеризующееся напряжениями прикосновения, не превышающими600 В и токами менее 500 мА, протекающими по нервным и мышечным тканяморганизма.
Наличие двух уровней физиологического действия напряженийприкосновения и токов, по существу, явилось причиной разделения ЭУ в отношениимер безопасности на ЭУ до 1000 В и выше.
Действие электрического тока на организм человека проявляетсяожогами в месте прикосновения и особенно при возникновении электрической дуги.
Наиболее опасное последствие для жизнедеятельности организма— реакция сердечно-сосудистой системы на действие тока прикосновенияпромышленной частоты.
Деятельность сердца легко нарушается под влиянием внешнегоэлектрического воздействия, но в отличие от дыхания она не восстанавливаетсясамостоятельно после прекращения протекания тока прикосновения.
Степень поражения нервно-мышечного аппаратасердечно-сосудистой системы зависит не только от продолжительности, но и отмомента воздействия тока по отношению к периоду полного цикла сердечнойдеятельности (кардиоцикла).
В отличие от переменного тока постоянный ток вызывает учеловека болевые ощущения в суставах. По мнению некоторых исследователей, исходэлектрической травмы в электроустановках постоянного тока при токеприкосновения в несколько десятков миллиампер зависит от возникновения болевогошока, который представляет собой реакцию нервной системы организма человека наболь, которая, в свою очередь, может привести к остановке сердца и дыхания.
Действие переменного электрического тока промышленной частотынизкого уровня, вызывающего специфическое раздражающее действие на организмчеловека, по реакциям организма при протекании тока может характеризоватьсярядом пороговых уровней:
-порог ощущения — величина тока, прикоторой 99,9 % людей ощущают протекание тока ладонями рук (около 1 мА);
-порог отпускания — величина тока,при которой у 100 % людей не возникает эффект «приковывания жертвы» к меступрикосновения, т.е. любой, даже самый слабый человек, может самостоятельнооторваться от места прикосновения при протекании по конечностям и телу токаданной величины (до 6 мА);
-порог неотпускания — величина тока,при которой 100 % людей не могут самостоятельно оторваться от местаприкосновения при протекании по конечностям и телу тока данной величины (более22 мА);
-порог фибрилляции сердца и остановкидыхания — величина тока, при которой может возникнуть фибрилляция сердца иостановка дыхания, существенно зависит от продолжительности протекания тока;при длительном протекании тока может быть равна не-отпускающему току.
Протекание по телу человека токов промышленной частотывеличиной выше ощущаемых (более 1 мА), вызванных напряжениями прикосновения внесколько вольт или десятков вольт, создает условия для поглощения этими токамименьших по уровню более чем в 30 раз (максимальные биотоки в организме человекадо 0,03 мА) управляющих биотоков мозга. Этим объясняется эффект «приковывания»жертвы к месту прикосновения, когда головной мозг человека посылаетбиоэлектрический сигнал на отпускание конечности от места прикосновения, аосязательные и двигательные рецепторы не воспринимают сигнала из-за высокогоуровня «помехи» в виде тока промышленной частоты, протекающего по телу человекаи поглощающего биотоки нервных тканей.
Аналогичный механизм имеет электрическая травма, вызывающаяфибрилляцию сердца или остановку дыхания.
Для восстановления работы практически здорового сердцанеобходима дефибрилляция — механическое или электрическое возбуждающеевоздействие на сердечную мышцу для преодоления инерции покоя.
Таким образом, при случайном прикосновении уровеньвоздействия ЭМП на человека и исход электрической травмы зависят от следующихосновных факторов:
-величины напряжения прикосновения итока через тело человека;
-рода тока (постоянный илипеременный) и частоты переменного тока;
-продолжительности протекания тока потелу человека (в практике нормирования напряжений прикосновения и токоврассматриваются случаи только кратковременного прикосновения до 10 с);
-пути протекания тока по телучеловека (при нормировании напряжений прикосновения и токов принимаются толькохарактерные или чаще всего возникающие случаи протекания тока по путям:ладонь-ладонь, ладонь-ступни, ладони-ступни, ступня-ступня);
-условий внешней среды (высокая влажность,наличие токопроводящей пыли, высокая температура воздуха и др.).
