Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

С развитием высокоскоростных телекоммуникационных технологий все глубже становится противоречие между желаниями абонентов и возможностями операторов сетей связи общего пользования. Первые хотят получить доступ к множеству новых широкополосных услуг, требующих высокой пропускной способности канала, вторые не всегда в состоянии эту пропускную способность обеспечить. Проблема актуальна как для мира в целом, так и для нашей страны, где до сих пор наиболее используемая среда передачи - витая пара, значительная часть сетей построена именно на медных кабелях. сеть связь телекоммуникационный интернет

Благодаря использованию на абонентской кабельной сети современных технологий, разработанных специально для обычной абонентской пары проводов, те же самые линии, которые ранее использовались для традиционной телефонной связи и передачи данных со скоростью до 56 Кбит/с (в лучшем случае, причем с доступом по коммутируемой линии, то есть с обязательным набором номера для установки соединения) могут поддерживать экономически эффективную высокоскоростную передачу данных, при этом сохраняя возможность одновременного использования абонентской линии и для традиционной телефонной связи.

Современные технологии позволяют пользователю получить доступ к широкому набору служб - телефонии, телевидению, Internet, управлению домом - по единой абонентской линии. Доступ по цифровой абонентской линии (DSL) в прошедшем десятилетии был одним из наиболее динамичных направлений в сфере телекоммуникаций. Так, к середине 2006г. в мире насчитывалось 164 млн. пользователей DSL. За последний год их число в мире выросло на 38%, а в странах Евросоюза - на 45%. В Германии, например, около 92% всех широкополосных подключений составляет DSL. Согласно прогнозам Point Topic Research и DSL Forum, уже к 2012 г. каждая вторая телефонная линия мира будет использовать именно эту технологию. Нельзя не упомянуть и не сказать о том, что увеличение числа абонентов DSL не может быть бесконечным, у медного кабеля своя ограниченная пропускная способность, составляющая не более 37-40% DSL линий от общего количества пар. Дальнейшее увеличение такой нагрузки на кабель ведёт к нестабильной работе, срыву синхронизации, пропаданию и невосстановлению соединения. Постепенно подходим к такому пределу, упиранию в «потолок», когда оператор не может предоставить, а клиент не хочет удовлетворяться предоставляемым. Созревает необходимость внедрения новых технологий, нового подхода к предоставлению услуг, изучения интересов и потребностей клиента, анализ рынка операторов телекоммуникаций.

Российский рынок услуг передачи данных находится в прогрессирующей стадии своего развития. Как известно, спрос всегда порождал предложение, и эту нишу спешат занять и сотовые операторы, и различные ведомственные операторы (основная деятельность которых не в услугах связи), и простые предприимчивые граждане, стихийно строящие свои локальные сети для решения своих задач и извлечения прибыли. Основным сдерживающим фактором является несоответствие между большой себестоимостью услуг и платежеспособностью потребителей, в результате чего такого рода услуги до настоящего времени могли позволить себе только средние и крупные корпоративные пользователи. Не секрет, что для снижения себестоимости услуг важнейшую роль играет выбор среды передачи данных именно для организации «последней мили», то есть линий, по которым помещения абонентов подключаются к точкам доступа оператора. При построении сети, рассчитанной для массового пользователя, выбор технологии для «последней мили» становится принципиальным с точки зрения влияния на тарифы.

В настоящее время известны и широко используются в городских условиях следующие средства для организации «последней мили»:

1) телефонные провода, проводка (медь, алюминий, железо);

2) медная высокочастотная «витая пара»;

3) волоконно-оптические кабели;

4) телевизионные кабельные сети;

5) радиоэфир (технология «радио - Ethernet»)

6) каналы спутникового телевидения.

Традиционные технологии, которые были до настоящего времени разработаны для высокоскоростной передачи данных или доступа в сеть Интернет, достаточно дороги, причем не только на этапе внедрения, но и при эксплуатации, в то время как эффективные с экономической точки зрения технологии не обеспечивали необходимой пользователям скорости передачи данных. Часть пользователей все еще вынуждены применять для получения доступа в сеть Интернет аналоговые Dual-Up модемы, предназначенные для использования на телефонных линиях.

Современная эпоха характеризуется стремительным процессом информатизации общества. Это сильнее всего проявляется в росте пропускной способности и гибкости информационных сетей. Полоса пропускания в расчете на одного пользователя стремительно увеличивается, благодаря, нескольким факторам.

Во-первых, растет популярность приложений Wored Wide Web и количество электронных банков информации, которые становятся достоянием каждого человека. Падение цен на персональные компьютеры, приводит к росту числа домашних ПК, каждый из которых потенциально превращается в устройство способное подключиться к Internet. Во-вторых, новых сетевые приложения становятся все более «прожорливыми» в отношении полосы пропускания - входят в практику разнообразные приложения Internet, ориентированные на мультимедиа и видеоконференцсвязь, когда одновременно открывается очень большое количество сессий передачи данных. Как результат, наблюдается резкий рост в потреблении ресурсов Internet - по оценкам средний объем потока информации в расчете на одного пользователя в мире увеличивается в 8 раз каждый год. Следует дополнительно отметить, что и сама коммуникационная индустрия является поставщиком гетерогенных коммуникационных служб, способствуя мировой информационной интеграции и возрастанию нагрузки на сеть.

Противодействовать растущим объемам передаваемой информации на уровне сетевых магистралей можно только привлекая оптическое волокно. И поставщики средств связи при построении современных информационных сетей используют волоконно-оптические кабельные системы наиболее часто. Это касается как построения протяженных телекоммуникационных магистралей, так и локальных вычислительных систем. Оптическое волокно в настоящее время считается самой совершенной средой для передачи информации, а также самой перспективной средой для передачи больших потоков информации на значительные расстояния. Волоконная оптика став главной «рабочей лошадкой» процесса информатизации общества, обеспечила себе гарантированное развитие в настоящем и будущем.

