Файл: Проектирование мультисервисной сети связи микрорайона "солнечный" Г. Павловска воронежской области.pdf

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«БЕЛГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
( Н И У « Б е л Г У » )
ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ЕСТЕСТВЕННЫХ
НАУК
КАФЕДРА ИНФОРМАЦИОННО-ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ
СИСТЕМ И ТЕХНОЛОГИЙ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ МУЛЬТИСЕРВИСНОЙ СЕТИ СВЯЗИ
МИКРОРАЙОНА "СОЛНЕЧНЫЙ" Г. ПАВЛОВСКА
ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ
Выпускная квалификационная работа обучающегося по направлению подготовки 11.03.02
Инфокоммуникационные технологии и системы связи очной формы обучения группы 07001410
Нетесова Руслана Михайловича
Научный руководитель:
Старший преподаватель кафедры
Информационно- телекоммуникационных систем и технологий
НИУ «БелГУ» Пеньков Е. П.
Рецензент:
Начальник участка систем коммутации №1
Белгородского филиала
ПАО «Ростелеком»
Тельбуков Д. В.
БЕЛГОРОД
2018

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
БЕЛГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
(НИУ «БелГУ»)
ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ЕСТЕСТВЕННЫХНАУК
КАФЕДРА ИНФОРМАЦИОННО-ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМ И ТЕХНОЛОГИЙ
Направление 11.03.02 Инфокоммуникационные технологии и системы связи
Профиль: Сети связи и системы коммутации
Утверждаю
Зав. кафедрой
«____» ____________________ 2018 г.
ЗАДАНИЕ
НА ВЫПУСКНУЮ КВАЛИФИКАЦИОННУЮ РАБОТУ
____ Нетесов Руслан Михайлович ______________
(фамилия, имя, отчество)
1. Тема ВКР «Проектирование мультисервисной сети связи микрорайона "Солнечный" г. Павловска Воронежской области»
Утверждена приказом по университету от «____» __________________ 2018 г. № _____
2. Срок сдачи студентом законченной работы ___.______
3. Исходные данные: объект проектирования – г. Павловск, Воронежская область; тип сети связи – проводная широкополосная сеть абонентского доступа, количество абонентов - 1200;
4. Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов):
4.1 Анализ состояния существующей сети связи мкр. солнечный
4.2 Современные технологии сетей абонентского доступа
4.3 Компоненты проектируемой сети доступа
4.4 Расчёт параметров линейного тракта сети
4.5 Расчет технико-экономических показателей

5. Консультанты по работе с указанием относящихся к ним разделов
Раздел
Консультант
Подпись, дата
Задание выдал
Задание принял
4.1. – 4.4
старший преподаватель.
каф. ИТСиТ
Пеньков Е.П.
4.5
канд. техн. наук
доцент каф. ИТСиТ
Болдышев А.В.
6. Дата выдачи задания _________________________________________________________
Руководитель
Старший преподаватель
кафедры Информационно-телекоммуникационных
систем и технологий»
НИУ «БелГУ» _________________________________________Е.П. Пеньков
(подпись)
Задание принял к исполнению ________________________________________
(подпись)

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
3 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ СУЩЕСТВУЮЩЕЙ СЕТИ СВЯЗИ МКР.
«СОЛНЕЧНЫЙ»
5 1.1 Анализ экспликации обьекта
5 1.2 Постановка задачи проектирования
7 2.СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ СЕТЕЙ АБОНЕНТСКОГО ДОСТУПА
9 2.1 Понятие сетей абонентского мультисервисного доступа
9 2.2 Принципы построения оптических сетей доступа
11 2.3 Сравнение технологий xPON. Выбор конкретной технологии
12 3. КОМПОНЕНТЫ ПРОЕКТИРУЕМОЙ СЕТИ ДОСТУПА
15 3.1 Выбор оборудования OLT
15 3.2 Выбор волоконно-оптических кабелей и пассивных элементов сети
19 3.3 Расчёт пропускной способности сети
25 3.4 Выбор устройства маршрутизации трафика
27 4 РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ ЛИНЕЙНОГО ТРАКТА СЕТИ
30 4.1 Расчёт необходимого числа оптических волокон
30 4.2 Расчёт оптических сплиттеров
33 4.3 Расчёт бюджета оптической мощности
37 4.4 Схема организация связи
41 4.5 Спецификация необходимого оборудования и материалов
44 4.6 Мероприятия по организации строительных работ
44 5. РАСЧЕТ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
51 5.1 Расчет капитальных затрат
51 5.2 Расчёт величины затрат на эксплуатацию
54 5.3 Определение доходов от реализации проекта
59
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
65
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
66
Изм. Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
2
11070006.11.03.02.719.ПЗВКР
Разработал
Нетесов Р.М.
Проверил
Пеньков Е.П
.
Рецензент
Тельбуков Д.Ф
Н. Контроль
Пеньков Е.П.
Утвердил
Жиляков Е.Г.
Проектирование мультисервисной сети связи микрорайона "Солнечный" г. Павловска
Воронежской области
Лит.
Листов
67
НИУ «БелГУ» гр.07001410