Величина тока в электрической цепи через тело человекаопределяется сопротивлением этой цепи и приложенным напряжением. Электрическоесопротивление тела человека с точки зрения электротехники — явлениеспецифическое, нелинейное и зависящее от частоты переменного тока. Оно зависит отиндивидуальных особенностей человека: веса, роста, состояния кожного покроваладоней рук и ступней ног. Внутренние ткани организма имеют различное удельноеэлектрическое сопротивление.
Большое значение имеет путь протекания тока. Схема замещенияотражает только характерные пути, а при этом их названия (ладонь — ладонь,ступня — ступня и т.п.) более точны, чем в технической литературе (рука — рука,нога — нога и т.п.). Дело в том, что при рассмотрении электрической схемызамещения тела человека, изучаются не любые пути протекания тока, а толькохарактерные. Воздействие электрического тока, например, на акупунктурные точкичеловеческого тела, слизистые оболочки, область головы может вызвать летальныйисход при очень малых его значениях. Электрическая схема замещения в этомслучае будет иметь особенности с точки зрения учета малой проводимости нервныхклеток или специфики внутреннего сопротивления электрической цепи.
Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токовпри аварийных режимах производственных электроустановок определены для путейтока через тело человека по путям: ладонь— ладонь (рука—рука) и ладонь—ступни(рука—ноги). В течение более 1 с (до 10 с) предельно допустимые токисоответствуют порогу отпускающего переменного тока и неболевого постоянноготока.
Для переменных токов во всех случаях указываются действующиезначения, а для выпрямленных — амплитудные.
3.3Средства защиты от поражения электрическим током
В целях электробезопасности и защиты от опасного воздействияЭМП при случайных прикосновениях к токоведущим частям должны применятьсяотдельно или в сочетании друг с другом следующие технические способы и средствазащиты:
-защитное заземление;
-защитное зануление;
-выравнивание (в т.ч. уравнивание)потенциалов;
-малое напряжение;
-электрическое разделение сетей;
-защитное отключение;
-изоляция токоведущих частей отработника в широком смысле (электрическая изоляция: рабочая, дополнительная,усиленная, двойная; физическая изоляция: оградительные устройства, расположениена недоступных высоте и расстоянии);
-компенсация токов замыкания наземлю;
-предупредительная сигнализация,защитная блокировка, знаки безопасности;
-средства защиты и предохранительные приспособления.
Нетоковедущие металлические части конструкций электрических машин и аппаратов(трансформаторов, выключателей, блоков питания, двигателей, генераторов,светильников и т.п.) могут оказаться под напряжением электрической установкипри повреждении изоляции токоведущих частей и замыкании их на корпус. При этомприкосновение человека к корпусу так же опасно, как и прикосновение ктоковедущим частям электроустановок.
Для защиты человека от поражения электрическим током в этихслучаях применяются объективные технические средства защиты, которые независимоот воли и желания работника защищают его от возможных аварийных режимов работы.Одно из наиболее эффективных объективных технических средств защиты — защитноезаземление.
Защитное заземление — преднамеренное электрическое соединениес заземляющим устройством металлических частей электроустановки илиоборудования с целью обеспечения электробезопасности.
Защитное заземление следует отличать от рабочего заземления.Рабочим (функциональным) заземлением называется заземление какой-либо точкитоковедущих частей электроустановки, необходимое для обеспечения работыэлектроустановки (например, нейтральные точки генераторов, трансформаторов,заземляющий вывод разрядника, рельсовые фидеры тяговых подстанций и т.п.). Порабочему заземлению постоянно или временно протекает ток рабочего режима электроустановки.