Сегодня волоконная оптика находит применение практически во всех задачах, связанных с передачей информации. Стало допустимым подключение рабочих станций к информационной сети с использованием волоконно-оптического мини кабеля. Однако, если на уровне настольного ПК волоконно-оптический интерфейс только начинает единоборство с проводным, то при построении магистральных сетей давно стало фактом безусловное господство оптического волокна. Коммерческие аспекты оптического волокна также говорят в его пользу - волокно изготавливается из кварца, т.е. на основе песка, запасы которого очень велики.

Широкомасштабное использование волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) началось примерно 25 лет назад, когда прогресс в технологии изготовления волокна позволил строить линии большой протяженности. Сейчас объемы инсталляций ВОЛС значительно возросли. Стремительно входят в жизнь волоконно-оптические интерфейсы в локальных и региональных сетях Ethernet, FDDI, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, ATM.

В настоящее время по всему миру поставщики услуг связи прокладывают за год десятки тысяч километров волоконно-оптического кабеля под землей, по дну океанов, рек, на ЛЭП, в тоннелях и коллекторах. Множество компаний, в том числе крупнейшие: IBM, Lucent Technologies, Nortel, Corning, Ancoa Fudjikura, Siemens, Pirelli ведут интенсивные исследования в области волоконно-оптических технологий. К числу наиболее перспективных можно отнести технологию плотного волоконного мультиплексирования DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing), позволяющую значительно увеличить пропускную способность существующих волоконно-оптических магистралей, и крупномасштабные инсталляции волокна с ненулевой смещенной дисперсией Nrue Wave (Lucent Technologies), а также SMF-LS и LEAF (Corning), специально предназначенного для передачи DWDM сигнала.

В развитии технологий ШПД основную роль сыграет именно потребность рынка в экономически эффективном предоставлении абоненту большей емкости, пропускной способности и более коротком времени отклика. Главная причина для дальнейшей модернизации ШПД сетей это услуги IPTV. Передача HD потоков потребуют значительного увеличения пропускной способности.

В последнее время все большее распространение получают оптоволоконные технологии, например GеPON и WDM-PON. Большинство подобных проектов реализуется сейчас в Северной Америке, Западной Европе и Юго-Восточной Азии. Для большинства этих рынков оптические каналы доступа в Интернет станут нормой в ближайшие 2-3 года.

Раздел 1. Методологическое исследование сети

1.1 Историческая и географическая характеристика

В конце августа 1967 С.С. Покровский с главнмым геофизиком комбината Л.Н.Лобановым выехали в Забайкалье. Сойдя с самолёта, они увидели невысокие пологие сопки, разделены широкими долинами, покрытые степной растительностью. Местность была пустынной и безлюдной. Были построены два посёлка разведчиков Октябрьский и Краснокаменский ,в которых протекала жизнь. Ближайщим населённым пунктом был посёлок Кличка. Расстояния до ближайщей железной станции составляло сто километров. По мнению молодых специалистов должно быть строительство нового крупного предприятия. И оно уже начилось. Было начато сооружение первого жилого дома получившего № 102. Ефим Павлович Славский решил отказаться от сооружения временных бараков, и дал задание возвести в безлюдной степи пятиэтажный 125-квартирный дом который должен стать первым жельём для строителей и горняков нового предприятия. В начале марта 1968 был сдан 102 дом 4 подъезд был сдан комбинату, а остальных жили работники. От площадок до ближайших железнодорожных станций не было не каких дорог. Все материалы, детали сборных домов , поступали на станции Билитуй , Мациевская, Забайкальск и оттуда по бездорожью доставлялись на стройплощадку. Приняли решение построить железную дорогу. Эти работы начаты в декабре 1968. и в ноябре 1969 по этой дороге было открыто рабочее движение. Транспортная проблема была решена. Другой важной проблемой стало обеспечения строительства электроэнергией. Она была решена сооружением ЛЭП-110, подключенной к «Читаэнерго». На площадке не было питьевой воды . Город расположен в предгорьях Аргунского хребта, в 535 км от Читы. Возник как посёлок геологов в 1968 году, после того, как в 1963 году в Приаргунской степи геологами Сосновской экспедиции было найдено месторождение урана. Название получил по имени одной из расположенных неподалёку скал, приобретавших красный цвет на закате. Геолог Владимир Зенченко утверждает, что название городу дал именно он:

«Когда открыли первое месторождение, вокруг была безводная степь. И лежал примечательный камень с лимонитовыми натеками, который в лучах заходящего солнца становился красноватым. Поэтому я взял и написал на колышке карандашом "п. Краснокаменск". Так и закрепилось это название».

Градообразующее предприятие -- Приаргунское производственное горно-химическое объединение, входящее в состав концерна Атомредметзолото, является крупнейшим в России уранодобывающим предприятием и одним из крупнейших в мире поставщиков природногоурана. Разрабатывает Стрельцовское урановое месторождение с конца 1960-х. Кроме добычи урана в городе ведётся добыча угля на разрезе Уртуй. Также здесь находится месторождение цеолита. Рабочие предприятия, связанные с подземной добычей урана. Климат резко контенентальный, средняя температура июля +24 °C, января -25 °C. Лето засушливое, зимы малоснежные. Природа степь, природных водоёмов нет, только искусственно созданные.

* Среднегодовая температура воздуха -- ?3,2 °C

* Относительная влажность воздуха -- 63,8 %

* Средняя скорость ветра -- 3,9 м/с

Весь город делится на микрорайоны. Дома обозначаются просто номером. Первая цифра указывает номер микрорайона, в котором находится дом. Так, например, дом с номером 410 находится в четвертом микрорайоне. Раньше было два микрорайона -- центральный и восточный, где к номерам домов добавлялась буква, например в центральном микрорайоне -- дом 35 «ц». С 2010 года кое-где начались вводиться названия улиц. Исключение составляет проспект Строителей. Это единственная улица, носящая название с основания города. Население города 65200 тысяч человек. Градообразующее предприятие горно-химического комбината. Крупные предприятия состоят из числа отраслей энергетики, транспортного и коммунального хозяйства, железной дороги, связи. Развиты сферы торговли, медицины, образования и культуры. Город делится на микрорайоны, а не на улицы. Число микрорайонов -10. Обеспечение населения доступа к услугам связи в каждом микрорайоне неодинаково. Это зависит от компактности расположения строений, наличия кабельной канализации, удалённости от узла связи и его выносов, возраста микрорайонов и социального статуса жителей.