Изм. Лист № докум
Подпись Дата
Лист
11070006.11.03.02.719.ПЗВКР
3
ВВЕДЕНИЕ
С бурным развитием телекоммуникаций в современном мире общество неуклонное идет к усложнению взаимосвязи между различными звеньями производства, увеличение информационных потоков в технической, научной, политической, культурной, бытовой и других сферах общественной деятельности.
Сегодня, очевидно, что ни один процесс в жизни современного общества не может происходить без обмена информацией, для своевременной передачи которой используются различные средства и системы связи.
На сегодняшний день существует технологии высокоскоростного доступа
Ethernet и xDSL способны предоставлять такую скорость по медным кабелям, но проблема в том что только на малые расстояния. В настоящее время одной из наиболее популярных технологий строительства сетей широкополосного доступа в мире является технология PON (Passive Optical Network – пассивная оптическая сеть) – технология для оптической распределительной сети доступа. Основными вариантами PON являются технологии GPON (Gigabit PON) и GEPON (Gigabit
Ethernet PON), которую также часто называют EPON. Основное отличие технологий GPON и EPON заключается в активном оборудовании. Пассивная инфраструктура этих технологий практически одинакова. Оптические сети имеют серьезные преимущества перед сетями, построенными на основе обычного медного или коаксиального кабеля. Они обеспечивают гораздо более высокие скорости передачи данных на большие расстояния и при этом абсолютно нечувствительны к электромагнитным помехам и перекрестным наводкам.
Решения построенные на основе технологии гигабитной пассивной оптической сети PON при прочих равных затратах на установку оборудования значительно снижают расходы на дальнейшую эксплуатацию. Следственно уменьшают стоимость владения, что, безусловно, является не маловажным фактором.
Внедрение технологии PON позволяет сохранить преимущества традиционных услуг, дополнив их новым качеством. Инфраструктура PON отличается крайней неприхотливостью и безопасностью: не требует электропитания и может быть

Изм. Лист № докум
Подпись Дата
Лист
11070006.11.03.02.719.ПЗВКР
4
смонтирована в любом, даже неприспособленном помещении. Целью дипломной работы является проектирование оптической сети абонентского доступа микрорайона "Солнечный" города Павловска, уменьшение эксплуатационных затрат и создание дополнительных источников доходов оператора связи за счет предоставления современных инфокоммуникационных услуг. Для достижения поставленной цели требуется решить следующие задачи:
1. Проведение предпроектного исследования микрорайона, подключаемого к информационной сети Интернет, для выявления основных функций проектируемой сети и обзор основных сетевых технологий и архитектур.
2. Выбор оптимальных решений для проектирования и разработки локальной вычислительной сети.
3. Выбор концепции построения сети.
4. Разработка структурированной кабельной системы.
5. Расчет оптического бюджета сети.
6. Экономическое обоснование предлагаемого проекта сети.
Для описания решения поставленных задач дипломная работа была разбита на 5 глав. Первая глава содержит анализ объекта и постановка задач. Во второй и третей главе мы сравниваем технологии и выбираем наилучший и оптимальный с вариант. В четвертой главе мы проводим расчет параметров линейного тракта сети для выбора выбор оптимального решения: по топологии сети, выбору оборудования и формированию структурированной кабельной системы. Для проектируемой сети приводятся расчеты по обеспечению надежной передачи данных. В пятой главе приведены экономические расчеты, которые определяют затраты на проектирование локальной вычислительной сети и срок ее окупаемости.