Рабочее заземление предназначено для обеспечения надлежащейработы электроустановок в нормальных и аварийных режимах и является элементомконструкции электроустановки.
3.4Защитное заземление
3.4.1Принцип действия и область применения защитного заземления
Назначениезащитного заземления – устранение опасности поражения людей электрическим токомпри появлении напряжения на частях конструкции электроустановок илиоборудования, доступных прикосновению, как правило, в режиме замыкания электрическойустановки на корпус при повреждении электрической изоляции. Для этого междукорпусом электроустановки и проводящим пространством земли создаетсяэлектрическое соединение с достаточно малым сопротивлением.
Если человек коснется корпуса, на который произошло короткоезамыкание одной из фаз, образуется электрическая цепь от поврежденной фазы икорпуса на землю и далее к другим фазам через сопротивления изоляциинеповрежденных проводов. При наличии защитного заземления ток замыканияпроходит по двум параллельно включенным сопротивлениям: сопротивлениюзаземляющего устройства R исопротивление человека Rh (рис.3.1). Токи в параллельных цепях распределяются обратнопропорционально электрическим сопротивлениям, поэтому при наличии малогоэлектрического сопротивления заземляющего устройства (не выше 10 Ом) посравнению с электрическим сопротивлением человеческого тела (сопротивление телачеловека зависит от многих факторов, в качестве расчетного значения принимаетсявеличина Rh = 1000 Ом) часть тока, проходящаячерез тело человека, будет мала и безопасна для его здоровья.
/>
3.4.2Расчет защитного заземления
Длязаземления оборудования используем заземляющее устройство, состоящее изсоединительной полосы с приваренными к ней стержневыми электродами. Исходныеданные для расчета защитного заземления поместим в таблицу 3.1.
Таблица3.1 – Исходные данные для расчета защитного заземления Вид грунта Чернозем Удельное сопротивление грунта измереное ρ1, Ом/>м 45 Длина вертикального электрода L, м 3,00 Диаметр вертикального электрода d, м 0,12 Ширина соединительной полосы D, м 0,05 Заглубление n, м 0,8 Коэффициент сезонности φ 1,5 Отношение расстояния между электродами к длине электрода 3
1.На основании исходных данных определим предельно допустимое сопротивлениезаземляющего устройства.В соответствии с требованиями ПУЭ в электроустановкахнапряжением до 1000 В Rз≤ 4 Ом.
2.Вычислим сопротивление растеканию одиночного вертикального заземлителя, поформуле (3.1).
/>, (3.1)
гдеρ – удельное сопротивление грунта, Ом/>м ;
L – длинавертикального электрода, м;
d –диаметр вертикального электрода, м;
t –расстояние от земли до середины заземлителя, м.
Определимρ с учетом коэффициента сезонности по формуле (3.2).
/> , (3.2)
гдеφ – коэффициента сезонности
/> />
/>
3.Определим необходимое количество вертикальных электродов по формуле (3.3).
/>, (3.3)
гдеRB – сопротивление растеканиюодиночного вертикального заземлителя, Ом;
Rз –предельно допустимое сопротивление заземляющего устройства, Ом;
ηB – коэффициент использованиявертикальных заземлителей, принимается по справочным данным [9 ] ηB= 0,86.
/> шт.
Сопротивлениерастеканию тока вертикальных электродов в групповом заземлителе определим поформуле (3.4).
/> (3.4)
/> Ом
4.Определимсопротивление растеканию горизонтальной соединительной полосы Rп. При этом длина полосы определяется по формуле (3.5)для заземлителей расположенных в ряд.
/> , (3.5)
гдеА – отношение расстояния между вертикальными электродами к
длинеэлектрода L.
/> м
Сопротивлениерастеканию соединительной полосы определим по формуле (3.6).
/>, (3.6)
гдеD – ширина соединительной полосы, м;
n –глубина расположения соединительной полосы в грунте, м.