Данный дипломный проект рассматривает варианты модернизации телекоммуникационной сети центрального микрорайона №7 для увеличения проникновения услуг связи к потребителям, чего нельзя полноценно реализовать при нынешних ресурсах линейно-кабельного хозяйства.



Данный дипломный проект рассматривает варианты модернизации телекоммуникационной сети центрального микрорайона №7 для увеличения проникновения услуг связи к потребителям, чего нельзя полноценно реализовать при нынешних ресурсах линейно-кабельного хозяйства. План-схема 7-го микрараойна представлена на рисунке 1.2.

1.2 Характеристика существующей связи

Обоснование проектного решения

В городе присутствуют несколько операторов связи. Наиболее крупным из них является, ООО «ПЭС» (предприятие электросвязи) в ведении которого находиться городская телефонная станция 5ESS емкостью 15000номеров, а также мобильные операторы сотовых систем, такие как «МТС», «Билайн», и «Мегафон».

Несколько операторов располагаются в пределах 20-25 километровой зоны, и географически находятся в промышленной зоне города.

Все они предоставляют услуги по пропуску трафика. Но лишь ООО «ПЭС» является оператором фиксированной связи, в собственности которого находятся подземные линейно-кабельные сооружения, по которым предоставляются услуги телефонии, а также интернет посредством технологии ADSL. На центральной станции и выносах имеется оборудование DSLAM Huawei SmartAX MA5600.

Существующая система телефонной связи предназначена изначально для установления соединения между абонентами в пределах административного района и выхода абонентов на сети внутризоновой, междугородной и международной телефонной связи, и служит для удовлетворения потребностей предприятий, учреждений и населения района в телефонной связи.

Однако существующие операторы не могут удовлетворить потребности жителей города в услугах широкополосного доступа, т.к. мобильные операторы «МТС», «Билайн», «Мегафон» не в состоянии предоставлять безлимитные тарифные планы в пределах 2-10 Mbit/с в купе с IPTV, а такие операторы как «Транстелеком», и ООО «ПЭС», «КТС» не присутствуют в городе как провайдер, имеющий свои абонентские сети и коммуникации. ООО«ПЭС» так же активно, на протяжении последних лет, внедрял ADSL на своих сетях, но потребность на данный момент у населения превышает предложение. Имея старую структуру сети ООО «ПЭС» не может обеспечить всех широкополосным доступом в связи с ограничением на количество точек подключения обусловленную технологическими проблемами. Ресурс медного кабеля не безграничен. И обеспечить 100% абонентов услугой ШПД с помощью xDSL не представляется возможным. Максимум возможности кабеля - 37-40%. Поэтому только 20-25% населения подключены к интернет. А ведь желающих намного больше. Поэтому удовлетворяют 1-2 заявки на подключение ШПД из 10 обратившихся. К IPTV подключены не более 4% квартир! 67% населения имеют обычный телефон, что в целом неплохой показатель, но прибыльность традиционных услуг связи постоянно снижается. Причина возникновения тенденции снижения связана с тем, что обычная всем услуга голосовой связи дефицитной, нужной абсолютно всем, становится затребованной в сегменте низкодоходных и нетребовательных пользователей. А наиболее платежеспособным клиентам нужно уже не просто позвонить, но и получить множественный контент и сервисы.

Согласно недавно проведённому социальному опросу, проведённому среди жителей 7-го микрорайона, 20 % жителей не удовлетворены качеством предлагаемых услуг, 5% желали бы установить домашний телефон, из-за ШПД и им было отказано, по причине отсутствия технической возможности. Более половины пользуется время от времени услугами двух и более операторов (в основном из-за нестабильности доступа, дороговизны, отсутствия удобных тарифных планов, мобильности использования), почти 85% готовы пользоваться безлимитными тарифами, и около 15% опрошенных хотели бы отказаться от кабельного телевидения и использовать более качественные услуги IPTV и HDTV. Говоря простым языком, жители готовы стать абонентами и пользоваться современными услугами, но нет технической возможности удовлетворить потребности населения. Кабельные сети, обновлённые более 10 лет назад, от свинцовых на полиэтиленовые, забиты до предела, ни говоря уже о невозможности предоставить ШПД доступ.

Модернизация существующей сети с интеграцией современных услуг есть один из наиболее необходимых и перспективных направлений развития телекоммуникационных сетей в г. Краснокаменске.

При создании подобной мультисервисной сети достигается:

· сокращение затрат на каналы связи;

· сокращение затрат на администрирование и поддержку работоспособности сети, уменьшение совокупной стоимости владения;

· возможность проведения единой административно-технической политики в области информационного обмена;

· повышение эффективности использования каналов связи

· увеличение конкурентоспособности организации за счет введения в операционную деятельность новых корпоративных сервисов и приложений и, как следствие, повышение производительности работы сотрудников.

Поэтому исходя из описания существующей сети, можно сделать вывод, что проектируемая сеть станет конкурентоспособной и актуальной для населения города. Однако для предоставления услуг необходимо иметь источник услуг. Перспективными операторами в нашем городе могут являться «Транстелеком», ООО «ПЭС», «Ростелеком», «КТС». Исходя из технических возможностей, наличия подземных коммуникаций, контента, номерного ресурса, был избран оператор ООО «ПЭС».

ООО «ПЭС» имеет полный набор лицензий на предоставление услуг фиксированной связи: местной, междугородной и международной телефонии, а также правом сдавать в аренду каналы связи. Также, на базе транспортной сети ООО «ПЭС», работает контент-агрегатор «Росатом», необходимый для получения услуг IPTV.

1.3 Понятие широкополосного доступа

Широкополосный доступ в Интернет (сокращённо ШПД) называют также высокоскоростным доступом, что отражает сущность данного термина - доступ в Сеть на высокой скорости - от 128 кбит/с и выше. Сегодня, когда и 100 Мбит/с являются доступными для домашних абонентов, понятие «высокая скорость» стало субъективным, зависящим от потребностей пользователя. Но термин широкополосный доступ был введён во времена широкого распространения коммутируемого доступа (DIAL-UP), когда соединение с Интернетом устанавливается с помощью модема, подключенного к телефонной сети общего пользования. Эта технология поддерживает скорость порядка максимальных 56 кбит/с. Широкополосный доступ подразумевает применение других технологий, которые обеспечивают значительно более высокие скорости. Однако подключение, например, по технологии ADSL со скоростью передачи данных в 128 кбит/с также относится к широкополосному доступу.