Изм. Лист № докум
Подпись Дата
Лист
11070006.11.03.02.719.ПЗВКР
5
1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ СУЩЕСТВУЮЩЕЙ СЕТИ СВЯЗИ
МКР. СОЛНЕЧНЫЙ
1.1 Анализ экспликации обьекта
Павловск – небольшой город. Расположен город в центре Воронежской области на трассе М4 и на берегу реки Дон. Протяженность Павловска с запада на восток 6 км, а с севера на юг 5 км.
Павловск на сегодня является крупнейшим транспортным узлом
Воронежской области. В Павловске работают четыре оператора сотовой связи: «Билайн», «МТС», «TELE2», «МегаФон». Доступ в Интернет по технологии LTE предоставляет оператор «Yota», «Билайн», «МТС», «TELE2»,
«МегаФон».
Новый жилой массив возводится в Павловском районе на северо- востоке Павловска, недалеко от трассы М4. Застройщиком выступает ООО
«Павловск - Гранит». «Солнечный» – это быстрорастущий, просторный, чистый жилой район, расположенный по улицам Гагарина, Свободы и
Солнечная.
В районе «Солнечный» компания-застройщик предусмотрела наличие развитой инфраструктуры: в планы строительства заложены школа, детский сад, районная поликлиника и коммерческие объекты. В дополнение к этим объектам застройщик запланировал строительство парковки, прогулочных зон, зон для выгула собак, а также комплексное благоустройство и озеленение микро - района.
В шаговой доступности от микрорайона «Солнечный» находятся спортивный комплекс «Горняк», предлагающий детям от 4 до 15 лет бесплатные секции волейбола, плавания, футбола, вольной борьбы, художественной гимнастики и бальных танцев. Взрослых жителей и жительниц ждет широкий спектр спортивно-оздоровительных мероприятий, бассейн, доступ на современные футбольные поля, зимой – каток.

Изм. Лист № докум
Подпись Дата
Лист
11070006.11.03.02.719.ПЗВКР
6
Управляющая компания «ГОК» регулярно организует для жителей микрорайона праздники по календарным поводам и просто так. На мероприятия приглашаются артисты и аниматоры, работают веселые аттракционы и разносится щедрое угощение.
В транспортном плане массив расположен удобно так как имеется большая транспортная развязка. В проекте будет рассмотрены технические решения строительства сети доступа с применением волоконно-оптических кабелей в микрорайон «Солнечный» в дома со строительными адресами ул.
Гагарина д.28, д.57, д.55, д.63 и д.65.
Характеристика подключаемых зданий приведена в таблице 1.1. План расположения подключаемых домов приведён на рисунке 1.1.
Рисунок 1.1 – План расположения подключаемых домов
Так как оптические каналы заведомо предполагают широкую полосу пропускания, в целях запаса монтированной емкости портов, а также по причине того, что дома являются новостройками, примем в расчет то, что услуги понадобятся более 75% квартир.
Следовательно, для подключения всех абонентов необходимо задействовать 960 портов подключения.
Прокладка магистрального участка кабеля будет производиться в существующей и вновь построенной кабельной канализации
ПАО

Изм. Лист № докум
Подпись Дата
Лист
11070006.11.03.02.719.ПЗВКР
7
«Ростелеком» (вопрос строительства кабельной канализации в проекте не рассматривается).
Таблица 1.1 – Характеристика подключаемых зданий
№ п/п
Адрес
Подъездов
Этажей
Квартир на площадке
Квартир
Портов
1
Гагарина, д.28 8
10 4
320 240 2
Гагарина, д.57 5
10 5
250 180 3
Гагарина, д.55 8
10 4
320 240 4
Гагарина, д.63 3
10 6
180 120 5
Гагарина, д.65 6
10 4
240 180
Всего: 1310 960
1.2 Постановка задачи проектирования
Основными предпосылками для реализации проекта развития сети доступа по технологии FTTH в городе Павловске, явилась потребность в повышении конкурентоспособности, удержание существующей клиентской базы и ее расширение. Предоставление абонентам услуги цифрового телевидения IPTV, быстрое получение больших объемов информации из сети
Интернет.
Реализация бизнес - плана по строительству сети FTTH в городе
Павловске позволит сохранить доминирующие позиции ПАО «Ростелеком» на рынке телекоммуникаций города, получить конкурентные технологические преимущества на сегменте широкополосного доступа.
Последовательность мероприятий по реализации стратегии проекта:
− приобретение оборудования PON (активное и пассивное оборудование, комплектующие);
− строительство пассивной сети FTTH ВОЛС;
− проведение настроечных работ и тестирования активного оборудования; − переключение и подключение новых пользователей.
Основной целью внедрения технологии PON является повышение доходов
ПАО
«Ростелеком» за счет привлечения абонентов,