/>Ом
Возникаетэкранирование между горизонтальными и вертекальными составляющими.Сопротивление растеканию соединительной полосы в групповом заземлителе, сучетом экранирующего эффекта вертикальных электродов определяется по формуле(3.7).
/>, (3.7)
гдеηг – коэффициент использованиягоризонтальной соединяющей
полосы.Принимается по справочным данным [9] ηг =0,9.
/>Ом
5.Результирующее сопротивление растеканию тока группового заземлителя (всегозаземляющего устройства) определим по формуле(3.8).
/> (3.8)
/>
Сравниваяполученное значение Rгр с допустимой величеной RЗ, делаем вывод, что расчет выполнен правильно, т.к. Rгр=2,21 /> RЗ= 4.
Схемарассчитанного защитного заземления представлена на рис.3.2.
/>
4.ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
4.1Расчет единовременных капитальных вложений
Капитальные вложения – затраты труда,материально-технических ресурсов, денежных средств на воспроизводство основныхпроизводственных фондов. В капитальные вложения не включается капитальный ремонт основных фондов.
Для строительства проектируемой сетиширокополосного доступа необходимы следующие капитальные вложения:
— на приобретение оборудованияширокополосного доступа, приобретения кабелей и расходных материалов;
— на транспортные изаготовительно-складские расходы;
— на монтаж и настройку оборудования.
Капитальные затраты приведены втаблице 4.1
Таблица 4.1 – Капитальные затраты навнедряемую сетьширокополосного доступа Наименование Тип / производитель Стоимость единичная, тыс.руб Кол-во Стоимость общая, тыс.руб. 1 2 3 4 5 Мультиплексор DSLAM
SI2000
«Iskratel» 63,3 4 253,200 Сплиттер
Passive POST splitter
«Iskratel» 0,32 42 13,440 Кабель ВВГ нг-LS 2×4 0,048 64 3,072 Коннектор оптический FC simplmode 0,39 20 780 Маршрутизатор Cisco 7604 413 4 1652 Инвертор Штиль PS48/700 6,57 4 26,28
Труба гофрированная
из полипропилена DKC/DKC10925 0,012 120 1,44 Кабель экранированный CBE402HT «Iskratel» 0,065 280 18,200 Стойка
Стойка открытая 19"
Terminal Bay MR 6,35 4 25,400
Монтажный
материал
PSE60327AA
«Iskratel» 1,985 4 7,940466,256 ИТОГО на приобретение оборудования: 2008,772 Транспортные и заготовительно-складские расходы (10%) 200,8772 Затраты на тару и упаковку (0,5%) 100,4386 Монтаж и настройка оборудования (10%) 200,8772 Всего по смете:
2510,965
Затраты на транспортные изаготовительно-складские расходы 10% от стоимости оборудования, стоимостьмонтажа и настроечных работ принимаем 10% от стоимости оборудования, затраты натару и упаковку 0,5% от стоимости оборудования.
4.2Расчет эксплуатационных расходов
Расходыпри эксплуатации систем широкополосного доступа складываются из затрат назаработную плату, отчислений на социальное страхование, расходов на материалы изапасные части, топливо, электроэнергию, амортизационных отчислений и прочихрасходов.
Суммавсех издержек составляющих эксплуатационные расходы
Сэ=Т+СН+М+Э+А+П, (4.1)
где Т – заработная плата персонала, обслуживающего проектируемые сооружения иустройства связи с начислениями, руб.;
СН– отчисления на социальное страхование (18.4% от фонда заработной платы,тыс.руб.);
М– стоимость материалов и запчастей, тыс.руб.;
Э– стоимость электроэнергии, тыс.руб.;
А– амортизационные отчисления, тыс.руб.;
П– прочие расходы.