Примерно в начале 2000-х гг. технологию DIAL-UP (диал-ап) активно начали замещать технологии xDSL (ADSL, HDSL и др.), обеспечивающие значительно более высокую скорость доступа. Так, например, технология ADSL2+ позволяет скачивать данные с максимальной скоростью 24 Мбит/с, а отдавать - со скоростью 3,5 Мбит/с. Для получения доступа по технологии xDSL также используется модем и телефонная линия, однако, в отличие от коммутируемого доступа, линия не занимается полностью, то есть остаётся возможность пользоваться и телефоном, и Интернетом одновременно. На сегодняшний день широкополосный доступ в Интернет предоставляется по различным технологиям - как проводным, так и беспроводным. К первым относятся семейство технологий xDSL, технология DOCSIS (Data Over Cable Service Interface Specifications - передача данных по телевизионному кабелю), Ethernet (передача данных в компьютерных сетях с использованием витой пары, оптического кабеля или коаксиального кабеля), семейство технологий FTTx (fiber to the x - оптическое волокно до точки X) и PLC (Power line communication - передача данных с использованием линий электропередачи). Что касается FTTx, то тут есть две базовые разновидности, правда, по сути, мало отличающиеся друг от друга, - FTTB (fiber to the building - оптоволокно до здания) и FTTH (fiber to the home - оптоволокно до дома).

Сегодня активно внедряются и развиваются технологии беспроводного интернет доступа, особенно мобильного. Фиксированный беспроводной доступ обеспечивается посредством спутникового Интернета, технологий Wi-Fi и фиксированного WiMAX. Однако уже многие операторы сотовой связи и беспроводные провайдеры предлагают мобильный Интернет. Сотовые операторы развивают технологии «третьего поколения» (3G) и выше, куда входят такие стандарты связи, как UMTS, CDMA, CDMA EV-DO, HSDPA и др. Конкурирует с данными технологиями мобильный WiMAX. В ближайшем времени можно ожидать появление услуг на основе технологии новейшего поколения - LTE и TD-LTE (3GPP Long Term Evolution), которая обеспечивает передачу данных со скоростями до 173 Мбит/с на приём и 58 Мбит/с на отдачу.

Крупнейшим оператором широкополосного доступа в России является компания «Ростелеком» представленная во всех регионах страны. ООО «ПЭС» за счёт поглощения ряда МРК (межрегиональных компаний связи) предоставляет услуги ШПД по различным технологиям. По данным аналитического агентства iKS-Consulting на конец I квартала 2011 года, «Ростелеком» занимает 36,1 % рынка ШПД России в сегменте частных пользователей. В тройку лидеров также входят МТС и «Мегафон» «Билайн», имеющие доли рынка 9,5 % и 8,3 % соответственно. Данные операторы предоставляют доступ в Интернет, как по проводным, так и по беспроводным технологиям «третьего поколения». Так, например, МТС, приобретя компанию «Комстар ОТС», стал крупным оператором услуг доступа в Интернет по технологиям ADSL и ADSL2+, цифрового ТВ и кабельного ТВ. «Билайн», помимо услуг беспроводного доступа и мобильной связи, предоставляет услугу «Домашний Интернет» по технологии FTTB (fiber to the building - оптоволокно до здания).

1.4 Классификация технологии FTTx

Технологий FTTx (Fiber To The x, где x может быть заменен на B - Building - здание или Cab - Cabinet - распределительный шкаф сети абонентских линий, предназначена для совместного использования с технологиями ADSL и VDSL и позволяет более эффективно использовать пропускную способность этих технологий, благодаря сокращению длины медно-кабельных линий связи. Эти технологии позволяют предоставлять индивидуальному пользователю каналы с пропускной способностью выше 1 Гбит/с, однако стоимость их пока высока. В настоящее время для предоставления пользователям широкополосных услуг используются обычно смешанные медно-оптические сети доступа. Существует несколько концепций разворачивания сети доступа смешанного типа. Одна из них называется HFC (Hybrid Fiber Coaxial) и предполагает доведение оптики до точки концентрации, при этом распределительная абонентская сеть строится на основе коаксиальных кабелей. Данная архитектура не получила широкого распространения и используется обычно лишь операторами кабельного телевидения. Другая концепция является разновидностью концепции FTTx и носит название FTTB (Fiber To The Building - «волокно к зданию», то есть доведение ВОЛС до офисного здания). Согласно концепции FTTB распределение сигналов по абонентам внутри здания осуществляется по витым медным парам с использованием преимущественно технологии VDSL.

Варианты доступа FTTH и FTTB пока не получили широкого распространения. Связано это в основном с тем, что их реализация требует от оператора значительно больших инвестиций, чем построение DSLинфраструктуры, поскольку для предоставления абоненту высокоскоростного канала (до нескольких Гбит/с) необходимо во много раз увеличить пропускную способность опорных сетей, протянуть оптоволокно до абонента, разработать немало новых приложений и, самое главное, убедить абонента заплатить за это деньги. Поэтому многие операторы до сих пор стараются использовать имеющуюся медно-кабельную инфраструктуру.

1.5 Выбор технологии для проектируемого ШПД

В современных сетях широкополосного доступа (ШПД) выбор технологии предоставления услуг во многом определяет величину капитальных и операционных затрат оператора на развитие и эксплуатацию сети. Сегодня для всех операторов наиболее приоритетна модель предоставления пользователям одновременно трех услуг по одному кабелю (Тriple Рlау) высокоскоростного доступа в Интернет, IР-телевидения (IРТV) и телефонной связи. В дипломном проекте ставим вопрос в том о правильном выборе технологии ШПД.