Изм. Лист № докум
Подпись Дата
Лист
11070006.11.03.02.719.ПЗВКР
8
заинтересованных в получении современных телекоммуникационных услуг, путем построения качественно новой широкополосной сети доступа.
Данная сеть должна обеспечить прозрачный транспорт для всего комплекса предоставляемых услуг: телефонии, широкополосного доступа к сети передачи данных, IP-TV, кабельного ТВ. В тоже время данная сеть должна иметь наиболее экономичную, с точки зрения объема линейных сооружений оптоволоконную инфраструктуру.

Изм. Лист № докум
Подпись Дата
Лист
11070006.11.03.02.719.ПЗВКР
9
2 СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ СЕТЕЙ
АБОНЕНТСКОГО ДОСТУПА
2.1 Понятие сетей абонентского мультисервисного доступа
Сеть связи (коммуникационная сеть – communication network) – это совокупность оконечных устройств (терминалов связи), объединенных каналами передачи информации и коммутирующими устройствами (узлами сети), обеспечивающими обмен сообщениями между всеми оконечными устройствами.
Мультисервисная сеть представляет собой универсальную многоцелевую среду, предназначенную для передачи речи, изображения и данных с использованием технологии коммутации пакетов (IP). Мультисервисная сеть отличается степенью надежности, характерной для телефонных сетей (в противоположность негарантированному качеству связи через Интернет) и обеспечивает низкую стоимость передачи в расчете на единицу объема информации (приближенную к стоимости передачи данных по Интернету).
Сеть абонентского доступа - это совокупность технических средств между оконечными абонентскими устройствами, установленными в помещении пользователя, и тем коммутационным оборудованием, в план нумерации
(или адресации) которого входят подключаемые к телекоммуникационной системе терминалы.
Сформулируем основные особенности современных сетей абонентского доступа:
1) сеть доступа – универсальная система в том смысле, что практически исчезает деление ее функций на основную и дополнительные;

Изм. Лист № докум
Подпись Дата
Лист
11070006.11.03.02.719.ПЗВКР
10 2) традиционная конфигурация сети доступа типа “точка - точка” (point- to-point) дополняется новыми топологиями (“точка - множество точек” или
“множество точек - множество точек”, известных по англоязычным терминам point-to-multipoint и multipoint-to-multipoint соответственно);
3) сети доступа иногда используются устройства распределения информации, что приводит к возможным потерям вызовов (при коммутации каналов) или сообщений (при коммутации пакетов или иной подобной технологии);
4) в сети доступа создается подсистема эксплуатационного управления, которая позволяет эффективно реагировать на отказы ее отдельных элементов и колебания трафика;
5) начинают формироваться требования к весьма существенному расширению пропускной способности сети доступа.
Составим сравнительную таблицу, в которой будут представлены ключевые особенности технологий Ethernet и PON (таблица 2.1).
Таблица 2.1 – Сравнительная характеристика технологий оптического доступа
Ethernet
PON создавалась для локальных сетей технология мультисервисных сетей требуется большое количество оптических волокон в ОК; обычно несколько помежуточных узлов с активным оборудованием между узлом оператора и абонентами для построения сети используются экономичные мало - волоконные кабели, полностью пассивная сеть между узлом оператора и абонентами возможность варьирования полосы пропускания обладает необходимой эффективностью наращивания узлов сети и пропускной способности, в зависимости от настоящих и будущих потребностей абонентов поддерживает все службы (данные, голос, видео) возможность предоставления трех видов информации: голос, видео, данные технологические ограничения, в том числе, расстояние 100 м от активного узла до абонента нет особых ограничений ввиду использования оптоволоконного кабеля оборудование требует стабильного электропитание требуется только для