4.2.1Расчет заработной платы
Годовойфонд заработной платы рассчитывается по формуле:
Т= 12 ∑ (Чi Зi (1 + К1)(1 + К2)), (4.2)
где Чi – численность работников каждой должности;
Зi– месячный тарифный оклад работника каждой должности;
К1– доля премий и доплат за работу в ночное время, праздничные дни и прочее,К1=0,42;
К2– доля дополнительной заработной платы (в основном доплата к отпуску) от всейначисленной основной заработной платы,
К2=0,07.
Новогооборудование будет обслуживаться системным администратором дистанционно из ИВЦВоронежа, а механиком 9 разряда непосредственно на месте.
Дляработников принимаем следующие тарифные оклады:
-системныйадминистратор – 20,300 тыс. руб.;
— механик 9 разряда – 10,800 тыс. руб.
Такимобразом, годовой фонд заработной платы составит:
Т= 12∙[20300∙(1 + 0,42) ∙ (1 + 0,07)+ 10800∙(1 + 0,42) ∙(1 + 0,07)]=
=567,040 тыс. руб.
4.2.2Расчет расходов на социальные нужды
Расходына социальные нужды определяются в размере 26,4% от фонда заработной платы.
Сн= Т∙0,264 (4.3)
Сн= 567,040 ∙0,264= 104,33 тыс. руб.
4.2.3 Расчет расходов на материалы и запасные части
Расчетрасходов на материалы и запасные части принимаются в размере 3% от затрат навнедрение системы абонентского доступа на проектируемом участке.
М= К×0,03 (4.4)
гдеК – капитальные затраты, тыс. руб.
М= 606,133×0,03 =18,18 тыс. руб.
4.2.4Расчет платы за электроэнергию
Расходына электроэнергию определяются по формуле:
/>, (4.5)
где:W– расход электроэнергии, потребляемойсистемой передачи и освещением.
η – КПД выпрямителя (85%)
t – количествочасов работы аппаратуры в сутки,
W осв = 0,8 кВт, W сп=2,4 кВт
/>
Стоимость электроэнергии напроизводственные нужды составляет 1,77 руб. за кВт×час.Годовая оплата за электроэнергию составит
Эл = 31,742 ∙ 1,77 = 56,183 тыс.руб.
4.2.5Расчет амортизационных отчислений и прочих расходов
Амортизационныеотчисления для внедренной системы установлены в размере 6,8% от ориентировочнойстоимости.
А=2510,965 ∙ 0,068 = 170,75 тыс.руб.
Затраты на прочие производственные,транспортные, управленческие эксплутационные расходы определяются в размере 35%от величины фонда заработной платы
Эпр = Т ×0,35 (4.6)
Эпр = 567,040 ×0,35= 198,464 тыс. руб.
Итоговые результата расчета годовыхэксплутационных расходов сведем в таблицу 4.2
Таблица 4.2 — Итоговые результатырасчета годовых эксплутационных расходовНаименование затрат
Затраты,
тыс. руб.
Фонд заработной платы 567,040 Отчисления на социальные нужды 149,7 Амортизационные отчисления 170,75 Расходы на материалы и запасные части 18,18 Расходы на оплату электроэнергии 56,183 Прочие расходы 131,276 Итого: 1093,17
Такимобразом, эксплуатационные расходы для проектируемой сети доступа на заданномжелезнодорожном участке составят 1093,17 тыс.руб.
4.3Определение экономической эффективности внедряемой сети абонентского доступа
4.3.1Расчет средней прибыли от одного пользователя в месяц
Необходиморассчитать прибыль, получаемую от проектируемой сети доступа, в год. Предположим, чтоподключатся 10 % квартирных абонентов (289 человек).
Возникаетвопрос: «Сколько абоненты будут тратить денег на пользование услугойширокополосного доступа?» Можно предположить, в процентном соотношении,количество подключившихся абонентов к тому или иному тарифу. Если абонентподключился к тарифу, имеющему лимит трафика, входящего в абонентскую плату,например (приложение 3) «OptimaLink», то неизвестно будет ли он превышать свой предел или нет. Пользовательпотратит столько денег, сколько он готов потратить.