Сегодня в России среди технологий ШПД наиболее распространены АDSL и FTTх (оптическое волокно до точки X). В России наиболее популярен вариант построения сетей FTTх, когда оптическое волокно от оператора доходит до некоей точки X, где установлен Еthеrnet-коммутатор, а далее до абонентов проложен медный кабель. В большинстве случаев используется общий канал 1 Гбит/с, который делится между 24 абонентами, т.е. скорость в абонентском канале оказывается выше, чем в случае технологии АDSL.

Казалось бы, скорости вполне достаточно. Но развитие технологий предоставляемых услуг не стоит на месте. Тем более, что сегодня для операторов приоритетна модель Тriplе Рlау-услуг, когда пользователям по одному кабелю предоставляется одновременно три сервиса высокоскоростной доступ в Интернет, IР-телевидение и телефонная связь. Причем все новые и новые технологии телевидения требуют все большей и большей ширины канала передачи данных. Так, для передачи видеокартинки стандартного разрешения необходима полоса примерно 1-4 Мбит/с, для трансляции сигнала высокой четкости от 6 до 25 Мбит/с, а для передачи 3D-видео свыше 30 Мбит/с.

Одна из причин широкого распространения технологии FТТх небольшие капитальные затраты на построение сети и как следствие быстрая окупаемость. Недостаток FТТх в описанном типичном для России варианте реализации наличие активного оборудования между оператором и абонентом (в точке X). Оно требует обслуживания, обеспечения бесперебойного питания и вандалозащищенности. При этом для предоставления услуг телефонии необходимо обеспечивать непрерывность и энергонезависимость телефонной связи на участке от оператора до входа в зону ответственности абонента (квартира или офис). В результате при, казалось бы, достаточно небольших затратах на построение сети требуются немалые операционные расходы, что принципиально противоречит политике крупных российских операторов, стремящихся минимизировать эксплуатационные затраты.

При оказании услуг на базе ADSL-технологии наблюдается существенная зависимость качества сервиса от характеристик абонентской линии (АЛ), на которые отрицательно влияют следующие параметры:

· длина абонентской линии;

· параллельные распределительные коробки;

· сопротивление изоляции (сезонные явления);

· наличие индуктивности;

· кабельные вставки;

· взаимовлияние уплотненных АЛ.

Необходимо отметить, что востребованность сервисов, связанных с передачей данных, стремительно растет. При этом набирают популярность Torrent-приложения, которые требуют симметричных каналов передачи данных. Кроме технологических ограничений xDSL, медный кабель имеет физические ограничения по скорости передачи (даже используя технологию VDSL, можно получить скорость не более 25 Мбит/с в downstream-направлении), поэтому перспективные сети доступа должны базироваться на оптических технологиях, но при этом между защищенным узлом доступа оператора и абонентом не должно быть каких-либо активных узлов.

Для предоставления сервисов на качественно новом уровне необходима модернизация мультисервисной сети, но не только ее магистрального уровня, но и сети доступа.

Наиболее перспективны в данном отношении технологии пассивных оптических сетей хРОN (Раssivе орtiсаl netwоrk). Распределительная сеть доступа РОN имеет древовидную топологию с пассивными оптическими разветвителями (сплиттерами) в узлах. При этом архитектура РОN позволяет по мере необходимости наращивать число узлов в сети и увеличивать ее пропускную способность.

Можно выделить две основные технологии РОN: GЕРОN (Gigabit Еthernеt РОN) и GРОN. На GPON ориентированы операторы развитых стран Запада, а на GEPON юго-востока. GPON имеет большую полосу нисходящего потока (2,5 G против 1 G в GEPON). Как правило, центральные терминалы (OLT) GPON имеют большую плотность подключения абонентов, чем GEPON. Протокол GFP (GPON) более эффективен для FTTH. Однако в настоящее время GEPON дешевле и для него существуют решения на малое число абонентов. Например, крупному оператору, ожидающему охватить большой процент пользователей в районах многоэтажной застройки или в крупном коттеджном поселке (более 500 домов), лучше остановить свой выбор на технологии GPON. А для среднего оператора с малым ожидаемым процентом охвата абонентов или в небольшом коттеджном поселке (50-100 домов) выгоднее становится технология GEPON.

Таблица 1.1. Сравнение стандартов PON

Стандарты PON
	GEPON	GPON
Стандарт	IEEE 802.3ah	ITU-T G.984
Пропускная способность	Симметричный, до 1,25 Гбит/с	Нисходящий поток -- до 2,5 Гбит/с Восходящий поток -- до 1,25 Гбит/с
Количество абонентов на линии	32
Максимальная дальность работы	20 км
Длина волны нисходящего потока	1490 нм (цифровые данные) и 1550 нм (аналоговое КТВ)
Длина волны восходящего потока	1310 нм
Протоколы	Ethernet	Ethernet, ATM, TDM

Основное их отличие заключается в базовых протоколах. Кроме того, технология GРОN обладает асимметричной полосой пропускания (нисходящий трафик до 2,488 Гбит/ с, восходящий до 1,244 Гбит/с, в соответствии с иерархией скоростей SDН). Напротив, полоса пропускания для GЕРОN симметрична 1,244 Гбит/с в обе стороны. К преимуществам технологии GЕРОN можно отнести ее прозрачность для Еthernеt-трафика. Технология GEPON (Gigabit Ethernet Passive Optical Network) является одной из разновидностей технологии пассивных оптических сетей PON и одним из самых современных вариантов строительства сетей связи, обеспечивающим высокую скорость передачи информации (до 1,2 Гбит/с). Основное преимущество технологии GEPON заключается в том, что она позволяет оптимально использовать волоконно-оптический ресурс кабеля. Например, для подключения 64 абонентов в радиусе 20 км достаточно задействовать всего один волоконно-оптический сегмент.



Концепция GEPON это -- нежелание употреблять активное сетевое оборудование по дороге к пользователю, полнодуплексный симметричный доступ на скоростях от 40 Мбит/с (при полной загрузке GEPON-узла) до 1,25 Гбит/с, высокая масштабируемость, увеличенная результативность применения среды передачи данных, снабжаемая прямым транспортом Ethernet-кадров, результативными схемами, приоритизации трафика и IP-протоколами. В одном ряду с поддерживаемыми услугами IP-ТВ, для обеспечения услуг общепринятого кабельного телевидения стандартами GEPON зарезервирован диапазон длин волн 1550 нм.