Врезультате проведенного социологического опроса «Сколько вы готовы тратитьденег на доступ в Интернет в месяц?» Были получены следующие данные (рис. 4.1) :
— до 200 руб. – 5,4%;
— до 400 руб. – 14,3%;
— до 600 руб. – 28,6%;
— до 800 руб. – 36,6%;
— до 1000 руб. и более– 15,1%.
/>
Рисунок4.1 – Результатсоциологического опроса «Сколько вы готовы тратить денег на доступ в Интернет вмесяц?»
Исходяиз этих данных, можно рассчитать полученную среднюю прибыль от одногопользователя в месяц:
/>, (4.7)
гдеА – средняя прибыль отодного пользователя в месяц, руб.
Х i– предел суммы, которую готовызаплатить пользователи в
месяц, руб.
Y i– количество согласившихся с i- тым пределом суммы, %
Поформуле (4.7) произведем расчет:
/>
4.3.2 Расчет прибыли от проектируемой сети доступа в год
/>, (4.8)
гдеД– годовой доход от проектируемой сети доступа в год
N –количествопользователей
А– средняя прибыль отодного пользователя в месяц, руб.
Д= 289 · 684 · 12 =2372,1 тыс. руб.
Прибыльот проектируемой сети доступа в год:
П= Д – Р (4.9)
П= 2372,1 – 1093,17 = 1278,93 тыс. руб.
4.3.3Расчет чистого дисконтированного дохода (ЧДД) и срока окупаемости проектаграфоаналитическим методом
Чистый дисконтированный доход – это важнейшийпоказатель эффективности. Используются и другие названия этого показателя:интегральный экономический эффект, Net Present Value (NPV). Он определяется как сумма текущих эффектов за весьрасчетный период, приведенная к начальному шагу, или как превышение приведенныхинтегральных результатов над приведенными интегральными затратами.
Если в течение расчетного периода не происходит инфляционногоизменения цен или расчет выполняется в текущих ценах, то величина ЧДД(илиинтегрального экономического эффекта) при постоянной норме дисконта равна:
/>, (4.10)
где Rt – результаты,достигнутые на t-ом шаге расчета;
Зt – затраты, осуществляемые на t-ом шаге;
αt – коэффициент дисконтирования;
К — общая сумма капитальных вложений.
Если ЧДД > О, инвестиционный проект являетсяэффективным (при данной норме дисконта). Чем больше ЧДД, тем эффективнеепроект. При отрицательном ЧДД проект неэффективен, инвестор понесетубытки.
Коэффициент дисконтирования определяется по формуле:
/> (4.11)
где Тср – срок службы (1 – 8 лет);
Ен= 0,15 – нормативный коэффициент сравнительной экономической эффективности.
РасчетЧДД выполним в виде таблицы 4.3
Таблица4.3 – Расчет чистогодисконтированного дохода (ЧДД)
Срок
эксплуатации, лет Капитал. затраты, тыс.руб.
Прибыль,
тыс.руб. Коэф. приведения Дисконт, тыс.руб.
Рез-т,
тыс.руб.
Начало
строительства
2510,9 1278,93 1 1278,93 -1231,97 1 – 1278,93 0,87 1040,87 -119,30 2 – 1278,93 0,756 786,90 721,88 3 – 1278,93 0,658 517,78 1275,37 4 – 1278,93 0,572 296,17 1591,97 5 – 1278,93 0,497 147,20 1749,32 6 – 1278,93 0,432 63,59 1817,30 7 – 1278,93 0,376 23,91 1842,85 8 – 1278,93 0,327 7,82 1851,21
/>/>
Рисунок4.2 – График зависимости ЧДД от срока окупаемости
Капитальныевложения на внедрение системы абонентского доступа окупятся через 2,2 года, чтоменьше нормативного срока 8 лет. Так как ЧДД > 0 следовательно, проект является выгодным.
Коэффициентэкономической эффективности представляет собой отношение суммы приведенногоэффекта к величине капитальных вложений.
Коэффициентэкономической эффективности равен:
/> (4.12)
Рассчитаем коэффициент экономическойэффективности:
/>
Полученные значения коэффициентаэкономической эффективности Р сопоставим с соответствующим отраслевымнормативом ЕН. Норматив общей эффективности для предприятий связисвязи Ен = 0,15.
Капитальные вложения в системуабонентского доступа являются эффективными, так как Р > Ен.
Вывод:Расчеты показали, что ЧДД > 0 следовательно, проект является выгодным. Нет необходимости содержатьбольшой штат работников т.к. оборудование конфигурируется дистанционно.Результаты социологического опроса говорят о том, что услуга доступа в сетьИнтернет является востребованной, даже при относительно высоких ценах. Необходимовкладывать средства на развитие сети доступа и транспортной сети, чтобыповысить конкурентоспособность, скорость передачи информации и количествопользователей.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В процессе дипломного проектирования производилось сравнениенескольких технологий широкополосного доступа, но предпочтение для выбранногоучастка было отдано ADSL. Удобство миграции абонентов из телефонной сети в сеть NGN, которое даеттехнология ADSL, неоспоримо. В том случае, когда абоненту необходимопредоставить широкополосный доступ как можно быстрее и с минимальнымииздержками, технология ADSL почти не имеет конкурентов среди проводных решений.
Первоначальнопредполагалось использовать в качестве транспортной сети существующееоборудование ADM 16/1, но после предварительного экономического расчета сталоясно, что проектируемая сеть доступа очень быстро окупается, поэтому можноприменить дополнительное оборудование. Используя оборудование Cisco 7604,решаются проблемы будущего развития, возможности подключения потенциальныхсетей доступа.
ОАО«РЖД» имеет достаточно развитую транспортную сеть магистральной связи на основеволоконно-оплических линий связи (ВОЛС) и оборудования SDH по всей территорииРоссии. Популярность глобальной сети Интернет, с каждым годом растет, поэтомунеобходимо развитие широкополос-ного доступа для более эффективного использованиясуществующей телекоммуникационной сети.
Спроектированнаясистема абонентского доступа будет функционировать более эффективно, если еереализовать в нескольких региональных центрах связи или в пределах всейЮго-Восточной железной дороги.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.Бакланов И. Г. Технологии ADSL/ADSL2+: теория и практика применения. – М.: Метротек, 2007. – 384 с.
2.Столингс В. Современные компьютерные сети. – С-Пб.: Питер, 2003. – 783 с.
3.Слепов Н. Н. Синхронные цифровые сети SDH. – М.: Эко-трендз, 1999. – 148 с.
4.Олифер В. Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы.3-е изд. – С-Пб.: Питер, 2006. – 985 с.
5.Иванов А. Б. Волконная оптика: компоненты, системы передачи, измерения. – М.:Компания Сайрус Системс, 1999. – 671 с.
6. Лецкий Э.К.Информационные технологии на железнодорожном транспорте. Учеб. Для вузовжелезнодорожного транспорта.– М.: УМК МПС России, 2000. – 680 с.
7.Смирнов А. Д. Справочная книжка энергетика. – М.: Энергия, 1978. – 336 с.
8.Кузнецов К. Б., Бекасов В. И. и др.; Безопасность жизнедеятельности. Ч.2.Охрана труда на железнодорожном транспорте: Учебник для вузов железнодорожноготранспорта. – М.: Маршрут, 2006. – 536 с.
9.Долин П. А. Справочник по технике безопасности. 5-е изд., перераб. и доп. – М.:Энергоиздат, 1982. – 800 с.
10. Дмитриев В.А.Экономика железнодорожного транспорта. – М.: Транспорт, 1996г.
11. ГолубицкаяЕ.А. Экономика связи… – М.: Ириас, 2006. – 488 с.