Создавая сеть GEPON, оператором предоставляется весь пакет услуг, который состоит из предложений пакетной телефонии, широкополосного доступа в Интернет, кабельного телевидения, IP-ТВ и прочих сервисов, запрашиваемых пользователями.

Основными преимуществами GEPON являются:

· Использование стандартных механизмов 802.3ah, что позволит в перспективе значительно снизить стоимость оборудования.

· Повышение скорости передачи до 1 Гбит/c в обе стороны и предоставление более широкополосных услуг.

· Обеспечение QoS с помощью механизмов 802.1p/TOS. Возможно использование жестких механизмов приоритизации трафика с помощью восьми выделенных очередей для каждого типа трафика. Данные механизмы позволяют предоставлять такие услуги как VoIP или VoD с гарантией качества.

· Возможность подключения 64 абонентских устройств на ветку PON и эффективное использование оптического волокна.

· Полная поддержка DBA (Dynamic Bandwidth Allocation) -- механизма динамического перераспределения полосы пропускания в соответствии с запросами абонентов и наличием свободной полосы в дереве PON. Так абоненты, которым предоставлена гарантированная полоса пропускания для передачи данных, например, 1Мб/с могут получить реальную скорость до 1Гб/с, если полоса дерева PON остается частично неиспользованной (аналогично UBR трафику в ATM).

· Поддержка передачи потокового видео (IGMP Snooping).

· Простота установки и обслуживания.

1.6 Понятие мультисервисной сети

Стремительный прогресс в области телекоммуникационных и информационных технологий привел к появлению новых терминов, обеспечивающих: мультимедиа телекоммуникации, услуги широкополосного доступа, услуги с гарантией времени доставки трафика и др. Постепенно в западной литературе сформировался термин Time Warner Full Service Network (FSN), дословно означающий полносервисные сети, предупреждающие потерю качества из-за несвоевременной (с запаздыванием) доставки трафика. В российской литературе этот термин аналогичен понятию мультисервисных сетей, т.е. сетей, готовых к предоставлению любых телекоммуникационных и информационных услуг - передачу голоса, мультимедийные услуги, передачу данных и многое другое. Мультисервисные сети могут быть созданы непосредственно на основе как существующих цифровых, так и виртуальных сетей.

Мультисервисная сеть (МСС) 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).

Основная задача мультисервисных сетей заключается в обеспечении работы разнородных информационных и телекоммуникационных систем и приложений в единой транспортной среде, когда для передачи обычного трафика (данных) и трафика другой информации (речи, видео и др.) используется единая инфраструктура.

МСС использует единый канал для передачи данных разных типов, позволяет уменьшить разнообразие типов оборудования, применять единые стандарты, технологии и централизованно управлять коммуникационной средой.

Интерактивные МСС предоставляют абонентам широкий спектр услуг: пакеты аналогового и цифрового телевидения, потоковое вещание, Интернет, телефонию, видеоконференция, голосование и опрос населения, видеотелефонию, видео по требованию, дистанционное обучение, медицинские консультации, оплату коммунальных услуг с автоматическим съемом показаний со счетчиков воды, тепла и электроэнергии, охранную сигнализацию, видеонаблюдение и др.

Проанализировав всё выше сказанное, можно сделать вывод, что в современных сетях широкополосного доступа (ШПД) выбор технологии предоставления услуг во многом определяет величину капитальных и операционных затрат оператора на развитие и эксплуатацию сети. Всем требованиям наиболее отвечает технология GEPON. Именно эту технологию выбираем для организации ШПД на проектируемой сети.



РАЗДЕЛ 2. МОДЕРНИЗАЦИЯ СУЩЕСТВУЮЩЕЙ СЕТИ

2.1 Анализ оснащенности участка проектирования

Микрорайон №7 города - один из молодых. Его бурная застройка приходится на начала 80-ых годов прошлого столетия. На его территории гармонично расположились 3 больших многоквартирных дома по 13-ть подъездов и, 2-х девятиэтажек, 1 дом 11-ти этажный два детских сада, средняя школа, магазин.

Необходимо отдать должное тем, кто грамотно спроектировал и построил кабельную канализацию, состояние которой на сегодня можно расценивать как хорошее. Колодцы сообщаются асбест-цементными трубами диаметром 100 мм. Ввод в дома также осуществлён непосредственно из колодцев в подвалы. Микрарайон запитан шкафным распределение. Возможности эксплуатируемой сети на пределе. Есть ежедневная огромная потребность в свободной ёмкости для развития и устранения повреждений. Магистральная ёмкость почти полностью занята, распределительная абонентская емкость закончилась. Последнее капстроительство в линейном хозяйстве микрорайона было несколько лет назад своими силами -ООО «ПЭС». На сей момент в микрорайоне 600 пар шкафных магистралей и 1200 распределительных пар.

Для удобства рассмотрения необходимости скорого удовлетворения потребностей клиентов сведения о количестве квартир, телефонизированного жилья, установленного xDSL ШПД, а так же заявок на установку стационарного телефона и подключения услуг ШПД. Представлены сведения только о домашних телефонах физических лиц. Данные актуальны на декабрь 2011 - январь 2012 г.г. Количество предприятий, магазинов и учебно-воспитательных заведений в данном жилом массиве составляет чуть более 1%, поэтому не учитывается.



№№	Количество квартир в подъезде	Общее число квартир дома	Количество установленных телефонов	Количество установленного ШПД	Заявки на установку телефона	% телефонизации	Необходимость скорейшего решения
701	65	65	33	20	15	50.7	умерен
704	15-20	320	250	28	36	78.1	остр.
705	36	72	35	25	49	48.6	остр.
706	15-20	320	175	25	8	54,5	остр.
709	36	72	51	13	4	70,8	умерен
711	15-20	320	150	11	4	46.8	умерен
итог		1169	694	122	116	59,3	умерен

Таблиця 2.1



Для вычисления табличных процентных отношений были использованы формулы:

К_тел.кв. = ( N _тел.кв. * 100%) / N_{общ.кол.кв.,}

где К_тел.кв. - процент телефонизированных квартир;

N _тел.кв. - количество телефонизированных квартир;

N_{общ.кол.кв.} - общее количество квартир в доме;

К_ШПД.кв. = ( N _ШПД.кв. * 100%) / N _тел.кв. ,

где К_ШПД.кв. - процент телефонизированных квартир с услугой ШПД;

N _ШПД.кв. - количество квартир с услугой ШПД;

N_тел.к-количеств телефонизированных квартир;

К_{потр.ШПД} = (N_{заявл.ШПД} *100%) / (N _тел.кв. N _ШПД.кв.),

где К_{потр.ШПД} - процент потребности остальных нетелефонизированных квартир в услуге ШПД;

N_{заявл.ШПД} - количество заявлений на подключение услуг ШПД;

N _тел.кв. - количество телефонизированных квартир;

N _ШПД.кв. - количество квартир с услугой ШПД. Из полученных в таблице результатов видим, что доступом к ТфОП (телефонной сети общего пользования) охвачено 69,5 % квартир, доступом к услуге ШПД по технологии DSL обеспечены 29,9% абонентов АТС, и почти столько же желают получать высокоскоростное подключение к выходу во всемирную паутину.

Но привычное сегодня понятие «интернет» - это уже не просто возможность проверить почту, поболтать в «аське» или «скайпе», «погуглить» или побродить по разным сайтам, - это целый спектр возможностей, развлечений, занятий. И скорость, предоставляемая сегодня абонентам сети, уже многих не удовлетворяет, более того услуги, распростанённые в крупных городах с развитыми сетями, на имеющихся у нас сетях предоставить невозможно. Нужны новые сети, способные предоставить на выбор скорость каждому абоненту в зависимости от выбранных им спектре услуг.

Для физических лиц:

ь высокоскоростной широкополосный доступ к Интернету обеспечит возможность доступа к информационным ресурсам всемирной сети.

ь IP телефония позволит, сократить расходы на телефонные переговоры.

ь IPTV это цифровое интерактивное телевидение нового поколения. Технология IPTV являет собой новое поколение цифрового телевидения в IP-Сетях. С помощью IPTV плеера, без использования дополнительного оборудования, можно просматривать более ста телевизионных каналов. Для просмотра IPTV на телевизоре необходимое использование дополнительной IPTVПриставки, а также маршрутизатора (несколько компьютеров в сети + телевизор) или коммутатора (один компьютер + телевизор);

ь HDTV - телевидение высокой чёткости, с картинкой высочайшего качества, способной удовлетворить самых взыскательных пользователей;

ь видео по запросу (VoD).

Для юридических лиц:

ь широкополосный доступ к сети Интернет;

ь IP телефония;

ь услуга передачи данных по технологии VPN. Под услугами передачи данных понимаются организация и обслуживания каналов передачи данных между точками (офисами) клиентов;

ь видеонаблюдение с предоставлением файлохранилища;

ь передача трафика корпоративных сетей, объединение локальных сетей;

ь IPTV (для гостиничного и др. бизнеса).

Удовлетворить потребность в получении этих услуг способна только новая оптоволоконная сеть. Исходя из таблицы, видно, что на сей момент услугой ШПД пользуется 122 абонентов телефонной сети, и 83 желали бы стать пользователями. Поэтому нужно рассчитывать на обеспечение как минимум 325 квартир. И из оставшихся 950 квартир будем считать, что ещё 25% пожелают впоследствии подключить услугу, а это 287 клиентов. В итоге получаем 410 абонентов, что составляет более 50% охвата всех жилищ 7-го микрорайона.

Строительство ШПД по технологии PON улучшает выполнение плана продаж ООО «ПЭС», позволяет широко внедрять новые услуги, такие как высокоскоростной Интернет на скорости до 1 Гб/с, новейшее интерактивное IP-телевидение, которое даст возможность смотреть более 40 спутниковых и эфирных каналов цифрового телевидения с высоким разрешения формата HDTV, качественная связь с возможностью подключения как обычного, так и IP-телефона с расширенным набором функций, неограниченное количество номеров по одной линии и сохранение номера при переезде. Используя услуги IP-телефонии, можно значительно экономить на звонках в другие города.

Одно из важных достоинств PON -- возможность предоставления потребителю всех услуг (голос, Интернет, телевидение) из одних рук по одному оптическому волокну. Собственно, это один из способов реализации концепции Triple Play.

Важно отметить, что для реализации концепции Triple Play почему-то предлагается использовать IP-канал и специальную приставку (Set-Top-Box, STB) на стороне потребителя. Приставка в данном случае используется для выделения из IP-потока, поступающего к потребителю, телевизионного сигнала, Ethernet-трафика и телефонии. При этом STB получает сигнал от ADSL-модема или Ethernet-коммутатора, а к его выходам могут быть подключены телевизор, компьютер и телефон.

По сути, в данном случае имеется дело с реализацией концепции Triple Play на базе IP-решений. Оператор, предоставляющий IP-канал, может также обеспечить организацию трансляции телевидения по IP и VoIP. Однако осуществить доставку услуг -- вовсе не то же самое, что выполнить предоставление реальных услуг Triple Play. Очевидно, что это по силам только крупным операторам. Небольшие операторы, в частности, домашних сетей, могут лишь протянуть волоконно-оптический кабель к дому и «раздать» Ethernet по квартирам, обеспечивая последним высокоскоростной доступ к Интернету.

При строительстве ШПД будут обеспечены следующие дома 7-го микрорайона: 1, 2, 3, 4, 5, 6. По этим адресам была проведена маркетинговая работа в 2011 году.

Проанализировав данные таблицы можно сказать, что после строительства сети PON пользователями, проживающими по данным адресам, будут востребованы все услуги, предоставляемыми данным ШПД.

Выполнение решений проекта позволит: повысить доходность от эксплуатации построенной ШПД; наполнить рынок конкурентоспособными услугами; сократить затраты на эксплуатацию существующих аналоговых систем связи и создать новые оптические линии; обеспечить занятость высококвалифицированного персонала ООО "ПЭС"; повысить имидж ООО "ПЭС", как оператора связи. Последнее, кстати, далеко немаловажно. Держать марку очень сложно со старыми сетями и технологиями. В городе несколько провайдеров, предоставляющих, разнообразный спектр услуг. Одним из которых является ООО «ПЭС».

Перечислим основные услуги, предоставляемые ООО «ПЭС»:

1. Установка телефона для физических и юридических лиц, подключение к сети общего пользования.

2. Подключение к междугороднему и международному доступу, как через отдельный выделенный канал, так и через IP-телефонию.

3. Подключение к сети Internet методом Dual-Up и ADSL.

4. Подключение к сети Internet методом ETTH, PON.

Интернет -- всемирная система объединённых компьютерных сетей, построенная на использовании протокола IP и маршрутизации пакетов данных. Интернет образует глобальное информационное пространство, служит физической основой для Всемирной паутины и множества других систем (протоколов) передачи данных. Часто упоминается как «Всемирная сеть» и «Глобальная сеть». В настоящее время, когда слово «Интернет» употребляется в обиходе, чаще всего имеется в виду Всемирная паутина и доступная в ней информация, а не сама физическая сеть.

К середине 2011года число пользователей, регулярно использующих Интернет, составило около 2,5 млрд. человек (около четверти населения Земли). Вместе с подключенными к нему компьютерами, Интернет служит основой для развития «информационного общества».

5. Цифровое телевидение (IP-TV).

Услуга цифрового интерактивного телевидения по технологии IP-TV. Теперь пользователь IP-TV запросто может устроить у себя дома настоящий домашний киноцентр. Сегодня специалисты ООО «ПЭС» отвечают на наиболее важные вопросы по предоставлению этой перспективной услуги. IP-TV (ай пи ТВ) - это цифровое интерактивное телевидение. В отличие от систем кабельного и эфирного телевидения, видеосигнал в системе IP-TV доставляется до абонента в цифровом качестве по сети передачи данных.

IP-TV открывает для пользователей совершенно новые возможности обычного телевизора и дает возможность управления телевидением при помощи дополнительных услуг, таких как «видео по запросу», «запись передач на ряде телеканалов за прошедшие трое суток». Все каналы удобно сформированы в тематические пакеты, среди которых каждый найдет что-то интересное для себя. Для просмотра телеканалов IP-TV на обычном телевизоре используется специальная приставка Set-Top-Box.

Главные преимущества «IP-TV»: возможность просмотра большего количества телевизионных каналов; возможность приобретения тематических пакетов телеканалов с дифференцированной тарификацией; возможность «заказывать» фильмы из контентной фильмотеки (более 500 наименований) и телепрограммы на удобное время; возможность бесплатного просмотра основных общедоступных телеканалов в цифровом качестве; трансляция каналов и фильмов в формате высокой четкости HD.

6. SIP - телефония

SIP- телефония - это самый современный и быстро развивающийся вид интернет телефонии, позволяющая совершать звонки через Интернет и сочетающий в себе сразу несколько преимуществ доступность, качество и экономичность. Воспользоваться SIP телефонией может любой пользователь сети Интернет, где бы он не находился, в России или за рубежом. Благодаря выгодным тарифам на SIP телефонию, можно экономить на исходящих звонках на междугородные, международные, городские телефонные номера, а так же на SIP и Skype.

Кроме того, услуга позволит: увеличить число исходящих линий до нужного количества, что часто бывает необходимо при проведении краткосрочных компаний, связанных с массовыми исходящими звонками; расширить количество внутренних номеров, чтобы разгрузить существующие линии и обеспечить связью всех сотрудников без дополнительных затрат; пользоваться конференцсвязью; записывать разговоры, например, для усиления контроля за работой сотрудников.

7. Виртуальный хостинг

Виртуальный хостинг это размещение виртуального веб-сервера на машине-сервере, чьи ресурсы разделяются им с другими виртуальными серверами. Преимуществом такого способа являются низкая стоимость услуги и то, что владелец виртуального веб-сервера не должен заботиться об обслуживании и настройке сервера и его программного обеспечения.

Хостинг (hosting) предоставление услуг размещения, поддержки и сопровождения пользовательских или корпоративных веб-сайтов на серверах компаний, специализирующихся на таких услугах. Компании, предоставляющие такие услуги, создают центры хранения и хостинга данных, обеспеченные резервными источниками электропитания, защитой от попадания влаги, устойчивостью к землетрясениям и т.д., что позволяет обеспечить устойчивый круглосуточный доступ к веб-сайтам клиентов.

Виртуальный хостинг это размещение веб-сайта на оборудовании хостинг-провайдера, находящемся в постоянном соединении с сетью Интернет высокоскоростными каналами связи. Эта услуга обеспечивает доступ к веб-сайту в любое время из любой точки мира по адресу, который был ранее зарегистрирован. Экономия в случае использования виртуального хостинга может составить очень большую сумму, так как перекладываются на хостинг-провайдера заботы по круглосуточной поддержке дорогостоящего серверного оборудования, настройке программного обеспечения, его регулярному обновлению, а также обеспечению постоянного соединения с Интернет.

8. Fax-mail

Fax-mail - это услуга, которая позволяет принимать и отправлять факсимильные сообщения используя только электронную почту. Преимущества «Fax-mail» перед обычным факсом: экономичность - не нужно приобретать собственный факс-аппарат, расходные материалы для него, проводить отдельную телефонную линию и использовать дополнительные трудозатраты, т.к. факс будет приниматься автоматически; мобильность - "Виртуальный номер", выделяемый для услуги "Fax-mail" не требует физической привязки к рабочему месту, полученные факсы доступны 24 часа в сутки в любой точке мира, где есть доступ в Интернет; функциональность - "Fax-mail" расширяет возможности по приему и обработке поступивших факсимильных сообщений; одновременно на Ваш "виртуальный" номер сможет поступать неограниченное количество факсимильных сообщений; найти нужное факсимильное сообщение становится намного проще, а также узнать, когда и кем он был отправлен; все полученные документы можно группировать, сортировать, распечатывать неограниченное количество раз, пересылать другим адресатам; факсимильные сообщения хранятся сколько угодно долго без потери своего первоначального качества.